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JPH0552176A - Misfire detecting device for gasoline engine - Google Patents

Misfire detecting device for gasoline engine

Info

Publication number
JPH0552176A
JPH0552176A JP27240491A JP27240491A JPH0552176A JP H0552176 A JPH0552176 A JP H0552176A JP 27240491 A JP27240491 A JP 27240491A JP 27240491 A JP27240491 A JP 27240491A JP H0552176 A JPH0552176 A JP H0552176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
misfire
secondary voltage
spark plug
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.)
Pending
Application number
JP27240491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Miyata
繁 宮田
Hideji Yoshida
秀治 吉田
Yoshihiro Matsubara
佳弘 松原
Yasuo Ito
康生 伊藤
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co 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 NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP27240491A priority Critical patent/JPH0552176A/en
Publication of JPH0552176A publication Critical patent/JPH0552176A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a misfire detecting device whereby a misfire can be accurately detected with constitution of facilitating mounting and maintenance. CONSTITUTION:A DLI(distributorless igniter) type ignition device comprises a secondary voltage detecting circuit 6 for detecting secondary divided voltage 5 applied to a spark plug 3 and a damping characteristic of a secondary voltage waveform, peak voltage detecting circuit 8 of the secondary voltage waveform after ending a spark discharge and a misfire detecting and discriminating circuit 7, 8 for discriminating a misfire by a level of the peak voltage value or the above-mentioned damping characteristic of secondary voltage. An ignition circuit having a distributor comprises a spark plug electrostatic capacity charging voltage generating means, voltage divider 5, secondary voltage detecting circuit 6 for detecting a damping characteristic of the secondary voltage waveform, peak voltage detecting circuit 8 of the secondary voltage waveform after ending a spark discharge and misfire detecting and discriminating circuits 7, 9 for discriminating a misfire by a level of the peak voltage value or the above- mentioned damping characteristic of the secondary voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン機関(エン
ジン)において、正常に着火したときと着火ミス(失
火)が生じたときとで、スパークプラグの火花放電間隙
の電気抵抗値が相違することを利用した失火検出装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gasoline engine (engine) in which the electric resistance value of the spark discharge gap of the spark plug is different when the ignition is normally performed and when an ignition error (misfire) occurs. The present invention relates to a misfire detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車エンジンなどガソリン機関では、
排気ガスの浄化および燃費向上の要求から、機関の各気
筒毎に着火状態を検出し、全ての気筒の失火防止対策が
できる装置が要請されている。また失火検出装置とし
て、従来よりシリンダーブロックに穴を開け燃焼光セン
サを装着したり、スパークプラグの取り付け座に圧力セ
ンサを取り付けたり、点火回路のイオン電流を測定する
方法が公知である。
2. Description of the Related Art In gasoline engines such as automobile engines,
In order to purify exhaust gas and improve fuel efficiency, there is a demand for an apparatus that can detect the ignition state of each cylinder of an engine and can prevent misfires in all cylinders. As a misfire detecting device, conventionally, a method of making a hole in a cylinder block and mounting a combustion optical sensor, mounting a pressure sensor on a mounting seat of a spark plug, and measuring an ionic current of an ignition circuit are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、エンジ
ンテストなど実験的使用には適するが、実車エンジンの
全ての気筒に装着し、常時使用するにはセンサの装着が
面倒であったり、イオン電流を検出するために高圧ダイ
オードが必要であったりし、メンテナンスに手間がかか
るなどの欠点があった。この発明の目的は、実装、メン
テナンスが容易な構成で、正確に失火が検出できる失火
検出装置の提供にある。
The conventional method is suitable for experimental use such as engine test, but it is troublesome to install the sensor on all cylinders of an actual vehicle engine, and the sensor is troublesome for constant use. There are drawbacks such as the need for a high-voltage diode to detect the current and the need for maintenance. An object of the present invention is to provide a misfire detection device that is easy to implement and maintain and that can accurately detect misfire.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明の失火検出装置
は、主にディストリビュータ・レス・イグナイタ(以下
DLIという)式点火装置を備えたガソリン機関におい
ては、スパークプラグに印加される二次電圧の分圧を検
出するための分圧器と、火花放電終了前後に設定した時
期以降の、二次電圧の減衰特性を検出する二次電圧検出
回路と、火花放電終了後の二次電圧波形のピーク電圧値
を検出するピーク電圧検出回路と、該ピーク電圧値のレ
ベルまたは前記二次電圧の減衰特性により、失火を判別
する失火判別回路とからなる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The misfire detection device of the present invention is mainly used in a gasoline engine equipped with a distributor-less igniter (hereinafter referred to as DLI) type ignition device to detect a secondary voltage applied to a spark plug. A voltage divider to detect the partial pressure, a secondary voltage detection circuit that detects the attenuation characteristics of the secondary voltage after the time set before and after the spark discharge, and the peak voltage of the secondary voltage waveform after the spark discharge. It comprises a peak voltage detection circuit for detecting a value and a misfire discrimination circuit for discriminating a misfire based on the level of the peak voltage value or the attenuation characteristic of the secondary voltage.

