JPH05263745A

JPH05263745A - 内燃機関の失火検出装置

Info

Publication number: JPH05263745A
Application number: JP4093774A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Maeda; 健一前田; Yuichi Shimazaki; 勇一島崎; Eitetsu Akiyama; 英哲秋山; Takashi Kuki; 隆久木; Shigeru Maruyama; 茂丸山; Masaki Kanehiro; 正毅金広; Takuji Ishioka; 卓司石岡; Kazutomo Sawamura; 和同澤村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼系の原因に係る定常的な失火状態の判定
を正確に行う。【構成】点火プラグの電極間の印加される電圧（点火
電圧）を検出し、点火電圧値が所定電圧値を越える期間
の長さが基準値以上のとき失火と判定する。この失火判
定は、空燃比オープンループ制御から空燃比フィードバ
ック制御への移行又はその逆の移行直後の所定期間内
（ステップＳ５２の答が否定（ＮＯ）、ステップＳ５３
の答が肯定（ＹＥＳ））、ＥＧＲ制御の開始又は終了直
後の所定期間内（ステップＳ５５の答が否定（ＮＯ）、
ステップＳ５６の答が肯定（ＹＥＳ））、及びバルブタ
イミングの切換直後の所定期間内（ステップＳ５８の答
が否定（ＮＯ）、ステップＳ５９の答が肯定（ＹＥ
Ｓ））においては禁止される。

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、特に燃料系の原因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ことがあるが、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。例えば未燃燃料の
付着による点火プラグのくすぶり等により、あるいは点
火回路の異常により正常な火花放電が行われない場合で
ある。

【０００３】本願出願人は、上記失火のうち燃料系の原
因に係るものを検出する失火検出装置として、点火電圧
（点火プラグの電極間電圧）を検出し、この点火電圧の
値が所定電圧値を越える期間が基準値を越えるとき、機
関の失火と判定するようにしたものを、既に提案してい
る（特願平３−３２６５０７号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の失火検出装置で
は、機関の排気系に設けられた酸素濃度センサの出力に
基づく空燃比フィードバック制御からオープンループ制
御への移行時又はその逆の移行時（空燃比フィードバッ
ク制御の終了又は開始時）においても失火判定が行われ
るが、このような過渡状態においては燃焼が不安定とな
り、適切な失火判定用の基準値が設定しにくいことから
正常燃焼を失火と誤判定する可能性が高い。しかし、上
記提案の失火検出装置は、一時的に発生する燃焼不安定
状態における失火ではなく、機関の不具合に起因する定
常的な失火状態を検出することを本来の目的としてお
り、上述のような過渡状態における一時的な失火を判定
しても失火状態を確定することはできない。

【０００５】また、排気還流機構を備える機関における
排気還流の実行状態から停止状態への移行時又はその逆
の移行時（排気還流制御の終了又は開始時）において
も、空燃比や点火時期の一時的な変動が発生し、上記と
同様の問題を生じる。

【０００６】更に、吸気弁及び／又は排気弁の弁作動特
性（弁の開閉時期、弁リフト量）が切換可能な機関にお
ける弁作動特性の切換え時においても、燃料供給量及び
点火時期の基準値（機関回転数及び機関負荷に応じて設
定される）が切換えられるので、燃焼状態が一時的に不
安定となることがあり、上記と同様の問題を生じる。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、機関の定常的な失火状態の判定を正確に行うこと
ができる失火検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、機関運転パラメータの値を検出する機関運転
状態検出手段と、予め定められた基本特性から複数の機
関制御パラメータを決定し、前記機関を制御する制御パ
ラメータ決定手段と、該制御パラメータ決定手段によっ
て決定される機関制御パラメータの一つである点火時期
に応じ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る時の電圧値を検出する電
圧値検出手段と、前記点火指令信号発生後の点火電圧値
が所定電圧値を越える期間が基準値を越えるとき、機関
の失火状態と判定する失火判定手段とを有する内燃機関
の失火検出装置において、前記機関が前記基本特性を変
更する状態にあるときは、前記失火判定手段による判定
を禁止する禁止手段を設けるようにしたものである。

【０００９】また、前記基本特性を変更する状態は、排
気還流制御及び空燃比フィードバック制御の少なくとも
一方が作動を開始又は終了するとき、及び／又は前記機
関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁作動特性を
変更するときとすることが望ましい。

【００１０】

【作用】機関が機関制御パラメータの基本特性を変更す
る状態にあるときには、失火判定が禁止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例に係る排気還流
機構を装備し、かつ吸気弁及び排気弁の弁作動特性（以
下「バルブタイミング」という）を切換え可能に構成さ
れた内燃機関（以下単に「エンジン」という）及びその
制御装置の全体構成図である。

【００１３】同図においてエンジン１は、吸気弁及び排
気弁のバルブタイミングが、エンジンの高速回転領域に
適した高速バルブタイミングと、低速回転領域に適した
低速バルブタイミングとの２段階に切換可能なバルブタ
イミング切換機構４０を有する。なお、本実施例におけ
るバルブタイミング切換には、弁リフト量の切換も含む
ものとする。

【００１４】エンジン１の吸気管２の途中にはスロット
ル弁３が設けられている。スロットル弁３にはスロット
ル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該ス
ロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力してエンジ
ン制御用電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と
いう）５に供給する。

