JPH0783155A - Misfire detecting device of gasoline engine - Google Patents
Misfire detecting device of gasoline engineInfo
- Publication number
- JPH0783155A JPH0783155A JP23129193A JP23129193A JPH0783155A JP H0783155 A JPH0783155 A JP H0783155A JP 23129193 A JP23129193 A JP 23129193A JP 23129193 A JP23129193 A JP 23129193A JP H0783155 A JPH0783155 A JP H0783155A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- misfire
- secondary voltage
- voltage divider
- 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
Links
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装着、メンテナンスが容易な構成で、正確に
スパークプラグの失火が検出できる失火検出装置の提
供。
【構成】 火花放電後にスパークプラグの静電浮遊容量
に充電される二次電圧を検出するための静電容量分圧器
5と、分圧波形を検出する二次電圧検出回路6と、二次
電圧波形の減衰特性により失火の有無を判別する判別回
路とからなり、二次電圧の減衰特性を検出して、失火を
検出するガソリン機関の失火検出装置において、二次電
圧検出回路6は、分圧器5の放電回路54と、逆流防止
用ダイオードD1を介して出力端子が分圧器5に接続さ
れ、反転入力端子が分圧器5に接続されたコンパレータ
57からなり分圧電圧を零点に戻す零点調整回路56
と、放電回路54および零点調整回路56とを介して分
圧器5の出力を入力する演算増幅器53を備える。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a misfire detection device that is easy to install and maintain and that can accurately detect a spark plug misfire. [Structure] A capacitance voltage divider 5 for detecting a secondary voltage charged in the electrostatic stray capacitance of a spark plug after a spark discharge, a secondary voltage detection circuit 6 for detecting a divided voltage waveform, and a secondary voltage. In a misfire detection device for a gasoline engine, which comprises a discrimination circuit for discriminating the presence or absence of misfire based on the attenuation characteristic of the waveform, and detecting the attenuation characteristic of the secondary voltage, the secondary voltage detection circuit 6 includes a voltage divider. And a discharge circuit 54 of No. 5 and a comparator 57 whose output terminal is connected to the voltage divider 5 via a backflow prevention diode D1 and whose inverting input terminal is connected to the voltage divider 5 so as to return the divided voltage to a zero point. 56
And an operational amplifier 53 for inputting the output of the voltage divider 5 via the discharge circuit 54 and the zero adjustment circuit 56.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン機関におい
て、着火ミス(失火)を検出するための失火検出装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a misfire detection device for detecting a misfire (misfire) in a gasoline engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車エンジンの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
クプラグに気筒内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 order to purify exhaust gas from an automobile engine and improve fuel efficiency, there is a demand for a device capable of detecting an ignition state of each cylinder of an engine and preventing misfire of all cylinders. Further, as a misfire detecting device, conventionally, a method of making a hole in a cylinder block and mounting a combustion light sensor, mounting an in-cylinder pressure sensor on 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】しかるに上記従来の方
法においては、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、車両の全ての気筒に装着すると装着コストが増大
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、装着、メンテナンスが容易な構成
で、正確にスパークプラグの失火が検出できる失火検出
装置の提供にある。However, in the above-mentioned conventional method, the mounting of the sensor is troublesome, or the high-voltage diode is necessary for detecting the ion current, and therefore when mounted on all cylinders of the vehicle. There were drawbacks such as increased mounting cost and time-consuming maintenance.
An object of the present invention is to provide a misfire detection device that is easily mounted and maintained and that can accurately detect a misfire of a spark plug.
【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、点火回路の二次回路に発生した二次電圧を検出する
ための静電容量分圧器と、分圧された二次電圧波形を検
出する二次電圧検出回路と、前記二次電圧波形の減衰特
性により失火の有無を判別する判別回路とからなり、火
花放電後にスパークプラグの静電浮遊容量に充電される
二次電圧の減衰特性を検出し、該減衰特性から気筒内の
失火を検出するガソリン機関の失火検出装置において、
前記二次電圧検出回路は、前記分圧器の分圧電圧を放電
する放電回路と、零点を越えて逆極性に振れた前記分圧
電圧を零点に戻す零点調整回路と、前記分圧器の分圧
を、前記放電回路および前記零点調整回路を介して入力
とする演算増幅器とからなるインターフェースを備え、
前記零点調整回路は、逆流防止用ダイオードを介して出
力端子が前記分圧器に接続され、反転入力端子が前記分
圧器に接続された電圧比較回路からなることを特徴とす
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION A misfire detecting device according to the present invention includes a capacitance voltage divider for detecting a secondary voltage generated in a secondary circuit of an ignition circuit, and a divided secondary voltage waveform. A secondary voltage detection circuit for detecting, and a determination circuit for determining the presence or absence of misfire by the attenuation characteristic of the secondary voltage waveform, the attenuation characteristic of the secondary voltage charged in the electrostatic stray capacitance of the spark plug after spark discharge In a misfire detection device for a gasoline engine, which detects a misfire in the cylinder from the damping characteristic,
The secondary voltage detection circuit is a discharge circuit that discharges the divided voltage of the voltage divider, a zero-point adjustment circuit that returns the divided voltage that has swung in the opposite polarity beyond the zero point to a zero point, and a voltage divider of the voltage divider. Is provided with an interface consisting of an operational amplifier that receives as an input via the discharge circuit and the zero adjustment circuit,
The zero-point adjusting circuit is characterized in that the output terminal is connected to the voltage divider via a backflow prevention diode, and the inverting input terminal is composed of a voltage comparison circuit connected to the voltage divider.
