JP4522377B2

JP4522377B2 - Combustion control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4522377B2
Application number: JP2006060498A
Authority: JP
Inventors: 義之福村; 光宏泉; 忍杉崎
Original assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: JP2007239517A

Description

本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関において、点火プラグの絶縁抵抗が低下した場合でも確実に失火状態を検知できる燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to a combustion control device capable of reliably detecting a misfire state in an internal combustion engine such as an automobile engine even when the insulation resistance of a spark plug is lowered.

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、イオン電流の波形に基づいて失火検知することも行われている。具体的には、例えば、燃焼から排気に至る工程において、イオン電流が所定レベルを越えると燃焼状態であると判定し、一方、所定レベルを越えない場合には失火状態であると判定していた。 It is generally known that ions are generated when an air-fuel mixture is burned in a combustion chamber of an internal combustion engine. Recently, research on combustion control focusing on ion currents corresponding to these ions has been actively conducted, and misfire detection is also performed based on the waveform of ion currents. Specifically, for example, in the process from combustion to exhaust, if the ion current exceeds a predetermined level, it is determined to be in a combustion state, while if it does not exceed a predetermined level, it is determined to be in a misfire state. .

しかし、このようなアルゴリズムでは、点火プラグが燻り状態となって絶縁抵抗が低下した場合には、定常的に流れる漏れ電流によって、失火状態を見逃してしまうという問題があった。図５は、点火プラグの絶縁抵抗が低下した状態における燃焼状態と失火状態を図示したものであり、図５（ｂ）（ｃ）は、それぞれイオン電流検出回路の出力波形を示している。なお、図５（ａ）は、点火回路に供給される点火パルスを示しており、点火パルスの立下りタイミングに点火プラグが放電する。 However, in such an algorithm, when the spark plug is turned over and the insulation resistance is lowered, there is a problem that a misfire state is overlooked by a leakage current that flows constantly. FIG. 5 illustrates a combustion state and a misfire state in a state in which the insulation resistance of the spark plug is lowered, and FIGS. 5B and 5C respectively show output waveforms of the ion current detection circuit. FIG. 5A shows an ignition pulse supplied to the ignition circuit, and the spark plug is discharged at the falling timing of the ignition pulse.

図５（ｂ）（ｃ）の出力波形から明らかなように、点火プラグの絶縁抵抗が低下した場合には、燃焼状態だけでなく、失火状態でも検出信号が閾値ＴＨを超えてしまうので、常に、燃焼状態であると誤判定されるおそれがある。 As is apparent from the output waveforms of FIGS. 5B and 5C, when the insulation resistance of the spark plug is lowered, the detection signal exceeds the threshold value TH not only in the combustion state but also in the misfire state. There is a risk of misjudgment that it is in a combustion state.

そこで、特許文献１に記載のように、燃焼があり得ない状態における２箇所の漏れ電流の差から、燃焼状態で流れる漏れ電流を想定し、想定した漏れ電流を考慮しつつ、イオン電流のレベルから失火検知するという方法も提案されている。
特開２００５−１２７２４２号公報 Therefore, as described in Patent Document 1, the leakage current flowing in the combustion state is assumed from the difference between the two leakage currents in a state where combustion is not possible, and the level of the ionic current is considered while considering the assumed leakage current. A method of detecting misfire has also been proposed.
JP 2005-127242 A

しかし、シリンダー内の状況は時々刻々と変わっており、これに対応してプラグの絶縁抵抗も動的に変化するので、燃焼状態における漏れ電流を正しく予測できない場合も多い。 However, the situation in the cylinder changes from moment to moment, and the insulation resistance of the plug also changes dynamically in response to this, so there are many cases where the leakage current in the combustion state cannot be predicted correctly.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであって、常に、失火状態を正確に検出できるアルゴリズムを備えた内燃機関の燃焼制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a combustion control device for an internal combustion engine provided with an algorithm that can always accurately detect a misfire state.

