JP2007303317A - Misfire detection device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関において、コロナ放電などによるノイズの存在に拘わらず失火状態を正確に検出できる失火検出装置に関する。 The present invention relates to a misfire detection apparatus capable of accurately detecting a misfire state in an internal combustion engine such as an automobile engine regardless of the presence of noise due to corona discharge or the like.
内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させるとイオンが発生することが一般に知られている。昨今、このイオンに対応するイオン電流に着目した燃焼制御の研究が盛んであり、イオン電流に着目して失火検出を行う試みもなされている(特許文献1)。
特許文献1に記載の発明では、イオン電流検出回路の出力電圧を、コンパレータの判定基準レベルと比較し、コンパレータの出力パルス(デジタル判定信号)に基づいて燃焼状態を検出している。具体的には、燃焼状態ではコンパレータの出力パルスのパルス幅が広いのに対して、失火状態ではパルス幅が狭いので、前記パルス幅の広狭によって燃焼/失火の判定をしている。
In the invention described in
しかしながら、コロナ放電などに起因してイオン電流検出回路からノイズが検出されることがあり、上記発明の構成のままでは、このノイズの存在によって失火状態を燃焼状態であると誤判定することがあった。 However, noise may be detected from the ion current detection circuit due to corona discharge or the like, and with the configuration of the above invention, the misfire state may be erroneously determined as the combustion state due to the presence of this noise. It was.
図8は、この関係を図示したものであり、失火状態であるにも拘わらず、イオン電流検出回路から、図8(b)に示すノイズ成分が検出されている。このノイズ成分はコンパレータにおいて判定基準レベルETHと対比されるので、コンパレータから図8(c)のような出力パルスが得られることになり、幅の広い出力パルスに基づいて燃焼状態であると誤判定されることになる。 FIG. 8 illustrates this relationship, and the noise component shown in FIG. 8B is detected from the ion current detection circuit in spite of the misfire state. Since the noise component is compared with the determination reference level E TH in the comparator, it will be output pulses as shown in FIG. 8 (c) from the comparator is obtained, erroneous as a combustion state on the basis of wide output pulse width Will be judged.
ここで、出力パルスの基準パルス幅を最適値に設定しようとしても、ノイズの発生タイミング及びそのレベルは不規則であるので、画一的で最適な基準パルス幅を決定することは不可能である。すなわち、基準パルス幅の広狭に応じて、失火状態を燃焼状態に誤認するか、或いは、燃焼状態を失火状態に誤認するかの何れかの弊害が生じる。 Here, even if an attempt is made to set the reference pulse width of the output pulse to an optimum value, it is impossible to determine a uniform and optimum reference pulse width because the generation timing and level of noise are irregular. . In other words, depending on whether the reference pulse width is wide or narrow, either a misfire state is misidentified as a combustion state or a combustion state is misidentified as a misfire state.
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであって、ノイズが重畳した状態でも失火状態を確実に把握できる内燃機関の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 this problem, and an object of the present invention is to provide a misfire detection device for an internal combustion engine that can reliably grasp the misfire state even in a state where noise is superimposed.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る内燃機関の失火検出装置は、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルと、前記点火コイルを断続的に駆動するスイッチング素子と、前記点火コイルの二次コイルに接続されたイオン電流検出回路と、前記イオン電流検出回路のアナログ検出信号を所定値と対比してデジタル判定信号を出力するコンパレータと、前記デジタル判定信号を受ける電子制御回路とを備え、前記電子制御回路は、前記デジタル判定信号のパルス幅を検出する第1手段と、前記パルス幅の検出回数を計数する第2手段と、前記パルス幅と前記検出回数とに基づいて統計値を算出する第3手段と、前記統計値に基づいて失火状態を検出する第4手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a misfire detection apparatus for an internal combustion engine according to
また、請求項2に係る発明は、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルと、前記点火コイルを断続的に駆動するスイッチング素子と、前記点火コイルの二次コイルに接続されたイオン電流検出回路と、前記イオン電流検出回路の検出信号を受ける電子制御回路とを備え、前記電子制御回路は、前記検出信号を所定値と比較して二値信号に変換する判定手段と、前記二値信号のパルス幅を検出する時間幅検出手段と、前記パルス幅の検出回数を計数する計数手段と、前パルス幅と前記検出回数とに基づいて統計値を算出する算出手段と、前記統計値に基づいて失火状態を検出する失火検出手段とを有する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an ignition coil for supplying a high voltage to an ignition plug, a switching element for intermittently driving the ignition coil, and an ion current detection circuit connected to a secondary coil of the ignition coil. And an electronic control circuit that receives a detection signal of the ion current detection circuit, wherein the electronic control circuit compares the detection signal with a predetermined value and converts the detection signal into a binary signal, and the binary signal A time width detecting means for detecting a pulse width; a counting means for counting the number of detection times of the pulse width; a calculating means for calculating a statistical value based on a previous pulse width and the number of detection times; Misfire detection means for detecting a misfire state.