【0005】また主に配電器(ディストリビュータ)を
有する点火回路を備えたガソリン機関においては、機関
の低速低負荷運転時において、スパークプラグでの誘導
放電による火花放電終了後の所定時期に、点火コイルの
一次回路に通電するとともに一定時間後該通電を遮断
し、二次回路に起電力を発生させるスパークプラグ静電
容量充電用電圧発生手段と、スパークプラグに印加され
る二次電圧の分圧を検出する分圧器と、機関の高速運転
時は、火花放電終了前後に設定した時期以降の、二次電
圧波形の減衰特性を検出し、機関の低速低負荷運転時
は、前記スパークプラグ静電容量充電用電圧発生手段に
より発生させた二次電圧波形の減衰特性を検出する二次
電圧検出回路と、火花放電終了後の二次電圧波形のピー
ク電圧値を検出するピーク電圧検出回路と、該ピーク電
圧値のレベルまたは前記二次電圧の減衰特性により、失
火を判別する失火判別回路とからなる。
Further, in a gasoline engine mainly equipped with an ignition circuit having a distributor, an ignition coil is provided at a predetermined time after completion of spark discharge due to induction discharge in a spark plug during low-speed low-load operation of the engine. The primary circuit is energized and the energization is cut off after a certain period of time to generate an electromotive force in the secondary circuit. A spark plug capacitance charging voltage generating means and a partial voltage of the secondary voltage applied to the spark plug are provided. The voltage divider for detection and the high-speed operation of the engine detect the attenuation characteristics of the secondary voltage waveform after the time set before and after the end of the spark discharge, and during low-speed low-load operation of the engine, the spark plug capacitance A secondary voltage detection circuit that detects the attenuation characteristic of the secondary voltage waveform generated by the charging voltage generation means, and a peak voltage value that detects the peak voltage value of the secondary voltage waveform after the spark discharge is completed. And click voltage detecting circuit, the attenuation characteristic of the level or the secondary voltage of the peak voltage value, and a misfire determining circuit for determining a misfire.

【0006】[0006]

【発明の作用】請求項1に記載の発明は、主にDLI式
点火装置において適用される。この点火装置では、火花
放電終了直後に点火コイルに残存する電気エネルギー
が、逆流防止ダイオードを通じて主にスパークプラグの
浮遊静電容量に充電される。この充電電荷は、機関の高
速回転時は5〜8キロボルト、低速回転時は2〜3キロ
ボルトの二次電圧となる。この二次電圧は、火花放電終
了後スパークプラグの火花放電間隙からイオン電流とな
って急速に放電する(正常着火時)か、または二次回路
から漏洩してゆっくり放電(失火時)して降圧する。よ
って逆流防止ダイオードとスパークプラグとの間の電圧
をモニターした後、たとえば二次電圧が適当な設定時期
にピークホールドしたピーク値に対して、一定割合のレ
ベルに降下するまでの時間(減衰時間)を検出するなど
減衰特性を検出するとともに、そのピーク値のレベル自
体を検出することにより、失火の判別が正確にできる。
The invention described in claim 1 is mainly applied to a DLI type ignition device. In this ignition device, the electric energy remaining in the ignition coil immediately after the completion of the spark discharge is charged mainly in the floating capacitance of the spark plug through the backflow prevention diode. This charge has a secondary voltage of 5 to 8 kilovolts when the engine rotates at high speed and 2-3 kilovolts when the engine rotates at low speed. This secondary voltage becomes an ionic current from the spark discharge gap of the spark plug after the spark discharge is completed, and is discharged rapidly (normal ignition), or it leaks from the secondary circuit and slowly discharges (misfire), and is stepped down. To do. Therefore, after monitoring the voltage between the backflow prevention diode and the spark plug, for example, the time until the secondary voltage drops to a certain level with respect to the peak value that is peak-held at an appropriate setting time (decay time). The misfire can be accurately determined by detecting the attenuation characteristic such as, and detecting the peak level itself.

【0007】請求項2に記載の発明は、主に配電器を有
する点火装置に適用される。この点火装置では、点火コ
イルとスパークプラグとの間にローターギャップなどの
気中ギャップがある。機関の低速運転時には、火花放電
後に点火コイルに残存する電気エネルギーが少なく、電
圧の昇圧が小さいため、二次電圧のレベルが低く、減衰
特性の正確な判別が行いにくい場合が生じる。このた
め、低速回転時のみ、火花放電期間中の誘導放電期間の
途中または終了後に、点火コイルの一次回路に一次電流
を短時間流して遮断し、二次電圧を昇圧させる。この昇
圧二次電圧(失火検出用二次電圧)のレベルを、配電器
のローターギャップなどシリーズギャップの絶縁破壊が
可能で、かつ失火時にはスパークプラグギャップの絶縁
破壊が不可能な大きさ(たとえば5〜7キロボルト)に
コントロールする。これによりスパークプラグに電圧が
印加され、スパークプラグの静電容量が充電される。こ
の充電電荷の減衰特性およびピーク値のレベルを上記と
同様に検出する。
The invention described in claim 2 is mainly applied to an ignition device having a distributor. In this ignition device, there is an air gap such as a rotor gap between the ignition coil and the spark plug. During low-speed operation of the engine, the electric energy remaining in the ignition coil after spark discharge is small and the voltage boost is small, so the level of the secondary voltage is low, and it may be difficult to accurately determine the damping characteristics. Therefore, only during low-speed rotation, the primary current is caused to flow in the primary circuit of the ignition coil for a short time to be interrupted and the secondary voltage is boosted during or after the induction discharge period of the spark discharge period. The level of this boosted secondary voltage (secondary voltage for detecting misfire) is such that the breakdown of the series gap such as the rotor gap of the distributor is possible and the breakdown of the spark plug gap is not possible at the time of misfire (for example, 5 Control to ~ 7 kV). As a result, a voltage is applied to the spark plug, and the electrostatic capacitance of the spark plug is charged. The decay characteristic of the charged electric charge and the level of the peak value are detected in the same manner as above.

