(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に設けられる点火プラグのくすぶり状態を診断する内燃機関の点火プラグ診断装置において、
前記点火プラグに対する一定の点火信号通電中に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、
前記点火信号の通電終了に基づく前記点火プラグの放電の終了後に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、
前記第１の電流検出手段による電流検出態様に基づいて前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定されたときにのみ前記第２の電流検出手段による電流検出態様に基づいて前記点火プラグのくすぶりの進行度合を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火プラグ診断装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が第１の値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の第２の値以上への持続期間の長短に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定する
請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が所定値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の減衰度合の大小に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定する
請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が第１の値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の第２の値以上への持続期間の長短及び減衰度合の大小に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定する
請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に設けられる点火プラグを診断する装置に係り、詳しくは点火プラグのくすぶりの進行度合を診断する内燃機関の点火プラグ診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車エンジン等に使用される内燃機関は、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の４行程により、ピストンの２回の往復移動をクランクシャフトの２回転に変換して出力を得るようになっている。そして近年、内燃機関のこのような行程は電子制御装置により厳密に制御され、管理されている。
【０００３】
ところで、こうした内燃機関にあっては、その各気筒の圧縮行程において圧縮された燃料（混合気）が次の膨張（燃焼）行程において最適且つ確実に燃焼されないと、他の気筒に対して異常な負荷がかかったり、未燃ガス流出による種々の障害をもたらすことがある。したがって、内燃機関の安定した運転を確保するためには、各気筒において確実に燃焼が行われたか否か、すなわち失火の有無を判定する必要がある。そしてこのような失火判定をする手段として、イオン検出回路が知られている。
【０００４】
膨張（燃焼）行程においては、内燃機関に設けられる電子制御装置からの点火信号ＩＧｔに基づき、燃焼室内に設けられる点火プラグを放電させて燃料（混合気）を燃焼している。上記イオン検出回路は、この燃料（混合気）の燃焼に伴って燃焼室内に生じるイオンをイオン電流として検出するものである。そしてこのとき検出されるイオン電流の有無により、失火の判定を行う。なお、上記点火プラグは上記イオン検出回路の一部を構成している。
【０００５】
次に、上記点火信号ＩＧｔ及び上記イオン電流（イオン検出信号Ｉi ）の関係について、図４に示すタイムチャートに基づき説明する。
図４（ａ）に示すように、点火信号ＩＧｔは所定のタイミングでオンとされた後、オフとされる。ここで、点火信号ＩＧｔがオフとされるタイミングで、燃焼室内の燃料（混合気）が燃焼される。そして、この燃焼時及び燃焼後に検出されるイオン検出信号Ｉi は、図４（ｂ）にその正負を反転して、またそのレベルを拡大して示すように、前記点火信号ＩＧｔオフ後に所定のピークを有している。このようなイオン検出信号Ｉi の有無により、失火の判定が行われることは前述のとおりである。そしてこの判定において、失火すなわち上記イオン検出信号Ｉi の無しが認められた場合、電子制御装置はそれに対処すべく適宜の処理を行う。
【０００６】
ところで、前記点火プラグにあってはその絶縁碍子の表面にカーボンなどの物質が付着して同点火プラグの電極間の抵抗値（絶縁抵抗）が低下する、いわゆるくすぶりが発生することがある。この場合、図４（ｄ）〜（ｉ）に示すようにイオン検出信号Ｉi として、上記抵抗値の低下に伴う漏洩電流を含む信号が検出される。この漏洩電流を含む検出信号Ｉi が検出されるときには、失火が発生するまでくすぶりが進行している可能性があると思われるものの、イオン検出信号Ｉi としての検出値があるために、正常燃焼がされたものと誤判断されることとなる。
【０００７】
そこで従来、例えば特開平４−２５９６７１号公報に記載された装置に見られるように、点火信号ＩＧｔがオンされているときの点火プラグの電極間に流れる電流（漏洩電流）の有無により点火プラグのくすぶりの発生を検出し、くすぶりの発生が検出されたときにはイオン検出信号Ｉi に基づく失火判定を無効化することも知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、失火が発生するまでくすぶりが進行する可能性があることは前述のとおりであり、失火がはなはだしく発生した場合、燃焼に供されずに排気通路に排出された燃料が同排気通路に設けられる触媒コンバータで燃焼することがある。そしてこのような燃料の燃焼は、上記触媒コンバータを過加熱に至らしめるおそれがあった。