好ましくは、統計値の算出には、各回の点火動作後に発生する前記デジタル判定信号のパルス幅の累計値が使用されるか、或いは、各回の点火動作後に発生する前記デジタル判定信号のパルス幅の中の最大値が使用される。また、前記第1手段及び/又は前記第2手段は、前記デジタル判定信号のレベル変化に呼応して機能を開始するのが好適である。 Preferably, the statistical value is calculated by using a cumulative value of the pulse width of the digital determination signal generated after each ignition operation, or the pulse width of the digital determination signal generated after each ignition operation. The maximum value is used. Further, it is preferable that the first means and / or the second means starts functioning in response to a level change of the digital determination signal.
前記電子制御回路は、CPUの割込み端子とCPUへの入力ポートとを備えて構成され、前記デジタル判定信号は、前記割込み端子及び入力ポートに供給されるのが効果的である。また、前記第1手段及び第2手段は、割込み処理プログラムで実現されるのが効果的である。 The electronic control circuit includes an interrupt terminal of the CPU and an input port to the CPU, and it is effective that the digital determination signal is supplied to the interrupt terminal and the input port. Further, it is effective that the first means and the second means are realized by an interrupt processing program.
以上説明した本発明によれば、デジタル判定信号のパルス幅と検出回数とに基づいて統計値を算出し、この統計値に基づいて失火状態を検出するので、失火状態を誤認することがない。 According to the present invention described above, the statistical value is calculated based on the pulse width of the digital determination signal and the number of detections, and the misfire state is detected based on the statistical value, so that the misfire state is not misidentified.
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、実施例に係る内燃機関用の失火検出装置EQUを示す回路図である。また、図2は、失火検出装置EQUの動作内容を説明する図面である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a misfire detection apparatus EQU for an internal combustion engine according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation content of the misfire detection apparatus EQU.