上記の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置は、運転条件毎に最適設定された、正負の差分閾値及び差分間隔と、運転条件を特定する各種センサの出力値との関係を、設定テーブルに記憶する記憶部と、燃焼室の混合気の燃焼時に発生するイオンに対応したイオン電流を検出する信号検出部と、前記信号検出部の出力信号をサンプリング間隔で取得して、ＡＤ変換した信号入力データを時間順次に記憶するデータ記憶手段と、前記差分間隔を、運転条件に基づいて前記設定テーブルから特定し、前記記憶された特定の信号入力データと、そのデータから前記差分間隔だけ以前の信号入力データとを差分演算して、前記特定の信号入力データの傾斜値を特定する傾斜演算手段と、前記正負の差分閾値を、運転条件に基づいて設定テーブルから特定し、前記傾斜値を、前記正負の差分閾値で特定される数値範囲と対比して、前記数値範囲より上回るか、前記数値範囲より下回るか、前記数値範囲に収まるかの評価結果を特定する評価手段と、前記傾斜値が前記所定範囲に収まらない場合には、前記傾斜値に対する評価結果が、直前の傾斜値に対する評価結果と一致するか否か判定する重複判定手段と、直前の傾斜値に対する評価結果と一致する場合には、一致評価の連続回数を増加させる一方、直前の評価結果と不一致の場合には、前記一致評価の連続回数をゼロに戻す計数手段と、前記連続回数が所定値に達すると内燃機関が燃焼していると判定する検出手段と、を備えて、前記傾斜演算手段、前記評価手段、前記重複判定手段、前記計数手段、及び前記検出手段は、前記サンプリング間隔より広い前記差分間隔毎に、飛び飛びに機能するよう構成されている。 In order to achieve the above object, a combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a positive / negative difference threshold value and a difference interval that are optimally set for each operating condition, and output values of various sensors that specify the operating condition. A storage unit that stores the relationship in a setting table, a signal detection unit that detects an ion current corresponding to ions generated during combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber, and an output signal of the signal detection unit is acquired at a sampling interval. , Data storage means for storing AD converted signal input data in time sequence, the difference interval is specified from the setting table based on operating conditions, the stored specific signal input data, and the data from the data and the only previous signal input data difference intervals differential operation, and the inclination calculating means for identifying said slope value for a particular signal input data, the positive and negative difference threshold, based on the operating conditions Specified from the setting table, the slope value, in contrast to the numerical ranges specified by the positive and negative difference threshold, above or from the numerical range, or falls below the range, the number or evaluation results within a range An evaluation unit that identifies the inclination value, an overlap determination unit that determines whether or not an evaluation result for the inclination value matches an evaluation result for the immediately preceding inclination value when the inclination value does not fall within the predetermined range; A count means for increasing the number of consecutive matching evaluations if it matches the evaluation result for the slope value, and returning the number of consecutive matching evaluations to zero if it does not match the previous evaluation result; number comprises a detecting means determines that the internal combustion engine reaches a predetermined value is burning, the inclined calculating means, the evaluation means, said overlap determination means, said counting means, and said detecting hands , Said each said wider than the sampling interval difference interval, and is configured to function at intervals.

本発明は、点火プラグの絶縁抵抗が動的に変化したとしても、失火状態では、信号検出部の出力信号が、ほぼ一定値に落ち着くことを利用したものであり、前記一定値のレベルに拘わらず、失火検知をすることができる。 The present invention utilizes the fact that the output signal of the signal detection unit settles to a substantially constant value in the misfire state even if the insulation resistance of the spark plug is dynamically changed, regardless of the level of the constant value. Without misfire detection.

上記した通り、本発明によれば、絶縁抵抗のレベルに拘わらず、常に失火状態を正確に検出できる内燃機関の燃焼制御装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a combustion control device for an internal combustion engine that can always accurately detect a misfire state regardless of the level of insulation resistance.