【0005】[0005]
【発明の効果】この発明は、燃焼光センサ、圧力セン
サ、高圧ダイオードは不要であり、構成が簡潔でエンジ
ンへの装着性に優れ、実用性の高い失火検出装置が得ら
れる。また、分圧器の分圧電圧を、演算増幅器の零点に
近接できるので、失火検出の精度が高くなる。さらに、
零点調整回路は、電圧比較回路により構成されるので、
分圧器の分圧電圧が逆極性に振れた場合に速やかに零点
に近接することができる。従って、分圧器に大きな分圧
比を設定した場合に、電圧波形の逆極性への振れが大き
くなっても、その影響を受けることなく、精度良く失火
を検出することができる。According to the present invention, a combustion light sensor, a pressure sensor, and a high-voltage diode are unnecessary, and a misfire detection device having a simple structure, excellent mountability on an engine, and high practicality can be obtained. Further, since the divided voltage of the voltage divider can be brought close to the zero point of the operational amplifier, the accuracy of misfire detection becomes high. further,
Since the zero adjustment circuit is composed of the voltage comparison circuit,
When the divided voltage of the voltage divider swings in the opposite polarity, the zero point can be quickly approached. Therefore, when a large voltage division ratio is set in the voltage divider, even if the deflection of the voltage waveform to the opposite polarity becomes large, the misfire can be detected accurately without being affected by it.
【0006】[0006]
【発明の概要】ガソリン機関では、1回の火花放電タイ
ミングのうち、容量放電による15キロボルト〜35キ
ロボルト程度の高電圧に続いて、誘導放電による数キロ
ボルト程度の火花放電が生じる。この発明では、この火
花放電終了後に、スパークプラグの浮遊静電容量に充電
される二次電圧(失火検出用二次電圧)の減衰特性を解
析して、減衰が早いときは正常燃焼、遅いときは失火と
判別する。SUMMARY OF THE INVENTION In a gasoline engine, a spark discharge of several kilovolts is generated by an inductive discharge following a high voltage of 15 kilovolts to 35 kilovolts by a capacity discharge in one spark discharge timing. In this invention, after the spark discharge is completed, the decay characteristics of the secondary voltage (secondary voltage for misfire detection) charged to the floating capacitance of the spark plug is analyzed, and when the decay is fast, the normal combustion occurs, and when it is late, Discriminates as a misfire.
【0007】失火検出用二次電圧のスパークプラグの浮
遊静電容量への充電は、機関の高速回転時には、火花放
電終了後に点火コイルに残っている電気エネルギーによ
り十分に行われる。機関の低速回転時、電源電圧の低下
時など点火コイルに残存する電気エネルギーが小さいと
きは、火花放電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も良
い。この再通電の遮断時に二次電圧は再び昇圧して、ス
パークプラグの静電浮遊容量に数キロボルトの失火検出
用二次電圧が充電できる。なお、この際、再通電時間の
調節により再昇圧二次電圧のレベルが、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な大
きさ(5〜7キロボルト)となるようにコントロールす
る。Charging of the stray capacitance of the spark plug with the secondary voltage for detecting misfire is sufficiently performed by the electric energy remaining in the ignition coil after the completion of spark discharge when the engine is rotating at high speed. When the electric energy remaining in the ignition coil is small, such as when the engine rotates at low speed or when the power supply voltage drops, during or after the induction discharge period of spark discharge,
A primary current may be passed through the primary circuit of the ignition coil for a short time. When the re-energization is interrupted, the secondary voltage is boosted again, and the electrostatic stray capacitance of the spark plug can be charged with a secondary voltage for detecting misfire of several kilovolts. At this time, the level of the re-boosted secondary voltage is controlled by adjusting the re-energization time so that the series gap such as the rotor gap of the distributor can be destroyed (5 to 7 kilovolts).