図1に示す通り、この失火検出装置EQUは、一次コイル1Pと二次コイル1Sとが電磁結合され点火プラグPGに高電圧を供給する点火コイル1と、点火コイル1を断続的に駆動するスイッチングトランジスタ2と、点火プラグPGと二次コイル1Sに直列接続されたイオン電流検出回路3と、イオン電流検出回路3のアナログ検出信号AGを所定値ETHと対比してデジタル判定信号DGを出力するコンパレータ4と、イオン電流検出回路3及びコンパレータ4からの信号出力AG,DGを受けるECU(Electronic Control Unit)5とを中心に構成されている。
As shown in FIG. 1, the misfire detection device EQU includes an
ECU5は、この実施例ではワンチップマイコンで構成されており、CPUコア5aやメモリ5bの他に、入力ポート5c、A/Dコンバータ5d、及び出力ポート5eを備えている。そして、コンパレータ4のデジタル判定信号DGとイオン電流検出回路3のアナログ検出信号AGとを、それぞれ入力ポート5cとA/Dコンバータ5dとで受けている。また、ワンチップマイコンは、CPUコア5aの割込み端子IRQにデジタル判定信号DGを受けており、デジタル判定信号DG(割込み信号)の立下りエッジで、外部割込み要求を受け付けるよう設定されている。
In this embodiment, the
更に、ECU5のワンチップマイコンは、出力ポート5eから出力する点火パルスによってスイッチングトランジスタ2のON/OFF動作を制御している。図示の通り、スイッチングトランジスタ2のベース端子は、ワンチップマイコンに接続され、コレクタ端子は、点火コイルの一次コイル1Pに接続され、エミッタ端子は、グランドラインに接続されている。
Further, the one-chip microcomputer of the
イオン電流検出回路3は、点火プラグPGの放電電流で充電されるバイアス用のコンデンサCと、コンデンサCに並列接続されてコンデンサCの充電電圧を規制するチェナーダイオードZDと、チェナーダイオードZDに直列接続されたダイオードD1と、ダイオードD1の両端に接続された増幅部AMPとで構成されている。
The ion
チェナーダイオードZDとダイオードD1のアノード端子は、互いに直結され、ダイオードD1のカソード端子はグランドラインに接続されている。また、チェナーダイオードZDのカソード端子は、二次コイル1Sに接続されている。 The anode terminals of the Zener diode ZD and the diode D1 are directly connected to each other, and the cathode terminal of the diode D1 is connected to the ground line. The cathode terminal of the Zener diode ZD is connected to the secondary coil 1S.
イオン電流検出回路3の増幅部AMPは、反転端子と非反転端子と出力端子とを有する増幅素子Q1と、増幅素子Q1の反転端子に接続される入力抵抗R1と、増幅素子Q1の反転端子と出力端子の間に接続される帰還抵抗R2と、増幅素子Q1の出力端子とグランドラインとの間に接続される負荷抵抗RLで構成されている。なお、増幅素子Q1の反転端子とグランドラインとの間に、増幅素子Q1を保護するためのダイオードD2を接続しても良い。
The amplification unit AMP of the ion
増幅素子Q1として、この実施例では、OPアンプを使用している。OPアンプは、その入力インピーダンスがほぼ無限大(≒∞)で、反転端子と非反転端子との間が、仮想的に短絡状態である(imaginary short)。そのため、図2(b)に示す電流Iは、入力抵抗R1と帰還抵抗R2に共通して流れることになり、増幅部AMPの出力電圧Voutは、電流Iと帰還抵抗R2の積となる(Vout=I×R2)。つまり、この増幅部AMPでは、帰還抵抗R2が入力電流Iの検出抵抗として機能している。 In this embodiment, an OP amplifier is used as the amplifying element Q1. The input impedance of the OP amplifier is almost infinite (≈∞), and the inverting terminal and the non-inverting terminal are virtually short-circuited (imaginary short). Therefore, the current I shown in FIG. 2B flows in common to the input resistor R1 and the feedback resistor R2, and the output voltage Vout of the amplifier AMP is the product of the current I and the feedback resistor R2 (Vout = I * R2). That is, in this amplification unit AMP, the feedback resistor R2 functions as a detection resistor for the input current I.
図1の回路構成において、二次コイル1Sに負の高電圧が発生すると、図2(a)に示すように、点火プラグPGが点火放電し、点火電流がコンデンサCを充電する。この時、コンデンサCにはチェナーダイオードZDが並列接続されているので、コンデンサCの両端電圧は、チェナーダイオードZDの降伏電圧Vzに一致する。 In the circuit configuration of FIG. 1, when a negative high voltage is generated in the secondary coil 1S, the spark plug PG is ignited and discharged, and the ignition current charges the capacitor C as shown in FIG. At this time, since the Zener diode ZD is connected in parallel to the capacitor C, the voltage across the capacitor C matches the breakdown voltage Vz of the Zener diode ZD.
