(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリから電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関に配設され、前記内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルと、
点火プラグにイオン電流検出電圧を印加し、前記点火プラグによる点火後の燃焼イオンを検出すると共に、前記点火コイル通電開始時のイオン電流変化により前記点火コイルへの通電状態、または前記点火プラグのくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段と、
先行する前気筒を点火する点火タイミング（以下、「前気筒の点火タイミング」という）と前記前気筒に続く次気筒の前記点火コイルへの通電開始タイミング（以下、「次気筒の通電開始タイミング」という）とをそれぞれ算出し、算出された前記前気筒の点火タイミングと前記次気筒の通電開始タイミングとに基づき、前記次気筒の通電開始タイミング後における所定のイオン電流検出区間を通電開始禁止区間として設定する通電開始禁止区間演算手段と、
前記前気筒の点火タイミングが前記次気筒の前記通電開始禁止区間内となると推定されたときには、前記次気筒の通電開始タイミングを前記通電時間開始禁止区間以前に設定変更、または前記前気筒の点火タイミングが前記通電開始禁止区間内となる前記内燃機関の運転条件に基づき前記次気筒の通電開始タイミングを補正するタイミング設定変更・補正手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項２】
車載バッテリから電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関に配設され、前記内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルと、
点火プラグにイオン電流検出電圧を印加し、前記点火プラグによる点火後の燃焼イオンを検出すると共に、前記点火コイル通電中のイオン電流変化により前記点火コイルへの通電状態、または前記点火プラグのくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段と、
前記点火コイルによる前記点火プラグへの点火が先行する前気筒の点火タイミングが、前記前気筒以外の何れかの気筒の前記点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される前記内燃機関の運転条件での運転を検出したときには、前記前気筒以外の何れかの気筒の前記点火コイル通電中のイオン電流検出における出力信号に対する比較レベルを補正、または判定値を補正、またはそれらを切替選択する補正切替選択手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項３】
車載バッテリから電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関に配設され、前記内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルと、
点火プラグにイオン電流検出電圧を印加し、前記点火プラグによる点火後の燃焼イオンを検出すると共に、前記点火コイル通電中のイオン電流変化により前記点火コイルへの通電状態、または前記点火プラグのくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段と、
前記点火コイルによる前記点火プラグへの点火が先行する前気筒の点火タイミングが、前記前気筒以外の何れかの気筒の前記点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される前記内燃機関の運転条件での運転を検出したときには、前記前気筒以外の何れかの気筒の前記点火コイル通電中のイオン電流検出による判定を禁止する判定禁止手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項４】
車載バッテリから電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関に配設され、前記内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルと、
点火プラグにイオン電流検出電圧を印加し、前記点火プラグによる点火後の燃焼イオンを検出すると共に、複数の前記点火コイル通電中のイオン電流変化により前記点火コイルへの通電状態、または前記点火プラグのくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段と、
前記点火コイル通電中のイオン電流値を所定の比較レベルと比較する信号比較手段と、
前記点火コイル通電中のイオン電流値の信号処理区間を設定する信号処理設定手段と、
前記信号比較手段からの出力値が比較レベル以上となる立上がりタイミング、また、前記信号比較手段からの出力値が比較レベル以下となる立下がりタイミングを検出するタイミング検出手段と、
前記タイミング検出手段の出力値が予め設定された特定タイミング区間内のときには、前記イオン電流値を有効信号とする特定区間判定手段と、
前記信号処理設定手段により設定された前記信号処理区間内で、前記タイミング検出手段の出力値から時間を算出する時間演算手段と、
前記時間演算手段により算出された時間が予め設定された所定判定時間以上のとき、有効出力と判定する有効時間判定手段と、
前記特定区間判定手段からの出力値と前記有効時間判定手段からの出力値とが共に有効判定であるときには、前記点火コイルへの通電状態が正常であり、前記点火プラグがくすぶり状態であると判定する状態判定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数気筒からなる内燃機関に配設された複数の点火コイルへの通電／遮断による点火コイル相互間の電源電圧の上昇や振動によるイオン電流変化の影響を受けることなく点火系異常を正確に検出可能な内燃機関のイオン電流検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１１に示すように、例えば、左右バンクに各６気筒を搭載した１２気筒（複数気筒）からなる所謂、Ｖ型内燃機関１０において、車載バッテリＢatt に接続した１次電源電圧線（＋Ｂ線）ＬVB1 をイグニッションスイッチＩＧＳＷを介して内燃機関１０近傍まで延長したのち分岐部ＢP を設け、この分岐部ＢP にて左バンク用の中間電源電圧線ＬVM-L及び右バンク用の中間電源電圧線ＬVM-Rに分岐し、この中間電源電圧線ＬVM-L，ＬVM-Rを左右バンクの各気筒近傍まで延長し、これら各気筒に対応する分割電源電圧線ＬVD-L，ＬVD-Rを用い左右バンクの各気筒の点火プラグに対応する点火コイル及びそのコントロール部からなる点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R に接続した配線構造が知られている。