以下、本発明を実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

図１（ａ）は、実施例に係る燃焼制御装置ＥＱＵを示す回路図である。この燃焼制御装置ＥＱＵは、１次コイル１Ｐと２次コイル１Ｓとが電磁結合された点火コイル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、点火コイルの２次コイル１Ｓに接続されたイオン電流検出回路３と、スイッチングトランジスタ２をＯＮ／ＯＦＦ制御すると共にイオン電流検出回路３からのアナログ検出信号ＳＧを受けるワンチップマイコン４とで構成されている。そして、点火コイルの２次コイル１Ｓとグランドラインとの間に点火プラグ５が接続されている。 FIG. 1A is a circuit diagram illustrating a combustion control device EQU according to an embodiment. This combustion control unit EQU is connected to an ignition coil 1 in which a primary coil 1P and a secondary coil 1S are electromagnetically coupled, a switching transistor 2 that intermittently drives the ignition coil 1, and a secondary coil 1S of the ignition coil. And the one-chip microcomputer 4 that controls the ON / OFF of the switching transistor 2 and receives the analog detection signal SG from the ion current detection circuit 3. A spark plug 5 is connected between the secondary coil 1S of the ignition coil and the ground line.

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４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。 As shown, the base terminal of the switching transistor 2 is connected to the one-chip microcomputer 4, the collector terminal is connected to the primary coil 1P of the ignition coil, and the emitter terminal is connected to the ground line.

イオン電流検出回路３は、点火プラグ５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 current detection circuit 3 includes a bias capacitor C that is charged by the discharge current of the spark plug 5, a chainer diode ZD that is connected in parallel to the capacitor C and regulates the charging voltage of the capacitor C, and a chainer diode ZD. The diode D1 is connected in series, and the amplification unit AMP is connected to both ends of the diode D1.

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 current detection circuit 3 includes an amplification element Q1 having an inverting terminal, a non-inverting terminal, and an output terminal, an input resistor R1 connected to the inverting terminal of the amplification element Q1, and an inverting terminal of the amplification element Q1. The feedback resistor R2 is connected between the output terminals. A diode D2 for protecting the amplifying element Q1 may be connected between the inverting terminal of the amplifying element Q1 and the ground line.

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１（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. 1B 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、点火プラグ５が点火放電し、図１（ａ）に示すように、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 5 is ignited 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１（ｄ）参照）、コンデンサＣに充電されたバイアス電圧は、図１（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１（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５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。 After that, when the high voltage of the secondary coil 1S disappears (see FIG. 1D), 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. 1 (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 5. As described above, since the relationship of the output voltage Vout = R2 × I is established, a voltage proportional to the ion current I is obtained from the amplifying unit AMP.

ワンチップマイコン４は、ＣＰＵコア４ａと、Ａ／Ｄコンバータ４ｂと、出力ポート４ｃと、メモリ部４ｄとが内蔵されて構成されている。そして、Ａ／Ｄコンバータ４ｂは、イオン電流検出回路３からアナログ検出信号ＳＧを直接的に受けて、これデジタルデータに変換している。また、出力ポート４ｃからは、スイッチングトランジスタ２のベース端子に向けて点火パルスが出力されている。なお、図示の燃焼制御装置ＥＱＵでは、イオン電流検出回路３とワンチップマイコン４とが直結されているが、途中にサンプルホールド回路などを設けても良い。 The one-chip microcomputer 4 includes a CPU core 4a, an A / D converter 4b, an output port 4c, and a memory unit 4d. The A / D converter 4b directly receives the analog detection signal SG from the ion current detection circuit 3 and converts it into digital data. Further, an ignition pulse is output from the output port 4 c toward the base terminal of the switching transistor 2. In the illustrated combustion control device EQU, the ion current detection circuit 3 and the one-chip microcomputer 4 are directly connected, but a sample hold circuit or the like may be provided in the middle.

後述するように、この実施例では、差分演算における差分間隔δや、差分演算結果ＤＩを評価する閾値ＴＨの値を、最適に設定することが重要である。但し、これらの最適値は、時々刻々変化する内燃機関の運転条件に基づいてリアルタイムに変化する。そこで、この実施例では、差分間隔δや差分閾値ＴＨの最適値と、運転条件を特定する各種センサの出力値との関係を、メモリ部の設定テーブルＴＢＬ１に格納している。そして、リアルタイムに取得した各種のセンサ値を検索キーにして、設定テーブルＴＢＬ１を検索することで、最適な差分値ＴＨと差分間隔δとを動的に特定している。 As will be described later, in this embodiment, it is important to optimally set the difference interval δ in the difference calculation and the threshold value TH for evaluating the difference calculation result DI. However, these optimum values change in real time based on the operating conditions of the internal combustion engine that change from moment to moment. Therefore, in this embodiment, the relationship between the optimum values of the difference interval δ and the difference threshold TH and the output values of various sensors that specify the operating conditions is stored in the setting table TBL1 of the memory unit. Then, the optimum difference value TH and the difference interval δ are dynamically specified by searching the setting table TBL1 using various sensor values acquired in real time as search keys.