その後、二次コイル1Sの高電圧が消滅すると(図2(d)参照)、コンデンサCに充電されたバイアス電圧は、図2(b)に示す経路で放電する。この放電電流は、イオン電流Iに他ならず(図2(e)参照)、イオン電流Iは、増幅素子Q1の出力端子→帰還抵抗R2→入力抵抗R1→コンデンサC→二次コイル1S→点火プラグPGの経路で流れる。先に説明した通り、出力電圧Vout=R2×Iの関係が成立するので、増幅部AMPからはイオン電流Iに比例した電圧が得られる。 Thereafter, when the high voltage of the secondary coil 1S disappears (see FIG. 2D), the bias voltage charged in the capacitor C is discharged through the path shown in FIG. This discharge current is nothing but the ionic current I (see FIG. 2 (e)). The ionic current I is the output terminal of the amplifying element Q1, the feedback resistance R2, the input resistance R1, the capacitor C, the secondary coil 1S, and the ignition. It flows through the path of the plug PG. As described above, since the relationship of the output voltage Vout = R2 × I is established, a voltage proportional to the ionic current I is obtained from the amplifier AMP.
図5は、失火状態におけるタイムチャートであり、図5(a)〜図5(c)は、それぞれ、スイッチングトランジスタ2への点火パルスSGと、増幅部AMPのアナログ検出信号AGと、コンパレータ4のデジタル判定信号DGとを示している。なお、一点鎖線で示す時間領域は、イオン電流波形の切出しウインドWinである。最適な切出しウインドWinは、エンジン回転数やエンジン負荷などの運転条件に応じて動的に変化するので、この実施例では、運転条件とイオン電流との関係を予め実験的に求めてメモリに記憶しておき、実際の運転時には、各種センサから得られるデータに基づいて最適な切出しウインドWinを決定している。
FIG. 5 is a time chart in a misfire state, and FIGS. 5A to 5C show the ignition pulse SG to the
上記のような回路構成において、スイッチングトランジスタ2に点火パルスSGが供給されると点火プラグPGの放電に対応して、通常は、図5(b)に示すようなイオン電流の検出信号AGが得られる。そして、この検出信号がコンパレータ4で基準電圧ETHと比較されることで、図5(c)のような適当な期間、Lレベルを示すデジタル判定信号DGが得られる。
In the circuit configuration as described above, when the ignition pulse SG is supplied to the
一方、点火プラグPGが放電しても燃焼が生じない失火時には、切出しウインドWin内は、通常、図5(d)のように、イオン電流の検出信号AGが得られない状態となる。そのため、切出しウインドWinにおけるコンパレータ4のデジタル判定信号DGは、常時Hレベルとなる(図5(e)参照)。
On the other hand, at the time of misfire in which combustion does not occur even when the spark plug PG is discharged, the inside of the extraction window Win is normally in a state where the detection signal AG of the ion current cannot be obtained as shown in FIG. Therefore, the digital determination signal DG of the
但し、点火プラグPGでコロナ放電などが生じると、失火状態でも、図6(b)に示すような高周波ノイズが、イオン電流検出回路3から検出信号AGとして検出される。したがって、この場合にも、Lレベル期間を有するデジタル判定信号DGが検出され、燃焼状態と区別できないおそれがある。
However, when corona discharge or the like occurs in the ignition plug PG, high-frequency noise as shown in FIG. 6B is detected as a detection signal AG from the ion
しかし、本実施例では、以下に説明する独特の燃焼判定を実行することによって、燃焼状態と失火状態との誤認を防止している。図3と図4は、失火状態を正確に検出可能な第1実施例と第2実施例を説明するフローチャートである。 However, in this embodiment, by performing the unique combustion determination described below, misidentification between the combustion state and the misfire state is prevented. 3 and 4 are flowcharts for explaining the first and second embodiments capable of accurately detecting the misfire state.