【0008】このスパークプラグの静電浮遊容量に充電
された数キロボルトの失火検出用二次電圧の放電時間
(減衰特性)は、スパークプラグの火花放電間隙に、燃
焼により生成したイオンの有無によって異なる。よっ
て、スパークプラグの電極間の電圧波形の減衰特性を、
予め失火、正常着火につき測定してデータとして記憶
し、実際の減衰特性と比較することにより失火が検出で
きる。すなわち、失火時はスパークプラグの電極間にイ
オンが存在せず、充電電荷がイオンを通じて放電されに
くいため、失火検出用二次電圧は正常着火の時より遅く
減衰する。よって、この減衰時間が、正常着火より長い
ことで失火の検出ができる。The discharge time (attenuation characteristic) of the secondary voltage for detecting misfire of several kilovolts charged in the electrostatic stray capacitance of the spark plug differs depending on the presence or absence of ions generated by combustion in the spark discharge gap of the spark plug. . Therefore, the attenuation characteristic of the voltage waveform between the electrodes of the spark plug is
The misfire can be detected by measuring the misfire and the normal ignition in advance and storing them as data, and comparing them with the actual damping characteristics. That is, at the time of misfire, there are no ions between the electrodes of the spark plug, and the charged charges are less likely to be discharged through the ions, so the secondary voltage for misfire detection decays later than during normal ignition. Therefore, misfire can be detected because the decay time is longer than normal ignition.
【0009】この失火検出用二次電圧の検出には、点火
回路の二次回路との間に微小な静電容量を生じる二次電
圧センサと、該二次電圧センサより十分大きい静電容量
を有するコンデンサとからなる静電容量分圧器を使用す
るのが便利である。この静電容量分圧器を用いたとき、
放電回路があったほうが望ましい。In order to detect the secondary voltage for detecting the misfire, a secondary voltage sensor that produces a minute electrostatic capacitance between the secondary circuit of the ignition circuit and an electrostatic capacitance sufficiently larger than the secondary voltage sensor are used. It is convenient to use a capacitive voltage divider consisting of a capacitor with it. When using this capacitance voltage divider,
It is desirable to have a discharge circuit.
【0010】この分圧器の分圧比を小さくすると、二次
電圧波形の変化の縮小度合いも小さくなるため、失火検
出用二次電圧が低レベル(従って二次電圧波形の変化度
合いも小さい)のときの検出精度を高くできる。すなわ
ち、失火検出用二次電圧が数キロボルトのときは、たと
えば分圧比を1/1000として数ボルト程度に分圧で
きることが二次電圧検出回路の演算増幅器の入力として
望ましい。また失火検出用二次電圧が1キロボルト程度
の低レベルのときは、分圧比を1/500程度とすれば
0〜2ボルトの間の二次電圧波形減衰特性を検出するこ
とになる。二次電圧波形減衰特性の検出精度を高くする
には、少なくとも1ボルト以上の二次電圧波形が必要で
あり、これが数百ミリボルト以下となると正確な二次電
圧の減衰特性の検出が困難になる。しかるに、分圧比が
小さいと容量放電時の高電圧の分圧が入力したとき、演
算増幅器が過大電圧で破損する恐れが生じる。このた
め、過大電圧から演算増幅器を保護するために、分圧器
の分圧比を大きくする必要がある。この場合、大きな分
圧比によって縮尺度合いが大きくなり、検出用の二次電
圧レベルが低くなり、また、逆極性への振れが生じて
も、本発明においては、零点への調整を速やかに行うこ
とができるため、分圧器の分圧比が大きくなっても失火
検出の精度を良くすることができる。When the voltage dividing ratio of the voltage divider is reduced, the degree of reduction of the change in the secondary voltage waveform is also reduced. Therefore, when the secondary voltage for misfire detection is at a low level (and therefore the degree of change in the secondary voltage waveform is also small). Detection accuracy can be increased. That is, when the misfire detection secondary voltage is several kilovolts, it is desirable that the voltage division ratio be 1/1000 and the voltage can be divided into about several volts as an input to the operational amplifier of the secondary voltage detection circuit. Further, when the secondary voltage for detecting misfire is at a low level of about 1 kilovolt, if the voltage dividing ratio is set to about 1/500, the secondary voltage waveform attenuation characteristic between 0 and 2 volts will be detected. In order to improve the detection accuracy of the secondary voltage waveform attenuation characteristic, it is necessary to have a secondary voltage waveform of at least 1 volt or more. If this is less than several hundred millivolts, it becomes difficult to detect the secondary voltage waveform attenuation characteristic accurately. . However, if the voltage division ratio is small, the operational amplifier may be damaged by an excessive voltage when a high voltage voltage division during capacity discharge is input. Therefore, it is necessary to increase the voltage division ratio of the voltage divider in order to protect the operational amplifier from the excessive voltage. In this case, the reduction scale becomes large due to the large voltage division ratio, the secondary voltage level for detection becomes low, and even if the deflection to the reverse polarity occurs, in the present invention, the adjustment to the zero point should be performed promptly. Therefore, the accuracy of misfire detection can be improved even if the voltage division ratio of the voltage divider increases.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、点火コイル1、配電器2、スパーク
プラグ3を備えた内燃機関の点火装置を示す。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に接続され、二次回路12は、前記配電器2を介し
てスパークプラグ3に接続されている。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3
1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、失火判別回路7とからなる失火判別装置1
00が接続されている。この実施例では、一次電流断続
手段4がスパークプラグの浮遊静電容量に充電する失火
検出用二次電圧発生手段となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an ignition device for an internal combustion engine equipped with an ignition coil 1, a distributor 2 and a spark plug 3. The primary circuit 11 of the ignition coil 1 is connected to the vehicle-mounted power source V and the primary current disconnecting means 4, and the secondary circuit 12 is connected to the spark plug 3 via the distributor 2. Rotor gap 21 of distributor 2 and spark discharge gap 3 of spark plug 3
A misfire discriminating apparatus 1 including a voltage divider 5, a secondary voltage detecting circuit 6, and a misfire discriminating circuit 7 in a secondary circuit 12 between
00 is connected. In this embodiment, the primary current interrupting means 4 serves as a misfire detecting secondary voltage generating means for charging the floating capacitance of the spark plug.