【0008】なお、機関の高速運転中は、火花放電終了
後の二次電圧の昇圧レベルは高く、シリーズギャップの
絶縁破壊が可能であるため、スパークプラグ静電容量充
電用電圧発生回路の作動は不要である。ピーク値のレベ
ルを検出するのは、次の理由による。機関が高速でかつ
高負荷運転されているときは、火花放電終了後の二次電
圧が高くなりすぎ、スパークプラグの火花放電間隙で火
花放電する場合がある。この場合、スパークプラグの浮
遊静電容量などに充電された電荷は一時に放出されるた
め、たとえ失火が生じていても二次電圧の降圧は急速で
ある。このため、二次電圧の降下特性のみの検出では、
正常着火との判別が困難となる。しかるに、この高速高
負荷運転においては、正常着火と失火とでは火花放電終
了後の二次電圧の昇圧レベルが著しく異なる。すなわ
ち、正常着火してスパークプラグの火花放電間隙にイオ
ンが存在し、スパークプラグの充電電荷がイオン電流と
して放電されるときは、3〜5キロボルト程度までしか
昇圧しないのに対し、失火で火花放電するときは、10
キロボルトを越える電圧まで昇圧する。このため、火花
放電終了後の二次電圧を検出し、そのレベルを判別する
ことで、高速高負荷運転時の失火の正確な判別が可能に
なる。
During high-speed operation of the engine, the boosting level of the secondary voltage after the spark discharge is high, and the series gap can be broken down. Therefore, the spark plug capacitance charging voltage generation circuit is not operated. It is unnecessary. The peak level is detected for the following reason. When the engine is operating at high speed and under high load, the secondary voltage after the spark discharge ends may become too high and spark discharge may occur in the spark discharge gap of the spark plug. In this case, since the electric charge charged in the floating capacitance of the spark plug is released at one time, the secondary voltage is rapidly lowered even if misfire occurs. Therefore, in the detection of only the secondary voltage drop characteristic,
It is difficult to distinguish from normal ignition. However, in this high-speed and high-load operation, the boosting level of the secondary voltage after the end of the spark discharge is significantly different between normal ignition and misfire. That is, when ions are present normally in the spark discharge gap of the spark plug and the charged charge of the spark plug is discharged as an ionic current, the voltage rises only up to about 3 to 5 kilovolts, whereas spark discharge due to misfire. When you do 10
Step up to a voltage in excess of kilovolts. Therefore, by detecting the secondary voltage after completion of the spark discharge and discriminating the level thereof, it is possible to accurately discriminate the misfire during the high speed and high load operation.

【0009】[0009]

【発明の効果】このように、この発明の失火検出装置で
は、燃焼光センサ、圧力センサ、イオン電流検出のため
配電器のロータギャップに並列接続する高圧ダイオード
は不要であり、構成が簡潔で自動車エンジンへの装着性
に優れ、メンテナンスが容易で実用性の高い失火検出装
置が得られる。
As described above, in the misfire detection device of the present invention, the combustion light sensor, the pressure sensor, and the high voltage diode connected in parallel to the rotor gap of the distributor for detecting the ion current are not necessary, and the structure is simple and the automobile is simple. It is possible to obtain a misfire detection device which is excellent in mountability on an engine, easy to maintain, and highly practical.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、気筒数と同数の点火コイル1および
スパークプラグ3を備えたガソリン機関のDLI式点火
装置100を示す。各点火コイル1の一次回路11は、
車載電源Vと、一次電流断続手段4とに接続され、二次
回路12は、逆流防止ダイオード13を介してスパーク
プラグ3に接続されている。逆流防止ダイオード13と
スパークプラグ3の火花放電間隙31との間の二次回路
12には、分圧器5と、二次電圧検出回路6と、失火検
出回路7とが接続されている。また二次電圧検出回路6
にはピーク電圧検出回路8が付設され、この出力は前記
失火検出回路7を含む失火判別回路9に入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a DLI type ignition device 100 of a gasoline engine having ignition coils 1 and spark plugs 3 as many as the number of cylinders. The primary circuit 11 of each ignition coil 1 is
The secondary circuit 12 is connected to the vehicle-mounted power source V and the primary current interrupting means 4, and is connected to the spark plug 3 via the backflow prevention diode 13. The voltage divider 5, the secondary voltage detection circuit 6, and the misfire detection circuit 7 are connected to the secondary circuit 12 between the backflow prevention diode 13 and the spark discharge gap 31 of the spark plug 3. In addition, the secondary voltage detection circuit 6
Is provided with a peak voltage detection circuit 8, and its output is input to a misfire determination circuit 9 including the misfire detection circuit 7.

