JP2688672B2 - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

内燃機関の失火検出装置

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JP2688672B2 JP7256091A JP7256091A JP2688672B2 JP 2688672 B2 JP2688672 B2 JP 2688672B2 JP 7256091 A JP7256091 A JP 7256091A JP 7256091 A JP7256091 A JP 7256091A JP 2688672 B2 JP2688672 B2 JP 2688672B2
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卓司 石岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の失火検出装
置に関し、特に燃料系に係る失火の検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の気筒に吸入された燃料混合気
を点火するため該各気筒毎に点火プラグが設けられてい
る。通常、内燃機関の点火コイルにおいて発生された高
電圧は配電器を介して各気筒の点火プラグへ順次分配さ
れ、前記燃料混合気を点火する。この場合、点火プラグ
での点火が正常に行なわれない、すなわち失火が生ずる
と、種々の弊害が発生する。例えば、運転性能を悪化さ
せ、燃費を悪化させ、さらには未燃焼ガスの排気系路で
の後燃えにより排気ガス浄化装置における触媒温度の上
昇をまねく等の弊害である。従って、このような弊害を
もたらす失火は絶対に防止しなければならない。この失
火の原因を大別すると、燃料系に係るものと点火系に係
るものとがある。前者の燃料系に係るものは燃料混合気
のリーンまたはリッチに起因するものであり、後者の点
火系に係るものはいわゆるミス・スパークに起因するも
のである。ミス・スパークとは点火プラグに正常な火花
放電が生じないことを意味する。
【0003】従来の失火検出装置としては例えば、特公
昭51−22568号公報に記載されたものがある。こ
れは、点火回路の1次回路に配電器接点の開路毎に発生
する減衰振動電圧の周波数が、点火の場合は失火の場合
よりも高いことを利用するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
失火検出装置は、点火回路に発生する減衰振動電圧の周
波数のみ、すなわち点火プラグの両電極間の放電の有無
のみを検出しているため、失火の原因が放電が発生した
が混合気がリーン又はリッチにより着火しないといった
燃料系に係るものか否かを判断することができず、迅速
な故障対策の上で必ずしも満足のいくものではなかっ
た。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、失火の原因が燃料系に
係るものか否かを検出することができる内燃機関の失火
検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、機関運パラメータの値を検出する機関運
転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基づ
いて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号発
生手段と、前記点火指令信号に基づいて機関に備えられ
た点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる点火
手段と、前記点火手段に高電圧が発生された時の放電電
流値を検出する電流検出手段とを有する内燃機関の失火
検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火手段
の放電電流値と所定値との比較をすることにより失火が
発生したか否かを判定する失火判定手段を備え、この失
火判定手段は、前記点火指令信号発生時から第1の所定
時間経過後で且つ第2の所定期間経過する以前において
前記放電電流の値が所定値より小さくなったとき失火で
あると判定するようにしたものである。
【0007】
【作用】本発明による内燃機関の失火検出装置の失火判
定手段は、点火指令信号発生時から第1の所定時間後で
且つ第2の所定時間前の期間において放電電流の値が所
定電流値より小さくなったとき燃料系に係る失火である
と判定する。これにより、失火状態を正確に把握でき、
燃料系に係る失火であるか否かを判定することができ
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0009】図1は、本発明による内燃機関の失火検出
装置の一実施例を示す回路図である。本実施例は、燃料
系に係る失火(以下、「FI失火」と略記する)が生じ