続いて、以上の構成からなる燃焼制御装置の動作内容を図２のフローチャートに基づいて説明する。図示の通り、この実施例では、ＣＰＵコア４ａに対するタイマ割込みで起動される割込み処理プログラムにおいて、リアルタイムに失火判定をしている。割込み周期τは、特に限定されないが、イオン電流に重畳するノック信号を正確に取得するためには、割込み周期τを、ノック信号の基本波周期τ_０の１／２倍以下に設定する必要がある。ここで、ノック信号の基本周波数１／τ_０は、内燃機関の構造に基づいて実験的に特定できるので、この実施例では、τ＜τ_０／２の条件を満足する値として、割込み周期τをτ＝３３μＳとしている。 Next, the operation content of the combustion control apparatus configured as described above will be described based on the flowchart of FIG. As shown in the figure, in this embodiment, a misfire determination is made in real time in an interrupt processing program activated by a timer interrupt to the CPU core 4a. The interruption period τ is not particularly limited, but in order to accurately obtain the knock signal superimposed on the ion current, the interruption period τ needs to be set to be 1/2 or less the fundamental wave period τ ₀ of the knock signal. is there. Here, the fundamental frequency 1 / tau ₀ knock signal, it is possible to identify experimentally based on the structure of the internal combustion engine, in this embodiment, as a value satisfying τ <τ _0/2 conditions, interrupt period tau Τ = 33 μS.

何れにしても、タイマ割込みがあると、ワンチップマイコン４は、イオン電流検出回路３の出力信号ＳＧをＡ／Ｄコンバータ４ｂで受け、デジタル変換した信号入力データＳＧ（ｉ）をメモリ部４ｄに記憶する（ＳＴ１）。なお、このようにして時間順次記憶されるデータＳＧ（ｉ）は、失火判定だけでなくノック信号の抽出処理などにも使用されるが、ノック信号の抽出処理その他は、本発明と特に関係しないので以下では説明しない。 In any case, when there is a timer interrupt, the one-chip microcomputer 4 receives the output signal SG of the ion current detection circuit 3 by the A / D converter 4b and receives the digitally converted signal input data SG (i) in the memory unit 4d. Store (ST1). The data SG (i) stored in time sequence in this way is used not only for misfire determination but also for knock signal extraction processing and the like, but the knock signal extraction processing and the like are not particularly related to the present invention. It will not be described below.

失火判定処理に関してだけ説明を続けると、ステップＳＴ１の処理が終われば、今回が失火判定をするタイミングが否か判定される（ＳＴ２）。これは、この実施例の場合、信号入力データＳＧ（ｉ）の取得処理（ＳＴ１）は、割込み時間間隔（３３μＳ）で毎回実行されるのに対して、失火判定処理は、差分間隔δに対応して、飛び飛びに実行されるためである。そのため、今回が判定処理を実行すべきタイミングでない場合には、直ちに割込み処理を終える。 If the explanation is continued only with respect to the misfire determination process, when the process of step ST1 is completed, it is determined whether or not the timing for making the misfire determination is determined this time (ST2). In this embodiment, the signal input data SG (i) acquisition process (ST1) is executed every interrupt time interval (33 μS), whereas the misfire determination process corresponds to the difference interval δ. This is because it is executed in a blinking manner. Therefore, if this time is not the timing for executing the determination process, the interrupt process is immediately terminated.

