JP2721604B2 - 燃焼状態診断装置 - Google Patents

燃焼状態診断装置

Info

Publication number
JP2721604B2
JP2721604B2 JP3251231A JP25123191A JP2721604B2 JP 2721604 B2 JP2721604 B2 JP 2721604B2 JP 3251231 A JP3251231 A JP 3251231A JP 25123191 A JP25123191 A JP 25123191A JP 2721604 B2 JP2721604 B2 JP 2721604B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion state
combustion
voltage
value
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3251231A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0587036A (ja
Inventor
俊夫 石井
高志 向平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3251231A priority Critical patent/JP2721604B2/ja
Priority to US07/955,147 priority patent/US5396176A/en
Priority to DE4232845A priority patent/DE4232845C2/de
Publication of JPH0587036A publication Critical patent/JPH0587036A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2721604B2 publication Critical patent/JP2721604B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
    • F02P2017/128—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G01R19/0061—Measuring currents of particle-beams, currents from electron multipliers, photocurrents, ion currents; Measuring in plasmas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン電流を検出する
ことにより、エンジンの燃焼状態を判断する燃焼状態診
断方法、燃焼状態診断装置、およびこれを備えた燃焼制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼診断装置としては、例えば、
特開平２−１０４９７８号公報に記載されているものが
ある。この燃焼診断装置は、点火プラグがスパークした
後、点火プラグに一定の電圧をかけて、そこに流れる電
流を検出することにより、失火しているか否かを判断す
るものである。点火プラグがスパークすると、その近傍
のガスがイオン化するため、スパーク後に電圧をかける
と、点火プラグ間に電流、つまりイオン電流が流れる。
このイオン電流を一定の期間だけサンプリングし、予め
定められている電流レベルと比較して、失火しているか
否かを判断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、１ヵ所のサンプリング区間のみから得られたイ
オン電流のみを一定の比較レベルと比較して、燃焼状態
を診断しているため、誤診断することが比較的多いとい
う問題点がある。本発明は、このような従来の問題点に
ついて着目してなされたもので、誤診断を少なくするこ
とができる燃焼状態診断方法、燃焼状態診断装置、およ
びこの診断結果に基づき燃焼制御を行う燃焼制御装置と
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の燃焼状態診断装置は、点火プラグの少なくとも放電直
後に、該点火プラグまたは燃焼室内に設けた他の電極に
所定の電圧を印加する電圧印加手段と、正常燃焼であれ
ば気筒内圧が最大となるときの期間を含む複数の期間に
おいて、所定の電圧が印加される前記点火プラグ、これ
に接続されている二次側点火コイル、または前記電極の
電圧または電流を測定する測定手段と、各期間において
測定された電圧または電流の特徴量を抽出する特徴量抽
出手段と、前記各期間ごとの前記特徴量またはこれらの
組み合わせに対応する燃焼状態を示す燃焼状態判断表を
記憶する燃焼状態判断表記憶手段と、抽出された前記各
期間ごとの前記特徴量と前記燃焼状態判断表とから燃焼
状態を判断する燃焼状態判断手段とを、備えていること
を特徴とするものである。
【０００５】また、前記目的を達成するための他の燃焼
状態診断装置は、点火プラグの放電直後に、該点火プラ
グに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、正常燃焼で
あれば気筒内圧が最大となるときの期間、および一次側
点火コイルの通電開始時の期間を含む複数の期間におい
て、前記点火プラグが接続している二次側点火コイルの
電圧を測定する測定手段と、各期間において測定された
電圧の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記各期間
ごとの前記特徴量またはこれらの組み合わせに対応する
燃焼状態が示されている燃焼状態判断表を記憶する燃焼
状態判断表記憶手段と、抽出された前記各期間ごとの前
記特徴量と前記燃焼状態判断表とから燃焼状態を判断す
る燃焼状態判断手段とを、備えていることを特徴とする
ものである。
【０００６】ここで、前記燃焼状態診断装置の前記複数
の期間には、正常燃焼時であれば放電が終了している時
を含む期間、および／または正常燃焼時であれば気筒内
圧が最大となるときから所定時間後の時を含む期間を有
していることが好ましい。また、前記特徴量としては、
予め定めた値を超える電圧値または電流値や、前記期間
における最大値、最小値、平均値等でもよいが、前記期
間における電流または電圧の積分値を用いることが好ま
しい。
【０００７】また、前記目的を達成するためのさらに他
の燃焼状態診断装置は、エンジンの各種燃焼状態を判断
する燃焼状態判断手段を備えている燃焼状態診断装置に
おいて、前記燃焼状態判断手段により、判断された各種
燃焼状態の頻度数を各種燃焼状態ごとに記憶する頻度数
記憶手段と、前記各種燃焼状態の頻度数うち、各種燃焼
状態ごとに予め定められた値または所定の関数によって
定められた値を超えたものに関して、判断結果を表示す
