JP2003222066A - Accidental fire detecting device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an accidental fire detecting device which is excellent in endurance reliability using no main discharge voltage for generating of applied voltage for accidental fire judging when detecting an accidental fire in an internal combustion engine. <P>SOLUTION: In the accidental fire detecting device 1, after mixture gas is ignited by generating a main spark discharge, a primary current 22 is re- conducted during a conducting time Tt for auxiliary discharge, an induction current for auxiliary discharge is generated for a secondary winding 23 in auxiliary discharge conducting time tr, and the fire is judged based on whether or not the auxiliary spark discharge is generated by applying the induction voltage for auxiliary discharge between electrodes of an ignition plug. For this reason, it is necessary to store energy for generating the applied voltage for accidental fire judging applied between the electrodes of the ignition plug 13, it can be controlled to worsen ignition performance followed by generating of applied voltage for accidental fire judging so as to improve the endurance reliability of equipment itself, because it is unnecessary to add an electronic part. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグに発生
する火花放電により混合気への着火を行う内燃機関にお
いて、失火を検出する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 detection device for detecting misfire in an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture by spark discharge generated in a spark plug.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車エンジン等に使用され
る内燃機関としては、点火プラグの電極間に発生する火
花放電により混合気への着火を行う構成の内燃機関が知
られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an internal combustion engine used in an automobile engine or the like, there is known an internal combustion engine configured to ignite an air-fuel mixture by spark discharge generated between electrodes of a spark plug.

【０００３】しかし、点火プラグにて正常に火花放電が
発生しない場合には、混合気への着火が行われず失火に
至るため、内燃機関を正常に運転することができない。
また、火花放電が発生した場合であっても、混合気への
着火が正常に行われない場合には失火となり、内燃機関
を正常に運転できなくなる。However, when the spark discharge does not normally occur at the spark plug, the mixture is not ignited and a misfire occurs, so that the internal combustion engine cannot be operated normally.
Further, even if spark discharge occurs, if ignition of the air-fuel mixture is not normally performed, a misfire occurs and the internal combustion engine cannot operate normally.

【０００４】そのため、内燃機関を正常に運転するに
は、失火を早期に発見して、点火時期や空燃比などの制
御パラメータを失火を抑える値に設定することが望まし
い。そして、失火を検出するための方法としては、例え
ば、イオン電流を用いた方法が知られている。つまり、
内燃機関において、点火プラグによる火花放電により混
合気が燃焼すると、その燃焼に伴ってイオンが発生する
ことから、点火プラグの火花放電後にその点火プラグの
電極間に電圧を印加した場合には、イオン電流が流れ
る。このため、正常燃焼した場合と失火した場合とで
は、イオンの発生量が異なることから、このイオン電流
を検出し、解析処理を行うことによって、失火を検出す
ることができる。Therefore, in order to operate the internal combustion engine normally, it is desirable to detect misfire early and set control parameters such as ignition timing and air-fuel ratio to values that suppress misfire. Then, as a method for detecting misfire, for example, a method using an ion current is known. That is,
In an internal combustion engine, when the air-fuel mixture burns due to spark discharge from the spark plug, ions are generated along with the combustion.Therefore, when voltage is applied between the electrodes of the spark plug after spark discharge, An electric current flows. Therefore, since the amount of generated ions is different between the case of normal combustion and the case of misfire, misfire can be detected by detecting this ion current and performing an analysis process.

【０００５】そして、イオン電流を用いた失火検出装置
としては、点火プラグによる火花放電発生時（主放電発
生時）に発生する火花放電電流（二次電流）によりコン
デンサを一定電圧に充電し、火花放電後にこのコンデン
サを放電することで点火プラグの電極間に電圧を印加
し、この時流れるイオン電流を検出する構成のものが主
流である（例えば、特開平４−１９１４６５号公報参
照）。また、このような失火検出装置としては、コンデ
ンサに並列にツェナーダイオードを備えて、コンデンサ
が過充電により破壊するのを防ぐとともに、コンデンサ
の両端電圧を一定電圧に制限する構成の失火検出装置が
ある。A misfire detection device using an ionic current is a spark discharge current (secondary current) generated when a spark discharge is generated by a spark plug (when a main discharge is generated) to charge a capacitor to a constant voltage. A mainstream structure is one in which a voltage is applied between the electrodes of the spark plug by discharging this capacitor after discharging, and the ion current flowing at this time is detected (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 4-191465). Further, as such a misfire detection device, there is a misfire detection device having a Zener diode in parallel with the capacitor to prevent the capacitor from being destroyed by overcharge and to limit the voltage across the capacitor to a constant voltage. .

【０００６】このようにコンデンサをイオン電流発生用
の電源として用いる失火検出装置においては、イオン電
流が流れる場合には正常燃焼と判定し、イオン電流が流
れない場合には失火と判断することができる。As described above, in the misfire detecting device using the capacitor as the power source for generating the ion current, it is possible to judge the normal combustion when the ion current flows and the misfire when the ion current does not flow. .

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン電流
を発生させるのに必要な電圧は数百［Ｖ］と高いため、
上記のイオン電流を用いた失火検出装置に備えるコンデ
ンサとして、高耐圧（耐電圧が数百［Ｖ］以上）のもの
を用いることが望ましい。また、点火プラグにて火花放
電を発生させるための点火用高電圧は、数十［ｋＶ］以
上と非常に高電圧であり、火花放電時に流れる火花放電
電流は大電流となる。このため、ツェナーダイオードと
しては、瞬間的に発生する数十［Ｗ］の比較的大きな電
力（ツェナー電圧×火花放電電流）に耐えることができ
るものを用いることが望ましい。By the way, since the voltage required to generate an ion current is as high as several hundred [V],
It is desirable to use a capacitor having a high withstand voltage (withstand voltage of several hundred [V] or more) as a capacitor provided in the above-mentioned misfire detection device using an ion current. Further, the ignition high voltage for generating a spark discharge at the spark plug is a very high voltage of several tens [kV] or more, and the spark discharge current flowing during the spark discharge becomes a large current. Therefore, it is desirable to use, as the Zener diode, one that can withstand a relatively large electric power (zener voltage × spark discharge current) of several tens of [W] that is instantaneously generated.

【０００８】しかし、従来から知られたイオン電流を用
いる失火検出装置では、火花放電電流の一部を利用して
コンデンサに電荷を蓄え失火判定用印加電圧を生成する
構成であるために、イオン電流の検出精度を高めるべく
過度の電荷を蓄えようとすると、その分、火花放電電流
が減少し、点火プラグによる点火性能が悪化する虞があ
る。そのために、過度に高耐圧（耐電圧が数百［Ｖ］以
上）のコンデンサを使用することはできず、高電圧が印
加され、大電流が流れるという厳しい環境下で使用され
る失火検出装置では、コンデンサやツェナーダイオード
の破損等が発生し易くなり、耐久信頼性に優れるものと
は言い難い。However, in the conventional misfire detecting device using the ion current, since the part of the spark discharge current is used to store the charge in the capacitor to generate the applied voltage for the misfire determination, the ion current is detected. If an attempt is made to store an excessive amount of electric charge in order to improve the detection accuracy of, the spark discharge current will decrease correspondingly, and the ignition performance of the spark plug may deteriorate. Therefore, it is not possible to use a capacitor having an excessively high breakdown voltage (withstand voltage of several hundred [V] or more), and in a misfire detection device used in a severe environment where a high voltage is applied and a large current flows. However, the capacitor and the Zener diode are easily damaged, and it cannot be said that the durability and reliability are excellent.

【０００９】本発明は、こうした問題に鑑みてなされた
ものであり、内燃機関における失火を検出するにあた
り、失火判定用印加電圧の生成に主放電用電圧を使用し
ないようにして、耐久信頼性の高い失火検出装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and when detecting a misfire in an internal combustion engine, the main discharge voltage is not used for generating the misfire determination applied voltage, so that durability and reliability are improved. An object is to provide a high misfire detection device.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１記載の発明は、一次巻線および二
次巻線を有し、一次巻線に流れる一次電流を遮断するこ
とで二次巻線に誘導電圧を発生する点火コイルと、二次
巻線と共に閉ループを形成する点火プラグと、を備え、
点火コイルの一次巻線を主放電用通電時間にわたり通電
し、点火時期に一次巻線に流れる一次電流の遮断により
二次巻線に発生した主放電用誘導電圧を点火プラグに印
加することで、この点火プラグに主火花放電を発生させ
て混合気への着火を行う内燃機関に設けられて、この内
燃機関に生じる失火を検出する失火検出装置であって、
主火花放電が終了した後、主放電用通電時間よりも短い
副放電用通電時間にわたり一次巻線を通電し、この一次
巻線に流れる一次電流を遮断することで、主放電用誘導
電圧よりも低電圧の副放電用誘導電圧を二次巻線に発生
させる副放電用電圧発生手段と、副放電用誘導電圧の点
火プラグへの印加により、この点火プラグに副火花放電
が発生した場合には正常燃焼と判断し、副火花放電が発
生しない場合には失火と判断する失火判定手段とを備え
たことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 has a primary winding and a secondary winding, and cuts off a primary current flowing through the primary winding. An ignition coil that generates an induced voltage in the secondary winding, and an ignition plug that forms a closed loop together with the secondary winding,
By energizing the primary winding of the ignition coil for the main discharge energizing time and applying the main discharge induced voltage generated in the secondary winding to the ignition plug by interrupting the primary current flowing in the primary winding at the ignition timing, A misfire detection device that is provided in an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture by generating a main spark discharge in the spark plug, and detects a misfire that occurs in the internal combustion engine,
After the main spark discharge is completed, the primary winding is energized for a sub-discharge energization time that is shorter than the main discharge energization time, and the primary current that flows in this primary winding is cut off, so that When a secondary spark voltage is generated in the spark plug by the secondary discharge voltage generating means for generating a low voltage secondary discharge induction voltage in the secondary winding and the application of the secondary discharge induction voltage to the spark plug, It is characterized by including misfire determination means for determining normal combustion and determining misfire when the secondary spark discharge does not occur.

【００１１】つまり、この失火検出装置は、１燃焼サイ
クルにおいて、主火花放電が終了した後に、一次巻線を
再通電して遮断することで副放電用誘導電圧を二次巻線
に発生し、この副放電用誘導電圧を、失火判定のために
点火プラグの電極間に印加する失火判定用印加電圧とし
て用いるように構成されている。That is, in this misfire detecting device, in one combustion cycle, after the main spark discharge is completed, the primary winding is re-energized and cut off to generate an auxiliary discharge induced voltage in the secondary winding. The auxiliary discharge induced voltage is used as a misfire determination applied voltage applied between the electrodes of the spark plug for the misfire determination.

【００１２】このため、失火判定用印加電圧を発生する
ためのエネルギを、主放電用誘導電圧を用いて蓄積する
必要が無くなり、失火判定用印加電圧の生成に伴う点火
プラグの点火性能の悪化を抑えることができる。また、
失火を検出するにあたり、主放電用誘導電圧から失火判
定用印加電圧を生成するための電子部品を別途に設ける
必要が無く、装置自体の耐久信頼性の向上を達成するこ
とができる。Therefore, it becomes unnecessary to store the energy for generating the applied voltage for misfire determination using the induced voltage for main discharge, and the ignition performance of the spark plug is deteriorated due to the generation of the applied voltage for misfire determination. Can be suppressed. Also,
When detecting a misfire, it is not necessary to separately provide an electronic component for generating a misfire determination applied voltage from the main discharge induction voltage, and the durability reliability of the device itself can be improved.

【００１３】他方、混合気への着火が行われて正常燃焼
すると電離作用によるイオンが発生するため、点火プラ
グの電極近傍にイオンが存在し、火花放電の発生に必要
な要求電圧は低下する。このため、正常燃焼した際に
は、主放電用誘導電圧よりも低電圧の副放電用誘導電圧
を印加した場合でも、点火プラグの電極間に火花放電を
発生させることができる。On the other hand, when the air-fuel mixture is ignited and normally burned, ions are generated by the ionization action, so that the ions are present in the vicinity of the electrodes of the spark plug, and the required voltage required to generate the spark discharge decreases. Therefore, during normal combustion, spark discharge can be generated between the electrodes of the spark plug even if a sub-discharge induction voltage lower than the main-discharge induction voltage is applied.

【００１４】反対に、混合気への着火が行われず失火す
るとイオンは発生せず、点火プラグの電極近傍にイオン
は存在しないため、火花放電の発生に必要な要求電圧が
低下しない。このため、失火した際に、主放電用誘導電
圧よりも低電圧の副放電用誘導電圧を印加した場合に
は、点火プラグの電極間に火花放電を発生させることが
できない。On the contrary, if the mixture is not ignited and misfired, no ions are generated and no ions are present in the vicinity of the electrodes of the spark plug, so that the required voltage required to generate spark discharge does not decrease. For this reason, when a misfire occurs, if a secondary discharge induction voltage lower than the main discharge induction voltage is applied, spark discharge cannot be generated between the electrodes of the spark plug.

【００１５】これらのことから、主火花放電が終了した
後、副放電用誘導電圧を点火プラグの電極間に印加した
際に火花放電が発生するか否かを検出し、その検出結果
に基づいて、正常燃焼であるかあるいは失火であるのか
を判定することが可能となる。From these facts, after the main spark discharge is finished, it is detected whether or not spark discharge is generated when the auxiliary discharge induced voltage is applied between the electrodes of the spark plug, and based on the detection result. It is possible to determine whether the combustion is normal or misfire.