【００１５】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１６】エンジン１の各気筒の点火プラグ１６はデ
ィストリビュータ１５を介してＥＣＵ５に電気的に接続
されており、ＥＣＵ５により点火時期θＩＧが制御され
る。ディストリビュータ１５と点火プラグ１６とを接続
する接続線の途中には、その接続線と静電的に結合され
た（接続線と数ｐＦのコンデンサを形成する）点火電圧
センサ１７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５
に供給される。

【００１７】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１８】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１９】三元触媒１４はエンジン１の排気管１３に
配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の
成分の浄化を行う。排気ガス濃度検出器としての酸素濃
度センサ１２は排気管１３の三元触媒１４の上流側に装
着されており、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検
出値に応じた信号を出力しＥＣＵ５に供給する。酸素濃
度センサ１２は、酸素濃度に比例した信号を出力するリ
ニア型のものである。

【００２０】ＥＣＵ５には更に、バッテリ電圧ＶＢを検
出するバッテリ電圧センサ３１、大気の湿度ＨＡを検出
する湿度センサ３２、大気圧を検出する大気圧センサ３
３、エンジン１が搭載された車両の左右の駆動輪の回転
速度ＷＦＬ，ＷＦＲを検出する駆動輪速度センサ３４，
３５及び左右の従動輪の回転速度ＷＲＬ，ＷＲＲを検出
する従動輪速度センサ３６，３７が接続されており、こ
れらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００２１】また、前記バルブタイミング切換機構４０
は、バルブタイミングの切換制御を行うための電気弁
（図示せず）を有しており、該電磁弁はＥＣＵ５に接続
され、その開閉作動がＥＣＵ５により制御される。該電
磁弁は、バルブタイミング切換機構４０の油圧を高／低
に切換えるものであり、該油圧の高／低に対応してバル
ブタイミングが高速バルブタイミングと低速バルブタイ
ミングに切換えられる。

【００２２】次に、排気還流機構２０について説明す
る。

【００２３】この機構２０の排気還流路２１は、一端２
１ａが排気管１３の三元触媒１４上流側に、他端21ｂが
吸気管２のスロットル弁３下流側に夫々連通している。
この排気還流路２１の途中には排気還流量を制御する排
気還流弁２２及び容積室２１Ｃが介設されている。そし
て、この排気還流弁２２はソレノイド２２ａを有する電
磁弁であり、ソレノイド２２ａはＥＣＵ５に接続され、
その弁開度がＥＣＵ５からの制御信号によってリニアに
変化させることができるように構成されている。排気還
流弁２２には、その弁開度を検出するリフトセンサ２３
が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給され
る。

【００２４】ＥＣＵ５は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号等に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥとに応
じて設定される排気還流弁２２の弁開度指令値ＬＣＭＤ
とリフトセンサ２３によって検出された排気還流弁２２
の実弁開度値ＬＡＣＴとの偏差を零にするようにソレノ
イド２２ａに制御信号を供給する。

【００２５】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２６】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、酸素濃度センサ１２による理論空燃
比へのフィードバック制御運転領域やオープンループ制
御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別し、エン
ジン運転状態に応じて次式（１）及び（２）により、燃
料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕｔ及び点火プラグ１６
の点火時期θＩＧを演算するとともに、後述するように
点火電圧センサ１７の出力に基づいた失火判定を行う。

【００２７】Ｔｏｕｔ＝ＴＩ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ …（１） θＩＧ＝θＩＧＭＡＰ＋θＩＧＣＲ …（２）ここで、ＴＩ及びθＩＧＭＡＰは、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定される基本噴射
時間及び基本点火時期であり、予め記憶手段５ｃに記憶
されたＴＩマップ及びθＩＧマップから読み出される。
本実施例では、これらのマップは排気還流実行時（排気
還流弁２２の開弁時）に使用するＥＧＲオン用のマップ
と停止時（排気還流弁閉弁時）に使用するＥＧＲオフ用
のマップとが設けられている。更に選択されるバルブタ
イミングに対応して、ＥＧＲオン及びＥＧＲオフのそれ
ぞれについて高速バルブタイミング用のマップと低速バ
ルブタイミング用のマップとが設けられている。したが
って、ＴＩマップ及びθＩＧマップは、それぞれ４種類
ずつ設けられている。

【００２８】ＫＯ２は、空燃比フィードバック制御中は
酸素濃度センサ１２の出力に基づいて設定される空燃比
補正係数であり、フィードバック制御を行わないとき
（オープンループ制御時）には所定値に設定される。

【００２９】また、Ｋ１，Ｋ２及びθＩＧＣＲは各種エ
ンジン運転パラメータ信号に応じて算出される他の補正
係数又は補正変数である。

【００３０】ＣＰＵ５ｂは、更にエンジン運転状態に応
じた前記排気還流機構２０の排気還流弁２２の弁開度制
御、バルブタイミング切換制御及び駆動輪速度ＷＦＬ，
ＷＦＲと従動輪速度ＷＲＬ，ＷＲＲとに基づくトラクシ
ョン制御を行う。このトラクション制御は、駆動輪の過
剰スリップ状態を検出したときには、空燃比のリーン化
及び燃料供給遮断（フュエルカット）によってエンジン
の出力トルクを低減するものである。