る表示手段と、を備えていることを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】点火プラグの放電直後に、該点火プラグまたは
燃焼室内に設けた他の電極に所定の電圧を印加すると、
燃料ガスが着火していれば、点火プラグ近傍のガスがイ
オン化し、そこにイオン電流が流れる。正常燃焼であれ
ば気筒内圧が最大となるときの期間、およびその他の期
間における、点火プラグ、これに接続されている二次側
点火コイル、または前記電極の電圧または電流は、測定
手段によって測定される。正常燃焼であれば気筒内圧が
最大となるときの期間においては、正常燃焼であればイ
オン電流が流れるので、この期間のイオン電流を測定す
ることで失火か否かを基本的には測定することができ
る。本発明では、この期間の他に、さらに異なる期間に
おいても電圧または電流を測定しているので、これら複
数の期間から総合的に判断することにより、燃焼状態を
より的確に診断することができる。
【０００９】また、他の期間の電流または電圧を測定す
ることにより、失火か否かの燃焼状態以外の燃焼状態も
診断することができる。具体的には、例えば、正常燃焼
時であれば気筒内圧が最大となるときから所定時間後の
時を含む期間における電圧または電流を測定する場合に
は、“くすぶり”か否かを診断することができる。すな
わち、“くすぶり”の際には、燃料の着火後、しばらく
の間燃焼しているため、この間においてもイオン電流が
流れる。そこで、この間でイオン電流を検知することが
できれば、“くすぶり”と診断できる。また、頻度数記
憶手段を備えているものでは、燃焼状態判断手段によ
り、判断された各種燃焼状態の頻度数が各種燃焼状態ご
とに記憶される。前記各種燃焼状態の頻度数うち、各種
燃焼状態ごとに予め定められた値または所定の関数によ
って定められた値を超えたものに関して、判断結果が表
示される。したがって、いくつかの判断が間違っていた
としても、誤報の出力をほとんどなくすことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る一実施例について、図を
用いて説明する。通常の点火工程では、図１に示すよう
に、コントロールユニット１からの点火時期信号ＩＧＮ
を信号増幅器７を介してパワートランジスタ８に出力
し、この点火時期信号ＩＧＮに従いパワートランジスタ
８がＯＦＦになったとき、その遮断電流に対応した高電
圧が点火コイル９の２次側に発生し、点火プラグ１２を
スパークさせている。また、燃料噴射工程では、コント
ロールユニット１から燃料噴射信号ＩＮＪを信号増幅器
１６を介してパワートランジスタ１６に出力し、この燃
焼噴射信号ＩＮＪに従いパワートランジスタ１７がオン
になったとき、インジェクションの電磁コイル１８が駆
動し、図示されていないプランジャーが動作して燃料を
燃焼室内に噴射している。
【００１１】ところで、本実施例の燃焼診断装置は、図
１に示すように、コントロールユニット１と、点火コイ
ル９の二次側に設けられているイオン電流検出回路１０
と、このイオン電流検出回路１０からの出力信号を積分
処理する処理回路１４と、燃焼診断結果を表示するディ
スプレイ１５とを有して構成されている。コントロール
ユニット１は、図２に示すように、各種演算を行うＣＰ
Ｕ５１と、ＣＰＵ５１が行う演算等のプログラムや図１
１に示す燃焼判断表等を記憶しているＲＯＭ５２と、Ｒ
ＡＭ５３と、各種信号が入力する入力ポート５４と、入
出力制御器（Ｉ／Ｏ）５５と、各種信号を出力する出力
ポート５６とを有している。コントロールユニット１の
入力ポート５４には、クランク角センサ２からのクラン
ク角信号Θcr、エンジンに供給する空気流量を測定する
空気流量計３からの空気流量信号Ｑa、スロットル弁開
度センサ４からのスロットル弁開度信号Θth、バッテリ
ー５の電源電圧値Ｖb、ラジエター内の水温を測定する
水温センサ６からの水温信号Ｔｗ、排気管内の酸素濃度
を測定するＯ2センサ６ａからの酸素濃度信号Ｏ2などが
入力するようになっている。また、出力ポート５６から
は、点火時期信号ＩＧＮ、燃料噴射信号ＩＮＪや、ディ
スプレイ１５に対する信号等を出力するようになってい
る。イオン電流検出回路１０は、図１に示すように、点
火コイル９の二次側の電圧を規制するためのツェナーダ
イオード１０ａと、点火プラグ１２がスパークしたとき
の二次側点火コイル９ｂの電荷を蓄えるコンデンサ１０
ｂと、コンデンサ１０ｂとグランドとの間に設けられて
いる抵抗１０ｃおよびダイオード１０ｄとを有して構成
されている。
【００１２】処理回路１４は、図３および図４に示すよ
うに、イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅからの信
号を積分処理する積分回路１９と、イオン電流検出回路
１０の出力端１０ｅからの信号に対するウィンドウを生
成するウィンドウ生成回路２０とを有している。積分回
路１９には、イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅか
らの信号を積分処理するアンプ１９ａが設けられてい
る。また、ウィンドウ生成回路２０は、互いにタイミン
グの異なる波形を生成するフィリップフロップ回路２０
ａ，２０ｂが設けられている。ウィンドウ生成回路２０
は、これらフィリップフロップ回路２０ａ，２０ｂから
の出力を組み合わせることにより、ウィンドウを生成し
ている。なお、この処理回路１４の動作は、以上のよう
なハード的な構成よっても実施できるが、ソフト的な構
成よっても実施できる。すなわち、図５に示すフローチ
ャートに示すように、ステップ２０１で、ウィンド内か
否かを判断し、ウィンド内であれば、ステップ２０２に
おいて、イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅからの
信号をＡ／Ｄ変換を開始して、ステップ２０３でＡ／Ｄ
変換の終了を待つ。Ａ／Ｄ変換が終了すると、ステップ
２０４で、これを積算カウンタにて加算して積分値Ｓ
（Ａ／Ｄ）を得る。ステップ２０１で、ウィンド外であ
ると判断された場合には、ステップ２０５に進み、入力
した信号が１回目か否かを判断する。入力した信号が１
回目であれば、ステップ２０７において、積算カウンタ
の値Ｓ（Ａ／Ｄ）をホールドする。また、２回目以降で
あれば、ステップ２０６で、積算カウンタを“０”にリ
セットする（Ｓ（Ａ／Ｄ）＝０）。このように、ソフト
的な構成によっても、処理回路１４の動作を実施できる
ので、コントロールユニット１内のＲＯＭ５２に、以上
のようなプログラムを登録しておき、ＣＰＵ５１にて、
このプログラムを実行させる場合には、処理回路１４を
別途設ける必要はない。
【００１３】なお、本実施例において、電圧印加手段は
コンデンサ１０ｂにより構成され、測定手段はイオン電
流検出回路１０および処理回路１４により構成され、特