【００１６】よって、本発明（請求項１）によれば、失
火を検出するための失火判定用印加電圧を生成するため
に主放電用誘導電圧を用いる必要が無く、耐久信頼性に
優れた失火検出装置を実現することができる。なお、主
火花放電の終了には、点火コイルに蓄積されたエネルギ
の消費に伴い主放電用誘導電圧が低下して火花放電が終
了する自然終了の場合や、火花放電を強制的に遮断して
終了する強制終了の場合がある。そして、火花放電の強
制終了としては、例えば、一次巻線への再通電を行うこ
とで二次巻線に主放電用誘導電圧とは逆極性の誘導電圧
を発生し、点火プラグの電極間に印加する電圧を低下さ
せて、火花放電を強制的に終了させる方法がある。Therefore, according to the present invention (Claim 1), there is no need to use the main discharge induction voltage to generate the misfire determination applied voltage for detecting the misfire, and the misfire has excellent durability and reliability. A detection device can be realized. To terminate the main spark discharge, the induced voltage for main discharge decreases with the consumption of energy accumulated in the ignition coil, and the spark discharge ends naturally, or the spark discharge is forcibly cut off. It may be forced to terminate. Then, as the forced termination of the spark discharge, for example, by re-energizing the primary winding, an induced voltage having a reverse polarity to the induced voltage for the main discharge is generated in the secondary winding, and it is generated between the electrodes of the spark plug. There is a method of forcibly ending the spark discharge by lowering the applied voltage.

【００１７】また、副放電用誘導電圧の発生時期は、主
火花放電の終了直後に限らず、一定期間経過した後に設
定しても良く、混合気の燃焼により発生するイオンが最
も多くなる時期に設定することで、失火の検出精度を向
上させることができる。ところで、上述（請求項１）の
失火検出装置においては、失火判定手段における副火花
放電の発生有無の判断方法として、例えば、燃焼室内に
おける点火プラグの電極間を観察可能に設置された光セ
ンサを用いて、火花放電が発する光の検出の有無に基づ
いて副火花放電の発生有無を判定する方法を採ることが
できる。そして、光を検出した場合には副火花放電が発
生したと判断し、光を検出しない場合には副火花放電が
発生していないと判断することで、副火花放電の発生有
無を判定することができ、失火判定を行うことが可能と
なる。Further, the generation timing of the secondary discharge induction voltage is not limited to immediately after the main spark discharge is finished, but may be set after a certain period of time has passed, and may be set at a time when the number of ions generated by the combustion of the air-fuel mixture is the largest. By setting it, the accuracy of misfire detection can be improved. By the way, in the above-mentioned (Claim 1) misfire detecting device, as a method of judging whether or not the secondary spark discharge is generated in the misfire judging means, for example, an optical sensor installed so as to observe between the electrodes of the spark plug in the combustion chamber By using the method, it is possible to adopt a method of determining the presence or absence of the secondary spark discharge based on the presence or absence of the detection of the light emitted by the spark discharge. Then, when light is detected, it is determined that the secondary spark discharge has occurred, and when light is not detected, it is determined that the secondary spark discharge has not been generated, thereby determining the presence or absence of the secondary spark discharge. It is possible to judge the misfire.

【００１８】しかし、光センサを用いた構成では、光セ
ンサの設置スペースをシリンダヘッド等に設ける必要が
あるため内燃機関の構造が複雑になるという問題があ
り、また、光センサの設置スペースの加工作業が必要と
なるため製造コストが高くなるという問題がある。However, in the structure using the optical sensor, there is a problem that the structure of the internal combustion engine becomes complicated because the installation space for the optical sensor needs to be provided in the cylinder head or the like, and the processing space for the optical sensor is processed. There is a problem that the manufacturing cost becomes high because the work is required.

【００１９】そこで、上述（請求項１）の失火検出装置
は、請求項２に記載のように、点火プラグの電極間に流
れる火花放電電流を検出する電流検出手段を備えて、失
火判定手段が、電流検出手段により検出される火花放電
電流に基づいて副火花放電が発生したか否かを判断し
て、失火判定を行うように構成すると良い。Therefore, the above-mentioned (Claim 1) misfire detection device is provided with a current detection means for detecting the spark discharge current flowing between the electrodes of the spark plug as described in Claim 2, and the misfire determination means is The misfire determination may be performed by determining whether or not the secondary spark discharge has occurred based on the spark discharge current detected by the current detection means.

【００２０】つまり、火花放電が発生する場合には点火
プラグの電極間に電流（火花放電電流）が継続的に一方
向に流れるが、火花放電が発生しない場合には点火プラ
グの電極間に減衰振動を生じたノイズ電流が流れる。こ
のため、火花放電電流を検出することで、その検出結果
に基づいて副火花放電が発生したか否かを判断すること
ができ、失火の判定を行うことが可能となる。That is, when spark discharge occurs, a current (spark discharge current) continuously flows in one direction between the electrodes of the spark plug, but when spark discharge does not occur, the current is attenuated between the electrodes of the spark plug. A noise current with vibration flows. Therefore, by detecting the spark discharge current, it is possible to determine whether or not the secondary spark discharge has occurred based on the detection result, and it is possible to determine the misfire.

【００２１】また、点火プラグの電極間に流れる火花放
電電流は、点火プラグおよび二次巻線を含んで形成され
る通電経路（閉ループ）上であれば、どの位置でも検出
できるため、シリンダヘッドを加工することなく火花放
電電流を検出することが可能となる。Further, the spark discharge current flowing between the electrodes of the spark plug can be detected at any position on the energization path (closed loop) formed including the spark plug and the secondary winding. It becomes possible to detect the spark discharge current without processing.

【００２２】よって、本発明（請求項２）の失火検出装
置によれば、内燃機関の構造を複雑化することなく、ま
た製造コストの上昇を抑えつつ、副火花放電の発生有無
を判断することができ、失火判定を行うことが可能とな
る。なお、電流検出手段は、例えば、抵抗素子を用いて
構成することができ、具体的には、点火プラグおよび二
次巻線を含んで形成される通電経路に抵抗素子からなる
検出用抵抗を直列接続することで、検出用抵抗の両端電
圧に基づいて火花放電電流を検出することができる。Therefore, according to the misfire detecting device of the present invention (claim 2), it is possible to judge the occurrence of the secondary spark discharge without complicating the structure of the internal combustion engine and suppressing the increase of the manufacturing cost. It is possible to judge the misfire. The current detection means can be configured by using, for example, a resistance element, and specifically, a detection resistance composed of a resistance element is connected in series in an energization path formed including an ignition plug and a secondary winding. By connecting, the spark discharge current can be detected based on the voltage across the detection resistor.

【００２３】しかし、過度に抵抗値の大きい検出用抵抗
を設けた場合には、検出用抵抗での電圧降下が大きくな
るため、点火プラグの電極間に印加される点火コイルか
らの主放電用誘導電圧が大きく低下してしまい、点火プ
ラグにて主火花放電を発生させることができなくなる虞
がある。However, when a detection resistor having an excessively large resistance value is provided, the voltage drop at the detection resistor becomes large, so that the main discharge induction from the ignition coil applied between the electrodes of the ignition plug. There is a risk that the voltage will drop significantly and the spark plug will not be able to generate the main spark discharge.

【００２４】そこで、上述（請求項２）の失火検出装置
おいては、請求項３に記載のように、電流検出手段が、
火花放電電流が流れる通電経路に直列接続されると共
に、主放電用誘導電圧発生時における点火プラグへの印
加電圧値が点火プラグの火花放電に要する要求電圧を下
回らない抵抗値に設定された検出用抵抗を備えて、検出
用抵抗の両端電圧に基づいて火花放電電流を検出すると
よい。Therefore, in the above-mentioned misfire detection device (claim 2), as described in claim 3, the current detection means is:
It is connected in series to the current path through which the spark discharge current flows, and the voltage applied to the spark plug when the main discharge induced voltage is generated is set to a resistance value that does not fall below the required voltage required for the spark discharge of the spark plug. It is preferable that the spark discharge current be detected based on the voltage across the detection resistor, which is provided with a resistor.

【００２５】このため、検出用抵抗を火花放電電流が流
れる通電経路に直列接続し、検出用抵抗を介しての電圧
変換値から火花放電電流を検出する構成を図るにあたっ
ても、主放電用誘導電圧発生時における点火プラグへの
印加電圧が火花放電に必要となる要求電圧よりも小さく
ならないため、火花放電を発生可能な電圧値を確保する
ことができる。Therefore, even when the detection resistance is connected in series to the conduction path through which the spark discharge current flows and the spark discharge current is detected from the voltage conversion value via the detection resistance, the induced voltage for the main discharge is generated. Since the voltage applied to the spark plug at the time of generation does not become lower than the required voltage required for spark discharge, it is possible to secure a voltage value at which spark discharge can be generated.

【００２６】よって、本発明（請求項３）の失火検出装
置によれば、点火コイルの主放電用誘導電圧印加時に点
火プラグの火花放電発生に必要な電圧値が確保され、ま
た、安定した失火検出を継続することができる。そし
て、検出用抵抗を備える上述（請求項３）の失火検出装
置は、請求項４に記載のように、検出用抵抗が、二次巻
線の抵抗値の１００分の１以下の抵抗値となる抵抗素子
を用いて構成されていると良い。Therefore, according to the misfire detecting device of the present invention (claim 3), the voltage value necessary for generating spark discharge of the spark plug is secured when the induction voltage for the main discharge of the ignition coil is applied, and the stable misfire is ensured. Detection can continue. In the misfire detection device of the above (Claim 3) including the detection resistor, the detection resistor has a resistance value of 1/100 or less of the resistance value of the secondary winding, as described in Claim 4. It is preferable to use a resistive element that

【００２７】このような低い抵抗値の検出用抵抗であれ
ば、主放電用誘導電圧の発生時における検出用抵抗での
電圧降下が小さくなり、点火プラグの電極間に印加され
る電圧の低下割合を小さく抑えることができる。よっ
て、本発明（請求項４）の失火検出装置によれば、主放
電用誘導電圧の発生時における点火プラグの電極間への
印加電圧の低下を抑制でき、主火花放電として使用可能
なエネルギ量の低下を抑制できる。With the detection resistance having such a low resistance value, the voltage drop in the detection resistance when the main discharge induced voltage is generated is small, and the reduction rate of the voltage applied between the electrodes of the spark plug is small. Can be kept small. Therefore, according to the misfire detection device of the present invention (Claim 4), it is possible to suppress the decrease in the voltage applied between the electrodes of the spark plug when the induced voltage for main discharge is generated, and the amount of energy that can be used as the main spark discharge. Can be suppressed.

【００２８】ところで、失火した場合であっても、副放
電用誘導電圧の印加時に通電経路上に瞬時的にノイズ電
流が流れる場合があり、このノイズ電流を火花放電電流
として誤検出してしまう虞がある。ここで、正常燃焼時
（着火時）と失火時（点火プラグの電極間において絶縁
破壊（ブレイクダウン）しない時）のそれぞれにおい
て、二次電圧（波形ａ、縦軸：２［ｋＶ／ｄｉｖ］）、
燃焼圧力（波形ｂ、縦軸：０．５［ＭＰａ／ｄｉ
ｖ］）、二次電流（波形ｃ縦軸：０．１［Ａ／ｄｉ
ｖ］）を測定した測定結果を図６に示す。なお、図６で
は、左側に正常燃焼時の測定結果を、右側に失火時の測
定結果を記載しており、また、上段の座標平面（横軸：
１［ｍｓ／ｄｉｖ］）に記載した波形における横軸（時
間軸）を拡大した波形を下段の座標平面（横軸：０．２
［ｍｓ／ｄｉｖ］）に記載している。Even if a misfire occurs, a noise current may momentarily flow in the energizing path when the auxiliary discharge induction voltage is applied, and this noise current may be erroneously detected as a spark discharge current. There is. Here, the secondary voltage (waveform a, vertical axis: 2 [kV / div]) during normal combustion (when igniting) and during misfire (when there is no breakdown (breakdown) between the electrodes of the spark plug) ,
Combustion pressure (waveform b, vertical axis: 0.5 [MPa / di
v]), secondary current (waveform c vertical axis: 0.1 [A / di
v]) is shown in FIG. In FIG. 6, the measurement result at the time of normal combustion is shown on the left side, and the measurement result at the time of misfire is shown on the right side, and the coordinate plane (abscissa:
1 [ms / div]) is a waveform obtained by enlarging the horizontal axis (time axis) in the waveform described in 1 [ms / div]) on the lower coordinate plane (horizontal axis: 0.2
[Ms / div]).

【００２９】そして、図６の右側下段の座標平面に示す
波形から、失火時においても二次電流（ノイズ電流）が
発生していることが判る。しかし、失火時の二次電流は
瞬時的に発生して減衰振動するものであり、正常燃焼時
の二次電流は継続して発生していることが判る。なお、
図６に示す測定結果においては、燃焼圧力の差異に基づ
いて正常燃焼であるか失火であるかを判断できる。From the waveform shown on the lower right coordinate plane of FIG. 6, it can be seen that the secondary current (noise current) is generated even during misfire. However, it can be seen that the secondary current at the time of misfire is instantaneously generated and attenuates and oscillates, and the secondary current at the time of normal combustion is continuously generated. In addition,
In the measurement result shown in FIG. 6, it is possible to determine whether the combustion is normal combustion or misfire based on the difference in combustion pressure.

【００３０】そこで、上述（請求項２から請求項４のい
ずれか）の失火検出装置においては、請求項５に記載の
ように、火花放電電流の電圧変換値を積分して積分値を
検出する積分検出手段と、積分検出手段にて検出した積
分値と、失火検出用判定値とを比較する比較手段と、を
備え、失火判定手段が、比較手段の比較結果に基づき、
積分値が失火検出用判定値以上となる場合に火花放電電
流が発生したと判断し、積分値が失火検出用判定値より
小さい場合に火花放電電流が発生していないと判断し
て、失火判定を行うとよい。Therefore, in the misfire detection device described above (any one of claims 2 to 4), as described in claim 5, the voltage conversion value of the spark discharge current is integrated to detect the integrated value. Integral detection means, an integrated value detected by the integral detection means, and a comparison means for comparing the determination value for misfire detection, the misfire determination means, based on the comparison result of the comparison means,
If the integrated value is greater than or equal to the judgment value for misfire detection, it is determined that a spark discharge current has occurred, and if the integrated value is less than the judgment value for misfire detection, it is determined that no spark discharge current has occurred, and the misfire determination is made. Good to do.