【0012】一次電流断続手段4は、スイッチング素子
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。分圧器5は、点火
コイル1の二次回路12に近接して配された二次電圧セ
ンサ51と、該二次電圧センサ51とアースとの間に接
続したコンデンサ52とを有する。The primary current interrupting means 4 comprises a switching element 41 and a signal generator 42, detects the crank angle and throttle opening of the engine, and the spark discharge timing becomes an ignition advance angle adapted to the load and the rotational speed of the engine. So that the primary current is intermittent. The voltage divider 5 has a secondary voltage sensor 51 arranged near the secondary circuit 12 of the ignition coil 1 and a capacitor 52 connected between the secondary voltage sensor 51 and the ground.
【0013】この実施例では、二次電圧センサ51は二
次回路12の高電圧リードとの間に5pF(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
り、コンデンサ52は2500〜5000pFの静電容
量のものである。このため、分圧器5は、二次回路12
に生じた二次電圧を1/500〜1/1000に分圧す
る。分圧比が1/1000の場合、最高35キロボルト
の容量放電による二次電圧は35ボルトとなり、数キロ
ボルトの失火検出用二次電圧は数ボルトとなって二次電
圧検出回路6に入力する。In this embodiment, the secondary voltage sensor 51 comprises a conductor arranged to create a 5 pF (picofarad) capacitance with the high voltage lead of the secondary circuit 12, and the capacitor 52 comprises 2500. The capacitance is about 5000 pF. Therefore, the voltage divider 5 includes the secondary circuit 12
The secondary voltage generated in 1 is divided into 1/500 to 1/1000. When the voltage division ratio is 1/1000, the secondary voltage due to capacitive discharge of 35 kV at maximum becomes 35 V, and the secondary voltage for misfire detection of several KV becomes several V and is input to the secondary voltage detection circuit 6.
【0014】この発明のように静電容量比による分圧器
5を用いると、分圧電圧が分圧器5に充電されるため、
コンデンサ52に充電された電荷を、つぎの点火タイミ
ングまでに所定の時定数で放電させる放電回路を設ける
ことが望ましい。When the voltage divider 5 based on the capacitance ratio is used as in the present invention, the divided voltage is charged in the voltage divider 5,
It is desirable to provide a discharge circuit for discharging the electric charge charged in the capacitor 52 with a predetermined time constant by the next ignition timing.
【0015】この実施例では、分圧比を1/1000と
して図2に示すように分圧器5とアースとの間に1.2
メガオーム(MΩ)の抵抗R1 を有する前記放電回路5
4とし、分圧器5の放電時定数を6ms(ミリ秒)に設
定している。なお、失火検出用二次電圧の減衰時間は、
正常燃焼時において最大2msとなり、失火時はそれに
比較して十分長い。よって、失火の判別を確実に行うた
めには上記放電時定数は、減衰時間2msを余裕をもっ
て含む必要があるため、あまり短く設定できない。In this embodiment, the voltage dividing ratio is 1/1000, and the voltage dividing ratio between the voltage divider 5 and the ground is 1.2, as shown in FIG.
The discharge circuit 5 having a resistance R1 of mega ohm (MΩ)
4, the discharge time constant of the voltage divider 5 is set to 6 ms (millisecond). The decay time of the secondary voltage for misfire detection is
The maximum is 2 ms at the time of normal combustion, and it is sufficiently long at the time of misfire. Therefore, the discharge time constant cannot be set too short because the discharge time constant must include the decay time of 2 ms in order to reliably determine misfire.
【0016】インターフェース50は、演算増幅器53
と、前記分圧器5の出力端子と演算増幅器53の入力端
子との間に設けられた放電回路54と、演算増幅器53
の入力端子と前記分圧器5との間に設けた零点調整回路
56とからなる。上記分圧比は、失火検出精度の向上の
観点から小さいことが望ましいが1/500より小さく
する必要はない。また1/3000であると失火検出精
度が低下しはじめる。よって1/500〜1/3000
の範囲、望ましくは1/500〜1/1000の範囲に
設定する。The interface 50 includes an operational amplifier 53.
And a discharge circuit 54 provided between the output terminal of the voltage divider 5 and the input terminal of the operational amplifier 53, and the operational amplifier 53.