一方、今回が判定処理を実行すべきタイミングである場合には、今回取得した信号入力データＳＧ（ｉ）と、過去に取得した信号入力データＳＧ（ｉ−δ）との差分を求める（ＳＴ２）。具体的には、ＤＩ＝ＳＧ（ｉ）−ＳＧ（ｉ−δ）の差分演算を実行するが、差分演算の差分間隔δは、エンジンの運転条件に応じて設定テーブルＴＢＬ１を検索してリアルタイムに選択決定され、最適値として選択された差分間隔δが、内燃機関の１サイクルの動作中継続して使用される。なお、以下の説明では、差分間隔δをδ＝１５とするので、時間換算した差分間隔δ×τは、δ×τ≒５００μＳとなる。また、これに対応して、ステップＳＴ３〜ＳＴ１３の失火判定処理は、１５回の割込み処理に１回の頻度で実行される。 On the other hand, if this time is the timing at which the determination process should be executed, the difference between the signal input data SG (i) acquired this time and the signal input data SG (i−δ) acquired in the past is obtained (ST2). . Specifically, the difference calculation of DI = SG (i) −SG (i−δ) is executed, but the difference interval δ of the difference calculation is searched in real time by searching the setting table TBL1 according to the engine operating conditions. The difference interval δ selected and determined as the optimum value is continuously used during one cycle operation of the internal combustion engine. In the following description, since the difference interval δ is δ = 15, the time-converted difference interval δ × τ is δ × τ≈500 μS. Correspondingly, the misfire determination process in steps ST3 to ST13 is executed at a frequency of once in 15 interrupt processes.

ステップＳＴ３の演算によって差分値ＤＩを算出したら、次に、その差分値ＤＩと閾値ＴＨとの比較を行う（ＳＴ４）。この閾値ＴＨについても、エンジンの運転条件に応じて設定テーブルＴＢＬ１を検索してリアルタイムに選択決定され、最適値として選択された閾値ＴＨが、内燃機関の１サイクルの動作中継続して使用される。 After the difference value DI is calculated by the calculation in step ST3, the difference value DI is compared with the threshold value TH (ST4). This threshold value TH is also selected and determined in real time by searching the setting table TBL1 according to the operating conditions of the engine, and the threshold value TH selected as the optimum value is continuously used during one cycle operation of the internal combustion engine. .

そして、ステップＳＴ４の判定処理によって、ＤＩ＜−ＴＨであれば、判定フラグＦＧ（ｉ）を−１に設定して記憶する（ＳＴ５）。一方、ＤＩ＞ＴＨであれば、判定フラグＦＧ（ｉ）を＋１に設定して記憶する（ＳＴ７）。また、−ＴＨ≦ＤＩ≦＋ＴＨであれば、判定フラグＦＧ（ｉ）を０に設定して記憶する（ＳＴ６）。以上の処理によって、信号入力データＳＧ（ｉ）が、緩やかに変化する場合には判定フラグＦＧ（ｉ）が０となり、信号入力データＳＧ（ｉ）の変化が激しい場合には判定フラグＦＧ（ｉ）が１または−１となる。 If DI <−TH by the determination process in step ST4, the determination flag FG (i) is set to −1 and stored (ST5). On the other hand, if DI> TH, the determination flag FG (i) is set to +1 and stored (ST7). If -TH ≦ DI ≦ + TH, the determination flag FG (i) is set to 0 and stored (ST6). With the above processing, the determination flag FG (i) becomes 0 when the signal input data SG (i) changes slowly, and the determination flag FG (i) when the change of the signal input data SG (i) is severe. ) Becomes 1 or -1.

図３は、燻り状態の点火プラグにおける燃焼状態（ａ）と失火状態（ｂ）とを図示したものであり、信号入力データＳＧ（ｉ）と差分値ＤＩの時間的推移を示している。点火プラグの絶縁抵抗が低下したため定常的にイオン漏れ電流が重畳しており、信号入力のレベルが共にグランド電位（ＧＮＤ）から浮いている点では共通する。 FIG. 3 illustrates the combustion state (a) and the misfire state (b) in the spark plug in the beat state, and shows the temporal transition of the signal input data SG (i) and the difference value DI. Since the insulation resistance of the spark plug is lowered, the ion leakage current is constantly superposed, and this is common in that both signal input levels are floating from the ground potential (GND).