【特許文献】
特開昭６２−７０６４６号公報（第３頁〜第４頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図１２は、前述の図１１にも適応される一般的な、バッテリＢatt から左右バンクの各１気筒に対応する点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R までの電気的な接続関係を示す等価回路及びイオン検出回路を含む回路図である。また、図１３は図１２における各種信号等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【０００４】
図１２において、まず、バッテリＢatt に接続された１次電源電圧線ＬVB1 にはハーネスのインダクタンスＬh 及び抵抗Ｒh が存在している。また、図１１にも示したように、１次電源電圧線ＬVB1 は分岐部ＢP にて左バンク用の中間電源電圧線ＬVM-L及び右バンク用の中間電源電圧線ＬVM-Rに分岐され、左右バンクの各気筒に対応する分割電源電圧線ＬVD-L，ＬVD-Rにて左右バンクの各気筒の点火プラグＩp-L ，Ｉp-R に対応する点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R に接続されている。ここで、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の１次コイル側には、それぞれコイル側抵抗Ｒc-L ，Ｒc-R が存在し、それぞれコイル電源電圧ＶB-L ，ＶB-R が印加されている。また、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の２次コイル側には、それぞれ点火プラグ電圧Ｖp-L ，Ｖp-R が発生され、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R のそれぞれの両電極間に印加される。そして、分割電源電圧線ＬVD-L，ＬVD-R近傍にはそれぞれ雑防（雑音防止）コンデンサＣn-L ，Ｃn-R が接続されている。更に、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の各スイッチング素子には点火信号ＩＧｔ-L，ＩＧｔ-Rが所定のタイミングにてそれぞれ入力される。
【０００５】
イオン検出回路２０L ，２０R は、周知のように、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R 及び点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の２次巻線側と共に、２次電流が還流する電流路を形成するよう直列接続のツェナダイオード２３，２４が接続されている。ここで、ツェナダイオード２４は２次電流の流れる方向に対して順方向に接続されている。なお、ツェナダイオード２３は２次電流の流れる方向に対して逆方向に接続され、これに並列に接続されたイオン電流検出電圧を印加する電源としてのコンデンサ２１を充電するためのダイオードである。また、ツェナダイオード２４に並列にイオン電流検出抵抗２２が接続されている。そして、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R を流れるイオン電流の大きさに基づくイオン電流検出抵抗２２の端子間電圧がイオン電流として増幅器２５を介してＥＣＵ３０側に出力される。
【０００６】
すると、図１３に示すように、例えば、左バンクの何れかの気筒（後述の次気筒）に対する点火信号ＩＧｔ-Lの通電中（時刻ｔ00以降）に右バンクの何れかの気筒（後述の前気筒）に対する点火信号ＩＧｔ-Rの点火タイミング（時刻ｔ01）があると、左バンクの点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L に印加されているコイル電源電圧ＶB-L が、時刻ｔ01以降に示す逆起電圧ΔＶB に起因して数十〔Ｖ：ボルト〕分だけ瞬間的に上昇する。このとき、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L は再通電状態となり、時刻ｔ01以降に示すように、点火プラグ電圧Ｖｐ-Lに数〔ｋＶ：キロボルト〕のコイルオン電圧ΔＶonが重畳してしまうこととなる。このコイルオン電圧ΔＶonの重畳により、点火系異常を検出するためのイオン電流信号を電圧値に変換したイオン信号Ｖi 〔Ｖ〕にノイズ成分が重畳することとなり、時刻ｔ02、時刻ｔ03に示すように、判定のための比較値（閾値）Ｖthを下回ることとなる。
【０００７】
このようにして、イオン信号Ｖi が比較値Ｖthにて比較されたＣＰＵ取込信号Ｖt がＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０に取込まれる。ＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、この他、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ、各種データ等を格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【０００８】
すると、図１３に示すように、本来のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０内のＣＰＵ３１に対するＣＰＵ取込信号Ｖt の正常時における終了タイミングＨe ′が異常時における短めの終了タイミングＨe 等となってしまうことで、点火系異常に対する正確な判定が得られなくなるという不具合があった。