徴量抽出手段は処理回路１４により構成されている。ま
た、燃焼状態判断表記憶手段はコントロールユニット１
内のＲＯＭ５２により構成され、燃焼状態判断手段はＣ
ＰＵ５１とこれを動作せるためのプログラムが記憶され
ているＲＯＭ５２とで構成されている。
【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。
コントロールユニット１からの点火時期信号ＩＧＮを信
号増幅器７を介してパワートランジスタ８に出力される
と、一次側コイル９ａには、図８（ａ）に示すようの電
圧が発生する。これに対応して、二次側コイル９ｂの点
火プラグ側１１には、図８（ｂ）に示すような電圧が発
生する。パワートランジスタ８がＯＦＦになり、一次側
コイル９ａの電流が遮断されると、二次側コイル９ｂ
に、起電力が発生して、点火プラグ９が所定時間スパー
クする。このスパークでは、点火プラグ１２のグランド
側から点火コイル９の二次側に電流が流れ、これがイオ
ン電流検出回路１０のコンデンサ１０ｂに蓄えられる。
なお、イオン電流検出回路１０には、ツェナーダイオー
ド１０ａが設けられているので、このツェナーダイオー
ド１０ａによって電圧規制を受けて、コンデンサ１０ｂ
には一定の電圧以上はかからない。
【００１５】点火プラグ１２がスパークすると、その近
傍のガスがイオン化して、プラグ電極間に電流が流れや
すくなる。このため、スパーク中にコンデンサ１０ｂに
蓄えられた電荷は、スパークが終了すると、放電して、
点火プラグ１２の電極間を流れる。このように、点火プ
ラグ１２近傍のガスがイオン化したことにより、流れる
電流を一般にイオン電流と呼んでいる。イオン電流は、
イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅにおいて、図８
（ｃ）のような電圧波形として検出される。燃焼室内の
ガスは、点火プラグ１２がスパークした直後に点火プラ
グ１２近傍のガスのみがイオン化し、ついで燃料の爆発
により燃焼室内全体のガスがイオン化する。このため、
同図（ｃ）に示すように、イオン電流の電圧波形に２つ
の山が現われる。正常なときには、イオン電流検出回路
１０の出力端１０ｅに、イオン電流の電圧波形の他に、
二次側コイル９ｂ電圧の立上りおよびスパーク終了時の
電圧波形が同図（ｃ）に示すように現われる。
【００１６】ところで、異常時においては、図８（ｃ）
に示すような電圧波形は検出されず、同図（ｄ），
（ｅ），（ｆ），（ｇ）のような電圧波形が現われる。
すなわち、無声放電あるいは燃料供給不足のための失火
では、イオン化現象が起こらないので、イオン電流は発
生せず、同図（ｄ）に示すような電圧波形となる。ま
た、パワートランジスタ８が駆動しない等により一次側
コイル電圧が変化しない場合には、同図（ｅ）に示すよ
うに、まったく電圧変化が現われない。ノッキング時に
おいては、点火プラグ１２のスパーク前に着火してガス
のイオン化が進むので、同図（ｆ）に示すように、イオ
ン化電流の電圧が大きくなる。くすぶり時においては、
スパーク後しばらくの間燃焼しているので、同図（ｇ）
に示すように、イオン電流もしばらく流れる。なお、二
次側コイル９ｂの点火プラグ側１１または点火プラグ１
２の電圧または電流を測定してもイオン電流を検出する
ことができるが、スパーク時に点火プラグ１２にかかる
電圧に対して、イオン電流が流れている際に点火プラグ
１２にかかる電圧が、かなり小さいため、図８（ｂ）に
はイオン電流が示されていない。したがって、ここでの
イオン電流を測定する場合は、これに関する電流または
電圧のみを増幅するか、または測定オーダーを変える必
要がある。
【００１７】イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅか
らの出力には、処理回路１４で、図９（ｃ）に示すよう
に、ウィンドウをかけられ、そのウィンドウ内の電圧値
が同図（ｄ）に示すように積分処理される。ウィンドウ
は、スパーク前の二次側電圧の立上り時（一次電流送電
開始時）、スパーク終了時、イオン電流発生時（気筒内
圧最大時）、およびスパーク後において正常燃焼ではイ
オン電流を検出できない時、それぞれを中心とした所定
幅でかけられている。このように、一定幅のウィンドウ
をかけて必要な電圧値のみを取得しているので、不必要
なノイズを検出することが少なくなり、より正確な燃焼
診断を行うことができる。また、たとえ、ウィンドウ内
にノイズが入っていたとしてもとき、ウィンドウ内の電
圧値を積分処理しているので、耐ノイズ性を高めること
ができる。
【００１８】処理回路１４で積分処理された信号は、コ
ントロールユニット１内に入力され、そこで燃焼診断さ
れる。燃焼診断は、ＲＯＭ５２に記憶されている燃焼診
断表（図１１に示す）に基づき、ＣＰＵ５１が行う。例
えば、図１１に示すように、ウィンドウW1における積分
値AD1が”大”、ウィンドウW2における積分値AD2が”
大”、ウィンドウW3における積分値AD3が”中”、ウィ
ンドウW4における積分値AD4が”小”であれば”正常燃
焼である”と判断する。また、ウィンドウW1における積
分値AD1が”大”、ウィンドウW2における積分値AD2が”
大”、ウィンドウW3における積分値AD3が”小”、ウィ
ンドウW4における積分値AD4が”小”であれば”無声放
電あるいは燃料供給不足のための失火である”と判断す
る。また、ウィンドウW1における積分値AD1が”大”、
ウィンドウW2における積分値AD2が”大”、ウィンドウW
3における積分値AD3が”大”、ウィンドウW4における積
分値AD4が”小”であれば、”ノッキングである”と判
断する。このように、複数のウィンドウW1,W2,…におけ
る各積分値AD1,AD2,…を組み合わせて、燃焼状態を判断
しているので、判断の誤りを非常に少なくすることがで
きる。
【００１９】ここで、各積分値AD1,AD2,…の”大””
中””小”の判断は、図１０に示すように、行う。例え
ば、積分値AD3に関しては、（i+m-1)番目の積分値AD3の
取込みが終了しているか否かを判断し（ステップ７１
０）、取込みが終了していればステップ７２０に進む。
ステップ７２０では、ｍ個の積分値AD3を加算し、これ
をｍで割って、平均値Ｐを求める。ステップ７３０で
は、平均値の関数である第１の比較値（ここではｋ
1Ｐ）と積分値AD3(i+m-1)とを比較し、第１の比較値ｋ1
Ｐより積分値AD3(i+m-1)が小さければ、ステップ７５０
に進み、この積分値AD3(i+m-1)は”小である”と判断す
る。また、ステップ７３０において、積分値AD3(i+m-1)
が第１の比較値ｋ1Ｐ以上であれば、ステップ７４０に
進み、この積分値AD3(i+m-1)と第２の比較値（ここでは
ｋ2Ｐ）とを比較する。積分値AD3(i+m-1)が第２の比較
値ｋ2Ｐよりも小さければ、ステップ７７０に進み、こ
の積分値AD3(i+m-1)は”中である”と判断する。ステッ