しかし、図３（ａ）に示す燃焼状態では、点火放電が終了した後に検出されるイオン電流が比較的急激に変動するのに対して、図３（ｂ）に示す失火状態では、イオン電流が流れないので、信号入力のレベルが殆ど変化しない。そして、この差異に対応して、図３（ａ）の燃焼状態では、差分値ＤＩが複数回（図示例では３回）連続して同一方向に閾値±ＴＨを超えるが、図３（ｂ）の失火状態では、差分値ＤＩが連続して同一方向に閾値±ＴＨを超えることがない。なお、点火プラグの放電の後に激しい振動波が検出されるが、その周期は、割込み周期（サンプリング間隔）に比べて短いので、複数回連続して同一方向に閾値を超えることはない。つまり、閾値を正方向に超えた後は、閾値を負方向に越えるに過ぎず、同一方向に閾値を超えることはない。 However, in the combustion state shown in FIG. 3 (a), the ion current detected after the ignition discharge is finished fluctuates relatively rapidly, whereas in the misfire state shown in FIG. Since it does not flow, the signal input level hardly changes. Corresponding to this difference, in the combustion state of FIG. 3 (a), the difference value DI continuously exceeds the threshold value ± TH in the same direction a plurality of times (three times in the illustrated example). In the misfire state, the difference value DI does not continuously exceed the threshold value ± TH in the same direction. Although a severe vibration wave is detected after the spark plug is discharged, its period is shorter than the interruption period (sampling interval), and therefore does not exceed the threshold value continuously in the same direction a plurality of times. That is, after exceeding the threshold value in the positive direction, the threshold value is only exceeded in the negative direction, and the threshold value is not exceeded in the same direction.

以上の通り、差分値ＤＩが、複数回連続して同一方向に閾値を超えるか否かによって、燃焼状態か失火状態かを判定できることになる。そこで、判定フラグＦＧ（ｉ）の設定が終われば、次に、今回の判定フラグＦＧ（ｉ）が０か否かを判定し（ＳＴ８）、ＦＧ（ｉ）＝０なら、カウンタ変数ＣＴを０にクリアして割込み処理を終える（ＳＴ１１）。ここで、カウンタ変数ＣＴは、連続して同一方向に閾値を超えた連続回数をカウントする変数であり、今回の差分値ＤＩが閾値±ＴＨを越えなかったことから、連続回数をゼロクリアするのである。 As described above, whether the combustion state or the misfire state can be determined based on whether or not the difference value DI continuously exceeds the threshold value in the same direction a plurality of times. Therefore, when the setting of the determination flag FG (i) is completed, it is next determined whether or not the current determination flag FG (i) is 0 (ST8). If FG (i) = 0, the counter variable CT is set to 0. To complete the interrupt processing (ST11). Here, the counter variable CT is a variable for counting the number of consecutive times that have continuously exceeded the threshold value in the same direction, and since the current difference value DI has not exceeded the threshold value ± TH, the number of consecutive times is cleared to zero. .

一方、ステップＳＴ８の判定によって判定フラグＦＧ（ｉ）がＦＧ（ｉ）≠０であった場合には、前回の判定フラグ値ＦＧ（ｉ−１）と、今回の判定フラグ値ＦＧ（ｉ）とが一致するか否かを判定する（ＳＴ９）。そして、一致しなければ、ステップＳＴ１１に移行して、カウンタ変数ＣＴをゼロクリアする（ＳＴ１１）。ＦＧ（ｉ）≠ＦＧ（ｉ−１）であることから、連続して同一方向に閾値を超えるとは言えないので、連続回数をゼロクリアするのである。 On the other hand, if the determination flag FG (i) is FG (i) ≠ 0 as determined in step ST8, the previous determination flag value FG (i-1) and the current determination flag value FG (i) Are matched (ST9). If they do not match, the process proceeds to step ST11 and the counter variable CT is cleared to zero (ST11). Since FG (i) .noteq.FG (i-1), it cannot be said that the threshold value is continuously exceeded in the same direction, so the number of consecutive times is cleared to zero.