【０００９】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、複数気筒からなる内燃機関に配設された複数の点火コイルへの通電／遮断による点火コイル相互間の電源電圧の上昇や振動によるイオン電流変化の影響を受けることなく、点火系異常を正確に検出可能な内燃機関のイオン電流検出装置の提供を課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のイオン電流検出装置によれば、車載バッテリから内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルにおいて、イオン電流検出手段で点火プラグにイオン電流検出電圧が印加され、点火プラグによる点火後の燃焼イオンが検出されると共に、点火コイル通電開始時のイオン電流変化により点火コイルへの通電状態、または点火プラグのくすぶり状態が検出される際、前気筒を点火する点火タイミング（以下、「前気筒の点火タイミング」という）が通電開始禁止区間演算手段による次気筒の通電開始禁止区間内となるときには、次気筒の点火コイルの通電開始タイミング（以下、「次気筒の通電開始タイミング」という）が通電開始禁止区間以前に設定変更、または前気筒の点火タイミングが通電開始禁止区間内となる内燃機関の運転条件に基づきタイミング設定変更・補正手段により次気筒の通電開始タイミングが補正される。これにより、複数気筒からなる内燃機関に配設された複数の点火コイルへの通電／遮断による点火コイル相互間の電源電圧の上昇や振動によるイオン電流変化の影響を受けることのないよう通電モニタ判定区間を設定することができ、点火コイルにおける通電異常や点火プラグにおけるくすぶり異常等の点火系異常が正確に検出されるという効果が得られる。
【００１１】
請求項２の内燃機関のイオン電流検出装置によれば、車載バッテリから内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルにおいて、イオン電流検出手段で点火プラグにイオン電流検出電圧が印加され、点火プラグによる点火後の燃焼イオンが検出されると共に、点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイルへの通電状態、または点火プラグのくすぶり状態が検出される際、前気筒の点火タイミングが前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関の運転条件での運転を検出したときには、補正切替選択手段により何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出における出力信号に対する比較レベルが補正、または判定値を補正、またはそれらが切替選択される。これにより、複数気筒からなる内燃機関に配設された複数の点火コイルへの通電中のイオン電流検出区間にて点火コイル相互間のイオン電流変化の影響を受けることが防止され、点火コイルにおける通電異常や点火プラグにおけるくすぶり異常等の点火系異常が正確に検出されるという効果が得られる。
【００１２】
請求項３の内燃機関のイオン電流検出装置によれば、車載バッテリから内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルにおいて、イオン電流検出手段で点火プラグにイオン電流検出電圧が印加され、点火プラグによる点火後の燃焼イオンが検出されると共に、点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイルへの通電状態、または点火プラグのくすぶり状態が検出される際、前気筒の点火タイミングが前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関の運転条件での運転を検出したときには、判定禁止手段により前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出による判定が禁止される。これにより、複数気筒からなる内燃機関に配設された複数の点火コイルへの通電中のイオン電流検出区間にて点火コイル相互間のイオン電流変化の影響を受けるとき、または受けると予測されるときには前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出による判定が禁止されるため、点火コイルにおける通電異常や点火プラグにおけるくすぶり異常等の判定が適切なタイミングにて実施されるという効果が得られる。
【００１３】
請求項４の内燃機関のイオン電流検出装置によれば、車載バッテリから内燃機関の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイルにおいて、イオン電流検出手段で点火プラグにイオン電流検出電圧が印加され、点火プラグによる点火後の燃焼イオンが検出されると共に、複数の点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイルへの通電状態、または点火プラグのくすぶり状態が検出される際、信号比較手段で点火コイル通電中のイオン電流値が所定の比較レベルと比較され、信号処理設定手段で点火コイル通電中のイオン電流値の信号処理区間が設定される。そして、タイミング検出手段により信号比較手段からの出力値が比較レベル以上となる立上がりタイミング、また、信号比較手段からの出力値が比較レベル以下となる立下がりタイミングが検出され、この出力値が予め設定された特定タイミング区間内であるときにはイオン電流値が有効であるとして、信号処理設定手段で設定された信号処理区間内で、時間演算手段によりタイミング検出手段の出力値から時間が算出され、その時間が予め設定された所定判定時間以上であるときには有効時間判定手段で有効出力と判定される。そして、特定区間判定手段からの出力値と有効時間判定手段からの出力値とが共に有効判定であるときには、状態判定手段により点火コイルへの通電状態が正常で、点火プラグがくすぶり状態であると判定される。これにより、点火コイルにおける通電異常や点火プラグにおけるくすぶり異常等がイオン電流変化の影響を受けることなく簡単に判定できるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における通電開始タイミング設定の処理手順を示すフローチャートである。この図１の通電開始タイミング設定ルーチンに基づき、図２を参照して説明する。ここで、図２は図１の処理に対応する前気筒及び次気筒に対する点火信号における通電開始タイミングを示すタイムチャートである。なお、この通電開始タイミング設定ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００１６】