And a zero-point adjusting circuit 56 provided between the input terminal and the voltage divider 5. The partial pressure ratio is preferably small from the viewpoint of improving the accuracy of misfire detection, but it is not necessary to make it smaller than 1/500. If it is 1/3000, the accuracy of misfire detection starts to decrease. Therefore 1/500 to 1/3000
The range is preferably set to 1/500 to 1/1000.
【0017】失火時にスパークプラグ3の浮遊静電容量
に蓄積された電荷が減衰せず、排気行程の後半で放電し
たような場合、二次電圧波形は図3の(イ)に示す如
く、たとえば失火検出用二次電圧が5msと長く持続す
る。この場合、分圧器5の出力電圧は、図3の(ロ)に
示す如く、前記放電回路54による放電で電圧が降下す
る。この状態で(イ)に示す如く二次回路の失火検出用
二次電圧が0ボルトに降圧すると、分圧電圧に二次電圧
波形は(ロ)に示す如く、基準値が零点より逆極性(マ
イナス側)に大きく沈む。このため、つぎの点火タイミ
ングにおける二次電圧波形は、零点から大きく逆極性に
沈んだ位置からもどすため、零点を基準とする演算増幅
器53では二次電圧波形の検出が困難となる。When the electric charge stored in the floating capacitance of the spark plug 3 is not attenuated at the time of misfire and is discharged in the latter half of the exhaust stroke, the secondary voltage waveform is, for example, as shown in FIG. The secondary voltage for misfire detection lasts as long as 5 ms. In this case, the output voltage of the voltage divider 5 is lowered by the discharge by the discharge circuit 54 as shown in FIG. In this state, when the secondary voltage for misfire detection of the secondary circuit is stepped down to 0 volt as shown in (a), the secondary voltage waveform of the divided voltage has a reverse polarity (zero) from the zero point as shown in (b). It greatly sinks on the minus side. For this reason, the secondary voltage waveform at the next ignition timing is returned from the position where the zero point largely sinks to the opposite polarity, so that it becomes difficult for the operational amplifier 53 based on the zero point to detect the secondary voltage waveform.
【0018】このため、この発明では、分圧器5の零点
調整回路(コンデンサ52に充電する)56を設けてい
る。この零点調整回路56は、単一電源において非反転
入力端子が接地されたコンパレータ57による電圧比較
回路と、コンパレータ57の出力端子にアノード側が直
列接続された逆流防止用ダイオードD1とからなり、コ
ンパレータ57の反転入力端子および逆流防止用ダイオ
ードD1のカソードがともに分圧器5の出力に接続され
ている。なお、コンパレータ57は出力端子が抵抗器R
2を介して電源と接続されたオープンコレクタの専用の
コンパレータICを用いた。この回路構成により、分圧
器5の出力電圧が、零点より逆極性へ振れて沈み込んだ
場合には、その逆極性の電圧がコンパレータ57の反転
入力端子に入力されるため、コンパレータ57の出力が
正極性に反転して逆流防止用ダイオードD1のカソード
と接続された分圧器5のコンデンサ52が抵抗器R2に
よる時定数(0.01ms)で充電される。Therefore, in the present invention, the zero-point adjusting circuit (which charges the capacitor 52) 56 of the voltage divider 5 is provided. The zero-point adjusting circuit 56 is composed of a voltage comparing circuit including a comparator 57 whose non-inverting input terminal is grounded in a single power source, and a backflow preventing diode D1 whose anode terminal is connected in series to the output terminal of the comparator 57. The inverting input terminal and the cathode of the backflow prevention diode D1 are both connected to the output of the voltage divider 5. The output terminal of the comparator 57 is a resistor R
A dedicated open-collector comparator IC connected to the power source through 2 was used. With this circuit configuration, when the output voltage of the voltage divider 5 swings from the zero point to the opposite polarity and sinks, the voltage of the opposite polarity is input to the inverting input terminal of the comparator 57, so that the output of the comparator 57 is output. The capacitor 52 of the voltage divider 5 which is inverted to the positive polarity and connected to the cathode of the backflow prevention diode D1 is charged with the time constant (0.01 ms) of the resistor R2.
【0019】この零点調整回路56の作用により、図3
の(ハ)に示すごとく、前記マイナス側に沈んだ二次電
圧の基準レベルは、つぎの点火タイミングまでに、0ボ
ルトに回復する。よって、二次電圧波形の始点が零点か
ら逆極性に大きく沈んだ位置から開始する状態が防止で
き、上記レベルの低い二次電圧波形も正確に検出でき
る。この零点調整回路56の時定数は、機関の高速運転
時においても確実に分圧器5の零点への復帰を行うため
に0.1ms以下、望ましくは0.05ms以下に設定
する。As a result of the operation of the zero adjustment circuit 56, FIG.