逆に、前回の判定フラグ値ＦＧ（ｉ−１）と、今回の判定フラグ値ＦＧ（ｉ）とが一致する場合には、カウンタ変数ＣＴを＋１して連続回数を増加させる（ＳＴ１０）。そして、その連続回数が基準値ＭＡＸに達するか否か判定して（ＳＴ１２）、もし、ＣＴ＝ＭＡＸであれば、その判定結果をメモリに記憶して割込み処理を終える（ＳＴ１３）。なお、その後は、検出結果に応じた適宜な処理が開始される。 Conversely, if the previous determination flag value FG (i-1) matches the current determination flag value FG (i), the counter variable CT is incremented by 1 to increase the number of consecutive times (ST10). Then, it is determined whether or not the number of consecutive times reaches the reference value MAX (ST12). If CT = MAX, the determination result is stored in the memory and the interrupt process is terminated (ST13). Thereafter, appropriate processing according to the detection result is started.

ところで、基準値ＭＡＸは、エンジンの回転数や吸気管圧力などの運転条件に基づいて予め決定されており、運転条件と基準値ＭＡＸとの関係を示す基準値テーブルＴＢＬ２がメモリに格納されている。したがって、ステップＳＴ１２の判定処理では、各種センサの出力に基づいて基準値テーブルＴＢＬ２を検索して、基準値ＭＡＸを特定することになる。 Incidentally, the reference value MAX is determined in advance based on operating conditions such as the engine speed and the intake pipe pressure, and a reference value table TBL2 indicating the relationship between the operating conditions and the reference value MAX is stored in the memory. . Therefore, in the determination process of step ST12, the reference value table TBL2 is searched based on the outputs of various sensors, and the reference value MAX is specified.

以上の通り、この実施例では、差分値ＤＩが、複数回連続して同一方向に閾値を超えるか否かによって失火状態を判定しており、絶縁抵抗の値や漏れ電流の値を推定することなく、確実に失火判定をすることができる。また、絶縁抵抗の値が変化しても誤判定のおそれがない。 As described above, in this embodiment, the misfire state is determined based on whether or not the difference value DI continuously exceeds the threshold value in the same direction a plurality of times, and the insulation resistance value and the leakage current value are estimated. There is no misfire determination. Further, there is no risk of erroneous determination even if the value of the insulation resistance changes.

以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、上記の実施例では、割込み処理によってアナログ信号を取得する毎に、直ちに失火判定をしているが、必要な一群のデータを取得した後に失火判定したのでも良い。 As mentioned above, although the Example of this invention was described concretely, the concrete description content does not specifically limit this invention. For example, in the above embodiment, every time an analog signal is acquired by interrupt processing, the misfire determination is performed immediately. However, the misfire determination may be performed after acquiring a necessary group of data.

図４は、そのバッチ処理による失火判定の手法を説明するフローチャートである。この実施例では、先ず、一群のデータを全て取得する（ＳＴ３０）。そして、その後、カウンタ変数ＣＴを０に初期設定して（ＳＴ３１）、Ｎ個のデータについて、ステップＳＴ３３〜ＳＴ４３の処理を実行する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining a misfire determination technique based on the batch processing. In this embodiment, first, all the group of data is acquired (ST30). Thereafter, the counter variable CT is initialized to 0 (ST31), and the processes of steps ST33 to ST43 are executed for N pieces of data.

ステップＳＴ３３〜ＳＴ４３は、図２のステップＳＴ３〜ＳＴ１３の処理と実質的に同じであり、失火状態が検出された場合に、失火検知フラグをセットする点だけが異なる（ＳＴ４３）。この実施例でも、差分値ＤＩが、複数回連続して同一方向に閾値を超えるか否かによって失火状態を判定することで、絶縁抵抗の値が変化しても誤判定のおそれがない。 Steps ST33 to ST43 are substantially the same as the processes of steps ST3 to ST13 in FIG. 2, except that a misfire detection flag is set when a misfire state is detected (ST43). Even in this embodiment, the misfire state is determined based on whether or not the difference value DI continuously exceeds the threshold value in the same direction a plurality of times, so that there is no possibility of erroneous determination even if the value of the insulation resistance changes.