【００３１】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定
した結果に基づいて、燃料噴射弁６、点火プラグ１６、
排気還流弁２２及びバルブタイミング切換機構４０の電
磁弁を駆動する信号を、出力回路５ｄを介して出力す
る。

【００３２】尚、本実施例においては、ＥＣＵ５は制御
パラメータ決定手段、信号発生手段、失火判定手段及び
禁止手段を構成する。

【００３３】図２は、図１の制御装置における失火判定
に係る部分の構成を示す図であり、電源電圧ＶＢが供給
される電源端子Ｔ１は一次側コイル４７と二次側コイル
４８とから成る点火コイル（点火手段）４９に接続され
ている。一次側コイル４７と二次側コイル４８とは互い
にその一端で接続され、一次側コイル４７の他端はトラ
ンジスタ４６のコレクタに接続され、トランジスタ４６
のベースは駆動回路５１を介してＣＰＵ５ｂに接続さ
れ、そのエミッタは接地されている。トランジスタ４６
のベースには、ＣＰＵ５ｂより通電指令信号Ａが供給さ
れる。また、二次側コイル４８の他端は、ダイオード５
０のアノードに接続され、ダイオード５０のカソードは
ディストリビュータ１５を介して点火プラグ１６の中心
電極１６ａに接続されている。点火プラグ１６の接地電
極１６ｂは接地されている。

【００３４】点火電圧センサ１７は、入力回路４１に接
続され、入力回路４１の出力は、ピークホールド回路４
２及び比較器４４の非反転入力に接続されている。ピー
クホールド回路４２の出力は、比較レベル設定回路４３
を介して比較器４４の反転入力に接続されている。ま
た、ピークホールド回路４２のリセット入力には、ＣＰ
Ｕ５ｂが接続されており、ＣＰＵ５ｂから適切なタイミ
ングでピークホールド値をリセットするリセット信号が
供給される。比較器４４の出力は、ゲート回路４５を介
してＣＰＵ５ｂに入力される。

【００３５】図３は、入力回路４１、ピークホールド回
路４２及び比較レベル設定回路４３の具体的な構成を示
す回路図であり、同図において入力端子Ｔ２は、抵抗４
１５を介して演算増幅器（以下「オペアンプ」という）
４１６の非反転入力に接続されている。また入力端子Ｔ
２は、コンデンサ４１１と抵抗４１２とダイオード４１
４とを並列に接続した回路を介してアースに接続される
とともに、ダイオード４１３を介して電源ラインＶＢＳ
に接続されている。コンデンサ４１１は、例えば１０⁴
ｐＦ程度のものを使用し、前記点火電圧センサ１７によ
って検出される電圧を数千分の１に分圧する働きをす
る。また抵抗４１２は例えば５００ＫΩ程度のものを使
用する。ダイオード４１３及び４１４は、オペアンプ４
１６の入力電圧がほぼ０〜ＶＢＳの範囲内に入るように
するために設けられている。オペアンプ４１６の反転入
力はその出力と接続されており、オペアンプ４１６はバ
ッファアンプ（インピーダンス変換回路）として動作す
る。

【００３６】入力回路４１のオペアンプ４１６の出力
は、比較器４４の非反転入力及びオペアンプ４２１の非
反転入力に接続されている。オペアンプ４２１の出力は
ダイオード４２２を介してオペアンプ４２７の非反転入
力に接続され、オペアンプ４２１及び４２７の反転入力
はいずれもオペアンプ４２７の出力に接続されている。
従って、これらのオペアンプもバッファアンプとして動
作する。

【００３７】オペアンプ４２７の非反転入力は抵抗４２
３及びコンデンサ４２６を介して接地され、抵抗４２３
とコンデンサ４２６の接続点は、抵抗４２４を介してト
ランジスタ４２５のコレクタに接続されている。トラン
ジスタ４２５のエミッタは接地され、ベースにはリセッ
ト時高レベルとなるリセット信号ＲがＣＰＵ５ｂより入
力される。

【００３８】オペアンプ４２７の出力は、比較レベル設
定回路４３を構成する抵抗４３１及び４３２を介して接
地され、抵抗４３１と４３２の接続点が比較器４４の反
転入力に接続されている。

【００３９】図３の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ４１６の出力）のピーク値がピークホー
ルド回路４２によって保持され、そのピークホールド値
が比較レベル設定回路４３により、値１より小さい所定
数倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして比較器４４に供
給される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰが成立
するとき高レベルとなるパルス信号（比較判定パルス）
が出力される。

【００４０】以上のように構成される失火検出装置の動
作を図４を用いて説明する。同図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ通電制御信号Ａ及びゲート信号Ｇを示す。また、同
図（ｃ）〜（ｅ）は燃料混合気の正常燃焼時の特性を示
し、同図（ｆ）〜（ｈ）は燃料系の原因に係る失火（以
下「ＦＩ失火」という）時の特性を示す。