プ７４０において、積分値AD3(i+m-1)が第２の比較値ｋ
2Ｐ以上であれば、ステップ７６０に進み、この積分値A
D3(i+m-1)は”大である”と判断する。ステップ７８０
では、ｉを１インクリメントし、次の積分値のＡＤ変換
タイミングを待つ。なお、各積分値AD1,AD2,…の”
大””中””小”の判断は、積分値の平均値でなくと
も、例えば、最小値や最大値、または予め定めたおいた
値を用いてもよい。
【００２０】診断結果は、該当気筒番号と共にディスプ
レイ１５に表示される。運転者は、この表示を見て修理
等を行う。この表示には、単なる燃焼状態の他に、失火
原因までも表示されるので、的確な修理を行うことがで
きる。なお、診断結果の表示の際には、判断された各種
燃焼状態の頻度数を各種燃焼状態ごとにＲＡＭ５３に記
憶させておき、各種燃焼状態の頻度数うち、各種燃焼状
態ごとに予め定められた値または所定の関数によって定
められる値を超えたものに関して、判断結果をディスプ
レイ１５に表示するようにするとよい。このようにする
ことにより、誤報表示をほとんどなくすことができる。
ここで、所定の関数としては、例えば、失火の場合に
は、排気ガス中の酸素濃度が増加するので、酸素濃度が
増加した場合には頻度数の限界値を小さくするような関
数を用いるとよい。
【００２１】以上の燃焼診断では、ウィンドウ内の値を
積分処理した値に基づいて、各種判断を行ったが、本発
明は、これに限定されるものではなく、ウィンド内の電
圧の特徴を示すものであれば、例えば、ウィンドウ内の
値の最大値、最小値および平均値に基づき判断しても、
またウィンドウ内の電圧波形に基づき判断してもよい。
ウィンドウ内の値の最大値、最小値および平均値に基
づく場合には、処理回路１４を、例えば、図６に示すよ
うに構成する必要がある。この処理回路は、前述したウ
ィンドウ生成回路２０の他に、ローピーク電圧ホールド
回路２１とハイピーク電圧ホールド回路２２とを有して
構成されている。ローピーク電圧ホールド回路２１に
は、イオン電流検出回路１０の出力端１０ｅからの信号
が入力するオペアンプ２１ａと、ダイオード２１ｂと、
スイッチ２１ｄが設けられている。また、ハイピーク電
圧ホールド回路２２には、イオン電流検出回路１０の出
力端１０ｅからの信号が入力するオペアンプ２２ａと、
ローピーク電圧ホールド回路２１のものとは通電方向が
逆向きであるダイオード２２ｂと、スイッチ２２ｄとが
設けられている。ローピーク電圧ホールド回路２１とハ
イピーク電圧ホールド回路２２との出力端は、それぞれ
抵抗２１ｃ，２２ｃを介して、接続され、そこから平均
値が出力できるようになっている。スイッチ２１ｄ，２
２ｄは、ホールドされたローピーク電圧およびハイピー
ク電圧を放電するためのスイッチである。
【００２２】この処理回路も前述した処理回路１４と同
様に、ソフト的にも構成することができる。図７に示す
ように、ステップ３０１で入力した信号がウィンドウ内
であるか否かを判断する。ウィンドウ内であれば、ステ
ップ３０２に進み、Ａ／Ｄ変換を開始する。ステップ３
０３でＡ／Ｄ変換の終了を待ち、終了すれば、ステップ
３０４に進む。ステップ３０４では、このＡ／Ｄ変換値
と登録されているローピーク値とを比較し、Ａ／Ｄ変換
値の方が小さければステップ３０７でこのＡ／Ｄ変換値
を新たなローピーク値とする。また、ステップ３０４
で、Ａ／Ｄ変換値が登録されているローピーク値以上で
あれば、ステップ３０５に進み、登録されているハイピ
ーク値と比較する。このＡ／Ｄ変換値がハイピーク値よ
りも大きければ、ステップ３０６に進み、このＡ／Ｄ変
換値を新たなハイピーク値とする。ステップ３０１でウ
ィンドウ外であると判断されると、ステップ３０８に進
み、そこで１回目のパスか２回目以降のパスかを判断す
る。１回目パスであれば、ステップ３１０で、ハイピー
ク値およびローピーク値をホールドする。また、２回目
以降であれば、ステップ３０９で、ハイピーク値および
ローピーク値をリセットする。なお、平均値は、ハイピ
ーク値をローピーク値とを加算して、これを２で割って
求める。
【００２３】以上の実施例は、エンジンの燃焼状態を診
断するものであるが、この診断結果を利用して燃焼制御
を行う燃焼制御装置に発展させることも可能である。す
なわち、失火と判断された場合には、失火した該当気筒
への燃料をカットすると共に、Ｏ2センサ６ａからの信
号から燃空比を判断する値を薄い方にシフトする。これ
は、失火した該当気筒への燃料をカットすると、各気筒
からの排気の集合部分における酸素濃度を測定している
Ｏ2センサ６ａからの値が低下するためである。また、
ノッキングであると判断された場合には、点火時期を遅
らせるか、または燃料が濃くなるようにする。これらの
制御は、燃焼状態に応じて、予め制御手法をＲＯＭ５２
内に記憶しておき、これをＣＰＵ５１に実行させ、点火
時期信号ＩＧＮや燃料噴射信号ＩＮＪを変更することで
行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、複数の期間における電
圧または電流を測定し、これに基づき燃焼状態を判断す
るので、燃焼状態をより正確に判断することができると
共に、各種燃焼状態についても判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の燃焼診断装置の回路ブ
ロック図である。
【図２】本発明に係る一実施例の燃焼診断装置のコント
ロールユニット内の回路ブロック図である。
【図３】本発明に係る一実施例の積分回路の回路図であ
る。
【図４】本発明に係る一実施例のウィンドウ生成回路の
回路図である。
【図５】本発明に係る一実施例のイオン電流検出回路か
らの信号を処理する手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る一実施例の他の処理回路の回路図
である。
【図７】本発明に係る一実施例のイオン電流検出回路か
らの信号を処理する他の手順を示すフローチャートであ
る。
【図８】本発明に係る一実施例の燃焼状態診断装置の各
部における電圧波形を示す電圧波形図である。
【図９】本発明に係る一実施例の積分処理を説明するた
めの説明図である。
【図１０】本発明に係る一実施例の燃焼状態診断手順を
示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る一実施例の燃焼状態判断表を示
す説明図である。
【符号の説明】
１…コントロールユニット、９…点火コイル、９ｂ…二
次側コイル、１０…イオン電流検出回路、１０ａ…ツェ
ナーダイオード、１０ｂ…コンデンサ、１２…点火コイ
ル、１４…処理回路、１５…ディスプレイ、１９…積分
回路、２０…ウィンドウ生成回路、５１…ＣＰＵ、５２
…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】点火プラグの少なくとも放電直後に、該点
    火プラグまたは燃焼室内に設けた他の電極に所定の電圧