これら第1と第2の実施例では、切出しウインドWinの十分手前から、切出しウインドWinの終了位置までは、割込み端子IRQへの外部割込みが割込み許可状態となるが、それ以外では、割込み禁止状態になるようプログラム処理されている(図5、図6参照)。なお、割込み許可状態では、割込み端子IRQに供給されるデジタル判定信号DGが立下がると、その立下りエッジで割込み処理ルーチンが起動されるよう設定されている。 In these first and second embodiments, an external interrupt to the interrupt terminal IRQ is in an interrupt enabled state from a position sufficiently before the extraction window Win to an end position of the extraction window Win. (See FIGS. 5 and 6). In the interrupt enabled state, when the digital determination signal DG supplied to the interrupt terminal IRQ falls, the interrupt processing routine is set to be started at the falling edge.
図3(a)は、第1実施例の割込み処理ルーチンを示すフローチャートであり、図3(b)は、第1実施例のメインルーチンの一部(判定処理サブルーチン)を示すフローチャートである。先ず、図3(a)に示す割込み処理ルーチンから説明する。 FIG. 3A is a flowchart showing the interrupt processing routine of the first embodiment, and FIG. 3B is a flowchart showing a part of the main routine (determination processing subroutine) of the first embodiment. First, the interrupt processing routine shown in FIG.
判定デジタル信号DGがLレベルに立下がったことにより割込み処理ルーチンが起動されると、ワンチップマイコンは、最初に、回数カウンタNUMをインリメントすると共に(ST1)、内部カウンタCTのタイマ動作を開始させる(ST2)。ここで内部カウンタCTは、ワンチップマイコンに内蔵された適宜なカウンタである。 When the interrupt processing routine is started because the determination digital signal DG falls to the L level, the one-chip microcomputer first increments the number counter NUM (ST1) and starts the timer operation of the internal counter CT. (ST2). Here, the internal counter CT is an appropriate counter built in the one-chip microcomputer.
次に、ワンチップマイコンは、入力ポート5cを経由してデジタル判定信号DGを繰り返し入力し(ST3)、デジタル判定信号DGがLレベルからHレベルに戻るのを待つ(ST4)。そして、デジタル判定信号DGがHレベルになると、その瞬間の内部カウンタCTの値を取得する(ST5)。 Next, the one-chip microcomputer repeatedly inputs the digital determination signal DG via the input port 5c (ST3), and waits for the digital determination signal DG to return from the L level to the H level (ST4). When the digital determination signal DG becomes H level, the value of the internal counter CT at that moment is acquired (ST5).
以上の処理から明らかな通り、内部カウンタCTは、デジタル判定信号DGがLレベルである割込み処理開始時にカウンタ動作を開始し(ST2)、デジタル判定信号DGがHレベルに戻った瞬間にカウンタ動作を終了する(ST5)。そこで、次に、ワンチップマイコンは、取得した内部カウンタCTのカウンタ値に、内部カウンタCTの更新周期τを積算することで、デジタル判定信号DGのLレベル継続時間であるパルス幅Tを特定する。そして、ワンチップマイコンは、特定されたパルス幅Tを総和変数SUMに加算して、今回の割込み処理を終える(ST6)。 As is clear from the above processing, the internal counter CT starts the counter operation at the start of the interrupt processing in which the digital determination signal DG is at L level (ST2), and performs the counter operation at the moment when the digital determination signal DG returns to H level. End (ST5). Therefore, next, the one-chip microcomputer identifies the pulse width T that is the L level duration of the digital determination signal DG by adding the update period τ of the internal counter CT to the acquired counter value of the internal counter CT. . Then, the one-chip microcomputer adds the specified pulse width T to the total variable SUM, and ends the current interrupt process (ST6).