【００３１】つまり、主火花放電の終了後に副火花放電
が発生した場合には継続的に一方向に火花放電電流が流
れるのに対して、副火花放電が発生しない場合には減衰
振動を生じたノイズ電流が流れるものであることから、
火花放電電流の積分値は、副火花放電が発生した場合と
発生しない場合とで大きく差が生じることになる。この
ため、火花放電電流の瞬時値を用いて判断する場合より
も、火花放電電流の積分値を用いて判断する場合の方
が、副火花放電の発生有無を精度良く判定することがで
きる。That is, when the secondary spark discharge occurs after the main spark discharge ends, the spark discharge current continuously flows in one direction, whereas when the secondary spark discharge does not occur, damping vibration occurs. Since noise current flows,
The integrated value of the spark discharge current has a large difference between when the secondary spark discharge is generated and when it is not generated. Therefore, the presence or absence of the secondary spark discharge can be determined more accurately in the case of using the integrated value of the spark discharge current than in the case of using the instantaneous value of the spark discharge current.

【００３２】よって、本発明（請求項５）の失火検出装
置によれば、副火花放電の発生有無の判定精度を向上さ
せることができるため、失火検知の検出精度を向上させ
ることができる。なお、ノイズ電流における減衰振動の
振動周期は短く、減衰振動するノイズ電流の電流値は高
速に変化することになる。そして、図６の右側下段の座
標平面に示す失火時の測定結果は、減衰振動するノイズ
電流（波形ｃ）を示しており、ノイズ電流が短い周期で
正の値および負の値に変動し、一方向に流れていないこ
とが判る。Therefore, according to the misfire detection device of the present invention (claim 5), the accuracy of determining whether or not the secondary spark discharge has occurred can be improved, and therefore the accuracy of misfire detection can be improved. The vibration cycle of the damped oscillation in the noise current is short, and the current value of the noise current that undergoes the damped oscillation changes rapidly. The measurement result at the time of misfire shown in the lower right coordinate plane of FIG. 6 shows a noise current (waveform c) that attenuates and oscillates, and the noise current fluctuates to a positive value and a negative value in a short cycle, You can see that it is not flowing in one direction.

【００３３】また、積分検出手段は、例えば、火花放電
電流の電流値に応じて充電されるコンデンサを用いて構
成できるが、コンデンサの充放電における時定数が大き
い場合には、減衰振動の振動周期に追従することができ
ず、ノイズ電流の積分値を適正に検出できない虞があ
る。Further, the integral detecting means can be constructed by using, for example, a capacitor charged according to the current value of the spark discharge current. However, when the time constant in charging / discharging the capacitor is large, the vibration cycle of the damping vibration is obtained. However, there is a possibility that the integrated value of the noise current cannot be properly detected.

【００３４】そこで、上述（請求項５）の失火検出装置
においては、請求項６に記載のように、積分検出手段
が、火花放電電流の電流値に応じて充電されるコンデン
サと、コンデンサの放電時の時定数をコンデンサの充電
時の時定数よりも小さい値に変更する時定数変更手段を
備えるとよい。Therefore, in the above-mentioned (Claim 5) misfire detection device, as described in Claim 6, the integral detection means has a capacitor charged according to the current value of the spark discharge current, and a discharge of the capacitor. A time constant changing means for changing the time constant of time to a value smaller than the time constant of charging the capacitor may be provided.

【００３５】このように構成された積分検出手段は、同
量の電荷をコンデンサに充電および放電する際のそれぞ
れの所要時間に関して、放電時の所要時間を充電時の所
要時間よりも短縮することができる。このため、減衰振
動するノイズ電流が発生した場合には、コンデンサに蓄
積される電荷は速やかに放出されることから、コンデン
サの両端電圧は低電圧となる。つまり、失火した際に発
生する減衰振動のノイズ電流によりコンデンサの両端電
圧が不当に高電圧に維持されるのを防ぐことができる。The integral detecting means thus configured can shorten the time required for discharging with respect to the time required for charging and discharging the same amount of electric charge in the capacitor as compared with the time required for charging. it can. Therefore, when a noise current that attenuates and oscillates is generated, the electric charge accumulated in the capacitor is quickly released, so that the voltage across the capacitor becomes a low voltage. That is, it is possible to prevent the voltage across the capacitor from being unduly maintained at a high voltage due to the noise current of the damped oscillation that occurs when a misfire occurs.

【００３６】これに対して、火花放電が発生して火花放
電電流が流れる場合には、コンデンサに火花放電電流の
電流値に応じた電荷が蓄積されるため、コンデンサの両
端電圧は火花放電電流の積分値に応じた高電圧となる。
よって、本発明（請求項６）の失火検出装置によれば、
減衰振動するノイズ電流から副火花放電の発生と誤検出
するのを防止でき、失火検出の検出精度を向上させるこ
とができる。On the other hand, when the spark discharge occurs and the spark discharge current flows, the charge according to the current value of the spark discharge current is accumulated in the capacitor, and therefore the voltage across the capacitor is equal to the spark discharge current. It becomes a high voltage according to the integrated value.
Therefore, according to the misfire detection device of the present invention (claim 6),
It is possible to prevent erroneous detection of occurrence of secondary spark discharge from the noise current that decays and oscillates, and improve the detection accuracy of misfire detection.

【００３７】ところで、本発明の失火検出装置において
は、副火花放電の発生の有無を判断するものであるた
め、主放電用誘導電圧の発生時に流れる火花放電電流を
積分検出手段にて検出する場合、主放電用誘導電圧の低
下を招く可能性がある。そこで、上述（請求項５または
請求項６）の失火検出装置は、請求項７に記載のよう
に、副放電用誘導電圧の発生時に、積分検出手段を火花
放電電流の通電経路に接続する検出経路接続手段を備え
るとよい。By the way, in the misfire detection device of the present invention, since the presence or absence of the secondary spark discharge is determined, when the spark discharge current flowing when the induced voltage for the main discharge is generated is detected by the integral detection means. However, the induced voltage for main discharge may be lowered. Therefore, in the misfire detection device of the above (Claim 5 or Claim 6), as described in Claim 7, when the induced voltage for sub-discharge is generated, the detection for connecting the integral detection means to the conduction path of the spark discharge current. It is preferable to provide a route connecting means.

【００３８】つまり、積分検出手段を、常に、火花放電
電流の通電経路に接続するのではなく、副放電用誘導電
圧の発生時に積分検出手段を火花放電電流の通電経路に
接続するように、失火検出装置を構成するのである。こ
れにより、主放電用誘導電圧の発生時に、積分検出手段
の影響により点火コイルにて発生した主放電用誘導電圧
が低下するのを防止できる。In other words, the integral detection means is not always connected to the spark discharge current conduction path, but the integration detection means is connected to the spark discharge current conduction path when the secondary discharge induced voltage is generated. It constitutes the detection device. As a result, when the induced voltage for main discharge is generated, it is possible to prevent the induced voltage for main discharge generated in the ignition coil from decreasing due to the influence of the integral detection means.

【００３９】よって、本発明（請求項７）の失火検出装
置によれば、より安定した点火プラグによる点火性能と
失火検出を継続することができる。ところで、点火プラ
グの電極間に火花放電を発生するために必要となる要求
電圧は、内燃機関の運転状態（回転速度や機関負荷な
ど）によって変動することが知られている。Therefore, according to the misfire detection device of the present invention (claim 7), more stable ignition performance and misfire detection by the spark plug can be continued. By the way, it is known that the required voltage required to generate the spark discharge between the electrodes of the spark plug varies depending on the operating state of the internal combustion engine (rotational speed, engine load, etc.).

【００４０】そこで、上述（請求項１から請求項７のい
ずれか）の失火検出装置においては、請求項８に記載の
ように、少なくとも内燃機関の回転速度または機関負荷
を含む運転状態に基づき、副放電用誘導電圧が、点火プ
ラグの電極近傍にイオンが存在しない場合の火花放電の
発生に必要な第１要求電圧よりも低電圧であり、かつ点
火プラグの電極近傍にイオンが存在する場合の火花放電
の発生に必要な第２要求電圧よりも高電圧である電圧値
となるように、一次電流の副放電用通電時間を設定する
副放電用通電時間設定手段を備えるとよい。Therefore, in the above-mentioned misfire detection device (any one of claims 1 to 7), as described in claim 8, based on the operating state including at least the rotational speed of the internal combustion engine or the engine load, In the case where the secondary discharge induced voltage is lower than the first required voltage required to generate spark discharge when ions do not exist in the vicinity of the electrodes of the spark plug, and the ions exist in the vicinity of the electrodes of the spark plug. A sub-discharge energization time setting means for setting the sub-discharge energization time of the primary current may be provided so that the voltage value is higher than the second required voltage required to generate the spark discharge.

【００４１】つまり、副放電用誘導電圧を、内燃機関の
運転状態に応じて、第１要求電圧よりも低電圧であり、
かつ第２要求電圧よりも高電圧である電圧値となるよう
に設定することで、正常燃焼時には確実に副火花放電を
発生させることができ、失火時には副火花放電が発生し
ないように、副放電用誘導電圧を適切な値に設定するこ
とができる。これにより、副火花放電の発生有無に基づ
いて、正常燃焼および失火を確実に区別することがで
き、失火の検出精度を向上させることができる。That is, the induced voltage for auxiliary discharge is lower than the first required voltage according to the operating state of the internal combustion engine,
Also, by setting the voltage value to be higher than the second required voltage, the secondary spark discharge can be reliably generated during normal combustion, and the secondary spark discharge is prevented from occurring during misfire. The induced voltage can be set to an appropriate value. As a result, normal combustion and misfire can be reliably distinguished based on the presence or absence of the secondary spark discharge, and the misfire detection accuracy can be improved.

【００４２】また、一次電流の通電遮断により二次巻線
の両端に発生する誘導電圧は、遮断前の一次電流の通電
時間に応じて変化することから、内燃機関の運転状態に
応じて、副放電用通電時間を設定することで、副放電用
誘導電圧を任意に設定することが可能となる。Further, since the induced voltage generated at both ends of the secondary winding due to the interruption of the supply of the primary current changes according to the energization time of the primary current before the interruption, the auxiliary voltage is changed depending on the operating state of the internal combustion engine. By setting the discharge energization time, it becomes possible to arbitrarily set the auxiliary discharge induction voltage.

【００４３】なお、内燃機関の回転速度が高回転になる
ほど、第１要求電圧および第２要求電圧は低下するた
め、副放電用誘導電圧は低い電圧値に設定するとよく、
すなわち、高回転になるほど副放電用通電時間は短く設
定すると良い。また、内燃機関の機関負荷が高負荷にな
るほど、第１要求電圧および第２要求電圧は低下するた
め、副放電用誘導電圧は低い電圧値に設定するとよく、
すなわち、高負荷になるほど副放電用通電時間は短く設
定すると良い。The higher the rotation speed of the internal combustion engine, the lower the first required voltage and the second required voltage. Therefore, the auxiliary discharge induction voltage should be set to a low voltage value.
That is, the higher the rotation speed, the shorter the sub-discharge energization time may be set. Further, the higher the engine load of the internal combustion engine, the lower the first required voltage and the second required voltage, so it is advisable to set the auxiliary discharge induction voltage to a low voltage value.
That is, the higher the load, the shorter the energization time for sub-discharge should be set.

【００４４】よって、本発明（請求項８）の失火検出装
置によれば、内燃機関の運転状態に応じて、失火判定に
適した副放電用誘導電圧を発生できるため、内燃機関の
運転状態の変化に影響されることなく、失火判定の判定
精度を向上させることができる。Therefore, according to the misfire detecting device of the present invention (claim 8), the auxiliary discharge induced voltage suitable for the misfire determination can be generated according to the operating condition of the internal combustion engine. The accuracy of the misfire determination can be improved without being affected by the change.

【００４５】[0045]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面と
共に説明する。まず、内燃機関に備えられる実施例の失
火検出装置の構成を表す電気回路図を図１に示す。な
お、本実施例では、１気筒分について説明を行うが、本
発明は複数の気筒を備える内燃機関についても適用で
き、各気筒毎の失火検出装置の基本構成は同様である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an electric circuit diagram showing a configuration of a misfire detection device of an embodiment provided in an internal combustion engine. In this embodiment, one cylinder is described, but the present invention can be applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and the basic configuration of the misfire detection device for each cylinder is the same.

【００４６】図１に示すように、本実施例の失火検出装
置１は、定電圧（例えば電圧１２［Ｖ］）を出力する電
源装置１１（以下、バッテリ１１ともいう）と、中心電
極２５および接地電極２７を有して内燃機関の気筒に設
けられた点火プラグ１３と、一次巻線２１および二次巻
線２３を有して放電用誘導電圧を発生する点火コイル１
５と、一次巻線２１と直列接続されたｎｐｎ型パワート
ランジスタから成るイグナイタ１７と、イグナイタ１７
を駆動制御するための第１指令信号３７を出力する電子
制御装置１９（以下、ＥＣＵ１９ともいう）と、二次巻
線２３と直列に接続される検出抵抗３１を備える電流電
圧変換回路３０（以下、Ｉ−Ｖ変換回路３０ともいう）
と、検出抵抗３１の両端電圧に基づき失火判定を行う失
火判定回路３５と、を備えて構成されている。As shown in FIG. 1, the misfire detection device 1 of this embodiment includes a power supply device 11 (hereinafter, also referred to as a battery 11) that outputs a constant voltage (for example, voltage 12 [V]), a center electrode 25, and An ignition plug 13 having a ground electrode 27 and provided in a cylinder of an internal combustion engine, and an ignition coil 1 having a primary winding 21 and a secondary winding 23 to generate a discharge induced voltage.
5, an igniter 17 composed of an npn-type power transistor connected in series with the primary winding 21, and an igniter 17
An electronic control unit 19 (hereinafter, also referred to as ECU 19) that outputs a first command signal 37 for driving and controlling a current, and a current-voltage conversion circuit 30 (hereinafter, referred to as a current-voltage conversion circuit 30 including a detection resistor 31 connected in series with the secondary winding 23). , I-V conversion circuit 30)
And a misfire determination circuit 35 that makes a misfire determination based on the voltage across the detection resistor 31.