た場合には点火プラグの放電電流の値が正常燃焼の場合
に生じることのない値である負の値となることを利用す
るものである。
【0010】図1において、電源電圧VBが供給される
電源端子T1は一次側コイル2と二次側コイル3とから
成る点火コイル(点火手段)1と接続され、一次側コイ
ル2と二次側コイル3とは互いにその一端で接続され、
一次側コイル2の他端はトランジスタ4のコレクタに接
続され、トランジスタ4のベースは点火指令信号Aが入
力される入力端子T2に接続され、そのエミッタは接地
されている。また、二次側コイル3の他端は電流検出手
段6を介して点火プラグ5の中心電極5aに接続され、
点火プラグ5の接地電極5bは接地されている。電流検
出手段6のコイル61にはコイル3を流れる電流に応じ
て電流が流れ、このコイル61は電圧発生抵抗62に接
続され、この抵抗62はコイル61を流れる電流に応じ
た電圧を発生する。電流検出手段6の出力側はECU7
のフィルタ手段71、A/D変換器72を介してCPU
73に接続されている。さらに、CPU73は、入力回
路74を介して、各種機関運転パラメータ(機関回転
数、機関負荷等のパラメータ)の値を検出する機関運転
パラメータセンサ(機関運転状態検出手段)8に接続さ
れ、また、点火指令信号Aを増幅する駆動回路75を介
してトランジスタ4のベースに接続されている。上記C
PU73は、該機関運転状態に基づき点火時期を決定し
て点火指令信号Aを発生する信号発生手段と、失火か否
かを判定する失火判定手段とを有する。
【0011】図2は図1の回路の失火検出動作を実行す
るためのプログラムを示すフローチャートであり、図3
は点火指令信号Aの発生により二次側コイル3に生じる
放電電流、すなわち点火プラグ5の両電極5a,5b間
を流れる放電電流(以下、単に「放電電流」という)を
示すタイムチャートであり、図3において、実線は燃料
混合気の正常点火時の放電電流を示し、点線はFI失火
時の放電電流を示す。次に、図3を用いて各放電電流特
性について説明する。
【0012】まず、正常点火時の放電電流特性(実線で
示す特性)について説明する。点火指令信号A発生時刻
t0の直後においては、点火電圧が点火プラグ電極間の
燃料混合気の絶縁を破壊する値まで増加する。その後絶
縁破壊に伴い電流は流れる(曲線a)。この電流は絶縁
破壊初期の突入電流であり、大きな電流が流れる。例え
ば図3に示すように放電電流Iの値が正常点火判別用基
準電流Ifire0の値を越えたとき(I>Ifire0となった
とき)燃料混合気の絶縁は破壊され、絶縁破壊前の容量
放電状態から誘導放電へと移行し、放電電流Iが流れる
コイルに蓄えられた誘導エネルギーが放出される(曲線
b)。これに伴い放電電流Iは零に向かって低下する。
【0013】次に、燃料混合気が燃料供給系の異常等に
よりリーン状態やカット状態となりFI失火を生じたと
きの放電電流特性(点線で示す特性)について説明す
る。点火指令信号A発生時刻t0の直後においては、正
常点火時と同様、点火電圧が点火プラグ電極間の燃料混
合気の絶縁を破壊する値まで増加する。その後絶縁破壊
に伴い電流は流れる。この電流は絶縁破壊初期の突入電
流であり、大きな電流が流れるが、このときの放電電流
(容量放電電流)のピーク値は、燃料混合気に占める空
気の割合が正常点火時よりも多く、燃料混合気の絶縁耐
力が大きくなり、正常点火時の電流値よりも低くなる
(曲線a’)。この後、正常点火時と同様に誘導放電状
態へ移行するが、容量放電時に正常点火時の場合に比べ
多くのエネルギーを消費している、又、誘導放電時の電
圧が正常点火に比べ高いため誘導放電時間が短くなる
(曲線b’)。この結果、コイル内残留エネルギーによ
る再度の容量放電へと移行する。この放電電流は逆方向
に流れ、やがて零となる(曲線c’)。これは、誘導放
電の後、高圧電線の浮遊容量等に電荷が蓄積されるため
コイルの残留エネルギーで放出されて逆方向の電流とな
るためである。このエネルギーはその後減衰され零とな
る。
【0014】次に、図1の回路の動作について図2、図
3を用いて説明する。
【0015】まず、点火指令信号Aが発生したか否かを
示すIGフラグ(Flag IG)に「1」が立っているか
否かを判定する(ステップS1)。「1」は点火指令信
号Aが発生したことを示す。IGフラグに「1」を立て
る処理は図2のルーチンとは別のルーチン例えば点火時
期演算処理ルーチンで行う。点火指令信号Aの発生前に
おいては「1」は立っていないので、ステップS1にお
ける判断は否定となり、ステップS2,S3へ移行し、
ECU8のタイマ(点火指令信号A発生後の経過時間を
計測するタイマ)に第1および第2の所定時間Tmis0
よびTmis1を設定し、IGフラグに「0」を立て、図2
のフローの動作を終了する。所定時間Tmis0およびTmi
s1は、点火指令信号Aの発生時刻t0から時刻t1およ
びt2までの時間である。時刻t1は点火プラグ電極間