また、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置におけるバッテリから内燃機関の各気筒の点火コイル／イグナイタまでの配線構造は前述の従来装置における図１１の概略図、その等価回路及びイオン電流検出回路は図１２の回路図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１において、まず、ステップＳ１０１で、図２に実線にて示す前気筒の点火信号における前気筒の点火タイミングＴe 、また、図２に破線にて示す次気筒の算出点火信号における前気筒に続く次気筒の通電開始タイミングＴs がそれぞれ算出される。次にステップＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で算出された前気筒の点火タイミングＴe が次気筒の通電開始タイミングＴs にて設定される通電モニタ判定区間であり、通電開始禁止区間ｄＴ内になるかが判定される。ここでは、次の不等式（１）が成立するかが判定される。
【００１８】
【数１】
Ｔs −Ｔe ＜ｄＴ                                        ・・・（１）
【００１９】
ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、前気筒の点火タイミングＴe が次気筒の通電開始禁止区間ｄＴ内になり、上述の不等式（１）が成立するときにはステップＳ１０３に移行し、図２に実線にて示す次気筒の設定点火信号における次気筒の新たな通電開始タイミングＴs ′が通電開始禁止区間ｄＴ以前になるよう次式（２）にて設定変更され、本ルーチンを終了する。
【００２０】
【数２】
Ｔs ′←Ｔe ＋ｄＴ                                      ・・・（２）
【００２１】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１０１で算出された前気筒の点火タイミングＴe が通電開始禁止区間ｄＴ内になく、上述の不等式（１）が成立しないときにはステップＳ１０１で算出された次気筒の通電開始タイミングＴs を設定変更する必要がないためステップＳ１０３がスキップされ、本ルーチンを終了する。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１における通電開始タイミング設定に代わる通電開始タイミング補正の処理手順を示す図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、この通電開始タイミング補正ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２３】
図３において、まず、ステップＳ２０１で、内燃機関１０の機関回転速度が図示しないクランク角センサからの出力信号に基づき算出される。次にステップＳ２０２に移行して、ステップＳ２０１で算出された機関回転速度が通電開始禁止領域内にあるかが判定される。即ち、このときの機関回転速度が前気筒及び次気筒の点火信号における通電オーバラップの発生する運転条件にあるかが判定される。ステップＳ２０２の判定条件が成立、即ち、機関回転速度が通電開始禁止領域内にあるときにはステップＳ２０３に移行し、次気筒の通電開始タイミングが補正され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０２の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度が通電開始禁止領域内にないときには次気筒の通電開始タイミングを補正する必要がないためステップＳ２０３がスキップされ、本ルーチンを終了する。
【００２４】
このように、本実施例の内燃機関のイオン電流検出装置は、車載バッテリＢatt から電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関１０に配設され、内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R と、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R にイオン電流検出電圧を印加し、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R による点火後の燃焼イオンを検出すると共に、点火コイル通電開始時のイオン電流変化により点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態、または点火プラグＩp-L ，Ｉp-R のくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段としてのイオン検出回路２０L ，２０R と、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R による点火プラグＩp-L ，Ｉp-R への点火が先行する前気筒の点火タイミングと点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R による点火プラグＩp-L ，Ｉp-R への点火が前気筒に続く次気筒の通電開始タイミングとに基づき、次気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の通電開始後における所定のイオン電流検出区間を通電開始禁止区間として算出するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される通電開始禁止区間演算手段と、前気筒に対する点火タイミングが次気筒の通電開始禁止区間内となるときには、次気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の通電開始タイミングを通電開始禁止区間以前に設定変更、または前気筒に対する点火タイミングが通電開始禁止区間内となる内燃機関１０の運転条件としての機関回転速度に基づき次気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の通電開始タイミングを補正するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成されるタイミング設定変更・補正手段とを具備するものである。
【００２５】