【００４７】これらのうち、イグナイタ１７は、点火コ
イル１５の一次巻線２１への通電・遮断をＥＣＵ１９か
らの第１指令信号３７に基づいてスイッチング駆動され
る半導体素子からなるスイッチング素子であり、本実施
例の内燃機関に備えられる点火装置はフルトランジスタ
型点火装置である。Of these, the igniter 17 is a switching element composed of a semiconductor element that is driven to switch on and off the primary winding 21 of the ignition coil 15 based on a first command signal 37 from the ECU 19. The ignition device provided in the internal combustion engine of the embodiment is a full-transistor type ignition device.

【００４８】また、ＥＣＵ１９は、第１指令信号３７の
他に検出タイミング信号４０などの指令信号を出力可能
に構成されており、また、判定結果信号４６などの外部
信号を入力可能に構成されている。そして、一次巻線２
１は、一端が電源装置１１の正極に接続され、他端がイ
グナイタ１７のコレクタに接続されている。また、二次
巻線２３は、一端が検出抵抗３１を介して電源装置１１
の負極と同電位のグランドに接続され、他端が点火プラ
グ１３の中心電極２５に接続されており、二次巻線２３
の抵抗値は１５［ｋΩ］である。The ECU 19 is configured to be able to output a command signal such as the detection timing signal 40 in addition to the first command signal 37, and to be able to input an external signal such as the determination result signal 46. There is. And the primary winding 2
1, one end is connected to the positive electrode of the power supply device 11, and the other end is connected to the collector of the igniter 17. In addition, one end of the secondary winding 23 is connected to the power supply device 11 via the detection resistor 31.
Of the secondary winding 23. The other end of the secondary winding 23 is connected to the ground of the same potential as the negative electrode of
Has a resistance value of 15 [kΩ].

【００４９】また、二次巻線２３と検出抵抗３１との接
続点は、失火判定回路３５の入力端子に接続されてい
る。なお、失火判定回路３５の構成については後述す
る。さらに、点火プラグ１３において、接地電極２７
は、中心電極２５と対向して火花放電を発生させる火花
放電ギャップを形成すると共に、電源装置１１の負極と
同電位のグランドに接地されており、イグナイタ１７
は、ベースがＥＣＵ１９の第１指令信号３７の出力端子
に接続され、エミッタが電源装置１１の負極と導電位の
グランドに接地されている。The connection point between the secondary winding 23 and the detection resistor 31 is connected to the input terminal of the misfire determination circuit 35. The configuration of the misfire determination circuit 35 will be described later. Further, in the spark plug 13, the ground electrode 27
Forms a spark discharge gap facing the center electrode 25 to generate a spark discharge, and is grounded to the ground having the same potential as the negative electrode of the power supply device 11.
Has a base connected to the output terminal of the first command signal 37 of the ECU 19, and an emitter grounded to the negative electrode of the power supply device 11 and the conductive ground.

【００５０】そして、ＥＣＵ１９から出力される第１指
令信号３７がローレベル（一般にグランド電位）である
場合には、ベース電流１８が流れずイグナイタ１７はオ
フ状態（遮断状態）となり、イグナイタ１７によって一
次巻線２１に電流（一次電流２２）が流れることはな
い。また、ＥＣＵ１９から出力される第１指令信号３７
がハイレベル（一般に、定電圧電源装置が出力する電源
電圧Ｖｃ（例えば、５［Ｖ］））である場合には、ベー
ス電流１８が流れてイグナイタ１７はオン状態（通電状
態）となり、イグナイタ１７によって一次巻線２１に電
流（一次電流２２）が流れる。When the first command signal 37 output from the ECU 19 is at a low level (generally, the ground potential), the base current 18 does not flow and the igniter 17 is turned off (cutoff state). No current (primary current 22) flows through the winding 21. In addition, the first command signal 37 output from the ECU 19
Is at a high level (generally, the power supply voltage Vc output from the constant voltage power supply (for example, 5 [V])), the base current 18 flows, the igniter 17 is turned on (energized state), and the igniter 17 is turned on. Thus, a current (primary current 22) flows through the primary winding 21.

【００５１】このため、第１指令信号３７がハイレベル
であり一次巻線２１に一次電流２２が流れている状態
で、第１指令信号３７がローレベルになると、イグナイ
タ１７がオフ状態となり、一次巻線２１への一次電流２
２の通電が停止される。すると、点火コイル１５におけ
る磁束密度が急激に変化して、二次巻線２３に放電用誘
導電圧（点火用高電圧）が発生し、この放電用誘導電圧
が点火プラグ１３に印加されることで、点火プラグ１３
の電極２５−２７間に火花放電が発生する。Therefore, when the first command signal 37 goes low while the first command signal 37 is high and the primary current 22 is flowing through the primary winding 21, the igniter 17 is turned off and the primary Primary current 2 to winding 21
The energization of 2 is stopped. Then, the magnetic flux density in the ignition coil 15 suddenly changes, a discharge induced voltage (high ignition voltage) is generated in the secondary winding 23, and the discharge induced voltage is applied to the spark plug 13. , Spark plug 13
A spark discharge is generated between the electrodes 25 and 27.

【００５２】なお、点火コイル１５は、通電中の一次巻
線２１の遮断により、二次巻線２３における点火プラグ
１３の中心電極２５の側にグランド電位よりも低い負極
性の放電用誘導電圧を発生するように構成されており、
この放電用誘導電圧の供給により点火プラグの電極２５
−２７間に火花放電が発生する。The ignition coil 15 cuts off the primary winding 21 during energization, so that a negative discharge induction voltage lower than the ground potential is applied to the side of the center electrode 25 of the ignition plug 13 in the secondary winding 23. Is configured to occur,
The electrode 25 of the spark plug is supplied by the supply of the discharge induced voltage.
Spark discharge occurs between -27.

【００５３】そして、火花放電に伴い二次巻線２３に流
れる二次電流２４（以下、火花放電電流２４ともいう）
は、点火プラグ１３の中心電極２５から二次巻線２３，
Ｉ−Ｖ変換回路３０（検出抵抗３１）を通り、グランド
を介して点火プラグ１３の接地電極２７に流れる。Then, the secondary current 24 flowing in the secondary winding 23 with the spark discharge (hereinafter, also referred to as the spark discharge current 24).
From the center electrode 25 of the spark plug 13 to the secondary winding 23,
It flows through the IV conversion circuit 30 (detection resistor 31) to the ground electrode 27 of the spark plug 13 via the ground.

【００５４】このとき、Ｉ−Ｖ変換回路３０における検
出抵抗３１の両端には、火花放電電流２４の電流値に応
じた電圧値が発生し、この電圧値は失火判定回路３５に
対して出力される。つまり、Ｉ−Ｖ変換回路３０は、火
花放電電流２４の電流値を電圧値に変換して失火判定回
路３５に対して出力するよう構成されている。At this time, a voltage value corresponding to the current value of the spark discharge current 24 is generated across the detection resistor 31 in the IV conversion circuit 30, and this voltage value is output to the misfire determination circuit 35. It That is, the IV conversion circuit 30 is configured to convert the current value of the spark discharge current 24 into a voltage value and output the voltage value to the misfire determination circuit 35.

【００５５】次に、失火判定回路３５について説明す
る。図１に示すように、失火判定回路３５は、検出抵抗
３１との接続経路を接続状態あるいは遮断状態に設定す
る経路接続スイッチ３９と、検出抵抗３１で検出した電
圧変換値を積分して積分結果信号４２として出力する積
分回路４１と、積分回路４１が出力する積分結果信号４
２の電圧と失火検出用判定電圧値Ｖｏとを比較する判定
用比較器４３と、を備えて構成されている。Next, the misfire determination circuit 35 will be described. As shown in FIG. 1, the misfire determination circuit 35 integrates the voltage conversion value detected by the detection resistor 31 with a route connection switch 39 that sets the connection route with the detection resistor 31 to the connection state or the cutoff state, and then integrates the result. The integration circuit 41 that outputs the signal 42 and the integration result signal 4 that the integration circuit 41 outputs
The determination comparator 43 that compares the voltage of 2 with the determination voltage value Vo for misfire detection is configured.

【００５６】まず、経路接続スイッチ３９は、ＥＣＵ１
９からの検出タイミング信号４０に基づき自身の両端を
開放状態または短絡状態のいずれかに設定可能に構成さ
れており、短絡状態になることで積分回路４１と検出抵
抗３１との接続経路を接続状態に設定し、開放状態にな
ることで積分回路４１と検出抵抗３１との接続経路を遮
断状態に設定する。First, the path connection switch 39 is connected to the ECU 1
It is configured such that both ends of itself can be set to either an open state or a short-circuited state based on the detection timing signal 40 from 9 and the connection path between the integration circuit 41 and the detection resistor 31 is connected by the short-circuited state. And the open state sets the connection path between the integration circuit 41 and the detection resistor 31 to the cutoff state.

【００５７】また、積分回路４１は、コンデンサ４５、
第１抵抗４７および第１ダイオード４９を備えて構成さ
れている。なお、コンデンサ４５は、一端がグランドに
接続され、他端が第１抵抗４７を介して経路接続スイッ
チ３９に接続されており、第１ダイオード４９は、アノ
ードがコンデンサ４５と第１抵抗４７との接続点に接続
され、カソードが第１抵抗４７と経路接続スイッチ３９
との接続点に接続されている。そして、コンデンサ４５
は、経路接続スイッチ３９により接続経路が接続状態に
設定されると、検出抵抗３１の両端電圧によって充電さ
れ、火花放電電流２４の電圧変換値を積分した積分値に
応じた電圧値に充電される。この結果、積分回路４１
は、コンデンサ４５の両端電圧値を積分結果信号４２と
して、判定用比較器４３に対して出力する。The integrating circuit 41 includes a capacitor 45,
It is configured to include a first resistor 47 and a first diode 49. Note that the capacitor 45 has one end connected to the ground and the other end connected to the path connection switch 39 via the first resistor 47, and the first diode 49 has the anode of the capacitor 45 and the first resistor 47. The cathode is connected to the connection point and the cathode is connected to the first resistor 47 and the path connection switch 39.
It is connected to the connection point with. And the condenser 45
When the connection path is set to the connection state by the path connection switch 39, is charged by the voltage across the detection resistor 31 and is charged to a voltage value corresponding to the integrated value obtained by integrating the voltage conversion value of the spark discharge current 24. . As a result, the integration circuit 41
Outputs the voltage value across the capacitor 45 as an integration result signal 42 to the determination comparator 43.

【００５８】なお、コンデンサ４５の充電時には第１抵
抗４７を介して充電電流が流れ、コンデンサ４５の放電
時には第１ダイオード４９を介して放電電流が流れるこ
とから、充電時と放電時とでは電流が流れる経路の抵抗
値が異なる値となる。このため、単位時間あたりの電荷
の移動量は、充電時よりも放電時の方が多くなり、充電
時の時定数は放電時の時定数よりも大きくなる。Since the charging current flows through the first resistor 47 when the capacitor 45 is charged and the discharging current flows through the first diode 49 when the capacitor 45 is discharged, a current flows between the charging time and the discharging time. The resistance values of the flowing paths have different values. For this reason, the amount of charge transfer per unit time is larger during discharging than during charging, and the time constant during charging is larger than the time constant during discharging.

【００５９】そして、判定用比較器４３は、積分回路４
１が出力する積分結果信号４２の電圧値（コンデンサ４
５の両端電圧値）と、判定基準電源装置５１が出力する
失火検出用判定電圧値Ｖｏとをそれぞれ入力するための
入力端子を備えており、コンデンサ４５の両端電圧と失
火検出用判定電圧値Ｖｏとの比較結果に応じた判定結果
信号４６を出力端子からＥＣＵに対して出力する。Then, the judging comparator 43 includes the integrating circuit 4
1 output voltage value of the integration result signal 42 (capacitor 4
5) and the misfire detection determination voltage value Vo output from the determination reference power supply device 51, respectively. The input terminals are provided for inputting the misfire detection determination voltage value Vo and the misfire detection determination voltage value Vo. The determination result signal 46 corresponding to the comparison result with is output from the output terminal to the ECU.

【００６０】つまり、判定用比較器４３は、コンデンサ
４５の両端電圧が失火検出用判定電圧値Ｖｏ以上となる
場合には、副火花放電が発生したと判断して正常燃焼の
判定結果を表すハイレベルの判定結果信号４６をＥＣＵ
１９に対して出力し、また、コンデンサ４５の両端電圧
が失火検出用判定電圧値Ｖｏより小さくなる場合には、
副火花放電が発生していないと判断して失火の判定結果
を表すローレベルの判定結果信号４６をＥＣＵ１９に対
して出力する。That is, when the voltage across the capacitor 45 is equal to or higher than the misfire detection determination voltage value Vo, the determination comparator 43 determines that a secondary spark discharge has occurred, and indicates a normal combustion determination result. The level determination result signal 46 is sent to the ECU.
19 and when the voltage across the capacitor 45 is smaller than the misfire detection determination voltage value Vo,
It is determined that the secondary spark discharge has not occurred, and the low level determination result signal 46 indicating the determination result of misfire is output to the ECU 19.

【００６１】なお、判定基準電源装置５１が出力する失
火検出用判定電圧値Ｖｏは、後述する副火花放電の発生
時に流れる副火花放電電流によって充電されるコンデン
サ４５の両端電圧よりも低電圧であり、副火花放電が発
生しない場合におけるコンデンサ４５の両端電圧よりも
高電圧となる電圧値に設定されている。The misfire detection determination voltage value Vo output from the determination reference power supply device 51 is lower than the voltage across the capacitor 45 charged by the secondary spark discharge current flowing when secondary spark discharge described later occurs. The voltage value is set to be higher than the voltage across the capacitor 45 when the secondary spark discharge does not occur.