【００４１】同図（ａ）に示すように、本実施例では、
点火指令信号を時刻ｔ０に発生させた後（点火に必要な
期間一次側コイル２に通電し、時刻ｔ０において電流を
遮断した後）、時刻ｔ１からｔ２の間再度通電を行う
（以下「再通電」という）。再通電は時刻ｔ２におい
て、点火プラグ１６の電極間に放電が発生しない程度の
値（所定印加電圧値）の電圧を印加し、点火プラグ１６
及びその周辺回路の浮遊容量に電荷を蓄える（チャージ
する）ために行うものである。以下、時刻ｔ２に点火プ
ラグ１６に印加される電圧を再チャージ電圧（再チャー
ジ指令信号）という。

【００４２】同図（ｂ）及び（ｆ）は、検出した点火電
圧（入力回路４１の出力電圧）Ｖ（Ｂ，Ｂ′）及び比較
レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ，Ｃ′）の推移を示している。ま
ず、同図（ｂ）を参照して正常燃焼時の点火電圧特性に
ついて説明する。

【００４３】同図（ｂ）において、点火指令信号が発生
する時刻ｔ０の直後においては点火電圧Ｖは燃料混合気
（点火プラグの放電ギャップ間）の絶縁を破壊する値ま
で上昇し、絶縁破壊後は、絶縁破壊前の容量放電状態
（数百アンペア程度の電流による非常に短い時間の放電
状態）から放電電圧が略一定の誘導放電状態へと移行す
る（数十ミリアンペア程度の電流により、数ミリ秒程度
の放電期間）。誘導放電電圧は、時刻ｔ０以降の圧縮行
程に伴う気筒内の圧力が上昇することにより上昇する。
これは、圧力が高くなると誘導放電に必要な電圧も高く
なるためである。誘導放電の最後の段階においては点火
コイルの誘導エネルギーの減少により誘導放電を維持す
るための電圧よりも点火プラグ電極間の電圧が低くな
り、誘導放電は消失して容量放電状態（後期の容量放電
状態）へ移行する。容量放電状態においては点火プラグ
電極間の電圧は燃料混合気の絶縁を再度破壊するため上
昇するが、点火コイル４９の残余のエネルギーが少なく
電圧上昇はわずかである。これは、燃焼が発生した場合
は、プラグギャップ間の電気抵抗が低いためであり、燃
焼時の燃料混合気がイオン化していることに起因する。

【００４４】なお、ダイオード５０と点火プラグ１６と
の間の浮遊容量に蓄えられた電荷（電極間で放電しきれ
ずに残った電荷）は、ダイオード５０があるため、点火
コイル４９側へは放電されないが、点火プラグ１６の電
極近傍に存在するイオンによって中和されるため、容量
放電終了時の点火電圧Ｖは速やかに減少する。

【００４５】その後、時刻ｔ２において再チャージ電圧
が印加されると、点火電圧Ｖは上昇するが、このときチ
ャージされる電荷は、前述した後期容量放電終了直後と
同様に、点火プラグ１６の電極近傍に存在するイオンに
よって中和されるため、速やかに減少する。

【００４６】一方、比較レベルＶＣＯＭＰは、図示例で
は、時刻ｔ５までは前回リセットされた後における点火
電圧Ｖのピーク値に応じた値となっており、リセット信
号Ｒにより、時刻ｔ５〜ｔ２において所定低レベル（＞
０）固定状態とされ、時刻ｔ２においてその状態が解除
される（以下、所定低レベル固定状態を解除する時点を
「リセット（初期化）タイミング」という）。したがっ
て、時刻ｔ２以後は再チャージ電圧によってピーク値と
なった点火電圧Ｖに応じた値（本実施例ではピーク値の
２／３程度の値としている）となる。その結果、点火電
圧Ｖと比較レベルＶＣＯＭＰとの比較を行う比較器４４
の出力は同図（ｄ）に示すように、時刻ｔ０付近、時刻
ｔ６〜ｔ７及び時刻ｔ２〜ｔ８において高レベルとなる
が、ゲート回路４５の出力は、ゲート信号Ｇが低レベル
であるゲート期間ＴＧ中の時刻ｔ３〜ｔ７及び時刻ｔ２
〜ｔ８においてのみ高レベルとなる。

【００４７】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失火が発生した
とき（燃焼が発生しなかったとき）の点火電圧特性（破
線で示す特性）について説明する。同図（ｆ）におい
て、点火指令信号の発生時刻ｔ０の直後においては点火
電圧Ｖ（Ｂ′）は点火プラグ電極間の燃料混合気の絶縁
を破壊する値まで上昇するが、このときの絶縁破壊電圧
の値は、燃料混合気に占める空気の割合が正常時よりも
多く含まれており、燃料混合気の絶縁耐力が大きくな
り、また、燃焼が発生していないため、燃料混合気がイ
オン化しておらず、プラグギャップ間の電気抵抗が高く
なる傾向にあることから、正常燃焼時の電圧値よりも高
くなる。この後、正常燃焼時と同様に誘導放電状態へ移
行するが、放電抵抗も正常燃焼時よりも大きいことによ
り正常燃焼時よりも早く容量放電状態へ移行する傾向を
示す。誘導放電の最後の段階で発生する容量放電（後期
の容量放電）の値は、燃料混合気の絶縁破壊電圧が正常
燃焼時よりも大きいことにより、正常燃焼時に比べて非
常に大きくなる。