【0011】一次電流断続手段4は、スイッチ素子41
およびシグナルジェネレータ42からなり、エンジンの
クランク角およびスロットル開度を検出し、火花放電時
期がエンジンの負荷および回転速度に適応した点火進角
となるよう一次電流を断続する。
The primary current interrupting means 4 comprises a switching element 41.
And a signal generator 42, which detects the crank angle and throttle opening of the engine, and interrupts the primary current so that the spark discharge timing becomes an ignition advance angle adapted to the load and rotation speed of the engine.

【0012】この実施例では、分圧器5は、二次回路1
2の高電圧リードとの間に1pF(ピコファラッド)静
電容量を生じるよう配設された導電体からなるセンサ5
1が使用され、低インピーダンス素子として3000p
Fの静電容量のコンデンサ52を用い、二次回路12に
生じた二次電圧を1/3000程度に分圧する。この場
合、コンデンサ52の放電回路を形成する3メガオーム
の抵抗53を並列接続すると、分圧器5の時定数が9m
s(ミリ秒)となり、後記する2〜3msという比較的
長い二次電圧波形の減衰時間の判別が確実にできる。こ
れにより最高3万ボルト前後の高電圧波形が10ボルト
のレベルに下げられ二次電圧検出回路6に入力する。
In this embodiment, the voltage divider 5 comprises a secondary circuit 1
A sensor 5 made of a conductor arranged to generate a capacitance of 1 pF (picofarad) between the high voltage lead 2 and the high voltage lead 2.
1 is used, 3000p as a low impedance element
The secondary voltage generated in the secondary circuit 12 is divided into about 1/3000 by using the capacitor 52 having the capacitance of F. In this case, if the 3 megohm resistor 53 forming the discharge circuit of the capacitor 52 is connected in parallel, the time constant of the voltage divider 5 is 9 m.
Since it becomes s (millisecond), the decay time of the secondary voltage waveform, which will be described later and is relatively long such as 2 to 3 ms, can be reliably determined. As a result, the high voltage waveform of about 30,000 volts at the maximum is lowered to the level of 10 volts and is input to the secondary voltage detection circuit 6.

【0013】二次電圧検出回路6は、図2に示す如く、
シグナルジェネレータ42で設定した時期において、リ
セットがなされるとともに、分圧器5の分圧をホールド
するピークホールド回路61、ピークホールド回路61
の出力電圧を分圧する分圧回路62、分圧回路62の分
圧と前記分圧器5の出力とを比較し、パルス出力を発す
る比較回路63からなる。失火検出回路7は、マイクロ
コンピュータが使用され、前記二次検出回路6の出力パ
ルスを予め実験または計算により求めたデータと比較
し、失火を判別する。この二次電圧検出回路6には、火
花放電終了後の二次電圧の昇圧レベルにより失火を検出
するためのピーク電圧検出回路8が付設されており、前
記ピークホールド回路61でホールドしたピーク値と、
設定した基準電圧とを比較し、前記失火検出回路7を含
む失火判別回路9に出力する。
The secondary voltage detection circuit 6 is, as shown in FIG.
The peak hold circuit 61 and the peak hold circuit 61, which are reset at the time set by the signal generator 42 and hold the partial pressure of the voltage divider 5,
The voltage dividing circuit 62 divides the output voltage of the voltage dividing circuit 62, and the comparison circuit 63 that compares the voltage dividing of the voltage dividing circuit 62 with the output of the voltage divider 5 and outputs a pulse output. A microcomputer is used for the misfire detection circuit 7, and the misfire is discriminated by comparing the output pulse of the secondary detection circuit 6 with data obtained in advance by experiments or calculations. The secondary voltage detection circuit 6 is additionally provided with a peak voltage detection circuit 8 for detecting a misfire according to the boosting level of the secondary voltage after the spark discharge is completed. ,
The set reference voltage is compared and output to the misfire determination circuit 9 including the misfire detection circuit 7.