【００６２】次に、ＥＣＵ１９において実行される失火
検出処理について、図２に示すフローチャートを用いて
説明すると共に、失火検出処理の実行時における失火検
出装置１の各部の状態について、図３に示すタイムチャ
ートを用いて説明する。なお、ＥＣＵ１９は、内燃機関
の火花放電発生時期（点火時期）、燃料噴射量、アイド
ル回転数等を総合的に制御するためのものであり、以下
に説明する失火検出処理のほかに、別途、内燃機関の吸
入空気量（吸気管圧力），回転速度（エンジン回転
数）、スロットル開度、冷却水温、吸気温等、機関各部
の運転状態を検出する運転状態検出処理等を実行してい
る。Next, the misfire detection process executed by the ECU 19 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 2, and the states of the respective parts of the misfire detection device 1 during the execution of the misfire detection process will be described with reference to the time chart shown in FIG. This will be explained using a chart. The ECU 19 is for comprehensively controlling the spark discharge generation timing (ignition timing) of the internal combustion engine, the fuel injection amount, the idling speed, and the like. In addition to misfire detection processing described below, An operation state detection process for detecting an operation state of each part of the engine such as an intake air amount (intake pipe pressure), a rotation speed (engine speed), a throttle opening, a cooling water temperature, an intake air temperature of the internal combustion engine is executed.

【００６３】そして、図２に示す失火検出処理は、例え
ば、内燃機関の回転角度（クランク角）を検出するクラ
ンク角センサからの信号に基づき、内燃機関が、吸気，
圧縮，燃焼，排気を行う１燃焼サイクルに１回の割合で
実行されており、点火制御のための処理も実行してい
る。In the misfire detection process shown in FIG. 2, for example, the internal combustion engine detects the intake air on the basis of a signal from a crank angle sensor which detects the rotation angle (crank angle) of the internal combustion engine.
It is executed once per combustion cycle of compression, combustion and exhaust, and processing for ignition control is also executed.

【００６４】なお、図３は、正常燃焼時（着火時）およ
び失火時のそれぞれについて、図１に示す回路図におけ
る第１指令信号３７、点火プラグ１３の中心電極２５の
電位、検出抵抗３１の一端の電位（火花放電電流）、Ｅ
ＣＵ１９が出力する検出タイミング信号４０、積分回路
４１が出力する積分結果信号４２、判定用比較器４３が
出力する判定結果信号４６、の各状態を表すタイムチャ
ートである。FIG. 3 shows the first command signal 37, the potential of the center electrode 25 of the spark plug 13 and the detection resistor 31 in the circuit diagram shown in FIG. 1 at the time of normal combustion (at ignition) and at the time of misfire. One end potential (spark discharge current), E
6 is a time chart showing respective states of a detection timing signal 40 output from the CU 19, an integration result signal 42 output from the integration circuit 41, and a determination result signal 46 output from the determination comparator 43.

【００６５】そして、内燃機関が始動されて失火検出処
理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表
す）では、別途実行される運転状態検出処理にて検出さ
れた内燃機関の運転状態を読込む処理を行う。なお、Ｓ
１１０での処理では、内燃機関のエンジン回転速度と、
スロットル開度や吸気管負圧（吸入空気量）等を用いて
算出されるエンジン負荷とを含む運転状態を読み込む処
理を行う。When the internal combustion engine is started and the misfire detection process is started, first, in S110 (S represents a step), the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detection process separately executed is detected. Perform the reading process. In addition, S
In the processing at 110, the engine speed of the internal combustion engine,
Processing for reading the operating state including the engine load calculated by using the throttle opening, the intake pipe negative pressure (intake air amount), and the like is performed.

【００６６】次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０で読み込ん
だ運転状態に基づき、主放電発生時期ｔｓ（所謂、点火
時期）、副放電発生時期ｔｒおよび副放電用通電開始時
期ｔｑをそれぞれ設定する。そして、Ｓ１２０での処理
では、主放電発生時期ｔｓについては、エンジン回転速
度とエンジン負荷とをパラメータとするマップ若しくは
計算式を用いて制御基準値を求め、これを冷却水温，吸
気温等に基づき補正する、といった従来から知られてい
る手順で設定される。Next, in S120, the main discharge occurrence timing ts (so-called ignition timing), the sub-discharge occurrence timing tr, and the sub-discharge energization start timing tq are set based on the operation state read in S110. Then, in the process of S120, for the main discharge occurrence timing ts, a control reference value is obtained using a map or a formula having the engine speed and the engine load as parameters, and the control reference value is obtained based on the cooling water temperature, the intake air temperature, and the like. It is set by a conventionally known procedure such as correction.

【００６７】また、副放電発生時期ｔｒは、エンジン回
転速度とエンジン負荷を含む運転状態に基づいて、予め
用意されたマップ若しくは計算式を用いて設定される。
なお、このとき用いるマップもしくは計算式は、イオン
が最も多く発生する時期に副放電発生時期ｔｒを設定す
るように構成されている。Further, the sub-discharge occurrence timing tr is set by using a map or a calculation formula prepared in advance based on the operating state including the engine speed and the engine load.
The map or calculation formula used at this time is configured to set the sub-discharge occurrence timing tr at the time when the most ions are generated.

【００６８】さらに、副放電用通電開始時期ｔｑは、副
放電発生時期ｔｒを基準として副放電用通電時間Ｔｔだ
け早い時期に設定されており、副放電用通電時間Ｔｔ
は、エンジン回転速度とエンジン負荷とをパラメータと
するマップ若しくは計算式を用いて設定される。そし
て、副放電用通電時間Ｔｔを設定するためのマップもし
くは計算式は、混合気の燃焼が緩慢に進む運転条件下
（低回転低負荷時等）には、副放電用誘導電圧の持続時
間を長くする必要があるため、点火コイルへの蓄積エネ
ルギを大きくするべく副放電用通電時間Ｔｔを長く設定
するように構成されている。また、副放電用通電時間Ｔ
ｔを設定するためのマップもしくは計算式は、混合気の
燃焼が急速に進む運転条件下（高回転高負荷時等）に
は、副放電用誘導電圧の持続時間は短くてよいことか
ら、点火コイルへの蓄積エネルギを小さくするべく副放
電用通電時間Ｔｔを短く設定するように構成されてい
る。Further, the sub-discharge energization start time tq is set to be earlier than the sub-discharge occurrence time tr by the sub-discharge energization time Tt, and the sub-discharge energization time Tt is set.
Is set using a map or a formula having the engine speed and the engine load as parameters. Then, the map or the formula for setting the sub-discharge energization time Tt is such that the duration of the sub-discharge induced voltage is set under the operating conditions (such as low rotation and low load) in which the combustion of the air-fuel mixture proceeds slowly. Since it needs to be long, the auxiliary discharge energization time Tt is set to be long in order to increase the energy stored in the ignition coil. In addition, the energizing time T for sub-discharge
The map or the formula for setting t should be based on the fact that the duration of the secondary discharge induction voltage may be short under operating conditions (such as high rotation and high load) where combustion of the air-fuel mixture rapidly proceeds. The auxiliary discharge energization time Tt is set to be short in order to reduce the energy stored in the coil.

【００６９】なお、本実施例では、後述する主火花放電
が自然終了する時期よりも遅い時期に副放電用通電開始
時期ｔｑが設定されるように、副放電用通電時間Ｔｔが
設定されている。さらに、副放電用通電時間Ｔｔは、副
放電用誘導電圧が、点火プラグ１３の電極近傍にイオン
が存在しない場合の火花放電の発生に必要な第１要求電
圧よりも低電圧であり、かつ点火プラグ１３の電極近傍
にイオンが存在する場合の火花放電の発生に必要な第２
要求電圧よりも高電圧である電圧値となる時間に設定さ
れる。このため、副放電用通電時間Ｔｔは、後述する主
放電用通電時間よりも短い値に設定されることから、副
放電用誘導電圧は、主放電用誘導電圧よりも低電圧とな
る。In this embodiment, the sub-discharge energization time Tt is set so that the sub-discharge energization start timing tq is set at a time later than the time at which the main spark discharge described later naturally ends. . Further, the sub-discharge energization time Tt is such that the sub-discharge induced voltage is lower than the first required voltage required to generate the spark discharge when the ions are not present in the vicinity of the electrodes of the spark plug 13, and the ignition is performed. Second required for spark discharge generation when ions are present near the electrode of the plug 13.
The time is set such that the voltage value is higher than the required voltage. Therefore, the sub-discharge energization time Tt is set to a value shorter than the main-discharge energization time described later, and thus the sub-discharge induction voltage is lower than the main-discharge induction voltage.

【００７０】次に、Ｓ１３０では、Ｓ１２０にて設定し
た主放電発生時期ｔｓに基づき、主放電発生時期ｔｓに
対して、予め設定された主放電用通電時間だけ早い一次
巻線２１の主放電用通電開始時期を求め、主放電用通電
開始時期に達した時点（図３に示す時刻ｔ１）で、第１
指令信号３７をローレベルからハイレベルに変化させ
る。なお、主放電用通電時間は、一次巻線２１への通電
によって点火コイル１５に蓄積されるエネルギが、内燃
機関のあらゆる運転条件下で混合気を燃焼させることが
できる最大の火花エネルギとなるように、予め設定され
ている。Next, in S130, based on the main discharge occurrence timing ts set in S120, for the main discharge of the primary winding 21 earlier than the main discharge occurrence timing ts by a preset main discharge energization time. The energization start time is calculated, and when the energization start time for main discharge is reached (time t1 shown in FIG. 3), the first
The command signal 37 is changed from low level to high level. The main discharge energization time is such that the energy stored in the ignition coil 15 by energizing the primary winding 21 becomes the maximum spark energy capable of burning the air-fuel mixture under all operating conditions of the internal combustion engine. Is set in advance.

【００７１】そして、Ｓ１３０の処理により、図３に示
す時刻ｔ１にて、第１指令信号３７がローレベルからハ
イレベルに切り換わると、点火コイル１５の一次巻線２
１に電流（一次電流２２）が流れ始める。そして、続く
Ｓ１４０では、クランク角センサからのクランク角検出
信号に基づき、Ｓ１２０で設定した主放電発生時期ｔｓ
に達したか否かを判断し、否定判定された場合には、同
ステップを繰り返し実行することで、主放電発生時期ｔ
ｓになるまで待機する。そして、Ｓ１４０にて、主放電
発生時期ｔｓに達したと判断されて肯定判定されると
（図３に示す時刻ｔ２）、Ｓ１５０に移行する。When the first command signal 37 switches from the low level to the high level at the time t1 shown in FIG. 3 by the process of S130, the primary winding 2 of the ignition coil 15 is changed.
A current (primary current 22) starts to flow at 1. Then, in subsequent S140, based on the crank angle detection signal from the crank angle sensor, the main discharge occurrence timing ts set in S120 is set.
It is determined whether or not the main discharge has occurred, and when a negative determination is made, the same step is repeatedly executed to obtain the main discharge occurrence time t.
Wait until s. Then, in S140, when it is determined that the main discharge occurrence time ts is reached and an affirmative determination is made (time t2 shown in FIG. 3), the process proceeds to S150.

【００７２】すると、Ｓ１５０では、第１指令信号３７
をハイレベルからローレベルに反転させ、この結果、イ
グナイタ１７がターンオフして一次電流２２が急峻に遮
断され、点火コイル１５の磁束密度が急激に変化して二
次巻線２３に主放電用誘導電圧（数十［ｋＶ］以上）が
発生する。そして、点火プラグ１３の中心電極２５に負
極性の主放電用誘導電圧が印加されて、中心電極２５の
電位が急峻に低下し、点火プラグ１３の電極２５−２７
間に火花放電（主火花放電）が発生して、二次巻線２３
に二次電流２４（主火花放電電流）が流れる。Then, in S150, the first command signal 37
Is inverted from a high level to a low level, and as a result, the igniter 17 is turned off, the primary current 22 is sharply cut off, the magnetic flux density of the ignition coil 15 is rapidly changed, and the secondary winding 23 is induced for main discharge. A voltage (tens of [kV] or more) is generated. Then, a negative main discharge induced voltage is applied to the center electrode 25 of the spark plug 13, the potential of the center electrode 25 sharply drops, and the electrodes 25-27 of the spark plug 13
A spark discharge (main spark discharge) is generated between the secondary winding 23 and
A secondary current 24 (main spark discharge current) flows through the.

【００７３】次のＳ１６０では、Ｓ１２０で設定した副
放電用通電開始時期ｔｑに達したか否かを判断し、否定
判定された場合には、同ステップを繰り返し実行するこ
とで、副放電用通電開始時期ｔｑになるまで待機する。
そして、Ｓ１６０にて、副放電用通電開始時期ｔｑに達
したと判断されると（図３に示す時刻ｔ３）、Ｓ１７０
に移行して、Ｓ１７０では、第１指令信号３７をローレ
ベルからハイレベルに反転する。In the next step S160, it is determined whether or not the sub-discharge energization start time tq set in step S120 has been reached. If a negative determination is made, the same step is repeatedly executed to obtain the sub-discharge energization. Wait until the start time tq.
When it is determined in S160 that the auxiliary discharge energization start time tq has been reached (time t3 shown in FIG. 3), S170.
Then, in S170, the first command signal 37 is inverted from low level to high level.

【００７４】そして、Ｓ１７０での処理により第１指令
信号３７がハイレベルになると、イグナイタ１７がオン
状態となり、一次巻線２１には再び一次電流２２が通電
されて、点火コイル１５に対し、副放電用誘導電圧を発
生させるためのエネルギの蓄積が開始される。When the first command signal 37 becomes high level by the processing in S170, the igniter 17 is turned on, the primary current 22 is again supplied to the primary winding 21, and the auxiliary current is supplied to the ignition coil 15. The accumulation of energy for generating the discharge induced voltage is started.

【００７５】次のＳ１８０では、予め定められた副放電
電流検出開始時期に達したか否かを判断し、否定判定さ
れた場合には、同ステップを繰り返し実行することで、
副放電電流検出開始時期になるまで待機する。そして、
Ｓ１８０にて、副放電電流検出開始時期に達したと判断
されると（図３に示す時刻ｔ４）、Ｓ１９０に移行し
て、Ｓ１９０では、検出タイミング信号４０をローレベ
ルからハイレベルに反転する。In the next step S180, it is determined whether or not a predetermined sub-discharge current detection start time has been reached, and if a negative determination is made, the same step is repeatedly executed.
Wait until the sub-discharge current detection start time comes. And
When it is determined in S180 that the sub-discharge current detection start time has been reached (time t4 shown in FIG. 3), the process proceeds to S190, in which the detection timing signal 40 is inverted from low level to high level.