以上の通り、第1実施例では、デジタル判定信号DGが立下がる毎に割込み処理ルーチンが起動して、デジタル判定信号DGのパルス幅Tを算出して総和変数SUMに加算してゆく。そして、予め決定されている切出しウインドWinの期間が終わると、CPUコアが割込み禁止状態になると共に、図3(b)に示す判定処理サブルーチンが実行される。 As described above, in the first embodiment, every time the digital determination signal DG falls, the interrupt processing routine is started, and the pulse width T of the digital determination signal DG is calculated and added to the sum variable SUM. When the predetermined extraction window Win period is over, the CPU core is in an interrupt disabled state and the determination processing subroutine shown in FIG. 3B is executed.
判定処理サブルーチンでは、割込み処理で加算されたパルス幅の総時間SUMと、割込み処理の起動総回数NUMとに基づいて、デジタル判定信号DGのパルス幅の平均値AVが、AV=SUM/NUMの演算式に基づいて算出される(ST20)。そして、算出された平均値AVが所定値より大きい場合には、内燃機関が燃焼状態であると判定され、所定値より小さい場合には、失火状態であると判定される。 In the determination processing subroutine, the average value AV of the pulse widths of the digital determination signal DG is AV = SUM / NUM based on the total time SUM of the pulse widths added in the interrupt processing and the total number of start times of interrupt processing NUM. Calculated based on the arithmetic expression (ST20). When the calculated average value AV is larger than the predetermined value, it is determined that the internal combustion engine is in a combustion state, and when it is smaller than the predetermined value, it is determined that the engine is in a misfire state.
したがって、例えば、図5(c)のような、Lレベル期間の長い単一のデジタル判定信号が得られた場合は、当然に燃焼状態であると判定され、逆に、図5(d)のような、Lレベル期間の短い単一のデジタル判定信号が得られた場合は、当然に失火状態であると判定される。 Therefore, for example, when a single digital determination signal having a long L level period as shown in FIG. 5C is obtained, it is naturally determined that the combustion state exists, and conversely, as shown in FIG. When such a single digital determination signal with a short L level period is obtained, it is naturally determined that there is a misfire state.
一方、イオン電流検出回路3からの検出信号にノイズが重畳しているような場合には、図6(c)に示すように、デジタル判定信号DGのレベルが繰り返し変動する。そして、変動するデジタル判定信号DGの中には、パルス幅が短くないものも含まれる。しかし、本実施例では、割込み処理回数NUMと、パルス幅の総時間SUMとに基づいて、デジタル判定信号DGの平均パルス幅(SUM/NUM)を算出し、算出された平均パルス幅と基準値との対比によって燃焼/失火の判定をするので、図6のような場合でも正しく失火判定をすることができる。
On the other hand, when noise is superimposed on the detection signal from the ion
続いて、第2実施例について、図4(b)に示す割込み処理ルーチンから説明する。割込み処理ルーチンが起動されると、ワンチップマイコンは、最初に、回数カウンタNUMをインリメントすると共に(ST10)、内部カウンタCTのタイマ動作を開始させる(ST11)。 Next, the second embodiment will be described from the interrupt processing routine shown in FIG. When the interrupt processing routine is activated, the one-chip microcomputer first increments the number counter NUM (ST10) and starts the timer operation of the internal counter CT (ST11).
次に、ワンチップマイコンは、入力ポート5cを経由してデジタル判定信号DGを繰り返し入力し(ST12)、デジタル判定信号DGがLレベルからHレベルに戻るのを待つ(ST13)。そして、デジタル判定信号DGがHレベルになると、その瞬間の内部カウンタCTの値を取得し、取得値に内部カウンタCTの更新周期τを積算することで、デジタル判定信号DGのLレベル継続時間であるパルス幅Tを特定する(ST14)。なお、以上の処理は、第1実施例のステップST1〜ST5の場合と同様である。 Next, the one-chip microcomputer repeatedly inputs the digital determination signal DG via the input port 5c (ST12), and waits for the digital determination signal DG to return from the L level to the H level (ST13). When the digital determination signal DG becomes H level, the value of the internal counter CT at that moment is acquired, and the update period τ of the internal counter CT is added to the acquired value, so that the digital determination signal DG has the L level duration. A certain pulse width T is specified (ST14). In addition, the above process is the same as that of the case of step ST1-ST5 of 1st Example.