As shown in (C), the reference level of the secondary voltage sunk on the minus side is restored to 0 volt by the next ignition timing. Therefore, it is possible to prevent a state where the starting point of the secondary voltage waveform starts from a position where the starting point of the secondary voltage waveform is largely depressed from the zero point to the opposite polarity, and the secondary voltage waveform having a low level can be accurately detected. The time constant of the zero-point adjusting circuit 56 is set to 0.1 ms or less, preferably 0.05 ms or less in order to surely return the voltage divider 5 to the zero point even during high-speed operation of the engine.
【0020】図4に示すように二次電圧検出回路6は、
分圧器5の出力を整形するための、インターフェース5
0と、該インターフェース50の出力を入力とするとと
もに、前記シグナルジェネレータ42の一次電圧のオン
(ハイレベルへの反転)信号でリセットされるピークホ
ールド回路61と、その出力を例えば1/3に分圧して
基準電圧vとする分圧回路62と、前記分圧器5の分圧
と基準電圧vとを比較する比較器63とからなり、分圧
器5により分圧された二次電圧波形のうち一定レベル以
上の電圧の持続時間tを検出する。As shown in FIG. 4, the secondary voltage detection circuit 6 is
Interface 5 for shaping the output of voltage divider 5
0, the output of the interface 50 is input, and the peak hold circuit 61 is reset by the ON signal (inversion to high level) of the primary voltage of the signal generator 42, and its output is divided into, for example, 1/3. It is composed of a voltage dividing circuit 62 for compressing the voltage to obtain the reference voltage v, and a comparator 63 for comparing the voltage division of the voltage divider 5 with the reference voltage v, which is constant among the secondary voltage waveforms divided by the voltage divider 5. The duration t of the voltage above the level is detected.
【0021】失火判別回路7は、予め実験または計算に
より求めたデータと前記持続時間tとを比較し、火花放
電波形の持続時間tが設定値以上のとき失火と判別す
る。The misfire discrimination circuit 7 compares the data obtained in advance by experiments or calculations with the duration t, and discriminates a misfire when the duration t of the spark discharge waveform is equal to or more than a set value.
【0022】作用を図5とともに説明する。シグナルジ
ェネレータ42でに示す一次電流断続のためのパルス
信号を出力し、のごとき一次電流を一次回路11に生
じさせる。幅h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、0.5〜1.5ms程度の遅延時間
iだけ遅延した幅の小さいパルス波bは、スパークプラ
グ3の浮遊静電容量に充電するための失火検出用二次電
圧発生用の信号である。The operation will be described with reference to FIG. A pulse signal for interrupting the primary current shown by the signal generator 42 is output, and a primary current such as is generated in the primary circuit 11. The pulse wave a having a large width h is a signal for generating a spark discharge in the spark plug 3, and has a small width delayed by a delay time i of about 0.5 to 1.5 ms after the end of the pulse wave a. The pulse wave b is a signal for generating a secondary voltage for detecting a misfire for charging the floating capacitance of the spark plug 3.
【0023】シリーズギャップとしてローターギャップ
21を使用する点火回路では、配電器2のロータとサイ
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。このため、エンジンの高速運転時は、パ
ルスの幅hおよび遅延時間iは短く設定され、6000
rpmでは火花放電持続時間は0.5〜0.7ms程度
が適当である。In the ignition circuit using the rotor gap 21 as the series gap, the proximity time between the rotor of the distributor 2 and the side electrode varies depending on the engine speed. Therefore, during high-speed operation of the engine, the pulse width h and the delay time i are set to be short and 6000
A suitable spark discharge duration of about 0.5 to 0.7 ms at rpm.
【0024】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。スパー
クプラグ3で正常に火花放電がなされ、着火、燃焼が生
じたときは、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、これにつづき誘導放電に
よるなだらかな電圧波形qが生じる。Due to the interruption of the primary current, the secondary circuit 12
The secondary voltage shown in is generated in the ignition coil 1. When the spark plug 3 normally discharges sparks and ignites and burns, the spark discharge starts due to the high voltage p generated at the end of the pulse wave a, followed by a gentle voltage waveform due to the induction discharge. q occurs.
【0025】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が生じて火
花放電継続中では、火花放電が中断する。この一次コイ
ルへの通電停止後、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の幅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。Corresponding to the rise of the pulse wave b, a positive waveform r due to the back electromotive force is generated in the secondary circuit 12, and the spark discharge is interrupted while the spark discharge is continuing. After the power supply to the primary coil is stopped, 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 is impossible when the burning fuel ions do not exist in the spark discharge gap 31 of the spark plug 3. Set to 7 kilovolts.