【0014】作用を図3とともに説明する。シグナルジ
ェネレータ42でスイッチ素子41をオン、オフさせ、
のパルス波aの如き一次電流を一次回路11に生じさ
せる。この一次電流の断続により、点火コイル1の二次
コイルL2にはに示す二次電圧が生じる。前記パルス
波aの終了時点で発生した高電圧pにより火花放電が開
始し、これに続き誘導放電によるなだらかな二次電圧波
形qが生じる。二次電圧波形qは、機関の低速運転時
は、火花放電は2ミリ秒間程度持続し、点火コイル1の
電気エネルギーの低減とともに終了する。この終了の直
前から点火コイル1に残存する電気エネルギーにより二
次電圧は昇圧し始め、終了直後に2〜3キロボルトに昇
圧したのち降圧する。また機関の高速運転時は、火花放
電は1ミリ秒間程度持続し、この後5〜8キロボルトま
で昇圧したのち降圧する。
The operation will be described with reference to FIG. The signal generator 42 turns on and off the switch element 41,
The primary circuit 11 generates a primary current such as the pulse wave a. Due to the interruption of the primary current, the secondary voltage shown in the secondary coil L2 of the ignition coil 1 is generated. The high voltage p generated at the end of the pulse wave a starts the spark discharge, which is followed by a gentle secondary voltage waveform q due to the inductive discharge. With respect to the secondary voltage waveform q, the spark discharge lasts for about 2 milliseconds during the low speed operation of the engine, and ends with the reduction of the electric energy of the ignition coil 1. Immediately before this end, the secondary voltage starts to be boosted by the electric energy remaining in the ignition coil 1. Immediately after the end, the secondary voltage is boosted to 2-3 kilovolts and then lowered. Further, during high-speed operation of the engine, the spark discharge lasts for about 1 millisecond, after which the voltage is increased to 5-8 kilovolts and then reduced.

【0015】火花放電終了後における逆流防止ダイオー
ド13とスパークプラグ3との間の二次電圧波形は、主
にスパークプラグ3の静電容量(通常10〜20pF)
に充電された電荷の放電状態を示しており、に示す如
く、正常に着火した場合(実線)と、失火したとき(二
点鎖線)とで減衰時間に差が生じる。すなわち、正常着
火したときは、充電電荷はスパークプラグ3の火花放電
間隙31に存在するイオンを介してイオン電流となって
放電されるため、q1 の如く急速に減衰する。これに対
し、失火したときはスパークプラグの絶縁体、プラグキ
ャップなどを介する漏電となるため、q2 の如く緩やか
に降圧する。
The secondary voltage waveform between the backflow prevention diode 13 and the spark plug 3 after completion of the spark discharge is mainly the electrostatic capacitance of the spark plug 3 (usually 10 to 20 pF).
The discharge state of the charged electric charge is shown in FIG. 6, and as shown in (4), there is a difference in the decay time between normal ignition (solid line) and misfiring (two-dot chain line). That is, when normally ignited, the charged electric charge is discharged as an ionic current through the ions existing in the spark discharge gap 31 of the spark plug 3, and is rapidly attenuated as q 1 . On the other hand, when there is a misfire, the current leaks through the insulator of the spark plug, the plug cap, etc., so the voltage is gently reduced like q 2 .

【0016】シグナルジェネレータ42は、たとえば、
回転速度、負荷、点火系の仕様に応じて、実験または計
算により求めた各運転条件における平均的火花放電持続
時間より0.5ミリ秒あとを、リセットおよびピークホ
ールド時期に設定し、ピークホールド回路61を作動さ
せる。この時期の充電電圧値をピークホールド回路61
でホールドし、分圧回路62で分圧したその1/3のレ
ベルを基準電圧vとして、前記分圧器5の出力波形と、
比較回路63において比較する。この比較回路63の出
力パルスは、正常に着火が生じたときは図3のに示す
短いパルス波t 1 を出力し、失火したときは図3のに
示す長いパルス波t2 を失火検出回路7に出力する。
The signal generator 42 is, for example,
Depending on the rotation speed, load, and ignition system specifications, experiment or measurement
Average spark discharge duration under various operating conditions
After 0.5 ms from the time, reset and peak
The peak hold circuit 61 is activated.
Let The charging voltage value at this time is set to the peak hold circuit 61.
Hold and then divide by 1/3 of the voltage divided by the voltage dividing circuit 62.
With the bell as the reference voltage v, the output waveform of the voltage divider 5,
The comparison is made in the comparison circuit 63. The output of this comparison circuit 63
The force pulse is shown in Fig. 3 when the ignition normally occurs.
Short pulse wave t 1Is output, and when there is a misfire
Long pulse wave t2Is output to the misfire detection circuit 7.

【0017】失火検出回路7は、この減衰時間が、たと
えばエンジン回転速度が1000rpmのときは3ms
以上で失火と判別し、6000rpmのときは、1ms
以上で失火と判別し、この中間の運転条件の場合は、そ
の比例値以上で失火が生じたと判別する。なお、スパー
クプラグ3の中心電極がプラスの電位であるときの方
が、マイナスのときに比較しイオン電流がスムーズに流
れるので、点火コイル1は通常と逆に接続するなどによ
り、二次電圧はプラスの電位に設定しておくことが望ま
しい。
The misfire detection circuit 7 has a decay time of 3 ms when the engine speed is 1000 rpm, for example.
It was determined that there was a misfire, and at 6000 rpm, 1 ms
It is determined that the misfire has occurred, and in the case of an intermediate operating condition, it is determined that the misfire has occurred when the proportional value is exceeded. In addition, when the center electrode of the spark plug 3 has a positive potential, the ionic current flows more smoothly than when it has a negative potential. It is desirable to set it to a positive potential.