    を印加する電圧印加手段と、 正常燃焼であれば気筒内圧が最大となるときの期間を含
    む複数の期間において、所定の電圧が印加される、前記
    点火プラグ、これに接続されている二次側点火コイル、
    または前記電極の電圧または電流を測定する測定手段
    と、 各期間において測定された電圧または電流の特徴量を抽
    出する特徴量抽出手段と、 前記各期間ごとの前記特徴量またはこれらの組み合わせ
    に対応する燃焼状態を示す燃焼状態判断表を記憶する燃
    焼状態判断表記憶手段と、 抽出された前記各期間ごとの前記特徴量と前記燃焼状態
    判断表とから燃焼状態を判断する燃焼状態判断手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼状態診断装置。
  2. 【請求項２】点火プラグの放電直後に、該点火プラグに
    所定の電圧を印加する電圧印加手段と、 正常燃焼であれば気筒内圧が最大となるときの期間、お
    よび一次側点火コイルの通電開始時の期間を含む複数の
    期間において、前記点火プラグが接続している二次側点
    火コイルの電圧を測定する測定手段と、 各期間において測定された電圧の特徴量を抽出する特徴
    量抽出手段と、 前記各期間ごとの前記特徴量またはこれらの組み合わせ
    に対応する燃焼状態が示されている燃焼状態判断表を記
    憶する燃焼状態判断表記憶手段と、 抽出された前記各期間ごとの前記特徴量と前記燃焼状態
    判断表とから燃焼状態を判断する燃焼状態判断手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼状態診断装置。
  3. 【請求項３】前記複数の期間には、正常燃焼時であれば
    放電が終了している時を含む期間、および／または正常
    燃焼時であれば気筒内圧が最大となるときから所定時間
    後の時を含む期間を有することを特徴とする請求項１ま
    たは２記載の燃焼状態診断装置。
  4. 【請求項４】前記特徴量は、定められた前記期間におけ
    る積分値であることを特徴とする請求項１、２または３
    記載の燃焼診断装置。
  5. 【請求項５】前記燃焼状態判断手段による判断結果を表
    示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項
    １、２、３または４記載の燃焼診断装置。
  6. 【請求項６】判断された各種燃焼状態の頻度数を各種燃
    焼状態ごとに記憶する頻度数記憶手段と、 前記各種燃焼状態の頻度数うち、各種燃焼状態ごとに予
    め定められた値または所定の関数によって定められた値
    を超えたものに関して、前記表示手段に前記判断結果の
    表示を指示する表示指示手段と、 を備えていることを特徴とする請求項５記載の燃焼状態
    診断装置。
  7. 【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
    燃焼状態診断装置と、 前記燃焼状態判断表に示されている各種燃焼状態に応じ
    て、エンジンの各種制御量を変更する制御手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼制御装置。
JP3251231A 1991-09-30 1991-09-30 燃焼状態診断装置 Expired - Fee Related JP2721604B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3251231A JP2721604B2 (ja) 1991-09-30 1991-09-30 燃焼状態診断装置
US07/955,147 US5396176A (en) 1991-09-30 1992-09-29 Combustion condition diagnosis utilizing multiple sampling of ionic current
DE4232845A DE4232845C2 (de) 1991-09-30 1992-09-30 Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustandes von Verbrennungsmotoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3251231A JP2721604B2 (ja) 1991-09-30 1991-09-30 燃焼状態診断装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0587036A JPH0587036A (ja) 1993-04-06
JP2721604B2 true JP2721604B2 (ja) 1998-03-04

Family

ID=17219667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3251231A Expired - Fee Related JP2721604B2 (ja) 1991-09-30 1991-09-30 燃焼状態診断装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5396176A (ja)
JP (1) JP2721604B2 (ja)
DE (1) DE4232845C2 (ja)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3192541B2 (ja) * 1994-01-28 2001-07-30 三菱電機株式会社 内燃機関用失火検出回路
DE4409749A1 (de) * 1994-03-22 1995-09-28 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Erkennung klopfender Verbrennung bei einer Brennkraftmaschine mit einer Hochspannungstransistorspulenzündeinrichtung
US5534781A (en) * 1994-08-15 1996-07-09 Chrysler Corporation Combustion detection via ionization current sensing for a "coil-on-plug" ignition system
JP3194676B2 (ja) * 1994-11-08 2001-07-30 三菱電機株式会社 内燃機関の失火検出装置
JPH08135554A (ja) * 1994-11-09 1996-05-28 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関失火検出回路