つまり、バッテリＢatt から内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R において、前気筒に対する点火タイミングが次気筒の通電開始禁止区間内となるときには、次気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の通電開始タイミングが通電開始禁止区間以前に設定変更、または前気筒に対する点火タイミングが通電開始禁止区間内となる内燃機関１０の運転条件としての機関回転速度に基づき次気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R の通電開始タイミングが補正される。
【００２６】
これにより、複数気筒からなる内燃機関１０に配設された複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電／遮断による点火コイル相互間の電源電圧の上昇や振動によるイオン電流変化の影響を受けることのないよう通電モニタ判定区間を設定することができるため、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R における通電異常や点火プラグＩp-L ，Ｉp-R におけるくすぶり異常等の点火系異常を正確に検出することができる。
【００２７】
〈実施例２〉
図４は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１におけるイオン信号に対する比較レベル切替の処理手順を示すフローチャートである。この図４に示す比較レベル切替ルーチンに基づき、図５、図６及び図７を参照して説明する。なお、この比較レベル切替ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２８】
ここで、図５は図４の処理に対応するイオン信号及びＣＰＵ取込信号の遷移状態を示すタイムチャートである。また、図６は本実施例における比較レベル切替を示す回路ブロック図である。そして、図７は本実施例における次気筒の設定点火信号に対する通電モニタ区間及びくすぶりモニタ区間を示す説明図である。更に、本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置におけるバッテリから内燃機関の各気筒の点火コイル／イグナイタまでの配線構造は前述の従来装置における図１１の概略図、その等価回路及びイオン電流検出回路は図１２の回路図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００２９】
図４において、まず、ステップＳ３０１で、前気筒の点火タイミングＴe 、前気筒に続く次気筒の通電開始タイミングＴs がそれぞれ算出される。次にステップＳ３０２に移行して、ステップＳ３０１で算出された前気筒の点火タイミングＴe が次気筒の通電開始タイミングＴs にて設定される通電モニタ判定区間であり、通電開始禁止区間ｄＴ内になるかが判定される。これらのステップＳ３０１、ステップＳ３０２については、上述の第１実施例におけるステップＳ１０１、ステップＳ１０２に対応しており、上述の不等式（１）が成立するかが判定される。
【００３０】
ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、前気筒の点火タイミングＴe が次気筒の通電開始禁止区間ｄＴ内になり、上述の不等式（１）が成立するときにはステップＳ３０３に移行し、図５に実線にて示すように、イオン電流信号を電圧値に変換したイオン信号Ｖi に対してノイズ成分が重畳して大きく変化する可能性があるとして比較レベルが低い方のＶth２に切替えられ、本ルーチンを終了する。これにより、図５に示すように、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立下がりタイミングＨe は比較レベルＶth１による時刻ｔ11から比較レベルＶth２による時刻ｔ12までに延長され、後述のノイズ成分が重畳することのないときの立下がりタイミングＨe ′に近づけることができる。
【００３１】
一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ３０１で算出された前気筒の点火タイミングＴe が通電開始禁止区間ｄＴ内になく、上述の不等式（１）が成立しないときにはステップＳ３０４に移行し、イオン信号Ｖi に対してノイズ成分が重畳することのないため比較レベルが高い方のＶth１に切替えられ、本ルーチンを終了する。これにより、図５に示すように、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立下がりタイミングＨe ′は比較レベルＶth１による時刻ｔ13となる。
【００３２】
上述のルーチンによれば、図６の回路ブロック図に示すように、イオン検出回路２０L （２０R ）からのイオン信号Ｖi がＥＣＵ３０内の信号レベル比較回路３２に入力される。そして、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１によって信号レベル比較回路３２で用いられるイオン信号Ｖi に対する比較レベルがＶth１とＶth２とで切替えられる。これにより、図７に次気筒の設定点火信号に対する通電モニタ区間及びくすぶりモニタ区間を示すように、ＥＣＵ３０内の信号レベル比較回路３２からＣＰＵ３１のラッチポートに取込まれる次気筒の設定点火信号に対する通電モニタ及びくすぶりモニタの判定区間となる時間検出のためのＣＰＵ取込信号Ｖt が他からのノイズ成分の影響を受けることを少なくできるため、点火系異常を正確に検出することができる。
【００３３】
このように、本実施例の内燃機関のイオン電流検出装置は、車載バッテリＢatt から電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関１０に配設され、内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R と、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R にイオン電流検出電圧を印加し、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R による点火後の燃焼イオンを検出すると共に、点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態、または点火プラグＩp-L ，Ｉp-R のくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段としてのイオン検出回路２０L ，２０R と、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R による点火プラグＩp-L ，Ｉp-R への点火が先行する前気筒の点火タイミングが、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関１０の運転条件での運転を検出したときには、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン電流検出における出力信号に対する比較レベルをＶth１とＶth２とで切替選択するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される補正切替選択手段とを具備するものである。
【００３４】
つまり、バッテリＢatt から内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R において、前気筒に対する点火タイミングが前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関の運転条件として所定の機関回転速度における運転を検出したときには、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出における出力信号に対する比較レベルがＶth１とＶth２とで切替選択される。
【００３５】
これにより、複数気筒からなる内燃機関１０に配設された複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電中のイオン電流検出区間にて点火コイル相互間のイオン電流変化の影響を受けることが防止されるため、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R における通電異常や点火プラグＩp-L ，Ｉp-R におけるくすぶり異常等の点火系異常を正確に検出することができる。
【００３６】
〈実施例３〉
図８は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１におけるイオン電流検出による判定禁止の処理手順を示すフローチャートである。この図８に示すイオン電流検出による判定禁止ルーチンに基づいて説明する。なお、この判定禁止ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３７】
ここで、本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置におけるバッテリから内燃機関の各気筒の点火コイル／イグナイタまでの配線構造は前述の従来装置における図１１の概略図、その等価回路及びイオン電流検出回路は図１２の回路図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図８において、まず、ステップＳ４０１で、内燃機関１０の機関回転速度が図示しないクランク角センサからの出力信号に基づき算出される。次にステップＳ４０２に移行して、ステップＳ４０１で算出された機関回転速度がイオン電流検出禁止領域内にあるかが判定される。ステップＳ４０２の判定条件が成立、即ち、機関回転速度がイオン電流検出禁止領域内にあるときにはステップＳ４０３に移行し、次気筒のイオン電流検出による判定が禁止され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０２の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度がイオン電流検出禁止領域内にないときには次気筒のイオン電流検出による判定を禁止する必要がないためステップＳ４０３がスキップされ、本ルーチンを終了する。
【００３９】
このように、本実施例の内燃機関のイオン電流検出装置は、車載バッテリＢatt から電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関１０に配設され、内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R と、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R にイオン電流検出電圧を印加し、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R による点火後の燃焼イオンを検出すると共に、点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態、または点火プラグＩp-L ，Ｉp-R のくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段としてのイオン検出回路２０L ，２０R と、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R による点火プラグＩp-L ，Ｉp-R への点火が先行する前気筒の点火タイミングが、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関１０の運転条件での運転として機関回転速度がイオン電流検出禁止領域内となることを検出したときには、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン電流信号を電圧値に変換したイオン信号Ｖi 検出による判定を禁止するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて達成される判定禁止手段とを具備するものである。
【００４０】
つまり、バッテリＢatt から内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R において、前気筒に対する点火タイミングが前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出区間と重なるか、または重なると予測される内燃機関の運転条件として所定の機関回転速度における運転を検出したときには、前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出による判定が禁止される。
【００４１】