【0018】図4は、たとえば機関の、5000rp
m、フルスロットルなどの高速高負荷運転時の二次電圧
波形を示す。火花放電終了後の二次電圧は、正常着火時
はq3 の如く3〜5キロボルト程度迄しか昇圧しない
が、失火時にはq4 に示す如く10キロボルト以上とな
り、このためq5 に示す如く火花放電により瞬時に降圧
することがある。このため、ピークホールドした火花放
電終了後の二次電圧の減衰特性は、正常着火したとき
と、失火し、その後火花放電で降圧したときとでは近似
しており、減衰特性の検出による失火の判別は困難とな
る。しかるにこの実施例の如く、火花放電終了後の二次
電圧のレベルを検出し、設定レベル(たとえば上記10
キロボルト)以下なら正常着火、それ以上なら失火と判
別することにより、高速高負荷運転においても、正確な
失火の検出が可能となる。
FIG. 4 shows, for example, an engine of 5000 rp.
The secondary voltage waveform during high speed and high load operation such as m and full throttle is shown. Secondary voltage after the spark discharge ended, normal ignition is not boosted only up to about 3-5 kV as q 3, becomes 10 kV or more, as shown in q 4 at the time of misfire, spark discharge as shown in order q 5 May instantly reduce the voltage. Therefore, the decay characteristics of the secondary voltage after the end of the peak-holding spark discharge are similar when the ignition is normal, when there is a misfire, and then when the voltage drops due to the spark discharge. Will be difficult. However, as in this embodiment, the level of the secondary voltage after the completion of the spark discharge is detected, and the set level (for example, 10 above) is detected.
It is possible to accurately detect misfires even at high speed and high load operation by distinguishing normal ignition if it is less than or equal to kilovolts and misfire if it is more than that.

【0019】図5は請求項2にかかる発明の実施例を示
す。図1と同一符号は同一物を示す。この点火装置は、
配電器2を備える。この実施例では、一次電流断続手段
4がその機能を兼ねているスパークプラグ静電容量充電
用電圧発生手段を備える。機関が3000rpm以下の
低速回転で運転されているときは、火花放電終了後の二
次電圧の昇圧レベルが低い。よって気中ギャップを介し
てスパークプラグ3の静電容量に充電される電圧レベル
が低く、減衰特性の正確な判別がされにくい。この場合
は、高いレベルの二次電圧を別途発生させることが減衰
特性の正確な判別に有利である。
FIG. 5 shows an embodiment of the invention according to claim 2. The same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same items. This ignition device
A power distributor 2 is provided. In this embodiment, the primary current connecting / disconnecting means 4 comprises a spark plug electrostatic capacity charging voltage generating means which also has the function thereof. When the engine is operated at a low speed of 3000 rpm or less, the boosting level of the secondary voltage after the spark discharge is low. Therefore, the voltage level with which the electrostatic capacitance of the spark plug 3 is charged through the air gap is low, and it is difficult to accurately determine the attenuation characteristic. In this case, separately generating a high level secondary voltage is advantageous for accurate determination of the attenuation characteristic.

【0020】よって、このスパークプラグ静電容量充電
用電圧発生手段(4)は、機関が例えば3000rpm
以下の低速回転中のみ、スパークプラグ静電容量充電用
電圧を発生させる。機関が3000rpm以上の高速回
転中は、上記二次電圧の昇圧レベルが5〜8キロボルト
と高く、上記気中ギャップの絶縁破壊は確実になされる
ので、作動させる必要はない。なおスパークプラグ静電
容量充電用電圧発生手段4の作動範囲は、機関の型式に
より適宜決定され、エンジンの負荷、冷却水温、バッテ
リー電圧などの運転条件により調整できる。
Therefore, the spark plug capacitance charging voltage generating means (4) is, for example, 3000 rpm by the engine.
The spark plug capacitance charging voltage is generated only during the following low speed rotation. When the engine is rotating at a high speed of 3000 rpm or higher, the boosting level of the secondary voltage is as high as 5 to 8 kilovolts, and the dielectric breakdown of the air gap is ensured, so that it is not necessary to operate it. The operating range of the spark plug capacitance charging voltage generating means 4 is appropriately determined according to the model of the engine and can be adjusted according to operating conditions such as the engine load, cooling water temperature, and battery voltage.

【0021】機関の高速回転中の作用は、上記請求項1
の発明と同じであり、低速回転中の作用を図6とともに
説明する。シグナルジェネレータ42で一次電流断続の
ためのパルス信号を出力し、の如き一次電流を一次回
路11に生じさせる。巾の大きいパルス波aはスパーク
プラグ3で火花放電を発生させるための信号であり、こ
れらパルス波aの終了後、1.5〜2.0ms程度の遅
延時間iだけ遅延した巾の小さいパルス波bはスパーク
プラグ静電容量充電用電圧(イオン検出電圧)発生用の
信号である。配電器2のローターギャップ21は、ロー
タとサイドエレクトロードとの近接時間が、エンジン回
転速度により変化するため、エンジンの中速運転時は、
遅延時間iを1.5ms程度に短く設定することが望ま
しい。
The action of the engine during the high speed rotation is defined by the above-mentioned claim 1.
The invention is the same as that of the above-mentioned invention, and the operation during low speed rotation will be described with reference to FIG. The signal generator 42 outputs a pulse signal for interrupting the primary current, and causes the primary circuit 11 to generate such a primary current. The pulse wave a having a large width is a signal for generating a spark discharge in the spark plug 3, and the pulse wave having a small width delayed by a delay time i of about 1.5 to 2.0 ms after the end of the pulse wave a. b is a signal for generating a spark plug electrostatic charging voltage (ion detection voltage). In the rotor gap 21 of the power distributor 2, the proximity time between the rotor and the side electrode changes depending on the engine speed, so during medium speed operation of the engine,
It is desirable to set the delay time i as short as about 1.5 ms.