【００７６】そして、Ｓ１９０での処理により、検出タ
イミング信号４０がハイレベルになると、経路接続スイ
ッチ３９は、自身の両端を短絡状態に設定し、積分回路
４１と検出抵抗３１との接続経路を接続状態に設定す
る。これにより、失火判定回路３５は、検出抵抗３１の
両端電圧を入力可能となり、検出抵抗３１の両端電圧に
基づいて失火判定可能な状態となる。When the detection timing signal 40 becomes high level by the processing in S190, the path connection switch 39 sets both ends of the path connection switch 39 to the short-circuited state and connects the connection path between the integration circuit 41 and the detection resistor 31. Set to state. As a result, the misfire determination circuit 35 can input the voltage across the detection resistor 31, and the misfire determination can be performed based on the voltage across the detection resistor 31.

【００７７】続くＳ２００では、失火判定回路３５の判
定用比較器４３が出力する判定結果信号４６を読み込む
処理を開始する。次のＳ２１０では、Ｓ１２０で設定し
た副放電発生時期ｔｒに達したか否かを判断し、否定判
定された場合には、同ステップを繰り返し実行すること
で、副放電発生時期ｔｒになるまで待機する。そして、
Ｓ２１０にて、副放電発生時期ｔｒに達したと判断され
ると（図３に示す時刻ｔ５）、Ｓ２２０に移行して、Ｓ
２２０では、第１指令信号３７をハイレベルからローレ
ベルに反転する。At S200, the process of reading the judgment result signal 46 output from the judgment comparator 43 of the misfire judgment circuit 35 is started. In the next S210, it is determined whether or not the sub-discharge occurrence timing tr set in S120 is reached, and if a negative determination is made, the same step is repeatedly executed to wait until the sub-discharge occurrence timing tr is reached. To do. And
When it is determined in S210 that the sub-discharge occurrence timing tr has been reached (time t5 shown in FIG. 3), the process proceeds to S220 and S
At 220, the first command signal 37 is inverted from high level to low level.

【００７８】この結果、イグナイタ１７がターンオフし
て一次電流２２が急峻に遮断されて、点火コイル１５の
磁束密度が急激に変化して二次巻線２３に主放電用誘導
電圧よりも低電圧の副放電用誘導電圧が発生して、点火
プラグ１３の中心電極２５に負極性の副放電用誘導電圧
が印加される。この副放電用誘導電圧の印加時に、点火
プラグ１３の電極近傍にイオンが存在する場合には、点
火プラグ１３の電極２５−２７間に副火花放電が発生し
て継続的に一方向に火花放電電流が流れ、点火プラグ１
３の電極近傍にイオンが存在しない場合には、点火プラ
グ１３の電極２５−２７間に副火花放電は発生せず、減
衰振動を生じたノイズ電流が流れる。As a result, the igniter 17 is turned off, the primary current 22 is cut off sharply, and the magnetic flux density of the ignition coil 15 changes abruptly so that the secondary winding 23 has a voltage lower than the induced voltage for main discharge. An auxiliary discharge induced voltage is generated, and a negative auxiliary discharge induced voltage is applied to the center electrode 25 of the spark plug 13. When ions are present in the vicinity of the electrodes of the spark plug 13 at the time of applying the secondary discharge induction voltage, a secondary spark discharge is generated between the electrodes 25 and 27 of the spark plug 13 to continuously generate a spark discharge in one direction. Electric current flows, spark plug 1
When there are no ions in the vicinity of the electrode No. 3, the secondary spark discharge does not occur between the electrodes 25 and 27 of the spark plug 13, and the noise current that causes the damped oscillation flows.

【００７９】なお、混合気への着火が行われて正常燃焼
すると、電離作用により発生するイオンが点火プラグ１
３の電極近傍に存在するため、電圧値の低い副放電用誘
導電圧であっても火花放電を発生でき、火花放電電流が
流れることになる。このことから、正常燃焼時には、図
３における着火時（左側）のタイムチャートに示すよう
に、検出抵抗３１の一端の電位は振動することなく正電
位の値を示す。このため、積分回路４１が出力する積分
結果信号４２は、時間経過に伴い電圧値が上昇して失火
検出用判定電圧値Ｖｏを上回ることになり、その結果、
判定用比較器４３は、判定結果信号４６をローレベルか
らハイレベルに切り換えて出力する（図３に示す時刻ｔ
６）。なお、このあと、積分結果信号４２の電圧値が失
火検出用判定電圧値Ｖｏを下回ると、判定用比較器４３
は、判定結果信号４６をハイレベルからローレベルに切
り換えて出力する（図３に示す時刻ｔ７）。When the air-fuel mixture is ignited and normally burned, the ions generated by the ionization action generate the spark plug 1
Since it exists in the vicinity of the electrode No. 3, a spark discharge can be generated even with an auxiliary discharge induced voltage having a low voltage value, and a spark discharge current will flow. From this, at the time of normal combustion, as shown in the time chart at the time of ignition (left side) in FIG. 3, the potential at one end of the detection resistor 31 shows a positive potential value without oscillating. Therefore, the voltage value of the integration result signal 42 output from the integration circuit 41 increases with the passage of time and exceeds the misfire detection determination voltage value Vo. As a result,
The judgment comparator 43 switches the judgment result signal 46 from the low level to the high level and outputs it (at time t shown in FIG. 3).
6). After that, when the voltage value of the integration result signal 42 falls below the misfire detection judgment voltage value Vo, the judgment comparator 43
Switches the determination result signal 46 from the high level to the low level and outputs it (time t7 shown in FIG. 3).

【００８０】また、混合気への着火が行われず失火する
と、電離作用によるイオンが発生せず、点火プラグ１３
の電極近傍にイオンは存在しないため、副放電用誘導電
圧の印加により、図３における失火時（右側）のタイム
チャートに示すように、検出抵抗３１の一端の電位は減
衰振動する。このため、積分回路４１が出力する積分結
果信号４２は、電圧値は僅かしか上昇せず、失火検出用
判定電圧値Ｖｏを上回ることはないため、その結果、判
定用比較器４３は、ローレベルの判定結果信号４６を継
続して出力する。If the air-fuel mixture is not ignited and misfires, ions due to ionization do not occur and the spark plug 13
Since there is no ion in the vicinity of the electrode, the potential at one end of the detection resistor 31 attenuates and oscillates as shown in the time chart at the time of misfire (right side) in FIG. Therefore, the voltage value of the integration result signal 42 output from the integration circuit 41 rises only slightly and does not exceed the judgment voltage value Vo for misfire detection. As a result, the judgment comparator 43 is at a low level. The determination result signal 46 of No. 1 is continuously output.

【００８１】次のＳ２３０では、Ｓ２１０で肯定判定さ
れた時点から、予め定められた副放電持続時間が経過し
たか否かを判断し、否定判定された場合には、同ステッ
プを繰り返し実行することで、副放電持続時間が経過す
るまで待機する。そして、Ｓ２３０にて、副放電持続時
間が経過したと判断されると（図３に示す時刻ｔ８）、
Ｓ２４０に移行する。Ｓ２４０では、Ｓ２００で判定結
果信号４６の読み込みを開始した時点からＳ２３０で肯
定判定される時点までの検出期間内において、判定結果
信号４６が一度でもハイレベルとなっている場合には正
常燃焼（着火）と判定し、判定結果信号４６が一度もハ
イレベルとなっていない場合には失火と判定する。In the next step S230, it is determined whether or not a predetermined auxiliary discharge duration time has elapsed from the time point when the affirmative judgment is made in S210, and when the negative judgment is made, the same step is repeatedly executed. Then, it waits until the sub-discharge duration time elapses. Then, when it is determined in S230 that the auxiliary discharge duration time has elapsed (time t8 shown in FIG. 3),
The process proceeds to S240. In S240, if the determination result signal 46 is at a high level even once during the detection period from the time when the reading of the determination result signal 46 is started in S200 to the time when the positive determination is made in S230, normal combustion (ignition) is performed. ), And if the determination result signal 46 has never been at a high level, it is determined that a misfire has occurred.

【００８２】続くＳ２５０では、検出タイミング信号４
０をハイレベルからローレベルに反転する処理を行う。
この結果、経路接続スイッチ３９は、自身の両端を開放
状態に設定し、積分回路４１と検出抵抗３１との接続経
路を遮断状態に設定する。なお、Ｓ２４０での処理に要
する時間は極めて短く、Ｓ２３０で肯定判定される時期
とＳ２５０の処理実行時期とは略同時期と見なすことが
できるため、図３に示すように、時刻ｔ８において検出
タイミング信号４０の状態変化処理（Ｓ２５０での処
理）が行われる。In the following S250, the detection timing signal 4
The process of inverting 0 from high level to low level is performed.
As a result, the path connection switch 39 sets both ends of the path connection switch 39 to the open state and sets the connection path between the integration circuit 41 and the detection resistor 31 to the cutoff state. Since the time required for the processing in S240 is extremely short, and the timing when the positive determination is made in S230 and the processing execution timing in S250 can be regarded as approximately the same timing, as shown in FIG. State change processing (processing in S250) of the signal 40 is performed.

【００８３】そして、Ｓ２５０における処理が終了する
と、本失火検出処理が終了する。なお、上記実施例にお
いては、ＥＣＵ１９で実行される失火検出処理のＳ１６
０，Ｓ１７０，Ｓ２１０，Ｓ２２０およびイグナイタ１
７が、特許請求の範囲における副放電用電圧発生手段に
相当し、ＥＣＵ１９で実行される失火検出処理のＳ２４
０、Ｉ−Ｖ変換回路３０および失火判定回路３５が失火
判定手段に相当し、Ｉ−Ｖ変換回路３０が電流検出手段
に相当し、検出抵抗３１が検出用抵抗に相当し、積分回
路４１が積分検出手段に相当し、判定用比較器４３が比
較手段に相当し、判定基準電源装置５１が出力する失火
検出用判定電圧値Ｖｏが失火検出用判定値に相当し、第
１抵抗４７および第１ダイオード４９が時定数変更手段
に相当し、経路接続スイッチ３９が検出経路接続手段に
相当し、ＥＣＵ１９で実行される失火検出処理のＳ１２
０が副放電用通電時間設定手段に相当する。When the processing in S250 ends, the misfire detection processing ends. In the above embodiment, S16 of the misfire detection process executed by the ECU 19 is executed.
0, S170, S210, S220 and igniter 1
7 corresponds to the auxiliary discharge voltage generating means in the claims, and S24 of the misfire detection process executed by the ECU 19.
0, the IV conversion circuit 30 and the misfire determination circuit 35 correspond to the misfire determination means, the IV conversion circuit 30 corresponds to the current detection means, the detection resistor 31 corresponds to the detection resistor, and the integration circuit 41 corresponds to It corresponds to the integral detection means, the judgment comparator 43 corresponds to the comparison means, the misfire detection judgment voltage value Vo output from the judgment reference power supply device 51 corresponds to the misfire detection judgment value, and the first resistance 47 and the first resistor 47. The 1-diode 49 corresponds to the time constant changing means, the path connecting switch 39 corresponds to the detecting path connecting means, and S12 of the misfire detecting process executed by the ECU 19.
0 corresponds to the auxiliary discharge energization time setting means.

【００８４】以上説明したように、実施例の失火検出装
置１においては、ＥＣＵ１９の指令によるイグナイタ１
７のスイッチング駆動により、二次巻線２３に発生した
主放電用誘導電圧を点火プラグ１３に印加して、電極２
５−２７間に主火花放電を発生させて混合気への着火を
行っている。そして、その後、副放電用通電時間Ｔｔに
わたり一次電流２２の再通電を行い、副放電発生時期ｔ
ｒにおいて二次巻線２３に副放電用誘導電圧を発生し、
副放電用誘導電圧を点火プラグ１３の電極間に印加し
て、副火花放電が発生するか否かに基づいて失火判定を
行うよう構成されている。As described above, in the misfire detection device 1 of the embodiment, the igniter 1 according to the command from the ECU 19 is used.
By the switching drive of No. 7, the main discharge induced voltage generated in the secondary winding 23 is applied to the spark plug 13, and the electrode 2
Main spark discharge is generated between 5 and 27 to ignite the air-fuel mixture. Then, after that, the primary current 22 is re-energized for the sub-discharge energization time Tt, and the sub-discharge occurrence time t
At r, a secondary discharge induced voltage is generated in the secondary winding 23,
The auxiliary discharge induced voltage is applied between the electrodes of the spark plug 13, and misfire determination is performed based on whether or not auxiliary spark discharge occurs.

【００８５】このため、失火判定のために点火プラグ１
３の電極間に印加する失火判定用印加電圧を発生するた
めのエネルギを、主放電用誘導電圧を用いて蓄積する必
要が無くなり、失火判定用印加電圧の生成に伴う点火プ
ラグの点火性能の悪化を抑えることができる。また、失
火を検出するにあたり、主放電用誘導電圧から失火判定
用印加電圧を生成するための電子部品を別途に設ける必
要が無く、装置自体の耐久信頼性の向上を図ることがで
きる。Therefore, the spark plug 1 is used for the misfire determination.
It is not necessary to store energy for generating the misfire determination applied voltage applied between the electrodes of No. 3 by using the main discharge induced voltage, and the ignition performance of the ignition plug is deteriorated due to the generation of the misfire determination applied voltage. Can be suppressed. Further, when detecting a misfire, it is not necessary to separately provide an electronic component for generating a misfire determination applied voltage from the main discharge induction voltage, and the durability reliability of the device itself can be improved.

【００８６】また、第１要求電圧よりも低電圧であり、
かつ第２要求電圧よりも高電圧である電圧値に設定され
た副放電用誘導電圧を印加して、火花放電（副火花放
電）が発生するか否かを検出していることから、その検
出結果（副火花放電の有無）に基づいて正常燃焼である
かあるいは失火であるのかを判定することができる。Further, the voltage is lower than the first required voltage,
Further, by detecting the occurrence of spark discharge (secondary spark discharge) by applying the auxiliary discharge induction voltage set to a voltage value higher than the second required voltage, it is detected. Based on the result (presence / absence of secondary spark discharge), it is possible to determine whether the combustion is normal or misfire.