【００４８】このとき、点火プラグ１６の電極近傍にほ
とんどイオンが存在しないため、ダイオード５０と点火
プラグ１６との間に蓄えられた電荷は、イオンによって
中和されず、またダイオード５０によって点火コイル４
９へ逆流することもできないためそのまま保持され、気
筒内圧力が低下して放電要求電圧がこの電荷により印加
されている電圧と等しくなった時に、点火プラグ１６の
電極において放電されるが、点火電圧Ｖが高いときには
比較的早期に放電されてしまう。

【００４９】その後、時刻ｔ２において再チャージ電圧
が印加されると、点火電圧Ｖは再び上昇し、前述と同様
にプラグ電極間のイオンによる中和がなく、またダイオ
ード５０の作用により、高電圧状態が継続する。そし
て、気筒内圧力がさらに低下して放電要求電圧が点火電
圧Ｖと等しくなったときに、プラグ電極間で放電される
（時刻ｔ１１）。

【００５０】一方、比較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ′）は、
図示例では時刻ｔ９までは前回リセットされた後におけ
る点火電圧Ｖのピーク値に応じた値となっており、時刻
ｔ９以後、点火電圧Ｖの上昇とともに上昇し、ピーク値
に対応したレベルを時刻ｔ５まで保持する。時刻ｔ５〜
ｔ２において所定低レベル固定状態され、時刻ｔ２以後
は再チャージ電圧によってピーク値となった点火電圧Ｖ
に対応した値を保持する。

【００５１】その結果、比較器４４の出力は同図（ｇ）
に示すように、時刻ｔ０近傍、時刻ｔ９の少し前、時刻
ｔ９〜ｔ１０及び時刻ｔ２〜ｔ１１において高レベルと
なるが、ゲート回路４５の出力は、ゲート期間ＴＧ中に
高レベルとなった期間内のみ高レベルとなる。

【００５２】従って、図４の（ｄ）と（ｇ）とを比較す
れば明らかなように、ゲート回路４５から出力される比
較判定パルスのパルス幅を計測し、基準値と比較するこ
とによって、失火を判定することができる。図５は、比
較判定パルスに基づいて、失火判定を行うプログラムの
フローチャートであり、本プログラムはＣＰＵ５ｂにお
いて一定時間毎に実行される。

【００５３】まず、モニタ条件が成立しているか否かを
判別する（ステップＳ１）。ここで、モニタ条件は、エ
ンジンが失火判定を実行すべき運転状態にあるとき成立
する条件であり、後述する図１０，１１のプログラムに
よって判別される。この条件が成立していない（ステッ
プＳ１の答が否定（ＮＯ））ときには、直ちに本プログ
ラムを終了する。

【００５４】ステップＳ１の答が肯定（Ｙｅｓ）のとき
には、ＩＧフラグ（ＦｌａｇＩＧ）が「１」であるか否
かを判別する（ステップＳ２）。このＩＧフラグは点火
指令信号の発生（時刻ｔ０）とともに「１」に設定され
るフラグである。ステップＳ２の答が否定（Ｎｏ）、即
ちＩＧフラグが「０」のときには、リセットタイマの計
測値ｔＲを値０として（ステップＳ３）本プログラムを
終了する。ステップＳ２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＩ
Ｇフラグが「１」のときには、リセットタイマの計測値
ｔＲが所定時間ｔＲＥＳＥＴより小さいか否かを判別す
る（ステップＳ４）。ＩＧフラグが「０」から「１」と
なった直後は、この答が肯定（Ｙｅｓ）となり、比較判
定パルス、即ちゲート回路４５の出力パルスが有るか否
かを判別する（ステップＳ７）。この答が否定（Ｎｏ）
であれば直ちに本プログラムを終了し、肯定（Ｙｅｓ）
であれば、カウンタのカウント値ＣＰを値１だけインク
リメントし（ステップＳ８）、そのカウント値ＣＰが基
準値ＣＰＲＥＦより小さいか否かを判別する（ステップ
Ｓ９）。

【００５５】ステップＳ９の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち
ＣＰ＜ＣＰＲＥＦのときには、正常燃焼と判定し、フラ
グＦＭＩＳを「０」とする（ステップＳ１０）一方、ス
テップＳ９の答が否定（Ｎｏ）、即ちＣＰ≧ＣＰＲＥＦ
のときには、ＦＩ失火と判定し、フラグＦＭＩＳを
「１」とし（ステップＳ１１）、本プログラムを終了す
る。

【００５６】前記ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）、即
ちｔＲ＞ｔＲＥＳＥＴとなったときには、カウンタのカ
ウント値ＣＰ及びＩＧフラグを値０にリセットし（ステ
ップＳ５，Ｓ６）、前記ステップＳ１０に進む。

【００５７】図５のプログラムによれば、図４（ｅ），
（ｈ）に示すように、燃焼時には、カウント値ＣＰが基
準値ＣＰＲＥＦを越えないのに対し、失火時には、時刻
ｔ１２に基準値ＣＰＲＥＦを越えるので、失火が検出さ
れる。

【００５８】図６は、上記基準値ＣＰＲＥＦの設定を行
うプログラムのフローチャートであり、本プログラムは
各点火毎に所定タイミングにて実行される。

【００５９】ステップＳ２１では、前記モニタ条件が成
立しているか否かを判別し、その答が否定（Ｎｏ）のと
きには、直ちに本プログラムを終了する。ステップＳ２
１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときには、ＣＰＲＥＦ０マッ
プを検索して、基準値ＣＰＲＥＦの基本値ＣＰＲＥＦ０
を算出する（ステップＳ２２）。ＣＰＲＥＦ０マップ
は、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて基本値ＣＰＲＥＦ０が設定マップであり、エンジン
回転数ＮＥに対しては、図７（ａ）に示すようにＮＥ値
が増加するほどＣＰＲＥＦ０値は減少するように設定さ
れている。これは、ＮＥ値が増加するほど、点火指令信
号の発生間隔が短くなり、比較判定パルス幅が失火の有
無に拘らず減少する傾向がある点を考慮したものであ
る。また、吸気管内絶対圧ＰＢＡに対しては、同図
（ｂ）に示すように、ＰＢＡ値が所定値ＰＢＡ０で最小
となるように設定されている。これは、吸気管内絶対圧
の変化による燃焼室内圧力及び点火要求電圧の変化を考
慮したものである。この値はエンジンの形式等（吸気特
性やカム特性など）によって変化するものであり、個々
のエンジンに対応して設定される。

【００６０】続くステップＳ２３では、ステップＳ２２
で算出した基本値ＣＰＲＥＦ０の補正係数ＫＭＴＯＴＡ
Ｌを次式（３）により算出する。

【００６１】ＫＭＴＯＴＡＬ＝ＫＭＴＷ×ＫＭＴＡ×ＫＭＨＡ×ＫＭＡＦ×ＫＭＥＧＲ …（３）ここでＫＭＴＷは、検出したエンジン水温ＴＷに応じて
ＫＭＴＷテーブルを検索することにより算出されるエン
ジン水温補正係数である。ＫＭＴＷテーブルは、エンジ
ン温度が低いほど燃焼後の燃焼室内のイオン濃度が低下
し、比較判定パルス幅が増加する傾向にある点を考慮し
て図８（ａ）に示すように設定されている。

【００６２】ＫＭＴＡは、検出した吸気温ＴＡに応じて
ＫＭＴＡテーブルを検索することにより算出される吸気
温補正係数である。ＫＭＴＡテーブルは、ＫＭＴＷテー
ブルと同様に、吸気温ＴＡが低いほど燃焼後の燃焼室内
のイオン濃度が低下する傾向にある点を考慮して、図８
（ｂ）に示すように設定されている。

【００６３】ＫＭＨＡは、検出した大気湿度ＨＡに応じ
てＫＭＨＡテーブルを検索することにより算出される大
気湿度補正係数である。ＫＭＨＡテーブルは、湿度が増
加するほど燃焼状態が悪化し、燃焼後の燃焼室内のイオ
ン濃度が低下する傾向がある点を考慮し、図８（ｃ）に
示すように設定されている。

【００６４】ＫＭＡＦは、空燃比Ａ／Ｆに応じてＫＭＡ
Ｆテーブルを検索することにより算出される空燃比補正
係数である。ＫＭＡＦテーブルは、理論空燃比からずれ
るほど燃焼状態が悪化し、燃焼後の燃焼室内のイオン濃
度が低下する傾向がある点を考慮し、図９（ａ）に示す
ように設定されている。

【００６５】ＫＭＥＧＲは、排気還流率（ＥＧＲ率）Ｅ
ＧＲＲに応じてＫＭＥＧＲテーブルを検索することによ
り算出されるＥＧＲ補正係数である。ＫＭＥＧＲテーブ
ルは、ＥＧＲ率ＥＧＲＲが増加するほど燃焼状態が悪化
する傾向がある点を考慮し、図９（ｂ）に示すように設
定されている。なおＥＧＲ率ＥＧＲＲは、例えば排気還
流弁２２の実弁開度ＬＡＣＴに応じて算出される。

【００６６】図６にもどり、続くステップＳ２４では次
式（４）により基準値ＣＰＲＥＦを算出し、本プログラ
ムを終了する。

【００６７】ＣＲＥＦ＝ＣＲＥＦ０×ＫＭＴＯＴＡＬ …（４）図６のプログラムによれば、エンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定される基本値ＣＰＲＥ
Ｆ０を、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ、大気湿度Ｈ
Ａ、空燃比Ａ／Ｆ及びＥＧＲ率ＥＧＲＲに応じて補正す
ることにより、基準値ＣＰＲＥＦが算出される。従っ
て、このようにして算出された基準値を図５のプログラ
ムで使用して失火判定を行うことにより、エンジン運転
状態の変化に拘らず、正確な失火判定が可能となる。

【００６８】なお、比較判定パルス幅の計測は、該パル
スが高レベルの期間内に発生する所定周波数のクロック
パルスの数をカウンタによってカウントすることにより
行ってもよい。

【００６９】図１０，１１は、前記モニタ条件の判定を
行うプログラムのフローチャートであり、本プログラム
は一定時間毎に又は各点火毎の所定タイミングにて実行
される。