【0022】上記一次電流の断続により、二次回路12
の点火コイル1にはに示す二次電圧が生じる。前記パ
ルス波aの終了時点で発生した高電圧pにより火花放電
が開始し、これに続き誘導放電によるなだらかな二次電
圧波形qが生じて火花放電は終了する。つぎに、前記パ
ルス波bの立ち上がりに対応し、二次回路12には逆起
電力によるプラス波形rが生じ、この一次コイルへの通
電において点火コイル1には電気エネルギーが蓄積され
るため、通電の停止後、二次電圧は再昇圧し、波形sが
現れる。この二次電圧の再昇圧レベルは、前記遅延時間
iとパルス波bの巾により所望に設定することができ
る。この発明では波形sのレベルは、ローターギャップ
21の絶縁破壊が可能であり、スパークプラグ3の火花
放電間隙31に燃焼中の燃料イオンが存在しない場合に
は放電が不可能となるよう、5〜7キロボルトに設定さ
れる。
Due to the interruption of the primary current, the secondary circuit 12
In the ignition coil 1, the secondary voltage shown in is generated. The spark discharge is started by the high voltage p generated at the end of the pulse wave a, and then a gentle secondary voltage waveform q due to the inductive discharge is generated and the spark discharge is ended. Next, in response to the rising of the pulse wave b, a positive waveform r due to the back electromotive force is generated in the secondary circuit 12, and electric energy is accumulated in the ignition coil 1 when the primary coil is energized. After the stop, the secondary voltage is boosted again, and the waveform s appears. The re-boosting level of the secondary voltage can be set as desired by the delay time i and the width of the pulse wave b. In the present invention, the level of the waveform s is set so that the dielectric breakdown of the rotor gap 21 is possible, and the discharge becomes impossible if the burning fuel ions do not exist in the spark discharge gap 31 of the spark plug 3. Set to 7 kilovolts.

【0023】これにより、配電器2のローターギャップ
21とスパークプラグ3の火花放電間隙31との間の、
主にスパークプラグ3の静電容量(通常10〜20p
F)に充電された二次電圧はに示す如く、正常に着火
したときと、失火したときとで減衰時間に差が生じる。
すなわち、正常着火したときは、実線波形s1 の如く急
速に降圧する電圧波形となり、失火したときは、二点鎖
線波形s2 の如く緩やかに減衰する二次電圧波形とな
る。失火の判別は、請求項1の発明と同様に、設定時期
におけるリセットおよびピークホールド、このピークホ
ールド電圧の1/3のレベルまでの減衰時間の検出、お
よびピーク値の絶対レベルの判別によりなされる。
As a result, between the rotor gap 21 of the distributor 2 and the spark discharge gap 31 of the spark plug 3,
Mainly the capacitance of the spark plug 3 (usually 10-20p
As shown in, the secondary voltage charged in F) has a difference in the decay time between when it normally ignites and when it misfires.
That is, when the ignition is normal, the voltage waveform is a voltage that rapidly drops like a solid line waveform s 1 , and when the ignition is misfire, a secondary voltage waveform that is gradually attenuated like a two-dot chain line waveform s 2 . The misfire is determined by reset and peak hold at the set time, detection of the decay time to the level of 1/3 of the peak hold voltage, and determination of the absolute level of the peak value, as in the first aspect of the invention. ..

【0024】なお点火コイル1と配電器2との間に、逆
流防止用ダイオードを挿入しておくと、上記スパークプ
ラグ1の静電容量に充電された5〜7キロボルトの電圧
が、ローターギャップ21を飛び越えて点火コイル1に
逆流して3〜4キロボルトに瞬時に降圧する現象を防止
でき、失火検出精度が向上できる。上記実施例では、い
ずれも分圧器5により分圧した二次電圧波形の、設定時
期における二次電圧をホールドし、その減衰時間を失火
検出の基準としているが、前記設定時期から一定時間後
の二次電圧レベルを検出してもよい。
If a backflow prevention diode is inserted between the ignition coil 1 and the distributor 2, the voltage of 5 to 7 kilovolts charged in the electrostatic capacity of the spark plug 1 will be applied to the rotor gap 21. It is possible to prevent the phenomenon of jumping over and returning to the ignition coil 1 and instantaneously reducing the voltage to 3 to 4 kilovolts, and improving the accuracy of misfire detection. In each of the above embodiments, the secondary voltage of the secondary voltage waveform divided by the voltage divider 5 is held at the set time and the decay time thereof is used as the reference for misfire detection. The secondary voltage level may be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1の失火検出装置を装着したガソリン機
関の点火回路図である。
FIG. 1 is an ignition circuit diagram of a gasoline engine equipped with the misfire detection device of claim 1.