EP0715075B1 (en) * 1994-12-02 1999-08-25 NGK Spark Plug Co. Ltd. Misfire detecting device for internal combustion engine
US6104195A (en) * 1995-05-10 2000-08-15 Denso Corporation Apparatus for detecting a condition of burning in an internal combustion engine
US5925819A (en) * 1995-05-10 1999-07-20 Nippon Soken, Inc. Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine
US5771482A (en) * 1995-12-15 1998-06-23 The Ohio State University Estimation of instantaneous indicated torque in multicylinder engines
FR2742486B1 (fr) * 1995-12-15 1998-01-23 Renault Dispositif de surveillance du systeme d'allumage d'un moteur a combustion interne
SE505874C2 (sv) * 1996-01-23 1997-10-20 Mecel Ab Mätkrets för detektering av jonisering i förbränningsrummet i en förbränningsmotor
US5777216A (en) * 1996-02-01 1998-07-07 Adrenaline Research, Inc. Ignition system with ionization detection
JPH09273470A (ja) * 1996-02-09 1997-10-21 Nippon Soken Inc 燃焼状態検出装置
DE19608526C2 (de) * 1996-03-06 2003-05-15 Bremi Auto Elek K Bremicker Gm Verfahren zur Regelung der Mindestzündenergie bei einer Brennkraftmaschine
JP3176291B2 (ja) * 1996-05-30 2001-06-11 トヨタ自動車株式会社 プレイグニッション検出方法
SE507393C2 (sv) * 1996-11-18 1998-05-25 Mecel Ab Arrangemang och förfarande för kommunikation mellan tändmodul och styrenhet i en förbränningsmotors tändsystem
JPH10159699A (ja) * 1996-12-02 1998-06-16 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃焼制御装置
US6029627A (en) * 1997-02-20 2000-02-29 Adrenaline Research, Inc. Apparatus and method for controlling air/fuel ratio using ionization measurements
JPH10252635A (ja) * 1997-03-17 1998-09-22 Hitachi Ltd 故障診断装置付きエンジン燃焼状態検出装置
US5896842A (en) * 1997-06-05 1999-04-27 General Motors Corporation Closed-loop ignition timing control
US6089077A (en) * 1997-06-26 2000-07-18 Cooper Automotive Products, Inc. Mass fraction burned and pressure estimation through spark plug ion sensing
US5778855A (en) * 1997-07-03 1998-07-14 Ford Global Technologies, Inc. Combustion stability control for lean burn engines
DE19735010C1 (de) * 1997-08-13 1998-06-18 Daimler Benz Ag Verfahren zur Erkennung von Zündaussetzern bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Zündkerzen pro Zylinder
US5987373A (en) * 1997-09-16 1999-11-16 Caterpillar Inc. Diagnostic apparatus and method for detecting noise on a combustion sensor feedback system
DE19915088A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung von Ionenstromsignalen zur Beurteilung von Verbrennungsvorgängen
JP2001073918A (ja) * 1999-09-02 2001-03-21 Ngk Spark Plug Co Ltd くすぶり検出方法
JP3488405B2 (ja) * 1999-10-07 2004-01-19 三菱電機株式会社 内燃機関の燃焼状態検出装置
DE19956032A1 (de) * 1999-11-22 2001-05-23 Volkswagen Ag Schaltung zur Zündaussetzererkennung bei einer Brennkraftmaschine
DE10008553B4 (de) * 2000-02-24 2009-01-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung eines Ionenstrom-Sensor-Signals einer Brennkraftmaschine
DE10032702C2 (de) 2000-07-05 2003-10-30 Conti Temic Microelectronic Verfahren zur Erkennung klopfender Verbrennung beim Betrieb einer Brennkraftmaschine