これにより、複数気筒からなる内燃機関１０に配設された複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電中のイオン電流検出区間にて点火コイル相互間のイオン電流変化の影響を受けるとき、または受けると予測されるときには前気筒以外の何れかの気筒の点火コイル通電中のイオン電流検出による判定が禁止されるため、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R における通電異常や点火プラグＩp-L ，Ｉp-R におけるくすぶり異常等の判定を適切なタイミングにて実施することができる。
【００４２】
〈実施例４〉
図９は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１におけるイオン電流検出による通電正常／通電異常判定の処理手順を示すフローチャートである。この図９に示す通電正常／通電異常判定ルーチンに基づき、図１０を参照して説明する。なお、この通電正常／通電異常判定ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００４３】
ここで、図１０は図９の処理に対応する点火信号、イオン信号及びＣＰＵ取込信号の遷移状態を示すタイムチャートである。更に、本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置におけるバッテリから内燃機関の各気筒の点火コイル／イグナイタまでの配線構造は前述の従来装置における図１１の概略図、その等価回路及びイオン電流検出回路は図１２の回路図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図９において、まず、ステップＳ５０１で、図１０に示すように、イオン検出回路２０L （２０R ）からのイオン信号Ｖi に対するＣＰＵ取込信号Ｖt が信号処理区間内であるかが判定される。ステップＳ５０１の判定条件が成立、即ち、イオン信号Ｖi に対する信号処理区間内であるときにはステップＳ５０２に移行し、イオン信号Ｖi が信号レベル比較回路３２にて比較処理されたＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジが所定区間内にあるかが判定される。ステップＳ５０２の判定条件が成立、即ち、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジが所定区間内にあるときには、そのＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジから立下がりエッジまでの時間が検出される。
【００４５】
次にステップＳ５０４に移行して、ステップＳ５０３で検出された時間が所定の正常な時間内にあるかが判定される。ステップＳ５０４の判定条件が成立、即ち、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジから立下がりエッジまでの時間が所定の正常な時間内にあるときにはステップＳ５０５に移行し、点火信号による通電が正常であるとして、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０２の判定条件が成立せず、即ち、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジが所定区間内にないとき、またはステップＳ５０４の判定条件が成立せず、即ち、ＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりエッジから立下がりエッジまでの時間が所定の正常な時間内にないときにはステップＳ５０６に移行し、点火信号による通電が異常であるとして、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ５０１の判定条件が成立せず、即ち、イオン信号Ｖi に対する信号処理区間内でないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４６】
このように、本実施例の内燃機関のイオン電流検出装置は、車載バッテリＢatt から電源供給するバッテリ点火方式による複数気筒からなる内燃機関１０に配設され、内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R と、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R にイオン電流検出電圧を印加し、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R による点火後の燃焼イオンを検出すると共に、複数の点火コイル通電中のイオン電流変化により点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態、または点火プラグＩp-L ，Ｉp-R のくすぶり状態を検出するイオン電流検出手段としてのイオン検出回路２０L ，２０R と、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン電流値としてイオン電流信号を電圧値に変換したイオン信号Ｖi を所定の比較レベルＶthと比較するＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１、信号レベル比較回路３２にて達成される信号比較手段と、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R 通電中のイオン信号Ｖi の信号処理区間を設定するＥＣＵ内のＣＰＵ３１にて達成される信号処理設定手段と、前記信号比較手段からの出力値としてイオン信号Ｖi が比較レベルＶth以上となるときのＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりタイミング、また、前記信号比較手段からの出力値としてイオン信号Ｖi が比較レベルＶth以下となるときのＣＰＵ取込信号Ｖt の立下がりタイミングを検出するＥＣＵ３０にて達成されるタイミング検出手段と、前記タイミング検出手段の出力値が予め設定された特定タイミング区間内のときには、イオン電流値を有効信号とするＥＣＵ３０にて達成される特定区間判定手段と、前記信号処理設定手段により設定された信号処理区間内で、前記タイミング検出手段の出力値から時間を算出するＥＣＵ３０にて達成される時間演算手段と、前記時間演算手段により算出された時間が予め設定された所定判定時間以上のとき、有効出力と判定するＥＣＵ３０にて達成される有効時間判定手段と、前記特定区間判定手段からの出力値と前記有効時間判定手段からの出力値とが共に有効判定であるときには、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態が正常で、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R がくすぶり状態であると判定するＥＣＵ３０にて達成される状態判定手段とを具備するものである。