【図2】二次電圧検出回路およびピーク電圧検出回路の
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a secondary voltage detection circuit and a peak voltage detection circuit.

【図3】請求項1の失火検出装置の作動説明のための波
形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the misfire detection device of claim 1.

【図4】請求項1の失火検出装置の作動説明のための波
形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the misfire detection device of claim 1.

【図5】請求項2の失火検出装置を装着したガソリン機
関の点火回路図である。
FIG. 5 is an ignition circuit diagram of a gasoline engine equipped with the misfire detection device of claim 2.

【図6】請求項2の失火検出装置の作動説明のための波
形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the misfire detection device according to claim 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 点火コイル 2 配電器 3 スパークプラグ 4 一次電流断続手段 5 分圧器 6 二次電圧検出回路 7 失火検出回路 8 ピーク電圧検出回路 9 失火判別回路 1 Ignition coil 2 Distributor 3 Spark plug 4 Primary current interruption means 5 Voltage divider 6 Secondary voltage detection circuit 7 Misfire detection circuit 8 Peak voltage detection circuit 9 Misfire determination circuit

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康生 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Yasushi Ito 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya City Nippon Special Ceramics Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 点火コイルと、その一次回路に流す電流
を断続する一次電流断続手段と、点火コイルの二次回路
に設けた逆流防止ダイオードと、スパークプラグとを有
する点火装置を備えたガソリン機関の失火検出装置であ
って、 スパークプラグに印加される二次電圧の分圧を検出する
ための分圧器と、 火花放電終了前後に設定した時期以降の、二次電圧の減
衰特性を検出する二次電圧検出回路と、 火花放電終了後の二次電圧波形のピーク電圧値を検出す
るピーク電圧検出回路と、 該ピーク電圧値のレベルまたは前記二次電圧の減衰特性
により、失火を判別する失火判別回路とからなるガソリ
ン機関の失火検出装置。
1. A gasoline engine equipped with an ignition device having an ignition coil, a primary current connection / disconnection means for connecting / disconnecting a current flowing through a primary circuit thereof, a backflow prevention diode provided in a secondary circuit of the ignition coil, and a spark plug. A misfire detection device for detecting the partial voltage of the secondary voltage applied to the spark plug, and a secondary voltage detection device for detecting the secondary voltage attenuation characteristic after the time set before and after the end of the spark discharge. Secondary voltage detection circuit, peak voltage detection circuit for detecting the peak voltage value of the secondary voltage waveform after the end of spark discharge, and misfire discrimination for determining misfire by the level of the peak voltage value or the attenuation characteristic of the secondary voltage. Misfire detection device for gasoline engine consisting of a circuit.
【請求項2】 点火コイルと、その一次回路に流す電流
を断続する一次電流断続手段と、点火コイルの二次回路
に設けた配電器と、スパークプラグとを有する点火回路
を備えた火花点火機関の失火検出装置であって、 機関の低速低負荷運転時において、スパークプラグでの
誘導放電による火花放電終了後の所定時期に、点火コイ
ルの一次回路に通電するとともに一定時間後該通電を遮
断し、二次回路に起電力を発生させるスパークプラグ静
電容量充電用電圧発生手段と、 スパークプラグに印加される二次電圧の分圧を検出する
分圧器と、 機関の高速運転時は、火花放電終了前後に設定した時期
以降の、二次電圧波形の減衰特性を検出し、機関の低速
低負荷運転時は、前記スパークプラグ静電容量充電用電
圧発生手段により発生させた二次電圧波形の減衰特性を
検出する二次電圧検出回路と、 火花放電終了後の二次電圧波形のピーク電圧値を検出す
るピーク電圧検出回路と、 該ピーク電圧値のレベルまたは前記二次電圧の減衰特性
により、失火を判別する失火判別回路とからなるガソリ
ン機関の失火検出装置。
2. A spark ignition engine including an ignition circuit having an ignition coil, a primary current connection / disconnection means for connecting / disconnecting a current flowing through a primary circuit thereof, a distributor provided in a secondary circuit of the ignition coil, and a spark plug. In the misfire detection device of the above, at the low speed and low load operation of the engine, the primary circuit of the ignition coil is energized and the energization is cut off after a predetermined time at a predetermined time after the spark discharge due to the inductive discharge in the spark plug is completed. , A voltage generator for spark plug capacitance charging that generates an electromotive force in the secondary circuit, a voltage divider that detects the partial voltage of the secondary voltage applied to the spark plug, and a spark discharge during high-speed operation of the engine. Attenuation characteristics of the secondary voltage waveform after the time set before and after the end are detected, and during the low speed low load operation of the engine, the secondary voltage generated by the spark plug electrostatic capacity charging voltage generating means. A secondary voltage detection circuit that detects the waveform attenuation characteristic, a peak voltage detection circuit that detects the peak voltage value of the secondary voltage waveform after the end of spark discharge, a level of the peak voltage value or the attenuation characteristic of the secondary voltage. A misfire detection device for a gasoline engine, which comprises a misfire determination circuit for determining a misfire.
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