【0026】これにより、分圧器5で分圧された二次電
圧波形は、図2のに示ような波形が生じる。また配電
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10〜20pF)に充電された二次電圧(前記
プラグ電圧)は、に示すごとく、正常に着火した場合
と、失火したときとで減衰時間に差が生じる。すなわ
ち、失火したときは緩やかに降圧する電圧波形となり、
正常着火したときは、s1 の如く急速に減衰する二次電
圧波形となる。As a result, the secondary voltage waveform divided by the voltage divider 5 has a waveform as shown in FIG. The secondary voltage (the plug voltage) charged between the rotor gap 21 of the distributor 2 and the spark discharge gap 31 of the spark plug 3 mainly to the electrostatic capacitance of the spark plug 3 (usually 10 to 20 pF) is As shown in ,, there is a difference in the decay time between the case of normal ignition and the case of misfiring. In other words, when a misfire occurs, the voltage waveform gradually drops,
When normally ignited, it has a secondary voltage waveform that rapidly attenuates as in s 1 .
【0027】二次電圧検出回路6は、上記火花放電時の
二次電圧波形p、qおよび失火検出時のs1 の減衰時間
をつぎのように検出する。ピークホールド回路61は、
分圧器5により分圧された各二次電圧波形のピーク値を
ホールドし、該ピークホールド値の1/3のレベルを基
準電圧vとして、前記各二次電圧波形と基準電圧vとを
比較する。すなわち、に示すごとく、失火検出のため
のイオン電流波形検出用の基準電圧vと、二次電圧波形
p、qおよびs1 とを比較し、各基準電圧以上の二次電
圧の時間を検出し、パルス波t1 、t2 を失火判別回路
7に出力する。失火判別回路7は、点火用二次電圧波形
の設定レベル以上の値の幅および検出用二次電圧の減衰
時間である各パルス波形の幅が、予め実験的または計算
により求めたデータと比較し、設定時間以上のとき失火
が生じたと判別する。The secondary voltage detection circuit 6 detects the decay time of the secondary voltage waveforms p and q at the time of spark discharge and s 1 at the time of misfire detection as follows. The peak hold circuit 61 is
The peak value of each secondary voltage waveform divided by the voltage divider 5 is held, and the level of 1/3 of the peak hold value is used as the reference voltage v, and each secondary voltage waveform is compared with the reference voltage v. . That is, as shown in, the reference voltage v for detecting the ion current waveform for detecting misfire and the secondary voltage waveforms p, q and s 1 are compared to detect the time of the secondary voltage equal to or higher than each reference voltage. , Pulse waves t 1 and t 2 are output to the misfire determination circuit 7. The misfire determination circuit 7 compares the width of the ignition secondary voltage waveform with a value equal to or higher than the set level and the width of each pulse waveform, which is the decay time of the detection secondary voltage, with data obtained in advance by experiment or calculation. , It is determined that a misfire has occurred when the time is longer than the set time.
【0028】上記実施例においては、シリーズギャップ
として配電器2のローターギャップ21を用いている
が、配電器を備えない、ディストリビュータ・レス・イ
グナイタにおいては、二次回路に逆流防止ダイオードを
設ける必要がある。またイオン検出用電圧発生手段は、
一次電流断続手段とは別に設けられていても良い。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、プラグ電圧はプラスの電位に設定してお
くことが望ましい。上記実施例では、零点調整回路の電
圧比較回路として、専用のコンパレータICを用いた
が、図6に示すとおりオペアンプOPを用いてもよい。
この場合、オペアンプOPの出力端子には、抵抗器R3
が接続され、ダイオードD1のアノード側が抵抗器R3
に直列接続されている。In the above embodiment, the rotor gap 21 of the distributor 2 is used as the series gap. However, in a distributorless igniter that does not have a distributor, it is necessary to provide a backflow prevention diode in the secondary circuit. is there. Further, the voltage generating means for ion detection is
It may be provided separately from the primary current interrupting means. 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. Although the dedicated comparator IC is used as the voltage comparison circuit of the zero adjustment circuit in the above embodiment, an operational amplifier OP may be used as shown in FIG.
In this case, the resistor R3 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP.
Is connected, and the anode side of the diode D1 is a resistor R3.
Are connected in series.
【図1】この発明の失火検出装置を装着した火花点火機
関の点火回路図である。FIG. 1 is an ignition circuit diagram of a spark ignition engine equipped with a misfire detection device of the present invention.
【図2】零点調整回路の一実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a zero adjustment circuit.
【図3】失火検出装置の零点調整回路の作動説明のため
の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the zero adjustment circuit of the misfire detection device.
【図4】二次電圧検出装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a secondary voltage detection device.
【図5】失火検出装置の作動説明のための波形図であ
る。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the misfire detection device.
【図6】零点調整回路の他の実施例を示す回路図であ
る。FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the zero adjustment circuit.