【００４７】
つまり、バッテリＢatt から内燃機関１０の所定の運転条件における通電に際して２つ以上で重なりを有する複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R において、イオン信号Ｖi が比較レベルＶth以上となるときのＣＰＵ取込信号Ｖt の立上がりタイミング、また、イオン信号Ｖi が比較レベルＶth以下となるときのＣＰＵ取込信号Ｖt の立下がりタイミングにて設定された出力値が予め設定された特定タイミング区間内であるときにはイオン電流値を有効であるとし、その出力値から時間を算出し、その時間が予め設定された所定判定時間以上であるときには有効出力と判定される。このときには、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電状態が正常で、点火プラグＩp-L ，Ｉp-R がくすぶり状態であると判定される。
【００４８】
これにより、複数気筒からなる内燃機関１０に配設された複数の点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R への通電中において、イオン信号Ｖi が比較レベルＶthと比較され、その立上がりタイミングから立下がりタイミングまでの出力値が特定タイミング区間内であるときにはイオン信号Ｖi が有効信号とされ、イオン信号Ｖi の信号処理区間内でその出力値から時間が算出される。この時間が予め設定された所定判定時間以上であるかによって、点火コイル／イグナイタＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R における通電異常や点火プラグＩp-L ，Ｉp-R におけるくすぶり異常等が判定できるためイオン電流変化の影響を受けることなく簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける通電開始タイミング設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】  図２は図１の処理に対応する前気筒及び次気筒に対する点火信号における通電開始タイミングを示すタイムチャートである。
【図３】  図３は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける通電開始タイミング設定に代わる通電開始タイミング補正の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるイオン信号に対する比較レベル切替の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】  図５は図４の処理に対応するイオン信号及びＣＰＵ取込信号の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図６】  図６は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置における比較レベル切替を示す回路ブロック図である。
【図７】  図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置における次気筒の設定点火信号に対する通電モニタ区間及びくすぶりモニタ区間を示す説明図である。
【図８】  図８は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるイオン電流検出による判定禁止の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】  図９は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるイオン電流検出による通電正常／通電異常判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】  図１０は図９の処理に対応する点火信号、イオン信号及びＣＰＵ取込信号の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図１１】  図１１は従来及び本発明の実施の形態の第１実施例乃至第４実施例にかかる内燃機関のイオン電流検出装置におけるバッテリから内燃機関の各気筒の点火コイル／イグナイタまでの配線構造を示す概略図である。
【図１２】  図１２は図１１に対応する一般的なバッテリから内燃機関の左右バンクの各１気筒分の点火コイル／イグナイタ及び点火プラグまでの電気的な接続関係を示す等価回路図である。
【図１３】  図１３は図１２における各種信号等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０                    内燃機関
３０                    ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Ｂatt                   バッテリ
ＩC/ＩG-L ，ＩC/ＩG-R   点火コイル／イグナイタ
Ｉp-L ，Ｉp-R           点火プラグ
【図１】
0004127373.tif 000002
【図２】
0004127373.tif 000003
【図３】
0004127373.tif 000004
【図４】
0004127373.tif 000005
【図５】
0004127373.tif 000006
【図６】
0004127373.tif 000007
【図７】
0004127373.tif 000008
【図８】
0004127373.tif 000009
【図９】
0004127373.tif 000010
【図１０】
0004127373.tif 000011
【図１１】
0004127373.tif 000012
【図１２】
0004127373.tif 000013
【図１３】
0004127373.tif 000014