FR2813920B1 (fr) * 2000-09-13 2002-12-27 Renault Procede de mesure de l'angle de pression maximale de la chambre de combustion d'un moteur a combustion interne
DE60119879T8 (de) * 2000-12-20 2007-05-24 Honda Giken Kogyo K.K. Vorrichtung zur Erkennung von Zündaussetzern bei einer Brennkraftmaschine
US6722183B2 (en) 2002-03-04 2004-04-20 Delphi Technologies, Inc. System and method for impulse noise suppression for integrator-based ion current signal processor
JP3614150B2 (ja) * 2002-04-17 2005-01-26 三菱電機株式会社 燃焼状態検出装置
JP3633580B2 (ja) 2002-04-17 2005-03-30 三菱電機株式会社 内燃機関の失火検出装置
US7086382B2 (en) * 2002-11-01 2006-08-08 Visteon Global Technologies, Inc. Robust multi-criteria MBT timing estimation using ionization signal
US6998846B2 (en) * 2002-11-01 2006-02-14 Visteon Global Technologies, Inc. Ignition diagnosis using ionization signal
US6922628B2 (en) * 2003-11-26 2005-07-26 Visteon Global Technologies, Inc. IC engine diagnostic system using the peak and integration ionization current signals
CN101002016B (zh) * 2004-08-09 2011-10-12 金刚石电机有限公司 用于内燃机的离子电流检测设备
JP4416602B2 (ja) * 2004-08-20 2010-02-17 ダイハツ工業株式会社 内燃機関のくすぶり判定方法
DE102005012776B4 (de) 2005-03-19 2020-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Identfikation von gasdynamischen Effekten
JP4434065B2 (ja) * 2005-04-22 2010-03-17 株式会社デンソー 点火装置
DE102008013199A1 (de) 2008-03-07 2009-09-17 Beru Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen bei Verbrennungsanomalien
DE102009021932A1 (de) 2009-05-19 2010-12-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Glühzündungen einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern
EP2810038B1 (en) 2012-01-30 2018-07-04 SEM Aktiebolag Method for monitoring a combustion engine
JP5911334B2 (ja) * 2012-02-27 2016-04-27 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の燃焼状態判定装置
JP2013189923A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置
JP5911342B2 (ja) * 2012-03-16 2016-04-27 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の燃焼状態判定装置
JP6753288B2 (ja) * 2016-12-05 2020-09-09 株式会社デンソー 点火制御システム
US11053908B2 (en) * 2018-05-21 2021-07-06 Ford Motor Company Device and method for detecting a cylinder deactivation mode using inferred compression

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2040913C3 (de) * 1970-08-18 1978-06-15 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Einrichtung zur automatischen Erfassung des zeitlichen Verlaufs der Zündspannungen in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
DE3208587C2 (de) * 1982-03-10 1985-10-31 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Einrichtung zur Erkennung von Zündaussetzern
JPS6189981A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Toyota Motor Corp 暴走プレイグニツシヨン検出装置
SE442345B (sv) * 1984-12-19 1985-12-16 Saab Scania Ab Forfarande for detektering av joniseringsstrom i en tendkrets ingaende i en forbrenningsmotors tendsystem jemte arrangemang for detektering av joniseringsstrom i en forbrenningsmotors tendsystem med minst en tendkrets