において容量放電状態が終わり、誘導放電状態へ移行し
た後の時刻であり、時刻t2は点火プラグ電極間の電圧
が略ゼロとなる時刻である(図3参照)。なお、上記T
mis0,Tmis1の値は、機関運転状態(機関運転パラメー
タ値)、例えば機関回転数、機関負荷、バッテリー電
圧、機関温度等に応じてマップ又はテーブルから読み出
される値である。後述のFI失火判定基準電流Ifire1
の値(所定電流値)も同様である。
【0016】次に、点火指令信号Aが発生してIGフラ
グに「1」が立つと、ステップS1からS4へ移行し
て、ECU8のタイマにおいて第1の所定時間Tmis0
経過したか否かを判断する。所定時間Tmis0が経過して
いない場合には、図2の動作を終了する。所定時間Tmi
s0が経過している場合には次に第2の所定時間Tmis1
経過したか否かを判断する(ステップS5)。所定時間
Tmis1が経過している場合には、FI失火と判定される
可能性は無いので、フラグIGに「0」を立て(ステッ
プS3)、図2の動作を終了する。所定時間Tmis1が経
過していない場合には、放電電流Iの値が基準電流Ifi
re1の値(図3では負の値)よりも小さいか否かを判断
し(ステップS6)、I<Ifire1であればFI失火と
判定して図2の動作を終了し(ステップS7、図3の点
線で示す特性曲線参照)、I≧Ifire1であればFI失
火でないと判定して図2の動作を終了する。上記ステッ
プS1,S4〜S7を所定時間Tmis1が経過するまで繰
り返す。
【0017】なお、図3においてはIfire1の値を負の
値としたが、零又は零よりわずかに大きい正の値とし
て、正常点火時にFI失火と誤判定しないように所定時
間Tmis1を短く設定するようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、機関運
パラメータの値を検出する機関運転状態検出手段と、前
記機関運転パラメータの値に基づいて点火時期を決定し
て点火指令信号を発生する信号発生手段と、前記点火指
令信号に基づいて機関に備えられた点火プラグを放電さ
せる為の高電圧を発生させる点火手段と、前記点火手段
に高電圧が発生された時の放電電流値を検出する電流検
出手段とを有する内燃機関の失火検出装置において、前
記点火指令信号発生後の点火手段の放電電流値と所定値
との比較をすることにより失火が発生したか否かを判定
する失火判定手段を備え、この失火判定手段は、前記点
火指令信号発生時から第1の所定時間経過後で且つ第2
の所定期間経過する以前において前記放電電流の値が所
定値より小さくなったとき失火であると判定することに
より、燃料系に係る失火であるか否かを正確に判定で
き、故障個所の早期発見や適切な故障対策が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の回路の失火検出動作を実行するためのプ
ログラムを示すフローチャートである。
【図3】放電電流を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 点火コイル 2 一次側コイル 3 二次側コイル 5 点火プラグ 6 電流検出手段 7 ECU 8 機関運転パラメータセンサ(機関運転状態検出手
段) 73 CPU
フロントページの続き (72)発明者 黒田 恵隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 新井 秀明 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関運パラメータの値を検出する機関
    運転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基
    づいて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号
    発生手段と、前記点火指令信号に基づいて機関に備えら
    れた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる点
    火手段と、前記点火手段に高電圧が発生された時の放電
    電流値を検出する電流検出手段とを有する内燃機関の失
    火検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火手
    段の放電電流値と所定値との比較をすることにより失火
    が発生したか否かを判定する失火判定手段を備え、この
    失火判定手段は、前記点火指令信号発生時から第1の所
    定時間経過後で且つ第2の所定期間経過する以前におい
    て前記放電電流の値が所定値より小さくなったとき失火
    であると判定することを特徴とする内燃機関の失火検出
    装置。
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