実施例に係る燃焼制御装置の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the combustion control apparatus which concerns on an Example. ワンチップマイコンの制御動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the control action of a one-chip microcomputer. 燃焼状態と失火状態について図２のアルゴリズムを説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the algorithm of FIG. 2 about a combustion state and a misfire state. 図２の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of FIG. 従来技術の問題点を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the problem of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

ＥＱＵ燃焼制御装置
３信号検出部（イオン電流検出回路）
ＳＴ１データ記憶手段
ＳＴ３傾斜演算手段
ＳＴ５〜ＳＴ７評価手段
ＳＴ１０〜ＳＴ１１計数手段
ＳＴ１３失火検出手段 EQ Combustion control device 3 Signal detection unit (ion current detection circuit)
ST1 Data storage means ST3 Inclination calculation means ST5 to ST7 Evaluation means ST10 to ST11 Counting means ST13 Misfire detection means

Claims

運転条件毎に最適設定された、正負の差分閾値及び差分間隔と、運転条件を特定する各種センサの出力値との関係を、設定テーブルに記憶する記憶部と、
燃焼室の混合気の燃焼時に発生するイオンに対応したイオン電流を検出する信号検出部と、
前記信号検出部の出力信号をサンプリング間隔で取得して、ＡＤ変換した信号入力データを時間順次に記憶するデータ記憶手段と、
前記差分間隔を、運転条件に基づいて前記設定テーブルから特定し、前記記憶された特定の信号入力データと、そのデータから前記差分間隔だけ以前の信号入力データとを差分演算して、前記特定の信号入力データの傾斜値を特定する傾斜演算手段と、
前記正負の差分閾値を、運転条件に基づいて設定テーブルから特定し、前記傾斜値を、前記正負の差分閾値で特定される数値範囲と対比して、前記数値範囲より上回るか、前記数値範囲より下回るか、前記数値範囲に収まるかの評価結果を特定する評価手段と、
前記傾斜値が前記所定範囲に収まらない場合には、前記傾斜値に対する評価結果が、直前の傾斜値に対する評価結果と一致するか否か判定する重複判定手段と、
直前の傾斜値に対する評価結果と一致する場合には、一致評価の連続回数を増加させる一方、直前の評価結果と不一致の場合には、前記一致評価の連続回数をゼロに戻す計数手段と、
前記連続回数が所定値に達すると内燃機関が燃焼していると判定する検出手段と、を備えて、
前記傾斜演算手段、前記評価手段、前記重複判定手段、前記計数手段、及び前記検出手段は、前記サンプリング間隔より広い前記差分間隔毎に、飛び飛びに機能するよう構成されたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 A storage unit that stores the relationship between positive and negative difference threshold values and difference intervals that are optimally set for each operating condition, and output values of various sensors that specify the operating condition, in a setting table;
A signal detector for detecting an ion current corresponding to ions generated during combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber;
Data storage means for acquiring the output signal of the signal detection unit at a sampling interval, and storing the AD input signal input data in time sequence;
The difference interval is specified from the setting table based on an operating condition, and the stored specific signal input data and the signal input data previous by the difference interval from the data are subjected to a difference calculation, and the specific interval is calculated. An inclination calculating means for specifying an inclination value of the signal input data;
The positive / negative difference threshold value is specified from a setting table based on operating conditions, and the slope value is compared with the numerical value range specified by the positive / negative differential threshold value, or is greater than the numerical value range or more than the numerical value range. An evaluation means for identifying an evaluation result of whether it falls below or falls within the numerical range;
When the slope value does not fall within the predetermined range, an overlap determination unit that determines whether the evaluation result for the slope value matches the evaluation result for the immediately preceding slope value;
A counting means for increasing the number of consecutive matching evaluations if it matches the evaluation result for the previous slope value, and for returning the number of consecutive matching evaluations to zero if it does not match the previous evaluation result;
Provided with a detecting means determines that the internal combustion engine when the number of consecutive reaches a predetermined value is burning,
The internal combustion engine characterized in that the inclination calculating means, the evaluating means, the overlap determining means, the counting means, and the detecting means are configured to function in a skipping manner for each difference interval wider than the sampling interval. Combustion control device.

前記傾斜演算手段の動作は、前記データ記憶手段による前記特定の信号入力データの記憶動作に連続して直ちに実行される請求項１に記載の燃焼制御装置。 2. The combustion control device according to claim 1, wherein the operation of the tilt calculating means is executed immediately after the storing operation of the specific signal input data by the data storing means.