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(静電容量分圧器) 6 二次電圧検出回路 7 失火判別回路(判別回路) 50 インターフェース 53 演算増幅器 54 放電回路 56 零点調整回路 57 コンパレータ(電圧比較回路) D1 逆流防止用ダイオード R2 抵抗器 1 Ignition coil 2 Distributor 3 Spark plug 4 Primary current interrupting device 5 Voltage divider (capacitance voltage divider) 6 Secondary voltage detection circuit 7 Misfire determination circuit (determination circuit) 50 Interface 53 Operational amplifier 54 Discharge circuit 56 Zero adjustment circuit 57 Comparator (voltage comparison circuit) D1 Reverse current prevention diode R2 Resistor
Claims (1)
を検出するための静電容量分圧器と、分圧された二次電
圧波形を検出する二次電圧検出回路と、前記二次電圧波
形の減衰特性により失火の有無を判別する判別回路とか
らなり、火花放電後にスパークプラグの静電浮遊容量に
充電される二次電圧の減衰特性を検出し、該減衰特性か
ら気筒内の失火を検出するガソリン機関の失火検出装置
において、 前記二次電圧検出回路は、前記分圧器の分圧電圧を放電
する放電回路と、零点を越えて逆極性に振れた前記分圧
電圧を零点に戻す零点調整回路と、前記分圧器の分圧
を、前記放電回路および前記零点調整回路を介して入力
とする演算増幅器とからなるインターフェースを備え、
前記零点調整回路は、逆流防止用ダイオードを介して出
力端子が前記分圧器に接続され、反転入力端子が前記分
圧器に接続された電圧比較回路からなることを特徴とす
るガソリン機関の失火検出装置。1. A capacitance voltage divider for detecting a secondary voltage generated in a secondary circuit of an ignition circuit, a secondary voltage detection circuit for detecting a divided secondary voltage waveform, and the secondary voltage detector. It consists of a judgment circuit that judges whether or not there is a misfire based on the attenuation characteristic of the voltage waveform.It detects the attenuation characteristic of the secondary voltage charged in the electrostatic stray capacitance of the spark plug after a spark discharge and detects the misfire in the cylinder from the attenuation characteristic. In the misfire detection device for a gasoline engine, the secondary voltage detection circuit returns the divided voltage oscillated in a reverse polarity beyond a zero point to a zero point with a discharge circuit that discharges the divided voltage of the voltage divider. An interface including a zero-point adjusting circuit and an operational amplifier that receives the voltage division of the voltage divider via the discharge circuit and the zero-point adjusting circuit is provided.
The zero-point adjusting circuit comprises a voltage comparison circuit having an output terminal connected to the voltage divider via a backflow prevention diode and an inverting input terminal connected to the voltage divider, and a misfire detecting device for a gasoline engine. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23129193A JPH0783155A (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Misfire detecting device of gasoline engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23129193A JPH0783155A (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Misfire detecting device of gasoline engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783155A true JPH0783155A (en) | 1995-03-28 |
Family
ID=16921310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23129193A Pending JPH0783155A (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Misfire detecting device of gasoline engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783155A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064162A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | Combustion state determination method of spark ignition internal combustion engine |
| CN114965573A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 中国计量大学 | Low-static spark energy generation and measurement method |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23129193A patent/JPH0783155A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064162A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | Combustion state determination method of spark ignition internal combustion engine |
| CN102575634A (en) * | 2009-09-18 | 2012-07-11 | 大发工业株式会社 | Combustion state judging method of spark ignition type internal combustion engine |
| CN114965573A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 中国计量大学 | Low-static spark energy generation and measurement method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2732971B2 (en) | Gasoline engine misfire detector | |
| US5365910A (en) | Misfire detector for use in internal combustion engine | |
| EP0847495A1 (en) | Method for ignition control in combustion engines | |
| EP0587455A2 (en) | Misfire detector using different methods for high and low engine speeds | |
| JP2558962B2 (en) | Misfire detection device for spark ignition engine | |
| JP3068274B2 (en) | Gasoline engine misfire detector | |
| JPH0544624A (en) | Detection device for combustion condition of gasoline engine and flying spark miss | |
| JPH05312094A (en) | Gasoline engine combustion condition detector | |
| JPH0783155A (en) | Misfire detecting device of gasoline engine | |
| JP2564058B2 (en) | Misfire detection device for spark ignition engine | |
| JPH06167268A (en) | Misfire detection device for gasoline engine | |
| JP2523255B2 (en) | Secondary voltage detector for gasoline engine | |
| JP3031764B2 (en) | Gasoline engine misfire detector | |
| JP2525971B2 (en) | Misfire detection device for spark ignition engine | |
| JP2525979B2 (en) | Gasoline engine combustion condition detector | |
| JP2535699B2 (en) | Misfire detection device for gasoline engine | |
| JP2823976B2 (en) | Spark plug insulation reduction and combustion state detection device | |
| JP3068267B2 (en) | Ignition device with misfire detection device for gasoline engine | |
| JPH0552176A (en) | Misfire detection device for gasoline engine | |
| JPH06272609A (en) | Misfire detection device for gasoline engine | |
| JP3080199B2 (en) | Spark plug insulation drop detector | |
| JPH0526097A (en) | Ignition device with misfire detection device for gasoline engine | |
| JPH05312095A (en) | Gasoline engine combustion condition detector | |
| JPH07103124A (en) | Misfire detection device for gasoline engine | |
| JPH05312132A (en) | Misfire detection device for gasoline engine |