【００８７】なお、本実施例では、内燃機関の運転状態
に応じて、イオンが最も多く発生する時期に副放電発生
時期ｔｒが設定されることから、内燃機関の運転状態が
変化した場合でも、失火判定の判定精度が低下するのを
防止できる。具体的に副放電発生時期ｔｒの設定時期と
しては、クランク角が上死点（０°ＣＡ）に達してから
上死点後３０°ＣＡまでの期間に設定することが好まし
く、クランク角が上死点（０°ＣＡ）に達してから上死
点後１４°ＣＡまでの期間に設定することがより好まし
い。In the present embodiment, the sub-discharge occurrence timing tr is set according to the operating state of the internal combustion engine, so that even when the operating state of the internal combustion engine changes, It is possible to prevent the determination accuracy of the misfire determination from decreasing. Specifically, it is preferable that the sub-discharge occurrence timing tr is set during a period from when the crank angle reaches the top dead center (0 ° CA) to 30 ° CA after the top dead center. It is more preferable to set the period from reaching the dead center (0 ° CA) to 14 ° CA after the top dead center.

【００８８】また、本実施例の失火検出装置１は、火花
放電電流の通電経路上に直列接続された検出抵抗３１を
用いて火花放電電流を検出し、検出した火花放電電流の
電圧変換値の積分値に基づいて失火判定を行っている。
このため、副火花放電の発生有無を判定するための光セ
ンサをエンジン本体（シリンダヘッドなど）に備える必
要が無い。Further, the misfire detection device 1 of the present embodiment detects the spark discharge current using the detection resistor 31 connected in series on the current path of the spark discharge current, and detects the voltage conversion value of the detected spark discharge current. Misfire determination is performed based on the integrated value.
Therefore, it is not necessary to equip the engine body (cylinder head, etc.) with an optical sensor for determining the presence or absence of the secondary spark discharge.

【００８９】したがって、本実施例の失火検出装置１を
用いることで、副火花放電の発生有無を判断した判断結
果に基づいて失火判定を行うにあたり、内燃機関の構造
を複雑化することがなくなり、また内燃機関の製造コス
トの上昇を抑制できる。また、検出抵抗３１は、抵抗値
が５０［Ω］であり、二次巻線２３の抵抗値（１５［ｋ
Ω］）に対して、１００分の１以下の抵抗値となってい
る。このような低い抵抗値の検出抵抗３１を用いること
で、主放電用誘導電圧の発生時における検出抵抗３１で
の電圧降下が小さくなり、点火プラグ１３の電極間に印
加される電圧の低下割合を小さく抑えることができる。Therefore, by using the misfire detection device 1 of the present embodiment, the structure of the internal combustion engine does not become complicated when the misfire determination is performed based on the determination result of determining whether the secondary spark discharge has occurred or not. Further, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the internal combustion engine. The detection resistor 31 has a resistance value of 50 [Ω], and the resistance value of the secondary winding 23 (15 [k]
Ω]), the resistance value is 1/100 or less. By using the detection resistor 31 having such a low resistance value, the voltage drop in the detection resistor 31 when the main discharge induced voltage is generated becomes small, and the reduction rate of the voltage applied between the electrodes of the spark plug 13 is reduced. It can be kept small.

【００９０】このことから、本実施例の失火検出装置１
によれば、主放電用誘導電圧の発生時において、主火花
放電として使用可能なエネルギ量の低下を抑制できるた
め、混合気への着火性が劣化するのを防止することがで
きる。そして、失火判定回路３５では、検出抵抗３１で
検出された副火花放電電流の電圧変換値の積分値を積分
回路４１に蓄積し、積分値に応じた電圧値となる積分結
果信号４２と失火検出用判定電圧値Ｖｏとを比較判定す
る判定用比較器４３が、判定結果に応じた判定結果信号
４６を出力している。つまり、失火判定回路３５では、
副火花放電電流の瞬時値ではなく積分値に基づいて失火
判定を行うことから、失火時に、副放電用誘導電圧の印
加に伴い減衰振動を生じたノイズ電流が発生しても、副
火花放電の発生有無の判定精度を向上でき、失火検知の
検出精度を向上させることができる。From this, the misfire detection device 1 of this embodiment is
According to this, when the induced voltage for main discharge is generated, it is possible to suppress a decrease in the amount of energy that can be used as main spark discharge, and thus it is possible to prevent deterioration of the ignitability of the air-fuel mixture. Then, in the misfire determination circuit 35, the integrated value of the voltage conversion value of the secondary spark discharge current detected by the detection resistor 31 is accumulated in the integration circuit 41, and the integration result signal 42 and the misfire detection which become the voltage value according to the integrated value. The determination comparator 43 for comparing and determining the determination voltage value Vo outputs the determination result signal 46 according to the determination result. That is, in the misfire determination circuit 35,
Since the misfire is determined based on the integrated value of the secondary spark discharge current instead of the instantaneous value, even if a noise current that causes a damped oscillation due to the application of the secondary discharge induction voltage is generated during the misfire, the secondary spark discharge It is possible to improve the accuracy of determination of occurrence or non-occurrence and improve the accuracy of misfire detection.

【００９１】そして、ＥＣＵ１９で実行される失火検出
処理のＳ１２０では、運転状態に基づき、副放電用誘導
電圧が、第１要求電圧よりも低電圧であり、第２要求電
圧よりも高電圧である電圧値となるように、一次電流の
副放電用通電時間Ｔｔを設定している。このため、正常
燃焼時には確実に副火花放電を発生させることができ、
失火時には副火花放電が発生しないように、副放電用誘
導電圧を適切な値に設定することができる。Then, in S120 of the misfire detection process executed by the ECU 19, the auxiliary discharge induction voltage is lower than the first required voltage and higher than the second required voltage based on the operating state. The secondary discharge energization time Tt of the primary current is set so that the voltage value is obtained. Therefore, the secondary spark discharge can be reliably generated during normal combustion,
The auxiliary discharge induced voltage can be set to an appropriate value so that the auxiliary spark discharge does not occur at the time of misfire.

【００９２】よって、本実施例の失火検出装置１によれ
ば、内燃機関の運転状態に応じて、失火判定に適した副
放電用誘導電圧を発生できるため、内燃機関の運転状態
の変化に影響されることなく失火判定を行うことがで
き、失火判定の判定精度を向上させることができる。Therefore, according to the misfire detection apparatus 1 of the present embodiment, the auxiliary discharge induced voltage suitable for the misfire determination can be generated according to the operating state of the internal combustion engine, so that the change in the operating state of the internal combustion engine is affected. The misfire determination can be performed without being performed, and the determination accuracy of the misfire determination can be improved.

【００９３】さらに、本実施例の失火検出装置１では、
副放電用誘導電圧として要求される電圧値が低く、副放
電用通電時間が短い時間に設定されるため、副放電用通
電時間におけるイグナイタ１７や一次巻線２１の発熱量
を抑えることができ、一次電流の通電に伴い発生する熱
により各種回路が故障するのを防止できる。Furthermore, in the misfire detection device 1 of this embodiment,
Since the voltage value required as the secondary discharge induction voltage is low and the secondary discharge energization time is set to a short time, the heat generation amount of the igniter 17 and the primary winding 21 during the secondary discharge energization time can be suppressed, It is possible to prevent various circuits from breaking down due to heat generated by the energization of the primary current.

【００９４】ここで、本実施例の失火検出装置を用い
て、正常燃焼時および失火時のそれぞれについて判定結
果信号４６の状態変化を測定した測定結果を図５に示
す。なお、図５では、左側に正常燃焼時（着火時）の測
定結果を、右側に失火時の測定結果を記載しており、ま
た、上段の座標平面（横軸：０．５［ｍｓ／ｄｉｖ］）
に記載した波形における横軸（時間軸）を拡大した波形
を下段の座標平面（横軸：０．１［ｍｓ／ｄｉｖ］）に
記載している。そして、図５では、火花放電電流（波形
ａ、縦軸：４０［ｍＡ／ｄｉｖ］）、積分回路４１が出
力する積分結果信号４２（波形ｂ、縦軸：１［Ｖ／ｄｉ
ｖ］）、ＥＣＵ１９が出力する検出タイミング信号４０
（波形ｃ、縦軸：５［Ｖ／ｄｉｖ］）、判定用比較器４
３が出力する判定結果信号４６（波形ｄ、縦軸：５［Ｖ
／ｄｉｖ］）、の各状態の測定結果を表している。な
お、火花放電電流は、検出抵抗３１の両端電圧に比例し
た値となることから、検出抵抗３１の一端の電位に基づ
き検出することができる。FIG. 5 shows the measurement results obtained by measuring the state change of the judgment result signal 46 at the time of normal combustion and at the time of misfire by using the misfire detection apparatus of this embodiment. In addition, in FIG. 5, the measurement result at the time of normal combustion (at the time of ignition) is shown on the left side, and the measurement result at the time of misfire is shown on the right side. In addition, in the upper coordinate plane (horizontal axis: 0.5 [ms / div] ]))
A waveform obtained by enlarging the horizontal axis (time axis) in the waveform described in (1) is described on the lower coordinate plane (horizontal axis: 0.1 [ms / div]). In FIG. 5, the spark discharge current (waveform a, vertical axis: 40 [mA / div]), the integration result signal 42 (waveform b, vertical axis: 1 [V / di] output from the integrating circuit 41.
v]), the detection timing signal 40 output by the ECU 19
(Waveform c, vertical axis: 5 [V / div]), determination comparator 4
3 outputs the determination result signal 46 (waveform d, vertical axis: 5 [V
/ Div]), and the measurement result of each state. Since the spark discharge current has a value proportional to the voltage across the detection resistor 31, it can be detected based on the potential at one end of the detection resistor 31.

【００９５】図５に示す下段の拡大図によれば、副放電
用誘導電圧発生時（座標平面の略中央部分）における火
花放電電流の波形（波形ａ）の最大振幅は、正常燃焼時
と失火時とではほとんど差はないことが判る。なお、着
火時の火花放電電流の波形（波形ａ）については、ブレ
イクダウン（絶縁破壊）しており、また、失火時の火花
放電電流の波形（波形ａ）については、減衰振動してい
る。According to the enlarged view of the lower part shown in FIG. 5, the maximum amplitude of the waveform (waveform a) of the spark discharge current when the induced voltage for the secondary discharge is generated (substantially the central portion of the coordinate plane) is the same as that during normal combustion. It turns out that there is almost no difference from time. The waveform (waveform a) of the spark discharge current at ignition is broken down (dielectric breakdown), and the waveform (waveform a) of the spark discharge current at misfire is damped and oscillated.

【００９６】これに対して、積分結果信号４２の波形
（波形ｂ）の最大振幅については、正常燃焼時と失火時
とで明らかに差が生じていることが判る。そして、正常
燃焼時には、判定結果信号４６（波形ｄ）がハイレベル
（パルス有り）となっており、失火時には、判定結果信
号４６（波形ｄ）がローレベル（パルス無し）となって
いる。On the other hand, it is clear that the maximum amplitude of the waveform (waveform b) of the integration result signal 42 clearly differs between normal combustion and misfire. The determination result signal 46 (waveform d) is at a high level (with pulse) during normal combustion, and the determination result signal 46 (waveform d) is at a low level (without pulse) during misfire.

【００９７】よって、図５に示す測定結果から、本実施
例の失火検出装置は、減衰振動が発生する場合であって
も、正常燃焼であるか失火であるかを適切に判定できる
ことが判る。以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。Therefore, from the measurement results shown in FIG. 5, it can be seen that the misfire detection apparatus of this embodiment can appropriately determine whether the combustion is normal combustion or misfire even when damping vibration occurs. Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modes can be adopted.

【００９８】例えば、Ｉ−Ｖ変換回路３０は、抵抗素子
を備える構成に限らず、図４に示すようにオペアンプ６
９を有する第２Ｉ−Ｖ変換回路５３を用いて失火検出装
置を構成しても良い。なお、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３
は、第１入力端子５５が二次巻線２３（図１参照）に接
続され、第２入力端子５７がグランド（図１参照）に接
続され、電圧出力端子５９が失火判定回路３５（図１参
照）に接続されている。For example, the IV conversion circuit 30 is not limited to the configuration including the resistance element, but the operational amplifier 6 as shown in FIG.
The misfire detection device may be configured by using the second I-V conversion circuit 53 having 9. The second I-V conversion circuit 53
The first input terminal 55 is connected to the secondary winding 23 (see FIG. 1), the second input terminal 57 is connected to the ground (see FIG. 1), and the voltage output terminal 59 is connected to the misfire determination circuit 35 (see FIG. 1). Connected).

【００９９】そして、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３は、アノ
ードが第１入力端子５５に接続され、カソードが第２入
力端子５７に接続される第２ダイオード６１と、アノー
ドが第２入力端子５７に接続され、カソードが第１入力
端子５５に接続されて、第２ダイオード６１に並列接続
される第３ダイオード６３とを備えている。また、オペ
アンプ６９は、反転入力端子−が第２ダイオード６１の
アノードに接続され、反転入力端子−と出力端子とが第
２抵抗６５を介して接続され、非反転入力端子＋が第３
抵抗６７を介してグランドに接続され、出力端子が電圧
出力端子５９に接続されている。In the second IV conversion circuit 53, the anode is connected to the first input terminal 55, the cathode is connected to the second input terminal 57, and the second diode 61 is connected to the second input terminal 57. A third diode 63 connected to the first input terminal 55 and connected in parallel to the second diode 61. Further, in the operational amplifier 69, the inverting input terminal − is connected to the anode of the second diode 61, the inverting input terminal − and the output terminal are connected via the second resistor 65, and the non-inverting input terminal + is the third.
It is connected to the ground via the resistor 67, and the output terminal is connected to the voltage output terminal 59.

【０１００】このように構成された第２Ｉ−Ｖ変換回路
５３においては、二次巻線２３から第２ダイオード６１
に流れる火花放電電流２４と同等の電流が第２抵抗６５
に流れる。このことから、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３は、
火花放電電流２４の電流値Ｉと第２抵抗６５の抵抗値Ｒ
との乗算して得られる電圧値Ｖ（＝Ｉ×Ｒ）を電圧出力
端子５９から出力する。そして、電圧値Ｖは電流値Ｉに
比例した値となることから、第２Ｉ−Ｖ変換回路５３
は、火花放電電流２４（副火花放電電流）の電流値を電
圧値に変換して失火判定回路３５に対して出力するよう
動作する。In the second IV conversion circuit 53 thus configured, the secondary winding 23 to the second diode 61 are connected.
A current equivalent to the spark discharge current 24 flowing through the second resistor 65
Flow to. From this, the second IV conversion circuit 53
The current value I of the spark discharge current 24 and the resistance value R of the second resistor 65
A voltage value V (= I × R) obtained by multiplication with is output from the voltage output terminal 59. Since the voltage value V becomes a value proportional to the current value I, the second IV conversion circuit 53
Operates to convert the current value of the spark discharge current 24 (sub-spark discharge current) into a voltage value and output it to the misfire determination circuit 35.

【０１０１】よって、Ｉ−Ｖ変換回路３０に代えて第２
Ｉ−Ｖ変換回路５３を備えて構成した失火検出装置につ
いても、副火花放電電流の検出結果に基づき副火花放電
の発生有無を判定し、その判定結果に基づいて適切に失
火判定を行うことが出来る。また、上記実施例では、主
火花放電を自然終了させているが、強制的に終了させる
構成としてもよい。つまり、一次巻線２１への再通電を
行うことで二次巻線２３に主放電用誘導電圧とは逆極性
の誘導電圧を発生し、点火プラグ１３の電極間に印加す
る電圧を低下させて、火花放電を強制的に終了させるの
である。なお、一次巻線２１の再通電は、主火花放電の
強制遮断時期にイグナイタ１７をＯＮ状態にすることで
実現でき、あるいは、一次巻線２１に対してサイリスタ
を並列接続して、主火花放電の強制遮断時期にサイリス
タをＯＮ状態に駆動制御することで実現できる。Therefore, instead of the IV conversion circuit 30, the second
Also with respect to the misfire detection device including the IV conversion circuit 53, it is possible to determine whether or not the secondary spark discharge has occurred based on the detection result of the secondary spark discharge current, and appropriately perform the misfire determination based on the determination result. I can. Further, in the above embodiment, the main spark discharge is naturally terminated, but it may be forcibly terminated. That is, by re-energizing the primary winding 21, an induced voltage having a polarity opposite to that of the main discharge induced voltage is generated in the secondary winding 23, and the voltage applied between the electrodes of the spark plug 13 is lowered. , Forcibly ending the spark discharge. The re-energization of the primary winding 21 can be realized by turning on the igniter 17 at the time of the forced interruption of the main spark discharge, or by connecting a thyristor in parallel to the primary winding 21 to discharge the main spark discharge. This can be realized by controlling the drive of the thyristor to the ON state at the forced shutoff time.

【０１０２】また、判定基準電源装置５１は、固定電圧
を出力する電源装置に限らず、出力電圧値を変更可能な
電源装置を用いて構成してもよい。この場合には、失火
検出用判定電圧値Ｖｏを内燃機関の運転状態に応じて失
火判定に適した値に設定することで、失火判定の判定精
度を向上させることができる。Further, the judgment reference power supply device 51 is not limited to a power supply device that outputs a fixed voltage, but a power supply device that can change the output voltage value may be used. In this case, the determination accuracy of the misfire determination can be improved by setting the misfire detection determination voltage value Vo to a value suitable for the misfire determination according to the operating state of the internal combustion engine.

【０１０３】さらに、イグナイタ１７は、ｎｐｎ型パワ
ートランジスタ（バイポーラトランジスタ）に限らず、
ＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transisto
r ）などのスイッチング素子を用いて構成してもよく、
一次巻線への通電・遮断を切替制御可能に構成すればよ
い。Further, the igniter 17 is not limited to the npn type power transistor (bipolar transistor),
FET and IGBT (Insulated Gate Bipolar Transisto)
r) or other switching element may be used.
It suffices that the primary winding is configured so that switching between energization and interruption can be controlled.

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

【図１】 内燃機関に備えられる実施例の失火検出装置
の構成を表す電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a misfire detection device provided in an internal combustion engine.

【図２】 電子制御装置（ＥＣＵ）において実行される
失火検出処理の処理内容を表すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the processing content of misfire detection processing executed in an electronic control unit (ECU).

【図３】 失火検出処理の実行時における失火検出装置
の各部の状態を表すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing the state of each part of the misfire detection device when the misfire detection process is executed.

【図４】 オペアンプを有する第２Ｉ−Ｖ変換回路の電
気回路図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram of a second IV conversion circuit having an operational amplifier.

【図５】 実施例の失火検出装置を用いて、正常燃焼時
および失火時のそれぞれについて判定結果信号の状態変
化を測定した測定結果である。FIG. 5 is a measurement result obtained by measuring the state change of the determination result signal for each of normal combustion and misfire using the misfire detection device of the embodiment.

【図６】 正常燃焼時（着火時）と失火時のそれぞれに
おいて、二次電圧、燃焼圧力、二次電流を測定した測定
結果である。FIG. 6 shows measurement results of secondary voltage, combustion pressure and secondary current measured during normal combustion (during ignition) and during misfire respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…失火検出装置、１１…電源装置（バッテリ）、１３
…点火プラグ、１５…点火コイル、１７…イグナイタ、
１９…電子制御装置（ＥＣＵ）、２１…一次巻線、２３
…二次巻線、２５…中心電極、２７…接地電極、３０…
電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖ変換回路）、３１…検出抵
抗、３５…失火判定回路、３９…経路接続スイッチ、４
１…積分回路、４３…判定用比較器、４５…コンデン
サ、４７…第１抵抗、４９…第１ダイオード、５１…判
定基準電源装置、５３…第２Ｉ−Ｖ変換回路、６９…オ
ペアンプ。1 ... Misfire detection device, 11 ... Power supply device (battery), 13
... spark plug, 15 ... ignition coil, 17 ... igniter,
19 ... Electronic control unit (ECU), 21 ... Primary winding, 23
... secondary winding, 25 ... center electrode, 27 ... ground electrode, 30 ...
Current-voltage conversion circuit (IV conversion circuit), 31 ... Detection resistor, 35 ... Misfire determination circuit, 39 ... Path connection switch, 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Integrating circuit, 43 ... Judgment comparator, 45 ... Capacitor, 47 ... 1st resistance, 49 ... 1st diode, 51 ... Judgment reference power supply device, 53 ... 2nd IV conversion circuit, 69 ... Operation amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G019 AA05 CD01 DB04 DB07 EA14 EA15 FA08 GA05 GA08 GA09 GA11 GA13 HA02 HA03 LA05   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3G019 AA05 CD01 DB04 DB07 EA14                       EA15 FA08 GA05 GA08 GA09                       GA11 GA13 HA02 HA03 LA05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 一次巻線および二次巻線を有し、前記一
次巻線に流れる一次電流を遮断することで前記二次巻線
に誘導電圧を発生する点火コイルと、 前記二次巻線と共に閉ループを形成する点火プラグと、
を備え、 前記点火コイルの前記一次巻線を主放電用通電時間にわ
たり通電し、点火時期に前記一次巻線に流れる前記一次
電流の遮断により前記二次巻線に発生した主放電用誘導
電圧を前記点火プラグに印加することで、該点火プラグ
に主火花放電を発生させて混合気への着火を行う内燃機
関に設けられて、該内燃機関に生じる失火を検出する失
火検出装置であって、 前記主火花放電が終了した後、前記主放電用通電時間よ
りも短い副放電用通電時間にわたり前記一次巻線を通電
し、該一次巻線に流れる前記一次電流を遮断すること
で、前記主放電用誘導電圧よりも低電圧の副放電用誘導
電圧を前記二次巻線に発生させる副放電用電圧発生手段
と、 前記副放電用誘導電圧の前記点火プラグへの印加によ
り、該点火プラグに副火花放電が発生した場合には正常
燃焼と判断し、前記副火花放電が発生しない場合には失
火と判断する失火判定手段と、 を備えたことを特徴とする失火検出装置。1. An ignition coil having a primary winding and a secondary winding, which generates an induced voltage in the secondary winding by interrupting a primary current flowing through the primary winding, and the secondary winding. A spark plug that forms a closed loop with
The primary winding of the ignition coil is energized for a main discharge energization time, and an induced voltage for main discharge generated in the secondary winding due to interruption of the primary current flowing in the primary winding at ignition timing. By applying to the spark plug, provided in an internal combustion engine for generating a main spark discharge in the spark plug to ignite an air-fuel mixture, a misfire detection device for detecting a misfire occurring in the internal combustion engine, After the main spark discharge is completed, the primary discharge is energized for a sub-discharge energization time shorter than the main discharge energization time, and the primary current flowing in the primary winding is cut off, whereby the main discharge Auxiliary discharge voltage generating means for generating an auxiliary discharge induction voltage lower than the auxiliary induction voltage in the secondary winding; and applying the auxiliary discharge induction voltage to the ignition plug, the auxiliary discharge voltage is applied to the ignition plug. Spark discharge Determines that the normal combustion in the case, the misfire detecting device, characterized in that the auxiliary spark discharge and a misfire determination means for determining that a misfire if it does not occur. 【請求項２】 前記点火プラグの電極間に流れる火花放
電電流を検出する電流検出手段を備え、 前記失火判定手段は、前記電流検出手段により検出され
る前記火花放電電流に基づいて前記副火花放電が発生し
たか否かを判断して、失火判定を行うこと、 を特徴とする請求項１に記載の失火検出装置。2. A current detection means for detecting a spark discharge current flowing between electrodes of the spark plug, wherein the misfire determination means is based on the spark discharge current detected by the current detection means. The misfire detection device according to claim 1, wherein the misfire determination is performed by determining whether or not the occurrence of the misfire has occurred. 【請求項３】 前記電流検出手段は、前記火花放電電流
が流れる通電経路に直列接続されると共に、前記主放電
用誘導電圧発生時における前記点火プラグへの印加電圧
値が前記点火プラグの前記火花放電に要する要求電圧を
下回らない抵抗値に設定された検出用抵抗を備えて、該
検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記火花放電電流を検
出すること、 を特徴とする請求項２に記載の失火検出装置。3. The current detecting means is connected in series to an energizing path through which the spark discharge current flows, and a voltage value applied to the spark plug when the induced voltage for main discharge is generated is the spark of the spark plug. The detection resistor having a resistance value that does not fall below the required voltage required for discharging is provided, and the spark discharge current is detected based on the voltage across the detection resistor. Misfire detection device. 【請求項４】 前記検出用抵抗は、前記二次巻線の抵抗
値の１００分の１以下の抵抗値であること、 を特徴とする請求項３に記載の失火検出装置。4. The misfire detection device according to claim 3, wherein the detection resistor has a resistance value that is 1/100 or less of a resistance value of the secondary winding. 【請求項５】 前記火花放電電流の電圧変換値を積分し
て積分値を検出する積分検出手段と、 前記積分検出手段にて検出した前記積分値と、失火検出
用判定値とを比較する比較手段と、を備え、 前記失火判定手段は、前記比較手段の比較結果に基づ
き、前記積分値が失火検出用判定値以上となる場合に前
記火花放電電流が発生したと判断し、前記積分値が失火
検出用判定値より小さい場合に前記火花放電電流が発生
していないと判断して、失火判定を行うこと、 を特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の
失火検出装置。5. A comparison for comparing the integrated value detected by the integral detecting means with an integration detecting means for integrating the voltage conversion value of the spark discharge current to detect the integrated value, and a judgment value for misfire detection. Means, the misfire determination means, based on the comparison result of the comparison means, determines that the spark discharge current has occurred when the integrated value is equal to or more than the determination value for misfire detection, the integrated value is The misfire detection device according to any one of claims 2 to 4, wherein when the spark discharge current is smaller than a misfire detection determination value, it is determined that the spark discharge current is not generated, and the misfire determination is performed. 【請求項６】 前記積分検出手段は、 前記火花放電電流の電流値に応じて充電されるコンデン
サと、 前記コンデンサの放電時の時定数を前記コンデンサの充
電時の時定数よりも小さい値に変更する時定数変更手段
と、を備えること、 を特徴とする請求項５に記載の失火検出装置。6. The integration detecting means changes a capacitor charged according to a current value of the spark discharge current, and a time constant when the capacitor is discharged to a value smaller than a time constant when the capacitor is charged. The misfire detecting device according to claim 5, further comprising: 【請求項７】 前記副放電用誘導電圧の発生時に、前記
積分検出手段を前記火花放電電流の通電経路に接続する
検出経路接続手段を備えること、 を特徴とする請求項５または請求項６に記載の失火検出
装置。7. The detection path connection means for connecting the integration detection means to the conduction path of the spark discharge current when the induced voltage for sub-discharge is generated, according to claim 5 or 6, The described misfire detection device. 【請求項８】 少なくとも内燃機関の回転速度または機
関負荷を含む運転状態に基づき、前記副放電用誘導電圧
が、前記点火プラグの電極近傍にイオンが存在しない場
合の火花放電の発生に必要な第１要求電圧よりも低電圧
であり、かつ前記点火プラグの電極近傍にイオンが存在
する場合の火花放電の発生に必要な第２要求電圧よりも
高電圧である電圧値となるように、前記一次電流の前記
副放電用通電時間を設定する副放電用通電時間設定手段
を備えること、 を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の
失火検出装置。8. The auxiliary discharge induced voltage is required to generate a spark discharge when ions do not exist near the electrodes of the spark plug, based on an operating state including at least the rotational speed of the internal combustion engine or the engine load. The primary voltage is lower than the first required voltage and is higher than the second required voltage required to generate a spark discharge when ions are present near the electrodes of the spark plug. The misfire detection device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a sub-discharge energization time setting unit that sets the sub-discharge energization time of an electric current.