続いて、第2実施例では、算出されたパルス幅Tを、配列S(NUM)に順番に格納する(ST15)。したがって、割込み許可状態の期間内に、割込みルーチンがn回起動された場合には、配列S(1),S(2),・・・,S(n)に、各回のパルス幅T1,T2,・・・,Tnが記憶されることになる。 Subsequently, in the second embodiment, the calculated pulse width T is sequentially stored in the array S (NUM) (ST15). Therefore, when the interrupt routine is started n times within the period of the interrupt enabled state, the pulse widths T1, T2 of each time are arranged in the arrays S (1), S (2),..., S (n). ,..., Tn are stored.
このようにしてn回の割込み処理の後、CPUコアが割込み禁止状態となると、ワンチップマイコンは、図4(b)に示す判定処理サブルーチンを実行する。判定処理サブルーチンでは、割込み処理で記憶された配列S(1),S(2),・・・,S(NUM)の最大値を抽出する(ST30)。この抽出処理は、点火プラグPGの今回の放電後に発生した複数の判定パルスのうち、最大のパルス幅を抽出することに他ならない。 When the CPU core is in the interrupt disabled state after n interrupt processes in this way, the one-chip microcomputer executes a determination process subroutine shown in FIG. In the determination processing subroutine, the maximum value of the arrays S (1), S (2),..., S (NUM) stored in the interrupt processing is extracted (ST30). This extraction process is nothing but extracting the maximum pulse width from among a plurality of determination pulses generated after the current discharge of the spark plug PG.
この抽出処理の結果、仮に、i番目の割込みによるLレベル継続期間S(i)が最大であったと仮定すると、ワンチップマイコンは、S(i)/NUMの演算値を、所定の基準値と比較することで、燃焼/失火の判定をする。 As a result of this extraction processing, assuming that the L level duration S (i) due to the i-th interrupt is maximum, the one-chip microcomputer uses the calculated value of S (i) / NUM as a predetermined reference value. By comparison, it is determined whether combustion / misfire has occurred.
コロナ放電などに起因するノイズは激しく振動するので(図6(b)参照)、例えその一部のパルス幅が大きくても、平均値S(i)/NUMは、それほどのパルス幅とならず、失火状態を確実に検出することができる。なお、燃焼状態であれば、例えノイズが重畳しても、イオン電流波形の包絡線が滑らかに変化するので、失火状態における平均値S(i)/NUMとは明確に区別可能である。したがって、この第2実施例でも、ステップST31の判定によって正確に失火状態を検出することができる。 Since noise caused by corona discharge vibrates violently (see FIG. 6B), even if a part of the pulse width is large, the average value S (i) / NUM is not so much. The misfire condition can be reliably detected. In the combustion state, even if noise is superimposed, the envelope of the ion current waveform changes smoothly, so that it can be clearly distinguished from the average value S (i) / NUM in the misfire state. Therefore, also in the second embodiment, the misfire state can be accurately detected by the determination in step ST31.
以上の通り、本発明の実施例を具体的に説明したが、具体的な内容は特に本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱することなく各種の改変が可能である。すなわち、本発明の趣旨は、デジタル判定信号のパルス幅とその検出回数とに基づいて統計値を算出し、その統計値を使用して失火状態を検出することであるから、統計値の選択その他は、適宜に変更される。 As described above, the embodiments of the present invention have been specifically described. However, the specific contents do not particularly limit the present invention, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. That is, the gist of the present invention is to calculate a statistical value based on the pulse width of the digital determination signal and the number of detections thereof, and to detect a misfire state using the statistical value. Are appropriately changed.
また、回路図についても図1の構成に限定されるものではなく、例えば、コンパレータ4を設けない図7の構成も好適である。図7の場合には、コンパレータを設けない代わりに、A/Dコンバータ5dに入力されたアナログ検出信号AGをデジタル変換した後、そのデータを閾値THと比較することで二値信号に変換される。この二値信号は、コンパレータ4の出力であるデジタル判定信号DGに対応するが、この実施例では、閾値THの値を、リアルタイムに且つ任意に変更できる利点がある。
Also, the circuit diagram is not limited to the configuration of FIG. 1, and for example, the configuration of FIG. In the case of FIG. 7, instead of providing a comparator, the analog detection signal AG input to the A /
二値信号に変換された後の処理は、図3又は図4の場合と実質的に同一である。例えば、Lレベル(又はHレベル)の継続時間の総和SUMと、二値信号の立下りエッジ(又は立上りエッジ)の検出回数NUMからSUM/NUMの演算を行い、その演算結果に基づいて失火判定を行う。或いは、二値信号が立下る毎に(又は立上る毎に)Lレベル(又はHレベル)の継続時間を算出し、継続時間の配列S(1)〜S(NUM)の最大値S(i)と、立下りエッジ(又は立上りエッジ)の検出回数NUMとからS(i)/NUMの演算を行い、その演算結果に基づいて失火判定を行う。 The processing after being converted into a binary signal is substantially the same as in the case of FIG. 3 or FIG. For example, SUM / NUM is calculated from the sum SUM of L level (or H level) durations and the number of detections NUM of the falling edge (or rising edge) of the binary signal, and misfire determination is performed based on the calculation result I do. Alternatively, each time the binary signal falls (or every time it rises), the duration of the L level (or H level) is calculated, and the maximum value S (i) of the duration array S (1) to S (NUM) is calculated. ) And the number of falling edge (or rising edge) detections NUM, S (i) / NUM is calculated, and misfire determination is performed based on the calculation result.
PG 点火プラグ
1 点火コイル
2 スイッチング素子
3 イオン電流検出回路
4 コンパレータ
AG アナログ検出信号
DG デジタル判定信号
ECU 電子制御回路
Claims (7)
前記電子制御回路は、
前記デジタル判定信号のパルス幅を検出する第1手段と、前記パルス幅の検出回数を計数する第2手段と、前パルス幅と前記検出回数とに基づいて統計値を算出する第3手段と、前記統計値に基づいて失火状態を検出する第4手段とを有することを特徴とする内燃機関の失火検出装置。 An ignition coil that supplies a high voltage to the ignition plug, a switching element that intermittently drives the ignition coil, an ion current detection circuit that is connected to a secondary coil of the ignition coil, and an analog detection of the ion current detection circuit A comparator that compares the signal with a predetermined value and outputs a digital determination signal; and an electronic control circuit that receives the digital determination signal;
The electronic control circuit is
A first means for detecting the pulse width of the digital determination signal; a second means for counting the number of detections of the pulse width; a third means for calculating a statistical value based on the previous pulse width and the number of detections; And a fourth means for detecting a misfire state based on the statistical value.
前記電子制御回路は、
前記検出信号を所定値と比較して二値信号に変換する判定手段と、前記二値信号のパルス幅を検出する時間幅検出手段と、前記パルス幅の検出回数を計数する計数手段と、前パルス幅と前記検出回数とに基づいて統計値を算出する算出手段と、前記統計値に基づいて失火状態を検出する失火検出手段とを有することを特徴とする内燃機関の失火検出装置。 An ignition coil that supplies a high voltage to the ignition plug, a switching element that intermittently drives the ignition coil, an ion current detection circuit that is connected to a secondary coil of the ignition coil, and a detection signal of the ion current detection circuit And an electronic control circuit for receiving
The electronic control circuit is
A determination unit that compares the detection signal with a predetermined value and converts the signal into a binary signal; a time width detection unit that detects a pulse width of the binary signal; a counting unit that counts the number of detections of the pulse width; A misfire detection apparatus for an internal combustion engine, comprising: a calculation unit that calculates a statistical value based on a pulse width and the number of detections; and a misfire detection unit that detects a misfire state based on the statistical value.
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