【０００９】
ところが上記従来の装置にあっては、漏洩電流に基づきくすぶりの有無は検出されるものの、上記触媒コンバータの過加熱に至るようなくすぶり状態、すなわちくすぶりの進行度合については何ら検出することができなかった。
【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の燃焼室に設けられる点火プラグのくすぶりの進行度合を的確に診断することのできる内燃機関の点火プラグ診断装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、請求項１記載の発明は、内燃機関の燃焼室に設けられる点火プラグのくすぶり状態を診断する内燃機関の点火プラグ診断装置において、前記点火プラグに対する一定の点火信号通電中に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、前記点火信号の通電終了に基づく前記点火プラグの放電の終了後に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１の電流検出手段による電流検出態様に基づいて前記点火プラグにくすぶりが発生していると判定されたときにのみ前記第２の電流検出手段による電流検出態様に基づいて前記点火プラグのくすぶりの進行度合を判定する判定手段とを備えることをその要旨とするものである。
【００１２】
同構成にあって、第１の電流検出手段は、点火プラグに対する一定の点火信号通電中（イグニションコイルへの一次電流通電時）に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する。すなわち、点火プラグにくすぶりが発生し、そのくすぶりによって電極間に漏洩電流が流れる場合、その漏洩電流が該第１の電流検出手段によって検出される。一方、第２の電流検出手段は、点火信号の通電終了に基づく点火プラグの放電の終了後に同点火プラグの電極間に流れる電流を検出する。すなわち、点火プラグの放電によって混合気が燃焼に至れば上記燃焼室内にはイオンが発生し、その発生したイオンに基づいて点火プラグの電極間にはイオン電流が流れる。そしてこの点火プラグ電極間に流れるイオン電流が該第２の電流検出手段によって検出される。ただし、点火プラグにくすぶりが発生していて漏洩電流が流れる場合には、同第２の電流検出手段によって検出される電流の挙動も上記イオンの発生に基づき流れる電流（イオン電流）の挙動とは大きく異なったものとなる。また、その漏洩電流に基づく電流の挙動も、点火プラグのくすぶりの度合に応じて変化する。したがって同構成によるように、これら第１及び第２の電流検出手段による電流検出態様を併せて監視することで、点火プラグのくすぶり発生の有無のみならず、その進行度合についても的確な判定を行うことができるようになる。さらに、点火プラグに実際にくすぶりが発生しているときにのみその進行度合についての判定が行われるため、第２の電流検出手段による電流検出態様のみで該判定を行うと誤判定のおそれがあるが、判定精度を高めることができ、また、くすぶりが発生する以前は該判定にかかる不要な演算を割愛して、判定手段としての演算負担を軽減することができるようにもなる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置において、前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が第１の値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の第２の値以上への持続期間の長短に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定することをその要旨とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置において、前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が所定値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の減衰度合の大小に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定することをその要旨とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の点火プラグ診断装置において、前記判定手段は、前記第１の電流検出手段により検出される電流値が第１の値以上となるときの前記第２の電流検出手段により検出される電流値の第２の値以上への持続期間の長短及び減衰度合の大小に基づいて前記くすぶりの進行度合の大小を判定することをその要旨とするものである。
【００１６】
点火プラグにくすぶりが発生しているときに上記第２の電流検出手段によって検出される電流の挙動としては、くすぶりの進行とともにその電流値が所定値（第２の値）以上に持続される期間が長くなり、更にくすぶりが進行している場合には、該持続された電流値がその進行の度合に応じて大きく減衰していくことが発明者等によって確認されている。したがってこれら請求項２乃至４に記載の発明にかかる上記各構成によれば、上記第２の電流検出手段によって検出される電流のこうした特性に鑑みた同くすぶりの進行度合についてのより詳細な判定を行うことができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の点火プラグ診断装置を具体化した一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は内燃機関としての４気筒ガソリンエンジン１のシステム構成図である。このエンジン１はシリンダブロック１ａを備え、シリンダブロック１ａには４つ（図１には１つのみ図示）のシリンダ２が設けられている。各シリンダ２にそれぞれ往復移動可能に設けられたピストン３は、エンジンの出力軸であるクランクシャフト１０にコンロッド３ａを介して連結され、そのコンロッド３ａによりピストン３の往復移動がクランクシャフト１０の回転へと変換されるようになっている。
【００１９】
シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが取り付けられている。各シリンダ２においてピストン３の上端とシリンダヘッド１ｂとの間には燃焼室４が形成される。各燃焼室４に対応して設けられた点火プラグ１１は燃焼室４に導入された混合気に点火する。同様に各燃焼室４に対応して設けられた吸気ポート５ａ及び排気ポート６ａは、それぞれ吸気通路５及び排気通路６の一部を構成する。各燃焼室４に対応して設けられた吸気バルブ７及び排気バルブ８は各ポート５ａ，６ａをそれぞれ開閉する。各バルブ７，８はそれぞれ吸気側カムシャフト３１又は排気側カムシャフト３２の回転に伴い、同シャフト３１，３２に設けられたカム（図示略）が回転することによって開閉動作する。各カムシャフト３１，３２の先端に各々設けられたタイミングプーリ３３，３４はタイミングベルト３５を介してクランクシャフト１０に連結されている（クランクシャフト１０との連結態様については図示略）。
【００２０】
すなわち、エンジン１の運転時に、クランクシャフト１０の回転力はタイミングベルト３５及び各タイミングプーリ３３，３４を介して各カムシャフト３１，３２に伝達される。各カムシャフト３１，３２が回転することにより、各バルブ７，８が作動する。各バルブ７，８はクランクシャフト１０の回転に同期して、すなわち各ピストン３の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。
【００２１】
なお、シリンダブロック１ａには、エンジン１の冷却水の水温（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ１５が取り付けられている。
前記吸気通路５の一部には、吸気の脈動を抑えるためのサージタンク１６が設けられ、そのサージタンク１６には吸気圧ＰＭを検出するダイヤフラム式の吸気圧センサ１７が取付けられている。サージタンク１６の上流側には、アクセルペダル２１の操作に基づいて開閉されるスロットルバルブ１８が設けられており、このスロットルバルブ１８の開閉により吸気通路５への吸入空気量が調節される。スロットルバルブ１８の近傍には、そのスロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ１９と、そのスロットルバルブ１８が全閉状態のときオンとなるアイドルスイッチ２０が取付けられている。
【００２２】
また、前記スロットルバルブ１８の上流側にはエアクリーナ２３が配設され、そのエアクリーナ２３の近傍には、吸気温ＴＨＡを検出するための吸気温センサ２４が取付けられている。
【００２３】
一方、前記排気通路６には、排気ガス（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx ）を浄化するための三元触媒コンバータ２６が取り付けられている。
また、エンジン１には回転速度センサ２７及びクランク角度基準位置センサ２８が設けられている。回転速度センサ２７はエンジン１（クランクシャフト１０）の回転速度Ｎｅを検出する。また、クランク角度基準位置センサ２８は特定気筒におけるクランクシャフト１０の回転角度（クランク角）の基準位置（例えば圧縮上死点）を検出する。
【００２４】
前記点火プラグ１１にはイグナイタ１３から出力される高電圧が印加される。点火プラグ１１の点火タイミングは、イグナイタ１３からの高電圧出力タイミングにより決定される。そして、エンジン１は点火プラグ１１により、吸気通路５からの吸入空気とインジェクタ９から噴射される燃料とからなる混合気を燃焼室４内で爆発させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気バルブ８を介して排気通路６へ排出する。
【００２５】
ちなみにイグナイタ１３内には後述するイオン検出回路の一部が設けられており、点火後に発生するイオン電流は同検出回路により検出される。
次に、こうしたエンジンシステムを統括制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）６１の構成について図２のブロック図に従って説明する。
【００２６】
図２に示すように、このＥＣＵ６１は、デジタルコンピュータからなっており、バス６２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６４、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）６５、入力ポート６６及び出力ポート６７を有している。
【００２７】
ＣＰＵ６５は演算処理回路からなり、ＲＯＭ６４に予め記憶された制御プログラム及び初期データ等に従って各種演算処理を実行する。ＲＡＭ６３はＣＰＵ６５による演算結果を一時的に記憶する。
【００２８】
前記水温センサ１５、吸気圧センサ１７、スロットルセンサ１９、アイドルスイッチ２０、吸気温センサ２４、回転速度センサ２７及びクランク角度基準位置センサ２８等からの検出信号は入力ポート６６に入力される。なお、イグナイタ１３内にその一部が構成される前記イオン検出回路において検出されたイオン電流も同様に、入力ポート６６に入力される。これらセンサ等１３，１５，１７，１９，２０，２４，２７，２８により、エンジン１の運転状態が検出されている。
【００２９】
一方、出力ポート６７は、各々対応する駆動回路等を介して各インジェクタ９及び各イグナイタ１３等に接続されている。また、同出力ポート６７は、後述する点火プラグ１１の診断において危険くすぶりと判定された場合に点灯されるランプ１４にも接続されている。このランプ１４は運転席のダッシュボードに組み付けられており、同ランプ１４の表示により、運転者は点火プラグ１１の診断結果を知る。そして、ＥＣＵ６１は各センサ等１３，１５，１７，１９，２０，２４，２７，２８からの検出信号に基づき、ＲＯＭ６４内に格納された制御プログラム及び初期データ等に従い、インジェクタ９、イグナイタ１３及びランプ１４等を好適に制御する。
【００３０】
次に、上記イグナイタ１３及び前記点火プラグ１１等により構成される前述のイオン検出回路について、図３に基づき説明する。
同図３に示すように、このイオン検出回路４０は大きくは、電源４１、前記イグナイタ１３及び前記点火プラグ１１により構成されている。そしてイグナイタ１３内は更に、イグニションコイル４２、イグナイタ回路４３及びイオン検出回路部４４によって構成されている。
【００３１】
イグニションコイル４２は一次巻線４２ａ及び二次巻線４２ｂを有している。また、イグナイタ回路４３はドライブ回路４６及びパワートランジスタ４７を有している。また、イオン検出回路部４４はコンデンサ４８、ツェナーダイオード４９，５０、抵抗器５１、反転増幅器５２、Ｖ／Ｉ（電圧／電流）変換器５３及び出力端子５５を有している。
【００３２】
このような構成にあって、前記イグニションコイル４２の一次巻線４２ａの一端は前記電源４１に接続されており、同他端は前記パワートランジスタ４７に接続されている。また、前記ドライブ回路４６はパワートランジスタ４７の制御電極に接続されている。
【００３３】
一方、上記イグニションコイル４２の二次巻線４２ｂの一端は点火プラグ１１に接続されている。この点火プラグ１１は、二次巻線４２ｂの上記一端に接続された放電用電極１１ａ、及び放電用電極１１ａに対向配置され、接地されているグランド電極１１ｂによって構成されている。この点火プラグ１１は各気筒の燃焼室内（図示せず）に露出して設けられており、そのグランド電極１１ｂは燃焼室壁を介して、接地されている。
【００３４】
一方、上記二次巻線４２ｂの他端は、前記イオン検出回路部４４のツェナーダイオード４９，５０を介して接地されており、これらツェナーダイオード４９，５０にはそれぞれ、コンデンサ４８及びイオン電流検出用の抵抗器５１が並列接続されている。そして、ツェナーダイオード４９及びコンデンサ４８からなる並列回路と抵抗器５１との接続点は、更に反転増幅器５２及びＶ／Ｉ変換器５３を介して同検出回路部４４の出力端子５５に接続されている。
【００３５】
次に同図３を参照して、このイオン検出回路４０の動作を説明する。
エンジン１の膨張（燃焼）行程において、ＥＣＵ６１からの点火信号ＩＧｔによりドライブ回路４６を介してパワートランジスタ４７がオン・オフ制御され、一次巻線４２ａに流れる一次電流Ｉ1 の通電・遮断が行われると、一次電流Ｉ1 の遮断時に、二次巻線４２ｂに負の高電圧からなる二次電圧Ｖ2 が誘起される。これにより、点火プラグ１１のグランド電極１１ｂから放電用電極１１ａに向けて放電火花が生じ、燃焼室内の燃料（混合気）が燃焼される。また、このとき同図３に示される態様で流れる二次電流（アーク電流）Ｉ2 によってコンデンサ４８が充電される。なお、この充電電圧は、同コンデンサ４８に並列接続されたツェナーダイオード４９によって一定の電圧に保たれる。
【００３６】
一方この膨張（燃焼）行程において、正常に燃焼が行われると、燃焼室内には大量の陽イオンが発生する。そして、この発生した陽イオンはイオン電流Ｉとなって同図３に示した経路を流れる。すなわち、イオン電流Ｉは、抵抗器５１、コンデンサ４８、二次巻線４２ｂ及び点火プラグ１１を介した経路で流れ、コンデンサ４８の充電電荷を放電する。
【００３７】
そして、このイオン電流Ｉによって抵抗器５１の両端間に発生する電圧は、反転増幅器５２によって反転増幅され、Ｖ／Ｉ変換器５３により電流値に変換された後、上記陽イオンの発生量に応じたイオン検出信号Ｉi として出力端子５５から出力される。この出力は前記ＥＣＵ６１に取り込まれて正常に燃焼が行われたか否かの判定に供される。
【００３８】
次に、上記点火信号ＩＧｔ及びイオン検出信号Ｉi の特性について、図４に示すタイムチャートに基づき説明する。なお、図４（ａ）は点火信号ＩＧｔが所定のタイミングでオンとされた後、オフとされる態様を示すタイムチャートである。また、図４（ｂ）乃至図４（ｉ）は、くすぶりの進行度合に応じて順次検出されるイオン検出信号Ｉi の推移を示すタイムチャートである。ちなみに、同検出信号Ｉi が、所定値以上で飽和しているのは、前記反転増幅器５２の増幅率が大きいために、検出可能範囲を超えることによる。また、イオン検出信号Ｉi が急激に低下するのは、前記コンデンサ４８の放電時間が短いためである。前述のように、くすぶりの進行に伴い点火プラグ１１の両電極１１ａ，１１ｂ間の抵抗値は低下するため、上記放電時間はくすぶりが進行するほど短くなる。
【００３９】
点火信号ＩＧｔがオフとされるタイミングで正常に燃焼室内の燃料（混合気）が燃焼されると、図４（ｂ）に示すイオン検出信号Ｉi が検出される。同図４（ｂ）に示すように、このイオン検出信号Ｉi は前記点火信号ＩＧｔオフ後、すなわち点火プラグ１１の放電終了後に所定のピークを有する信号として検出される。そしてこのときのイオン検出信号Ｉi の有無により、失火の判定が行われる。
【００４０】
ところでこのようなイオン検出信号Ｉi は、くすぶりの進行に伴い、前記放電電極１１ａと前記グランド電極１１ｂとの間の抵抗値（絶縁抵抗）が低下し、漏洩電流の影響を受けるようになることは前述のとおりである。漏洩電流を含む上記検出信号Ｉi は、失火判定に供されるが、特に、図４（ｉ）に示されるまで前記抵抗値が低下し（この状態では２００〜５００ＫΩ）、くすぶりが進行した場合、かなりの確率で失火が発生していると思われるものの、イオン検出信号Ｉi としての検出値があるために、正常燃焼がされたものと誤判断されるという問題があった。
【００４１】
そこで、本実施の形態にあっては、以下の態様でイオン検出信号Ｉi を解析して、かなりの確率で失火が発生していると思われるとき（図４（ｉ））の点火プラグの状態を診断する。
【００４２】
図５及び図６は、図４（ｉ）に示される検出信号Ｉi が検出されるまで、点火プラグ１１のくすぶりが進行しているか否かを診断するために、ＥＣＵ６１によって実行されるエンジン１の点火プラグ診断ルーチンを示すフローチャートである。なお、このルーチンは４ｍｓ（ミリ秒）ごとの定時間割り込みにて周期的に実行される。このような時間管理は、ＣＰＵ６５の有する周知のタイマカウンタ機能による。
【００４３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ６１はステップ１０１においてエンジン回転速度Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下か否かを判定する。ここでエンジン回転速度Ｎｅが２０００ｒｐｍよりも大きいと判定された場合、くすぶり進行を診断することなく、ステップ１０８に移行する。ここでエンジン回転速度Ｎｅが大きいときにくすぶりの進行を診断しないのは、ある気筒の点火から同気筒の次の点火までの期間が、上記くすぶりの進行の診断のために十分な長さではないことによる。
【００４４】
ＥＣＵ６１はステップ１０８において、くすぶりフラグｘｄｋｓｕ、４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄ、仮フラグ１，２，３を全て「ＯＦＦ（オフ）」としてステップ１０９に移行する。
【００４５】
ここで、くすぶりフラグｘｄｋｓｕは、点火信号ＩＧｔがオンとされたときから５００μｓ（マイクロ秒）後のイオン検出信号Ｉi の状態に応じてたてられる（「ＯＮ（オン）」とされる）フラグである。イオン検出信号Ｉi はＥＣＵ６１内でＩ／Ｖ変換された後、アナログ／ディジタル変換された値（以下、「ＡＤ値」という）として扱われる。上記判定は、点火信号ＩＧｔがオンとされたときから５００μｓ後のタイミングにおけるＡＤ値と所定のしきい値とを比べることによるもので、ＥＣＵ６１内で実行される。そしてここで上記所定のしきい値よりも大きなＡＤ値が確認された場合、少なくとも２０〜５０ＭΩのレベルでくすぶりが進行しているものとして、くすぶりフラグｘｄｋｓｕは「ＯＮ」とされる。また、上記所定のしきい値よりも大きなＡＤ値が確認されない場合、くすぶりはあまり進行していないものとして、くすぶりフラグｘｄｋｓｕは「ＯＦＦ」とされる。
【００４６】
一方、４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄは、上記点火信号ＩＧｔがオフになることによりたてられる（「ＯＮ」とされる）フラグである。このフラグがたてられると、前記タイマカウンタ機能による４ｍｓごとの計時の回数が数え始められる。
【００４７】
また、仮フラグ１，２，３は後述するようにＡＤ値の継続時間及び減衰度合を判定するためのフラグである。
こうして各フラグを「ＯＦＦ」としたＥＣＵ６１は次に、ステップ１０９において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓ、４ｍｓごとくすぶり継続回数ｅｃａｄｋｓｕ、失火カウンタ値ｃｉｇｔ及び点火カウンタ値ｃｄｋｎをすべて「０」として当該ルーチンを一旦抜ける。
【００４８】
ここで４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓは、点火信号ＩＧｔのオフ後、上記タイマカウンタ機能による４ｍｓごとの計時のカウント回数である。
また、４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕは、所定のしきい値よりも大きなＡＤ値の継続時間を判定するためのもので、点火信号ＩＧｔのオフ後、上記タイマカウンタ機能による４ｍｓごとの計時に合わせて検出されたＡＤ値の大きさが所定値よりも大きくなるときのカウント回数である。
【００４９】
さらにまた、失火カウンタ値ｃｉｇｔは、後述する判定により失火をしたと判定された場合に、「１」ずつインクリメントされるカウント値であり、点火カウンタ値ｃｄｋｎは、各気筒が点火される都度に「１」ずつインクリメントされるカウント値である。
【００５０】
一方、ステップ１０１において、エンジン回転速度Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下と判定された場合、ステップ１０２に移行する。そしてＥＣＵ６１は、前記くすぶりフラグｘｄｋｓｕ及び前記４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄが「ＯＮ」か否かを判定する。ここで上記くすぶりフラグｘｄｋｓｕ及び前記４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄの少なくとも一方が「ＯＦＦ」と判定された場合、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００５１】
また、ステップ１０２において上記くすぶりフラグｘｄｋｓｕ及び上記４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄが「ＯＮ」と判定された場合、ステップ１０３に移行する。ＥＣＵ６１はステップ１０３において、前記４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓを「１」インクリメントしてステップ１０４に移行する。
【００５２】
ＥＣＵ６１はステップ１０４において、上記４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが６回未満か否かを判定する。ここで同４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが６回未満と判定された場合、ステップ１０５に移行する。
【００５３】
ＥＣＵ６１はステップ１０５において、前記４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕが３以上か否かを判定する。前述のように、４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕは、所定のしきい値よりも大きなＡＤ値の継続時間を判定するものである。このため、４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕは、点火信号ＩＧｔのオフ後、前記タイマカウンタ機能による４ｍｓごとの計時に合わせて検出されたＡＤ値の大きさが所定値よりも大きくなるときのカウント回数とされる。本実施の形態においては、上記所定値として「２．９Ｖ（ボルト）」相当値が採用されている。ここで４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕが３未満と判定された場合には、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００５４】
一方、ステップ１０５において、４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕが３以上と判定された場合、すなわち上記ＡＤ値が「２．９Ｖ」相当値よりも大きいときの継続時間が１２ｍｓ以上長いと判定された場合には、ステップ１０６に移行する。
【００５５】
ＥＣＵ６１はステップ１０６において、前記仮フラグ１をたてた後、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００５６】
また、前記ステップ１０４において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが６回以上と判定された場合、ＥＣＵ６１は図６に示すステップ１１１に移行して上記ＡＤ値の減衰度合を判定する。ここで上記４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが１０回未満、すなわち６回乃至９回と判定された場合、ステップ１１２に移行する。
【００５７】
ＥＣＵ６１はステップ１１２において、前回記憶されたＡＤ値と今回検出されたＡＤ値との差が所定値よりも大きく且つ前記仮フラグ１が「ＯＮ」か否かを判定する。本実施の形態においては、上記所定値として「０．５Ｖ」相当値が採用されている。ここで、前回記憶されたＡＤ値と今回検出されたＡＤ値との差が「０．５Ｖ」相当値以下か、又は上記仮フラグ１が「ＯＦＦ」と判定された場合には、ステップ１１５に移行する。
【００５８】
ＥＣＵ６１はステップ１１５において、前記仮フラグ２を「ＯＦＦ」とした後、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００５９】
また、ステップ１１２において、前回記憶されたＡＤ値と今回検出されたＡＤ値との差が「０．５Ｖ」相当値よりも大きく且つ前記仮フラグ１が「ＯＮ」と判定された場合には、ステップ１１３に移行する。
【００６０】
ＥＣＵ６１はステップ１１３において、前記仮フラグ２が「ＯＮ」であり、且つ前記仮フラグ３が「ＯＦＦ」であるか否かを判定する。ここで、仮フラグ２が「ＯＦＦ」か、又は仮フラグ３が「ＯＮ」と判定された場合には、ステップ１１６に移行する。
【００６１】
ＥＣＵ６１はステップ１１６において、仮フラグ２を「ＯＮ」とした後、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００６２】
また、ステップ１１３において、仮フラグ２が「ＯＮ」であり、且つ仮フラグ３が「ＯＦＦ」であると判定された場合には、ステップ１１４に移行する。
ＥＣＵ６１はステップ１１４において、仮フラグ３を「ＯＮ」とした後、前記失火カウンタ値ｃｉｇｔを「１」インクリメントした後、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００６３】
一方、ステップ１１１において、前記４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが１０回以上と判定された場合、ステップ１２１に移行する。
ＥＣＵ６１はステップ１２１において、ある気筒の１回の膨張（燃焼）行程が終わったものとして、前記点火カウンタ値ｃｄｋｎを「１」インクリメントした後、ステップ１２２に移行する。
【００６４】
ＥＣＵ６１はステップ１２２において、前記くすぶりフラグｘｄｋｓｕ、４ｍｓごとカウント開始フラグｘ４ｍｓａｄ、仮フラグ１，２，３を全て「ＯＦＦ」としてステップ１２３に移行する。
【００６５】
ＥＣＵ６１はステップ１２３において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓ及び４ｍｓごとくすぶりカウント回数ｅｃａｄｋｓｕをすべて「０」としてステップ１２４に移行する。
【００６６】
ＥＣＵ６１はステップ１２４において、前記点火カウンタ値ｃｄｋｎが１００より大きいか否かを判定する。すなわち、ある気筒において１００回より多く膨張（燃焼）行程が行われた否かが判定される。ここで上記点火カウンタ値ｃｄｋｎが１００以下と判定された場合には、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００６７】
ステップ１２４において、前記点火カウンタ値ｃｄｋｎが１００より大きいと判定された場合には、ステップ１２５に移行する。
ＥＣＵ６１はステップ１２５において、前記失火カウンタ値ｃｉｇｔを１００で除した値が失火判定率クライテリアよりも大きいか否かを判定する。なお、上記失火判定率クライテリアは、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌによって決められる、０〜１の値である。この失火判定率クライテリアは、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど、またエンジン負荷Ｌが大きいほど小さい値となる。ここで、上記失火カウンタ値ｃｉｇｔを１００で除した値が対応する失火判定率クライテリア以下と判定された場合は、後述するステップ１２７に移行する。
【００６８】
また、ステップ１２５において、上記失火カウンタ値ｃｉｇｔを１００で除した値が対応する失火判定率クライテリアより大きいと判定された場合は、ステップ１２６に移行する。
【００６９】
ＥＣＵ６１はステップ１２６において、危険くすぶり判定を「ＯＮ」とする。ここで、危険くすぶり判定が「ＯＮ」とされると、前記ランプ１４が点灯される。そしてその後、ステップ１２７に移行する。
【００７０】
ステップ１２７において、前記点火カウンタ値ｃｄｋｎ及び失火カウンタ値ｃｉｇｔを「０」とした後、ステップ１０７に移行する。そしてＥＣＵ６１はステップ１０７において、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓに対応する前記ＡＤ値を記憶した後、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００７１】
また、本実施の形態においては、上記点火プラグ診断ルーチンとは別に、図７に示すエンジン１の点火プラグ診断ルーチンを併せ実行している。この点火プラグ診断ルーチンについて以下に説明する。
【００７２】
なお、上記点火プラグ診断ルーチンは、ある気筒が上死点通過後３０°進んだときに、前記回転速度センサ２７から出力される回転速度信号に基づく回転速度Ｎｅ割込みにより実行される。
【００７３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ６１は先ずステップ１３１において、前記くすぶりフラグｘｄｋｓｕが２点火連続して「ＯＦＦ」であったか否かを判定する。ここで少なくとも１回はくすぶりフラグｘｄｋｓｕが「ＯＮ」と判定された場合は、そのまま当該ルーチンを抜ける。
【００７４】
ステップ１３１において、前記くすぶりフラグｘｄｋｓｕが２点火連続して「ＯＦＦ」であったと判定された場合は、ステップ１３２に移行する。
ＥＣＵ６１はステップ１３２において、前記危険くすぶり判定（ステップ１２６）の現状の如何に関わらず、同危険くすぶり判定を正常判定としてステップ１３３に移行する。なお、危険くすぶり判定が正常判定とされると、前記ランプ１４は消灯される。
【００７５】
ＥＣＵ６１はステップ１３３において、前記失火カウンタ値ｃｉｇｔの現状の如何に関わらず、同失火カウンタ値ｃｉｇｔを「０」として、当該ルーチンを一旦抜ける。
【００７６】
次に、上記各処理に基づく本実施の形態の点火プラグ診断態様について図８に基づき更に詳述する。なお、同図８は点火信号ＩＧｔ及びくすぶりがかなり進行しているときのＡＤ値のタイムチャート、並びにこれらに対応してカウントされる４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓ等の関係を示す。なお、本実施の形態では、かなりの確率で失火が発生しているものと思われるくすぶり状態（図４（ｉ））を検出するようにしていることは前述のとおりである。
【００７７】
まず、点火信号ＩＧｔがオンとされたときから５００μｓ後におけるＡＤ値の大きさが所定のしきい値Ｖth相当値よりも大きいか否かが判定される。ここで所定のしきい値Ｖth相当値よりもＡＤ値が大きい時には、くすぶりフラグｘｄｋｓｕを「ＯＮ」とする（図８（ｄ））。この場合、少なくとも２０〜５０ＭΩのレベルでくすぶりが進行していることが判定される。
【００７８】
この場合であって、エンジン回転速度Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下のとき、点火信号ＩＧｔがオフであることを条件に、ＥＣＵ６１のタイマカウンタ機能による４ｍｓごとの計時に合わせて４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓがカウントされる。図８（ｃ）に示すように、４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが５回カウントされるまでの間は上記ＡＤ値が「２．９Ｖ」相当値よりも大きいときが３回以上（１２ｍｓ以上）であることを検出し、所定しきい値よりも大きなＡＤ値の継続時間を確認する。ここで、１２ｍｓ以上の上記継続時間が確認されると、仮フラグ１を「ＯＮ」とする（図８（ｅ））。
【００７９】
一方、上記４ｍｓごとカウント回数ｅｃａｄ４ｍｓが６〜９回カウントされるまでの間は前回のＡＤ値と今回のＡＤ値との差ΔＶが「０．５Ｖ」相当値よりも大きいときが連続して２回続くことを検出し、ＡＤ値の減衰度合を確認する。ここで、１回目の上記減衰度合が確認されると、仮フラグ２を「ＯＮ」とし（図８（ｆ））、更に続けて同減衰度合が確認されると、仮フラグ３を「ＯＮ」とする（図８（ｇ））。
【００８０】
ＡＤ値のこれら継続時間及び減衰度合の確認により、かなりの確率で失火が発生しているものと思われるくすぶり状態が検出される。
さらに本実施の形態においては、上記くすぶり状態が検出される都度、失火が起きたものとして、失火カウンタ値ｃｉｇｔを「１」ずつインクリメントする。そして当該気筒の１００回より多くの膨張（燃焼）行程が終わっている場合には、上記失火カウンタ値ｃｉｇｔを１００で除した値と失火判定率クライテリアを比較することにより、危険くすぶり状態か否かが確認される。ここで、危険くすぶり状態と確認された場合、危険くすぶり判定を「ＯＮ」として、前記ランプ１４を点灯する。
【００８１】
また、本実施の形態においては、別途、前記くすぶりフラグｘｄｋｓｕが「ＯＦＦ」の状態が２点火連続して確認された場合、くすぶりの検出は一時的なものであるとして、正常判定（危険くすぶり判定「ＯＦＦ」）し、上記ランプ１４を消灯する。
【００８２】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
・点火信号ＩＧｔのオン後、５００μｓにおいてくすぶり状態を概略検出し、この検出結果に応じて点火信号ＩＧｔオフ後にくすぶり状態の検出を選択的に実行しているため、くすぶりが進行していない状態においては、不要な演算を省略することができる。
【００８３】
・くすぶりの影響により、かなりの確率で失火が発生しているものと思われる状態を検出することができる。
・くすぶりの影響による失火が甚だしいと判定されたときには、ランプ１４を点灯することにより、点火プラグ１１の交換時期である旨等を適宜警告することができる。したがって、失火に伴う触媒過加熱に至るのを未然に防止することができる。
【００８４】
・一時的なくすぶりと確認された場合には、ランプ１４を消灯して不要な警告を排除することができる。
なお、本実施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【００８５】
・本実施の形態においては、危険くすぶり判定に供される失火判定率クライテリアをエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌに応じた変数としたが、これはエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｌの一方にのみ応じた変数としてもよい。また、同失火判定率クライテリアは適宜の定数としてもよい。
【００８６】
・本実施の形態においては、当初、点火信号ＩＧｔがオンとなった後５００μｓのＡＤ値が所定のしきい値Ｖth相当値よりも大きいことを確認し、少なくとも２０〜５０ＭΩのレベルでくすぶりが進行していることを検出している。これは、その他のタイミング又はしきい値を設定して、上記以外のレベルでくすぶりが進行していることを検出してもよい。
【００８７】
・本実施の形態においては、当初、点火信号ＩＧｔがオンとなった後５００μｓのＡＤ値が所定のしきい値Ｖth相当値よりも大きいことを確認する。さらに、点火信号ＩＧｔがオフとなった状態において、前記タイマカウンタ機能により４ｍｓごとの計時に合わせたＡＤ値を検出する。そして、継続時間としてＡＤ値が「２．９Ｖ」相当値よりも大きいときが１２ｍｓ以上長いことを判定し、且つ、減衰度合として前回のＡＤ値と今回のＡＤ値との差が「０．５Ｖ」相当値より大きいときが連続して２回続くことを判定した。これにより、かなりの確率で失火が発生しているくすぶりの状態（図４（ｉ））を検出するようにしたが、これは、その他の適宜の設定値を採用して上記継続時間及び上記減衰度合を判定し、これにより、その他の段階のくすぶり状態を検出するようにしてもよい。
【００８８】
また、各段階のくすぶり状態に対応するＡＤ値の検出態様を予めマップとしてＲＯＭ６４内に記憶しておいてもよい。そして点火信号ＩＧｔがオフとなった状態において、前記タイマカウンタ機能により４ｍｓごとの計時に合わせたＡＤ値を検出する。そして、ＡＤ値の継続時間及び減衰度合を確認し、各種段階のくすぶり状態を検出するようにしてもよい。この場合には、例えば失火に至る前のくすぶり状態を検出し、このくすぶり状態に応じて予め燃料の増量を減少させるなどの処置をとり、上記くすぶり状態を改善することができる。
【００８９】
・本実施の形態においては、点火信号ＩＧｔがオンとなった後５００μｓの漏洩電流が所定のしきい値Ｖth相当値よりも大きいことを確認する。そして継続時間としてＡＤ値が「２．９Ｖ」相当値よりも大きいときが１２ｍｓ以上長いことを判定し、且つ、減衰度合として前回のＡＤ値と今回のＡＤ値との差が「０．５Ｖ」相当値より大きいときが連続して２回続くことを判定した。これにより、かなりの確率で失火が発生しているくすぶりの状態（図４（ｉ））を検出するようにしたが、これは、ＡＤ値の継続時間及び減衰度合の一方のみを判定してくすぶり状態を検出するようにしてもよい。また、各段階のくすぶり状態に対応するＡＤ値の検出態様を予めマップとしてＲＯＭ６４内に記憶しておいてもよい。そして前記タイマカウンタ機能により４ｍｓごとの計時に合わせたＡＤ値を検出する。このＡＤ値により、継続時間及び減衰度合の一方のみを確認し、各種段階のくすぶり状態を検出するようにしてもよい。
【００９０】
・本実施の形態においては、各気筒（燃焼室４）の点火プラグ１１及びそれぞれに対応するイグナイタ１３等によってイオン検出回路４０が構成されたが、各点火プラグ１１とイグナイタ１３との間に各点火プラグ１１に点火電圧を分配するディストリビュータを設けてイオン検出回路を構成してもよい。
【００９１】
・本実施の形態においては、内燃機関として４気筒のエンジンにこの発明を適用する場合について示したが、本発明はその他の気筒数を有する各エンジンにも同様に適用することができる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、点火プラグのくすぶり発生の有無のみならず、その進行度合についても的確な判定を行うことができるようになる。そして、その判定結果に基づいて点火プラグの交換あるいは整備時期等も的確に知ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る点火プラグ診断装置の一実施の形態が適用されるエンジンシステムの概要を示す略図。
【図２】同実施の形態の電気的構成を示すブロック図。
【図３】イオン検出回路を示す回路図。
【図４】点火信号及びくすぶりの進行度合に応じたイオン検出信号を示すタイムチャート。
【図５】点火プラグの診断手順を示すフローチャート。
【図６】点火プラグの診断手順を示すフローチャート。
【図７】点火プラグの診断手順を示すフローチャート。
【図８】点火プラグの診断態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
４…燃焼室、１１…点火プラグ、１３…イグナイタ、１４…ランプ、２６…三元触媒コンバータ、２７…回転速度センサ、２８…クランク角基準位置センサ、４０…イオン検出回路、４１…電源、４２…イグニションコイル、４３…イグナイタ回路、４４…イオン検出回路部、５５…出力端子、６１…ＥＣＵ。
【図１】
0003715085.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003715085.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003715085.tif 000006
【図６】
0003715085.tif 000007
【図７】
0003715085.tif 000008
【図８】
0003715085.tif 000009