【００７０】図１０のステップＳ４１〜Ｓ４５では、検
出したエンジン運転パラメータ値が所定範囲内にあるか
否かを判別する。即ち、エンジン回転数ＮＥが下限値Ｎ
ＥＬ（例えば５００ｒｐｍ）と上限値ＮＥＨ(例えば
６，５００ｒｐｍ)の間にあるか否か（ステップＳ４
１）、吸気管内絶対圧ＰＢＡが下限値ＰＢＡＬ（例えば
２６０mmHg）と上限値ＰＢＡＨ(例えば７６０mmHg)の間
にあるか否か（ステップＳ４２）。エンジン水温ＴＷが
下限値ＴＷＬ（例えば４０℃）と上限値ＴＷＨ（例えば
１１０℃）の間にあるか否か（ステップＳ４３）、吸気
温ＴＡが下限値ＴＡＬ（例えば０℃）と上限値ＴＡＨ
（例えば８０℃）の間にあるか否か（ステップＳ４４）
及びバッテリ電圧ＶＢが下限値ＶＢＬ（例えば１０Ｖ）
より高いか否か（ステップＳ４５）を判別し、これらの
判別結果のいずれかが否定（Ｎｏ）（のときには、モニ
タ条件不成立と判定する（ステップＳ５２）。エンジン
が通常の運転状態にあれば、エンジン回転数ＮＥ、吸気
管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷ及び吸気温ＴＡ
は、上記上下限値の範囲内にあること、及びバッテリ電
圧ＶＢが低い場合には点火電圧が低下し、正確な判定が
できないことを考慮したものである。

【００７１】ステップＳ４１〜４５の答が全て肯定（Ｙ
ｅｓ）のときには、空燃比リーン制御実行中（例えばエ
ンジンの減速時にこのような制御が実行される）である
か否か（ステップＳ４６）及びトラクション制御実行中
であるか否か（ステップＳ４７）を判別する。これらの
判別の結果、いずれかの答が肯定（Ｙｅｓ）のときに
は、モニタ条件不成立と判別する（ステップＳ５２）。
空燃比リーン制御中は、燃焼が不安定となること及びト
ラクション制御実行中は、空燃比リーン制御及び／又は
フュエルカットが行われることを考慮したものである。

【００７２】ステップＳ４６，Ｓ４７の答がともに否定
（Ｎｏ）のときには、更にフュエルカット中か否かを判
別し（ステップＳ４８）、その答が肯定（Ｙｅｓ）、即
ちフュエルカット中のときには、タイマＴＭＡＦＣに所
定時間（例えば１秒）をセットしてスタートさせ（ステ
ップＳ４９）、モニタ条件不成立と判定する（ステップ
Ｓ５２）。ステップＳ４８の答が否定（Ｎｏ）、即ちフ
ュエルカット中でないときには、前記タイマＴＭＡＦＣ
のカウント値が値０か否かを判別する（ステップＳ５
０）。この答が否定（Ｎｏ）、即ちフュエルカット終了
後所定時間経過前は、モニタ条件不成立と判定し（ステ
ップＳ５１）、ステップＳ５０の答が肯定（Ｙｅｓ）、
即ちフュエルカット終了後所定時間経過したときには図
１１のステップＳ５２へ進む。

【００７３】ステップＳ４９，Ｓ５０は、フュエルカッ
ト終了後直後も燃焼が不安定となることを考慮したもの
である。

【００７４】図１１のステップＳ５２では、後述するス
テップＳ５４で所定時間がセットされスタートされるダ
ウンカウントタイマＴＭＫＯ２のカウント値が値０か否
かを判別し、その答が否定（ＮＯ）のときにはモニタ条
件不成立と判定する（ステップＳ６２）。

【００７５】ステップＳ５２の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＴＭＫＯ２＝０のときには、空燃比フィードバック制
御からオープンループ制御への移行又はその逆の移行が
あったか否か、即ち空燃比フィードバック制御の開始又
は終了直後か否かを判別する（ステップＳ５３）。この
答が肯定（ＹＥＳ）のときには、タイマＴＭＫＯ２に所
定時間（例えば１秒）をセットしてスタートさせ（ステ
ップＳ５４）、モニタ条件不成立と判定し（ステップＳ
６２）、否定（ＮＯ）のときにはステップＳ５５へ進
む。

【００７６】ステップＳ５２〜Ｓ５４により、オープン
ループ制御から空燃比フィードバックへの移行又はその
逆の移行後、所定時間内はモニタ条件不成立と判定され
る。これは、空燃比フィードバック制御の開始又は終了
直後は、一時的に燃焼が不安定となる場合があることを
考慮したものである。

【００７７】ステップＳ５５では、後述するステップＳ
５７で所定時間がセットされスタートされるダウンカウ
ントタイマＴＭＥＧＲのカウント値が値０か否かを判別
し、その答が否定（ＮＯ）のときにはモニタ条件不成立
と判定する（ステップＳ６２）。

【００７８】ステップＳ５５の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＴＭＥＧＲ＝０のときには、排気還流（以下「ＥＧ
Ｒ」という）の停止（オフ）から実行（オン）へ切換又
はその逆の切換があったか否か、即ちＥＧＲ制御の開始
又は終了直後か否かを判別する（ステップＳ５６）。こ
の答が肯定（ＹＥＳ）のときには、タイマＴＭＥＧＲに
所定時間（例えば１秒）をセットしてスタートさせ（ス
テップＳ５７）、モニタ条件不成立と判定し（ステップ
Ｓ６２）、否定（ＮＯ）のときにはステップＳ５８へ進
む。

【００７９】ステップＳ５５〜Ｓ５７により、ＥＧＲ制
御のオン／オフ切換後、所定時間内はモニタ条件不成立
と判定される。これは、ＥＧＲ制御の開始又は終了直後
においては、前述した基本噴射時間ＴＩ及び基本点火時
期θＩＧＭＡＰを読み出すマップが切換えられ、一時的
に空燃比及び点火時期が変動し、燃焼が不安定となる場
合があることを考慮したものである。

【００８０】ステップＳ５８では、後述するステップＳ
６０で所定時間がセットされスタートさせるダウンカウ
ントタイマＴＭＶＴのカウント値が値０か否かを判別
し、その答が否定（ＮＯ）のときにはモニタ条件不成立
と判定する（ステップＳ６２）。

【００８１】ステップＳ５８の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＴＭＶＴ＝０のときには、高速バルブタイミングから
低速バルブタイミングへの移行又はその逆の移行があっ
たか否か、即ちバルブタイミングの切換直後か否かを判
別する（ステップＳ５９）。この答が肯定（ＹＥＳ）の
ときには、タイマＴＭＶＴに所定時間（例えば１秒）を
セットしてスタートさせ（ステップＳ６０）、モニタ条
件不成立と判定し（ステップＳ６２）、否定（ＮＯ）の
ときには、モニタ条件成立と判定する（ステップＳ６
１）。

【００８２】ステップＳ５８〜Ｓ６０により、バルブタ
イミング切換後所定時間内はモニタ条件不成立と判定さ
れる。これは、バルブタイミングの切換直後において
は、前述した基本噴射時間ＴＩ及び基本点火時期θＩＧ
ＭＡＰを読み出すマップが切換えられ、一時的に空燃比
及び点火時期が変動し、燃焼が不安定となる場合がある
ことを考慮したものである。

【００８３】以上のように図１０のプログラムによれ
ば、エンジン運転パラメータ値（ＮＥ，ＰＢＡ，ＴＷ，
ＴＡ，ＶＢ）が所定範囲にないとき、空燃比リーン制御
若しくはトラクション制御実行中のとき、フュエルカッ
ト中又はフュエルカット終了後所定時間内、空燃比フィ
ードバック制御又はＥＧＲ制御の開始若しくは終了直後
の所定時間内及びバルブタイミング切換直後の所定時間
内においてはモニタ条件不成立と判定され、上記以外の
ときモニタ条件成立と判定される。

【００８４】従って、図５のプログラムによる失火判定
は、燃焼が安定しているモニタ条件成立のみ実行される
ので、定常的な失火状態のより正確な判定を行うことが
できる。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の失火検出装
置によれば、機関が機関制御パラメータの基本特性を変
更する状態にあるときには、失火判定が禁止されるの
で、機関の定常的な失火状態の判定を正確に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関及びその制御
装置の構成図である。

【図２】失火検出を行うための回路構成を示す図であ
る。

【図３】図２の回路の一部の具体的な構成を示す回路図
である。

【図４】図２の回路の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

【図５】失火判定を行うプログラムのフローチャートで
ある。

【図６】基準値（ＣＰＲＥＦ）の算出を行うプログラム
のフローチャートである。

【図７】基準値の基本値（ＣＰＲＥＦ０）算出用のマッ
プの設定値を説明するための図である。

【図８】基本値（ＣＰＲＥＦ０）の補正係数算出用のテ
ーブルを示す図である。

【図９】基本値（ＣＰＲＥＦ０）の補正係数算出用のテ
ーブルを示す図である。

【図１０】モニタ条件の判定を行うプログラムのフロー
チャートである。

【図１１】モニタ条件の判定を行うプログラムのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１内燃機関５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１５ディストリビュータ１６点火プラグ１７点火電圧センサ４７一次側コイル４８二次側コイル４９点火コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久木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)発明者丸山茂埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者金広正毅埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者石岡卓司埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者澤村和同埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転パラメータの値を検出する機関
運転状態検出手段と、予め定められた基本特性から複数
の機関制御パラメータを決定し、前記機関を制御する制
御パラメータ決定手段と、該制御パラメータ決定手段に
よって決定される機関制御パラメータの一つである点火
時期に応じ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る時の電圧値を検出す
る電圧値検出手段と、前記点火指令信号発生後の点火電
圧値が所定電圧値を越える期間が基準値を越えるとき、
機関の失火状態と判定する失火判定手段とを有する内燃
機関の失火検出装置において、前記機関が前記基本特性
を変更する状態にあるときは、前記失火判定手段による
判定を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする内燃
機関の失火検出装置。
【請求項２】前記基本特性を変更する状態は、排気還
流制御及び空燃比フィードバック制御の少なくとも一方
が作動を開始又は終了するときであることを特徴とする
請求項１記載の内燃機関の失火検出装置。
【請求項３】前記基本特性を変更する状態は、前記機
関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁作動特性を
変更するときであることを特徴とする請求項１又は２記
載の内燃機関の失火検出装置。