IT1206836B (it) * 1987-01-09 1989-05-11 Fiat Auto Spa Procedimento e dispositivo per il rilievo e la segnalazione di anomalie di funzionamento dell impianto di accensione di motori a combustione interna particolarmente per autoveicoli provvisti di marmitta catalitica
SE457831B (sv) * 1987-08-27 1989-01-30 Saab Scania Ab Foerfarande och arrangemang foer detektering av joniseringsstroem i en foerbraenningsmotors taendsystem
US4918389A (en) * 1988-06-03 1990-04-17 Robert Bosch Gmbh Detecting misfiring in spark ignition engines
JPH02104978A (ja) * 1988-10-13 1990-04-17 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の失火検出装置
JPH03134247A (ja) * 1989-10-19 1991-06-07 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関制御装置及び方法
KR950006653B1 (ko) * 1990-10-02 1995-06-21 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내연기관용 점화장치
JP2771904B2 (ja) * 1991-02-13 1998-07-02 三菱電機株式会社 イオン電流検出装置
US5226394A (en) * 1991-03-07 1993-07-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines
US5221904A (en) * 1991-03-07 1993-06-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines
US5237279A (en) * 1991-03-07 1993-08-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Ignition and fuel system misfire-detecting system for internal combustion engines
US5215067A (en) * 1991-03-07 1993-06-01 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines

Also Published As

Publication number Publication date
DE4232845A1 (de) 1993-04-08
US5396176A (en) 1995-03-07
JPH0587036A (ja) 1993-04-06
DE4232845C2 (de) 1995-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2721604B2 (ja) 燃焼状態診断装置
US6483311B1 (en) Method and device for evaluating ionic current signals for assessing combustion processes
US5925819A (en) Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine
US6752004B2 (en) Misfire detection apparatus for internal combustion engine
JPH05149230A (ja) 内燃機関のノツキング検出装置
JPH10231772A (ja) 内燃機関の燃焼状態検出装置
US7062373B2 (en) Misfire detection apparatus of internal combustion engine
US5349299A (en) Fuel supply misfire-detecting system for internal combustion engines
JP2678986B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
US6611145B2 (en) Motorcycle having a system for combustion diagnostics
US6813932B2 (en) Misfire detection device for internal combustion engine
US7461545B2 (en) Method and apparatus for monitoring cyclic variability in reciprocating engines
US6937024B2 (en) Multiple system for inspecting the operation of an ignition system in vehicles
JP2006077762A (ja) 内燃機関用イオン電流検出装置
JP4180298B2 (ja) 失火検出装置
JP3350063B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置及びこの失火検出装置を用いた内燃機関の制御装置
JP2008261304A (ja) 内燃機関のイオン電流検出装置
US5983866A (en) Diagnostic apparatus and method for a combustion sensor feedback system
KR100282896B1 (ko) 자동차의 실화 판단 장치 및 방법
JP3860994B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
JP3784588B2 (ja) 内燃機関用燃焼状態検知装置
JP2754505B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
JPH0552173A (ja) 内燃機関における点火装置の故障診断装置
JPH11351053A (ja) 内燃機関のノック検出装置
JPH08210175A (ja) エンジンのノック検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees