(57)【要約】【課題】イオン電流検出に関連する部位の故障診断の精度を向上させた故障診断方法を提供すること。【解決手段】ＩＧＳＷオン、かつ燃料供給開始前のプレイグニッションが発生し得ない条件下で、モニタ気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段から得られる信号にプレイグニッションが発生している時の現象が見られた場合、イオン電流検出に関連する部位の故障（地絡）と診断する。【選択図】図１０
2008190339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレイグニッションが発生している時に見られる現象から故障を診断する故障診断方法
であって、
プレイグニッションが発生し得ない条件下で、モニタ気筒内で発生するイオン電流を検
出するイオン電流検出手段から得られる信号にプレイグニッションが発生している時の現
象が見られた場合、
イオン電流検出に関連する部位の故障と診断することを特徴とする故障診断方法。
【請求項２】
前記プレイグニッションが発生し得ない条件が、イグニッションスイッチがオンされて
から各気筒内への燃料供給が開始されるまでの期間であることを特徴とする請求項１記載
の故障診断方法。
【請求項３】
前記プレイグニッションが発生し得ない条件が、エコラン制御時における各気筒内への
燃料供給が停止されてから燃料供給が開始されるまでの期間であることを特徴とする請求
項１記載の故障診断方法。
【請求項４】
プレイグニッションが発生している時に見られる現象から故障を診断する故障診断シス
テムであって、
モニタ気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段から得られる信号に
対して、非検出期間を設けてノイズを除去するマスク手段と、
プレイグニッションが発生し得ない条件下であるか否かを判断する判断手段と、
該判断手段により、プレイグニッションが発生し得ない条件下であると判断されたとき
に、前記マスク手段でノイズ除去された信号にプレイグニッションが発生している時の現
象が見られた場合、イオン電流検出に関連する部位の故障と診断する診断手段とを備えて
いることを特徴とする故障診断システム。
【請求項５】
前記判断手段が、前記プレイグニッションが発生し得ない条件として、イグニッション
スイッチがオンされてから各気筒内への燃料供給が開始されるまでの期間であるか否かを
判断するものであることを特徴とする請求項４記載の故障診断システム。
【請求項６】
前記判断手段が、前記プレイグニッションが発生し得ない条件として、エコラン制御時
における各気筒内への燃料供給が停止されてから燃料供給が開始されるまでの期間である
か否かを判断するものであることを特徴とする請求項４記載の故障診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は故障診断方法、及び故障診断システムに関し、より詳細には、機器の故障を診
断するための故障診断方法、及び故障診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は吸入行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程を繰り返して回転す
るものであり、これら４行程で１作動サイクルの完了となる。内燃機関においては複数の
気筒で構成されているものが一般的で、各気筒の燃焼室内で空気と燃料の混合ガスを燃焼
させ、その燃焼に伴う爆発力によってピストンを動かし、熱エネルギーを機械エネルギー
（動力）に変換することにより、内燃機関の回転出力として取り出している。
【０００３】
各気筒の燃焼室内で混合ガスが正常に燃焼するとイオン電流が発生する。このイオン電
流は、燃焼室内の燃焼状態によって敏感に変化するため、イオン電流の発生状態を検出す
ることによって内燃機関の燃焼状態を検出することができる。例えば、下記の特許文献１
〜６には、内燃機関の燃焼時に発生するイオン電流を検出する技術について開示されてい
る。
【０００４】
図１は内燃機関の燃焼状態検出機能を有した、従来の燃料噴射制御装置の一例を概略的
に示したブロック図である。図中１は４気筒内燃機関の燃料噴射を制御するための燃料噴
射制御装置（ＥＦＩ−ＥＣＵ）を示しており、燃料噴射制御装置１はモニタ気筒切替回路
（ＭＰＸ）２と、マスク回路３と、ラッチ回路４と、マスク回路５と、マイクロコンピュ
ータ（マイコン）６とを含んで構成されている。
【０００５】
マイクロコンピュータ６は、図２に示したように、＃１気筒〜＃４気筒それぞれに対応
するイグナイタＡ１〜Ａ４に対して、適切なタイミングで点火指令信号ＩＧＴ１〜ＩＧＴ
４（ＩＧＴ−ＯＮ信号及びＩＧＴ−ＯＦＦ信号）を＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２
気筒に対応した順で出力するようになっている。
【０００６】
イグナイタＡｎ（ｎは１〜４）は、マイクロコンピュータ６から出力される点火指令信
号ＩＧＴｎに基づいて、イグニッションコイル（図示せず）の一次コイルに流れる一次充
電電流の通電を制御するものである。点火指令信号ＩＧＴｎがＯＦＦからＯＮへ立ち上が
ると、イグニッションコイルの一次コイルに一次充電電流が通電され（通電開始）、その
後、点火指令信号ＩＧＴｎがＯＮからＯＦＦへ立ち下がると、一次充電電流が遮断される
ようになっている（通電遮断）。一次充電電流が遮断されると、イグニッションコイルの
二次コイルに高電圧が発生して、点火プラグ（図示せず）に点火されることになる。
【０００７】
イオン電流検知センサＢ１〜Ｂ４は、＃１気筒〜＃４気筒の燃焼室内で発生するイオン
電流を検知するものである。イオン電流に基づくイオン信号ＩＯＮｎは、図２に示したよ
うに、点火準備時に（すなわち、点火指令信号ＩＧＴｎがＯＦＦからＯＮに立ち上がって
暫くすると）ある期間Ｌｏｗとなる（一次充電、図中Ｔ11、Ｔ31、Ｔ41、Ｔ21）。
【０００８】
また、イオン信号ＩＯＮｎは、点火して（すなわち、点火指令信号ＩＧＴｎがＯＮから
ＯＦＦへ立ち下がって）から暫くするとある期間Ｌｏｗとなる（燃焼イオン、図中Ｔ12、
Ｔ32、Ｔ42、Ｔ22）。燃焼イオンについては、長い時には排気行程まで継続して発生する
場合がある。
【０００９】
なおこの時、点火ノイズが発生し、その発生した点火ノイズがイオン電流検知センサＢ
ｎで検知されることがある。例えば、イオン電流検知センサＢ１が、＃１気筒とは別の＃
３気筒で発生した点火ノイズを検知することによって、イオン信号ＩＯＮ１がＬｏｗにな
る。
【００１０】
また、プレイグニッション（Pre-Ignition）が発生した場合には、点火指令信号ＩＧＴ
ｎのＯＮからＯＦＦへの立ち下がり前にイオン電流が発生し、イオン信号ＩＯＮｎがＬｏ
ｗになる（プレイグ、図中Ｔ13、Ｔ33、Ｔ43、Ｔ23）。なお、プレイグニッションとは、
内燃機関において、点火制御される前に燃焼し始め、燃焼時期が早まる現象を言う。
【００１１】
また、マイクロコンピュータ６は、出力ポート６ａ、６ｂからモニタ気筒切替回路２の
入力ポート２ａ、２ｂに対して、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力後に切替信号ＣＨａ、ＣＨｂ
を出力するようになっている。モニタ気筒切替回路２は切替信号ＣＨａ、ＣＨｂに基づき
、モニタする気筒を切り替えるようになっている。これにより、モニタ気筒が適切なタイ
ミングで＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順で切り替えられることになる。
【００１２】
＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒それぞれに対し、識別コード「００」、「０
１」、「１１」、「１０」が与えられており、入力ポート２ａ、２ｂにＬｏｗ（０）の切
替信号が入力されると、モニタ気筒は＃１気筒に切り替えられ、入力ポート２ａにＬｏｗ
（０）の切替信号ＣＨａ、入力ポート２ｂにＨｉｇｈ（１）の切替信号ＣＨｂが入力され
ると、モニタ気筒は＃３気筒に切り替えられ、入力ポート２ａ、２ｂにＨｉｇｈ（１）の
切替信号ＣＨａ、ＣＨｂが入力されると、モニタ気筒は＃４気筒に切り替えられ、入力ポ
ート２ａにＨｉｇｈ（１）の切替信号ＣＨａ、入力ポート２ｂにＬｏｗ（０）の切替信号
ＣＨｂが入力されると、モニタ気筒は＃２気筒に切り替えられるようになっている。
【００１３】
図３に示したように、マイクロコンピュータ６は、イグナイタＡ１に対して、Ｌｏｗの
点火指令信号ＩＧＴ１を出力した後、入力ポート２ｂにＨｉｇｈ（１）の切替信号ＣＨｂ
を出力することによって、モニタする気筒を＃１気筒から＃３気筒へ切り替え、イグナイ
タＡ３に対して、Ｌｏｗの点火指令信号ＩＧＴ３を出力した後、入力ポート２ａにＨｉｇ
ｈ（１）の切替信号ＣＨａを出力することによって、モニタする気筒を＃３気筒から＃４
気筒へ切り替えるようになっている。
【００１４】
図中の「ＭＰＸ出力」は、モニタ気筒切替回路２（図１）から出力される電圧信号Ｓ１
を示している。モニタ気筒切替回路２から出力されるこの電圧信号Ｓ１が、モニタ区間に
属するイオン信号ＩＯＮｎとなる。
すなわち、モニタ気筒が＃１気筒である時（図中のＩＯＮ１モニタ区間）、イオン電流
検知センサＢ１で検知されたイオン電流に基づくイオン信号ＩＯＮ１が電圧信号Ｓ１とし
てマスク回路３、５へ出力され、モニタ気筒が＃３気筒である時（図中のＩＯＮ３モニタ
区間）、イオン電流検知センサＢ２で検知されたイオン電流に基づくイオン信号ＩＯＮ３
がマスク回路３、５へ出力されるようになる。
【００１５】
マスク回路３とマスク回路５とは略同じ構成で、一定期間（ノイズマスク時間）をイオ
ン信号の非検出期間とすることでノイズを除去するものである。そのため、モニタ区間に
属するイオン信号ＩＯＮｎがＬｏｗになり、Ｌｏｗの状態がノイズマスク時間以上継続さ
れると、マスク回路３、５から出力される電圧信号Ｓ２、Ｓ４がＨｉｇｈになるようにな
っている。但し、マスク回路３とマスク回路５とは、その利用目的が異なり、ここではマ
スク回路３でのノイズマスク時間がマスク回路５でのノイズマスク時間よりも長くなって
いる。
【００１６】
上段のマスク回路３及びラッチ回路４はプレイグニッションの検出に利用されるもので
あり、マスク回路３から出力された電圧信号Ｓ２はラッチ回路４を介して電圧信号Ｓ３と
してマイクロコンピュータ６の一般ポート６ｃへ出力されるようになっている。
ラッチ回路４は、マイクロコンピュータ６からの指示によって、モニタすべきタイミン
グ（例えば、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号出力から１０〜５０μ秒前）で入力状態をラッチ（保持
）するものである。プレイグニッションに起因するイオン電流の発生時間がマスク回路３
でのノイズマスク時間よりも長い場合、プレイグニッションを検出することができる。
【００１７】
マイクロコンピュータ６は、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力後、ラッチ回路４でラッチされ
ている信号（電圧信号Ｓ３）を読み込み、電圧信号Ｓ３を読み込んだ後、ラッチ回路４に
対してクリア制御を指示するようになっている。これにより、マイクロコンピュータ６は
ＩＧＴ−ＯＦＦ信号出力（すなわち、点火）から１０〜５０μ秒前にマスク回路３から出
力された電圧信号Ｓ２を電圧信号Ｓ３として読み込むことができる。
【００１８】
プレイグニッションが発生している場合、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号出力から１０〜５０μ秒
前の電圧信号Ｓ２はＨｉｇｈとなる。従って、マイクロコンピュータ６は、ラッチ回路４
から読み込んだ信号に基づいて、プレイグニッションが発生しているかどうかを判断する
ことができる。
【００１９】
一方、下段のマスク回路５は、一次充電を検出することによって、内燃機関の点火系（
例えば、イグナイタＡ１〜Ａ４など）及びイオン電流検出に関連する部位（例えば、イオ
ン電流検知センサＢ１〜Ｂ４）の故障診断に利用されるものであり、マスク回路５から出
力された電圧信号Ｓ４はマイクロコンピュータ６の（立ち上がりエッジを検出する）ラッ
チポート６ｄへ出力されるようになっている。
【００２０】
マイクロコンピュータ６は、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力後、立ち上がりエッジを検出す
るラッチポート６ｄのラッチ状態を読み込み、その後、ラッチポート６ｄをクリアするよ
うになっている。従って、前回のクリアから今回のクリアまでの間に、ラッチポート６ｄ
にＨｉｇｈ信号が入力されると、マイクロコンピュータ６は、ラッチポート６ｄからＨｉ
ｇｈ信号を読み込むことになる。
【００２１】
図３に示したように、内燃機関の点火系及びイオン電流検出に関連する部位が正常であ
れば、点火準備時に、イオン信号ＩＯＮｎがＬｏｗになる期間が存在することになる（図
中Ｔ11、Ｔ31）。上記したように、モニタ区間に属するイオン信号ＩＯＮｎがＬｏｗにな
ると、一定時間（ノイズマスク時間）後にマスク回路５から出力される電圧信号Ｓ４はＨ
ｉｇｈになる。従って、マイクロコンピュータ６は、ラッチポート６ｄからＨｉｇｈ信号
を読み込むことができた場合、内燃機関の点火系及びイオン電流検出に関連する部位、さ
らにはモニタ気筒切替回路２及びマスク回路５が正常であると判断することができる。マ
スク回路５でのノイズマスク時間は、一次充電に起因するイオン電流の発生時間を考慮に
入れて４０〜６０μ秒くらいに設定するのが望ましい。
【００２２】
図４はマスク回路３、５の回路構成を示した図である。モニタ気筒切替回路２（図１）
で選択された、イオン信号ＩＯＮｎに基づく電圧信号ＳＡ（図１に示す電圧信号Ｓ１）は
抵抗１１を介して比較器１２の反転（−）端子に入力されている。また、比較器１２の非
反転（＋）端子には基準電源Ｖｃを抵抗１３、１４で分圧した比較電圧ＴＨ１が入力され
、この比較器１２からは、イオン信号ＩＯＮｎに基づく内燃機関での燃焼状態に応じた電
圧信号が出力されるようになっている。比較器１２の出力端子は抵抗１５を介して基準電
源Ｖｃに接続されると共に、ＯＵＴ端子に接続されている。また、このＯＵＴ端子は、ラ
ッチ回路４（図１）及びマイクロコンピュータ６（図１）のラッチポート６ｄに接続され
る。
【００２３】
また、イオン信号ＩＯＮｎに基づく電圧信号ＳＡは、抵抗２１を介して比較器２２の反
転（−）端子に入力されている。また、比較器２２の非反転（＋）端子には基準電源Ｖｃ
を抵抗２３、２４で分圧した比較電圧ＴＨ１が入力され、この比較器２２からは、イオン
信号ＩＯＮｎに基づく内燃機関での燃焼状態に応じた電圧信号が出力されるようになって
いる。
【００２４】
比較器２２の出力端子は抵抗２５、２６を介して基準電源Ｖｃに接続されると共に、抵
抗２５、２７を介して後段の比較器３０の非反転（＋）端子に接続されている。また、抵
抗２５と抵抗２７との間（すなわち、比較器２２の出力端子と比較器３０の非反転（＋）
端子との間）には、比較器２２からの出力信号を積分するコンデンサ２８を介してグラウ
ンド（ＧＮＤ）が接続されている。
また、比較器３０の出力端子は比較器１２の出力端子とＯＵＴ端子との間に接続されて
いる。また、比較器３０の反転（−）端子には基準電源Ｖｃを抵抗３１、３２で分圧した
比較電圧ＴＨ２が入力されている。
【００２５】
図５は図４における各電圧信号ＳＡ〜ＳＣの遷移状態を示したタイミングチャートであ
る。図５（ａ）はイオン信号ＩＯＮｎに基づく電圧信号ＳＡの遷移状態を示している。ま
た、図５（ｂ）は電圧信号ＳＢの遷移状態を示し、図５（ｃ）は電圧信号ＳＣの遷移状態
を示している。
【００２６】
電圧信号ＳＡが比較電圧ＴＨ１より小さくなる（すなわち、比較器１２、２２への入力
信号が比較電圧ＴＨ１より小さくなる）と、比較器１２、２２の出力端子からの出力信号
はＬｏｗからＨｉｇｈになる。一方、電圧信号ＳＡが比較電圧ＴＨ１よりも大きくなる（
すなわち、比較器１２、２２への入力信号が比較電圧ＴＨ１よりも大きくなる）と、比較
器１２、２２の出力端子からの出力信号はＨｉｇｈからＬｏｗになる。
【００２７】
比較器２２の出力端子からの出力信号がＬｏｗからＨｉｇｈになると、コンデンサ２８
で充電が開始され、図５（ｂ）に示したように、電圧信号ＳＢはゆっくりと上昇する。一
方、比較器２２の出力端子からの出力信号がＨｉｇｈからＬｏｗになると、コンデンサ２
８で放電が開始され、電圧信号ＳＢはゆっくりと下降する。
【００２８】
電圧信号ＳＢが比較電圧ＴＨ２より大きくなる（すなわち、比較器３０への入力信号が
比較電圧ＴＨ２より大きくなる）と、比較器３０の出力端子からの出力信号はＬｏｗから
Ｈｉｇｈになる。一方、電圧信号ＳＢが比較電圧ＴＨ２より小さくなる（すなわち、比較
器３０への入力信号が比較電圧ＴＨ２より小さくなる）と、比較器３０の出力端子からの
出力信号はＨｉｇｈからＬｏｗになる。
【００２９】
比較器３０の出力端子からの出力信号がＨｉｇｈの場合、比較器１２の出力端子からの
出力信号に応じた信号がＯＵＴ端子へ出力される。従って、電圧信号ＳＢが比較電圧ＴＨ
２より大きい場合、図５（ｃ）に示したように、比較器１２の出力端子からの出力信号に
応じた信号が電圧信号ＳＣ（図１に示す電圧信号Ｓ２、Ｓ４）としてＯＵＴ端子へ出力さ
れることになる。
【００３０】
このように、比較器３０の非反転（＋）端子への入力信号がゆっくりと上昇していくよ
うにすることで、ノイズを除去するためのノイズマスク時間Ｔ１（図５）を設定し、イオ
ン電流検知センサＢｎからモニタ気筒切替回路２を介して出力される電圧信号Ｓ１（ＳＡ
）に含まれるノイズ成分を除去するようになっている。すなわち、電圧信号ＳＡがＬｏｗ
からＨｉｇｈに切り替わってからコンデンサ２８での積分値が比較電圧ＴＨ２を越えるま
での期間（Ｔ１）をノイズマスク時間とすることができる。なお、ノイズマスク時間Ｔ１
については、コンデンサ２８の容量を変更することによって調整することができる。
【００３１】
図６はイオン電流検知シーケンスを示した図である。図中の「ＭＰＸ出力」は、モニタ
気筒切替回路２から出力される電圧信号ＳＡ（Ｓ１）を示している。モニタ気筒切替回路
２から出力されるこの電圧信号ＳＡ（Ｓ１）が、モニタ区間に属するイオン信号ＩＯＮｎ
となる。
【００３２】
図６に示したように、マスク回路３のノイズマスク時間ＮＭ１（例えば、３９０μ秒）
よりも長くイオン電流が発生した場合（すなわち、プレイグニッションが発生した場合）
、マスク回路３から出力される電圧信号ＳＣ（Ｓ２）はＬｏｗからＨｉｇｈへ変化する。
この電圧信号ＳＣ（Ｓ２）のＬｏｗからＨｉｇｈへの変化を検出することによって、プレ
イグニッションを検出することができる。
【００３３】
上記と同様に、マスク回路５のノイズマスク時間ＮＭ２（例えば、４０〜６０μ秒）よ
りも長くイオン電流が発生した場合（すなわち、一次充電が発生した場合）、マスク回路
５から出力される電圧信号ＳＣ（Ｓ４）はＬｏｗからＨｉｇｈへ変化する。この電圧信号
ＳＣ（Ｓ２）のＬｏｗからＨｉｇｈへの変化を検出することによって、内燃機関の点火系
及びイオン電流検出に関連する部位が正常であると判断することができる。
【００３４】
図７はモニタ気筒切替回路２から出力される電圧信号Ｓ１、ラッチポート６ｄへ入力さ
れる電圧信号Ｓ４、及びラッチポート６ｄでのラッチ状態のシーケンスを示した図である
。マイクロコンピュータ６は、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力タイミングで、ラッチ状態の読
込（処理１）、モニタ気筒の切替（処理２）、ラッチクリア（処理３）の処理をこの順で
実行するようになっている。
【００３５】
処理１．立ち上がりエッジを検出するラッチポート６ｄからラッチ信号（ラッチ状態）
を読み込む。
処理２．モニタ気筒切替回路２の入力ポート２ａ、２ｂに対し、出力ポート６ａ、６ｂ
から切替信号ＣＨａ、ＣＨｂを出力して、モニタする気筒を切り替える。
処理３．ラッチポート６ｄのラッチ状態をクリアにする。
【００３６】
図７に示したように、モニタ気筒切替時点から次のモニタ気筒切替時点までの間に（例
えば、時点Ｐ１から時点Ｐ２の間、時点Ｐ２から時点Ｐ３の間に）、ラッチポート６ｄへ
入力される信号がＬｏｗからＨｉｇｈへと立ち上がった場合、ラッチポート６ｄではＨｉ
ｇｈ状態がラッチ（保持）されることになる。また、一次充電ＥＶ１、ＥＶ２が発生する
と、ノイズマスク時間ＮＭ２経過後、ラッチポート６ｄへ入力される信号はＬｏｗからＨ
ｉｇｈへ立ち上がることになる。
【００３７】
上記したように、マイクロコンピュータ６は、モニタ気筒切替時点でラッチポート６ｄ
でのラッチ状態を読み込むようになっている。一次充電ＥＶ１、ＥＶ２が発生している場
合、モニタ気筒切替時点（但し、ラッチクリア前）におけるラッチポート６ｄでのラッチ
状態はＨｉｇｈとなる。従って、マイクロコンピュータ６は、モニタ気筒切替時点で読み
込んだラッチポート６ｄでのラッチ状態がＨｉｇｈである場合、発生すべき一次充電が検
出できたと判断して、内燃機関の点火系及びイオン電流検出に関連する部位が正常である
と判断することができる。
【００３８】
ところで、図８に示したように、イオン電流検出に関連する部位の地絡によって、例え
ば、イオン電流検知センサＢ３から検出されるイオン信号ＩＯＮ３がＬｏｗに固定される
と、イオン信号ＩＯＮ３がモニタ区間に属する場合、モニタ気筒切替回路２から出力され
てマスク回路５へ入力される電圧信号Ｓ１はＬｏｗに固定されてしまう。
【００３９】
そのため、モニタ気筒切替時点Ｐ２からノイズマスク時間ＮＭ２が経過した後、ラッチ
ポート６ｄへ入力される電圧信号Ｓ４がＬｏｗからＨｉｇｈへ変化し、モニタ気筒切替時
点Ｐ２からノイズマスク時間ＮＭ１が経過した後、ラッチ回路４へ入力される電圧信号Ｓ
２もＬｏｗからＨｉｇｈへ変化し、このＨｉｇｈ状態が次のモニタ気筒切替時点Ｐ３まで
維持されることになる。
【００４０】
ラッチポート６ｄへ入力される電圧信号Ｓ４がＬｏｗからＨｉｇｈへと立ち上がると、
ラッチポート６ｄがＨｉｇｈ状態でラッチされることになる。すなわち、一次充電の発生
している、していないに拘らず、ラッチポート６ｄがＨｉｇｈ状態でラッチされることに
なる。そのため、マイクロコンピュータ６が、一次充電が検出できたと判断し、内燃機関
の点火系などに異常が生じていても正常と誤診してしまうことになる。
【００４１】
また、ラッチ回路４へ入力される電圧信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉｇｈへと立ち上がり、
このＨｉｇｈ状態が次のモニタ気筒切替時点まで維持されると、マイクロコンピュータ６
からのラッチ指示によって、ラッチ回路４ではＨｉｇｈ状態がラッチされることになる。
すなわち、プレイグニッションの発生している、していないに拘らず、ラッチ回路４がＨ
ｉｇｈ状態でラッチされることになる。
【特許文献１】特開２００６−５７５４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２１０３４号公報
【特許文献４】特開平８−３３８２９８号公報
【特許文献５】特開平７−２９３４１５号公報
【特許文献６】特開平７−９１３５７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【００４２】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、イオン電流検出に関連する部位の故障
診断の精度を向上させた故障診断方法、及び故障診断システムを提供することを目的とし
ている。
【００４３】
図８に示したように、イオン電流検出に関連する部位の地絡によって、例えば、イオン
電流検知センサＢ３から検出されるイオン信号ＩＯＮ３がＬｏｗに固定されると、イオン
信号ＩＯＮ３がモニタ区間に属する場合、モニタ気筒切替回路２から出力されてマスク回
路３へ入力される電圧信号Ｓ１はＬｏｗに固定されてしまう。そのため、モニタ気筒切替
時点Ｐ２からノイズマスク時間ＮＭ１が経過した後、ラッチ回路４へ入力される電圧信号
Ｓ２はＬｏｗからＨｉｇｈへ変化し、そのＨｉｇｈ状態が次のモニタ気筒の切り替えまで
維持されることになる。
【００４４】
すなわち、イオン電流検出に関連する部位に地絡が生じると、プレイグニッションが発
生した場合と同じように、ラッチ回路４へ入力される電圧信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉｇｈ
へ変化し、少なくともＩＧＴ−ＯＦＦ信号が出力されるまではそのＨｉｇｈ状態が維持さ
れることになる。
【００４５】
換言すれば、プレイグニッションが発生していないと認められる時に、ラッチ回路４へ
入力される電圧信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉｇｈへ変化し、少なくともＩＧＴ−ＯＦＦ信号
が出力されるまでそのＨｉｇｈ状態が維持されている場合、イオン電流検出に関連する部
位に地絡が生じていると考えることができる。
【００４６】
本発明に係る故障診断方法（１）は、上記知見に基づきなされた発明であり、プレイグ
ニッションが発生している時に見られる現象から故障を診断する故障診断方法であって、
プレイグニッションが発生し得ない条件下で、モニタ気筒内で発生するイオン電流を検出
するイオン電流検出手段から得られる信号にプレイグニッションが発生している時の現象
が見られた場合、イオン電流検出に関連する部位の故障と診断することを特徴としている
。
【００４７】
上記故障診断方法（１）によれば、プレイグニッションが発生し得ない条件下で、モニ
タ気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段から得られる信号にプレイ
グニッションが発生している時の現象が見られた場合には、プレイグニッションが発生し
ているのではなく、イオン電流検出に関連する部位の故障と診断する。従って、イオン電
流検出に関連する部位の地絡をプレイグニッションの発生と誤診するのを防止することが
できる。
【００４８】
なお、プレイグニッションが発生し得ない条件としては、イグニッションスイッチがオ
ンされてから各気筒内への燃料供給が開始されるまでの期間（エンジン始動前のクランキ
ング期間）や、エコラン制御（すなわち、エンジン自動停止条件が成立すると、エンジン
を停止させてエンジン始動待機状態にし、該エンジン始動待機状態であるときにエンジン
自動始動条件が成立するとエンジンを始動させる制御）時における各気筒内への燃料供給
が停止されてから燃料供給が開始されるまでの期間が適用できる。
【００４９】
また、本発明に係る故障診断システム（１）は、プレイグニッションが発生している時
に見られる現象から故障を診断する故障診断システムであって、モニタ気筒内で発生する
イオン電流を検出するイオン電流検出手段から得られる信号に対して、非検出期間を設け
てノイズを除去するマスク手段と、プレイグニッションが発生し得ない条件下であるか否
かを判断する判断手段と、該判断手段により、プレイグニッションが発生し得ない条件下
であると判断されたときに、前記マスク手段でノイズ除去された信号にプレイグニッショ
ンが発生している時の現象が見られた場合、イオン電流検出に関連する部位の故障と診断
する診断手段とを備えていることを特徴としている。
【００５０】
上記故障診断システム（１）によれば、プレイグニッションが発生しない条件下である
と判断されたときに、前記マスク手段でノイズ除去された信号にプレイグニッションが発
生している時の現象が見られた場合には、プレイグニッションが発生しているのではなく
、イオン電流検出に関連する部位の故障と診断される。従って、イオン電流検出に関連す
る部位の地絡をプレイグニッションの発生と誤診するのを防止することができる。
【００５１】
なお、前記判断手段によるプレイグニッションが発生し得ない条件下であるか否かの判
断は、イグニッションスイッチがオンされてから各気筒内への燃料供給が開始されるまで
の期間（すなわち、エンジン始動前のクランキング期間）であるか否か、又はエコラン制
御（すなわち、エンジン自動停止条件が成立すると、エンジンを停止させてエンジン始動
待機状態にし、該エンジン始動待機状態であるときにエンジン自動始動条件が成立すると
エンジンを始動させる制御）時における各気筒内への燃料供給が停止されてから燃料供給
が開始されるまでの期間であるか否かに基づいて判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明に係る故障診断方法、及び故障診断システムの実施の形態を図面に基づい
て説明する。図９は、実施の形態（１）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を
採用した燃料噴射制御装置の要部を概略的に示したブロック図である。なお、図１に示し
た燃料噴射制御装置と同様の構成部分については同符号を付している。
【００５３】
図中４１は４気筒内燃機関の燃料噴射を制御するための燃料噴射制御装置（ＥＦＩ−Ｅ
ＣＵ）を示しており、燃料噴射制御装置４１はモニタ気筒切替回路（ＭＰＸ）２と、マス
ク回路３と、ラッチ回路４と、マスク回路５と、マイクロコンピュータ（マイコン）４２
とを含んで構成されている。
【００５４】
マイクロコンピュータ４２は、マイクロコンピュータ６と同様に、図２に示したように
、＃１気筒〜＃４気筒それぞれに対応するイグナイタＡ１〜Ａ４に対して、適切なタイミ
ングで点火指令信号ＩＧＴ１〜ＩＧＴ４（ＩＧＴ−ＯＮ信号及びＩＧＴ−ＯＦＦ信号）を
＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒に対応した順で出力するようになっている。
【００５５】
また、マイクロコンピュータ４２は、マイクロコンピュータ６と同様に、出力ポート４
２ａ、４２ｂからモニタ気筒切替回路２の入力ポート２ａ、２ｂに対して、ＩＧＴ−ＯＦ
Ｆ信号の出力後に切替信号ＣＨａ、ＣＨｂを出力するようになっている。モニタ気筒切替
回路２は切替信号ＣＨａ、ＣＨｂに基づき、モニタする気筒を切り替えるようになってい
る。これにより、モニタ気筒が適切なタイミングで＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２
気筒の順で切り替えられることになる。
【００５６】
また、マイクロコンピュータ４２は、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力後、ラッチ回路４でラ
ッチされている信号（電圧信号Ｓ３）を読み込み、電圧信号Ｓ３を読み込んだ後、ラッチ
回路４に対してクリア制御を指示するようになっている。これにより、マイクロコンピュ
ータ４２はＩＧＴ−ＯＦＦ信号出力（すなわち、点火）から１０〜５０μ秒前にマスク回
路３から出力された電圧信号Ｓ２を電圧信号Ｓ３として読み込むことができる。
【００５７】
プレイグニッションが発生している場合、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号出力から１０〜５０μ秒
前の電圧信号Ｓ２はＨｉｇｈとなる。従って、マイクロコンピュータ４２は、ラッチ回路
４から読み込んだ信号に基づいて、プレイグニッションが発生しているかどうかを判断す
ることができる。
【００５８】
マイクロコンピュータ４２は、ＩＧＴ−ＯＦＦ信号の出力後、立ち上がりエッジを検出
するラッチポート４２ｄのラッチ状態を読み込み、その後、ラッチポート４２ｄをクリア
するようになっている。従って、前回のクリアから今回のクリアまでの間に、ラッチポー
ト４２ｄにＨｉｇｈ信号が入力されると、マイクロコンピュータ４２は、ラッチポート４
２ｄからＨｉｇｈ信号を読み込むことになる。
【００５９】
また、マイクロコンピュータ４２には、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）４３が接
続されており、マイクロコンピュータ４２は、ＩＧＳＷ４３がオンされたことを検出し、
エンジンが始動されたことを把握することができるようになっている。
【００６０】
また、マイクロコンピュータ４２には、クランク角センサ、エアフローメータ、エンジ
ン回転センサなどの燃料噴射制御や点火制御に必要な各種センサ（いずれも図示せず）が
接続されていると共に＃１気筒〜＃４気筒のそれぞれに対応するフューエルインジェクタ
（図示せず）が接続されており、これらフューエルインジェクタに対して、適切なタイミ
ングで燃料噴射信号を出力するようになっている。
【００６１】
次に、燃料噴射制御装置４１におけるマイクロコンピュータ４２の行う処理動作を図１
０に示したフローチャートに基づいて説明する。但し、この処理動作は、ＩＧＳＷ４３が
オンされてから、各気筒への燃料供給（燃料噴射）が開始されるまでの期間（すなわち、
エンジン始動前のクランキング期間）に行われる動作である。
【００６２】
まず、ＩＧＳＷ４３がオンされ、かつ各気筒への燃料供給が開始される前（燃料噴射信
号が出力される前）であるか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００６３】
ステップＳ１において、ＩＧＳＷ４３がオンされ、かつ各気筒への燃料供給が開始され
る前であると判断すれば、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈであるか否
かを判断する（ステップＳ２）。
【００６４】
ステップＳ２において、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈであると判
断すれば、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈとなっているのは、プレイ
グニッションの発生に起因するものではなく、イオン電流検出に関連する部位の地絡が生
じていると判定する（ステップＳ３）。すなわち、各気筒への燃料供給が開始される前で
あるので、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈとなっているのは、プレイ
グニッションの発生に起因するものではないと判断できる。
その後、イオン電流検出に関連する部位の地絡の発生に対応するフェールセーフ処理を
実行する（ステップＳ４）。
【００６５】
上記実施の形態（１）に係る故障診断方法（又は、故障診断システム）を採用した燃料
噴射制御装置４１によれば、ＩＧＳＷ４３がオンされてから各気筒内への燃料供給が開始
されるまでの期間（エンジン始動前のクランキング期間）のプレイグニッションが発生し
得ない条件下で、モニタ気筒内で発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段から
得られる信号にプレイグニッションが発生している時の現象が見られた場合には、プレイ
グニッションが発生しているのではなく、イオン電流検出に関連する部位の故障（地絡）
と診断される。従って、イオン電流検出に関連する部位の地絡をプレイグニッションの発
生と誤診するのを防止することができる。
【００６６】
図１１は、実施の形態（２）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を採用した
燃料噴射制御装置の要部を概略的に示したブロック図である。なお、図９に示した燃料噴
射制御装置４１と同様の構成部分については同符号を付している。
【００６７】
図中４１Ａは４気筒内燃機関の燃料噴射を制御するための燃料噴射制御装置（ＥＦＩ−
ＥＣＵ）を示しており、燃料噴射制御装置４１Ａはモニタ気筒切替回路（ＭＰＸ）２と、
マスク回路３と、ラッチ回路４と、マスク回路５と、マイクロコンピュータ（マイコン）
４２Ａとを含んで構成されている。
【００６８】
また、マイクロコンピュータ４２Ａには、エンジン自動停止条件が成立すると、エンジ
ンを停止させてエンジン始動待機状態にし、該エンジン始動待機状態であるときに、エン
ジン自動始動条件が成立すると、エンジンを始動させるエコラン制御装置（エコランＥＣ
Ｕ）４４が接続されており、エコランＥＣＵ４４は、燃料噴射制御装置４１Ａを制御して
、エンジンを始動させたり、停止させることができるようになっている。
【００６９】
そして、マイクロコンピュータ４２Ａでは、エコランＥＣＵ４４から送られてくる制御
信号に基づいて、エンジンの自動停止（各気筒内への燃料供給停止）と再始動（燃料供給
再開）とを所定条件に従って制御するようになっている。
【００７０】
次に、燃料噴射制御装置４１Ａにおけるマイクロコンピュータ４２Ａの行う処理動作を
図１２に示したフローチャートに基づいて説明する。但し、この処理動作は、エコラン制
御中、すなわち、エンジン自動停止条件が成立し、エンジンを停止させてエンジン始動待
機状態（各気筒内への燃料供給停止状態）にしてから、エンジン自動始動条件が成立して
、エンジンを始動する（燃料供給再開）までの期間に行われる動作である。            
【００７１】
まず、エコラン制御中であるか否か、すなわち、エンジンの自動停止（各気筒内への燃
料供給停止）から再始動（燃料供給再開）されるまでの期間であるか否かを判断する（ス
テップＳ１１）。
【００７２】
ステップＳ１１において、エコラン制御中、すなわち、エンジンの自動停止（各気筒内
への燃料供給停止）から再始動（燃料供給再開）されるまでの期間であると判断すれば、
ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈであるか否かを判断する（ステップＳ
１２）。
【００７３】
ステップＳ１２において、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈであると
判断すれば、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈとなっているのは、プレ
イグニッションの発生に起因するものではなく、イオン電流検出に関連する部位の地絡が
生じていると判定する（ステップＳ１３）。すなわち、各気筒への燃料供給が行われてい
ないエコラン制御中であるので、ラッチ回路４から読み込んだラッチ信号がＨｉｇｈとな
っているのは、プレイグニッションの発生に起因するものではないと判断できる。
その後、イオン電流検出に関連する部位の地絡の発生に対応するフェールセーフ処理を
実行する（ステップＳ１４）。
【００７４】
上記実施の形態（２）に係る故障診断方法（又は、故障診断システム）を採用した燃料
噴射制御装置４１Ａによれば、エコラン制御中、すなわち、エンジン自動停止条件が成立
し、エンジンを停止させてエンジン始動待機状態（各気筒内への燃料供給停止状態）にし
てから、エンジン自動始動条件が成立して、エンジンを始動する（燃料供給再開）までの
期間のプレイグニッションが発生し得ない条件下で、モニタ気筒内で発生するイオン電流
を検出するイオン電流検出手段から得られる信号にプレイグニッションが発生している時
の現象が見られた場合には、プレイグニッションが発生しているのではなく、イオン電流
検出に関連する部位の故障（地絡）と診断される。従って、イオン電流検出に関連する部
位の地絡をプレイグニッションの発生と誤診するのを防止することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、燃料噴射制御装置４１Ａ（のマイクロコンピュータ４２Ａ
）にエコラン制御装置４４が接続されている場合について説明したが、別の実施の形態で
は、エコラン制御装置４４の有する機能を燃料噴射制御装置４１Ａに装備させた構成にす
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】従来の燃料噴射制御装置の一例を概略的に示したブロック図である。
【図２】イオン電流検知シーケンスを示した図である。
【図３】イオン電流検知シーケンスを示した図である。
【図４】マスク回路の回路構成を示した図である。
【図５】図４における各電圧信号の遷移状態を示したタイミングチャートである。
【図６】イオン電流検知シーケンスを示した図である。
【図７】モニタ気筒切替回路から出力される信号、ラッチポートへ入力される信号、及びラッチポートでのラッチ状態のシーケンスを示した図である。
【図８】モニタ気筒切替回路から出力される信号、ラッチポートへ入力される信号、及びラッチポートでのラッチ状態のシーケンスを示した図である。
【図９】本発明の実施の形態（１）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を採用した燃料噴射制御装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図１０】実施の形態（１）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を採用した燃料噴射制御装置におけるマイクロコンピュータの行う処理動作を示したフローチャートである。
【図１１】実施の形態（２）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を採用した燃料噴射制御装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図１２】実施の形態（２）に係る故障診断方法（又は故障診断システム）を採用した燃料噴射制御装置におけるマイクロコンピュータの行う処理動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
４１、４１Ａ  燃料噴射制御装置
４２、４２Ａ  マイクロコンピュータ
４３  イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）
４４  エコラン制御装置（エコランＥＣＵ）
【図１】
2008190339.tif 000003
【図２】
2008190339.tif 000004
【図３】
2008190339.tif 000005
【図４】
2008190339.tif 000006
【図５】
2008190339.tif 000007
【図６】
2008190339.tif 000008
【図７】
2008190339.tif 000009
【図８】
2008190339.tif 000010
【図９】
2008190339.tif 000011
【図１０】
2008190339.tif 000012
【図１１】
2008190339.tif 000013
【図１２】
2008190339.tif 000014