JP2000297687A - 最適位相遅延角を用いたエンジン失火検出システムおよび検出方法 - Google Patents
最適位相遅延角を用いたエンジン失火検出システムおよび検出方法Info
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- JP2000297687A JP2000297687A JP11364320A JP36432099A JP2000297687A JP 2000297687 A JP2000297687 A JP 2000297687A JP 11364320 A JP11364320 A JP 11364320A JP 36432099 A JP36432099 A JP 36432099A JP 2000297687 A JP2000297687 A JP 2000297687A
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- F21V21/08—Devices for easy attachment to any desired place, e.g. clip, clamp, magnet
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- G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン失火検出時にエンジン回転数や負荷
などの運転条件によるエンジン失火の誤検出や未検出を
防止するエンジン失火検出システム及び検出方法を提供
するためのものである。 【解決手段】 クランク軸の所定の回転角度当たりに所
要される時間を計測し続けている間にエンジン失火によ
りエンジン出力が変化する時、前記時間の変化率を失火
検出の尺度として用いるエンジン失火検出方法におい
て、エンジン失火に伴うエンジントルクの変化時にクラ
ンク軸の所定の回転角度当たりに所要される時間の変化
率が運転条件に応じたシステムの機械的特性や慣性力な
どにより不正確に検出される時、最適な位相遅延角を各
運転条件ごとに設定してクランク軸の所定の回転角度当
たりに所要される時間を補正してエンジン失火検出を施
行することによってエンジン失火検出の信頼性を向上さ
せることができる。
などの運転条件によるエンジン失火の誤検出や未検出を
防止するエンジン失火検出システム及び検出方法を提供
するためのものである。 【解決手段】 クランク軸の所定の回転角度当たりに所
要される時間を計測し続けている間にエンジン失火によ
りエンジン出力が変化する時、前記時間の変化率を失火
検出の尺度として用いるエンジン失火検出方法におい
て、エンジン失火に伴うエンジントルクの変化時にクラ
ンク軸の所定の回転角度当たりに所要される時間の変化
率が運転条件に応じたシステムの機械的特性や慣性力な
どにより不正確に検出される時、最適な位相遅延角を各
運転条件ごとに設定してクランク軸の所定の回転角度当
たりに所要される時間を補正してエンジン失火検出を施
行することによってエンジン失火検出の信頼性を向上さ
せることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンシリンダー
で失火(misfire)が発生する場合に電子制御ユニット(E
CU:Electric Control Unit)で失火発生如何を把握す
るシステム及び方法に関するもので、より詳しくはエン
ジン回転数や負荷のような運転条件に応じたエンジン失
火検出システム及び検出方法に関する。
で失火(misfire)が発生する場合に電子制御ユニット(E
CU:Electric Control Unit)で失火発生如何を把握す
るシステム及び方法に関するもので、より詳しくはエン
ジン回転数や負荷のような運転条件に応じたエンジン失
火検出システム及び検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車産業の発達により発生する大気汚
染を防止するために排出ガス規制が強化され続けてお
り、これに対応してエンジン電子制御技術の開発も進め
られてきた。
染を防止するために排出ガス規制が強化され続けてお
り、これに対応してエンジン電子制御技術の開発も進め
られてきた。
【0003】さらに、近来のエンジン電子制御技術は故
障判断に必要な情報を車両に装着されたコンピューター
が自ら識別して警告するように義務づけるOBDII(On
Board Diagnosis II)規定が適用されているため、失火
発生による排出ガスの増加と触媒の損傷との可能性を感
知するシステム及び技術が必要になった。
障判断に必要な情報を車両に装着されたコンピューター
が自ら識別して警告するように義務づけるOBDII(On
Board Diagnosis II)規定が適用されているため、失火
発生による排出ガスの増加と触媒の損傷との可能性を感
知するシステム及び技術が必要になった。
【0004】そのため、エンジンシリンダーで失火が発
生した時、失火の発生如何と失火が発生したシリンダー
とを把握し、エンジンの状態を正常に復帰させるエンジ
ン失火検出システム及び検出方法が要求されている。
生した時、失火の発生如何と失火が発生したシリンダー
とを把握し、エンジンの状態を正常に復帰させるエンジ
ン失火検出システム及び検出方法が要求されている。
【0005】前記要求に応えるための一般的なエンジン
失火検出システム及び検出方法はピストンがシリンダー
の上死点(TDC:Top Dead Center)と下死点(BD
C:Bottom Dead Center)との間を往復運動する時に、
クランク軸の所定の回転角度ごとに感知される時間を計
測する。その過程でエンジン失火が発生すると、エンジ
ントルクの減少によってクランク軸の所定の回転角度ご
とに計測機を通じて感知される時間が増え、この時に電
子制御ユニットが前記時間の変化率と一定の基準値とを
比較して、この時間の変化率が一定の基準値より大きい
と失火であると判定する。
失火検出システム及び検出方法はピストンがシリンダー
の上死点(TDC:Top Dead Center)と下死点(BD
C:Bottom Dead Center)との間を往復運動する時に、
クランク軸の所定の回転角度ごとに感知される時間を計
測する。その過程でエンジン失火が発生すると、エンジ
ントルクの減少によってクランク軸の所定の回転角度ご
とに計測機を通じて感知される時間が増え、この時に電
子制御ユニットが前記時間の変化率と一定の基準値とを
比較して、この時間の変化率が一定の基準値より大きい
と失火であると判定する。
【0006】しかしながら、従来のエンジン失火検出シ
ステム及び検出方法は、エンジン回転数や負荷などの多
様な運転条件に応じてエンジン失火によるトルクの減少
が機械的特性や慣性力によりすぐには現れない。従っ
て、実際のエンジン失火の発生による時間の変化率と電
子制御ユニットで検出される時間の変化率とに差異が発
生してエンジン失火の誤検出や未検出が発生する。
ステム及び検出方法は、エンジン回転数や負荷などの多
様な運転条件に応じてエンジン失火によるトルクの減少
が機械的特性や慣性力によりすぐには現れない。従っ
て、実際のエンジン失火の発生による時間の変化率と電
子制御ユニットで検出される時間の変化率とに差異が発
生してエンジン失火の誤検出や未検出が発生する。
【0007】特に、エンジンの高速回転時には、慣性力
が大いに作用してエンジン失火によるうトルクの変化が
すぐに現れないため、失火検出失敗の可能性はさらに増
大する。
が大いに作用してエンジン失火によるうトルクの変化が
すぐに現れないため、失火検出失敗の可能性はさらに増
大する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
のような問題点を解決するためのもので、エンジン失火
検出時におけるエンジン回転数や負荷などの運転条件に
よるエンジン失火の誤検出や未検出を防止するエンジン
失火検出システム及び検出方法を提供するためのもので
ある。
のような問題点を解決するためのもので、エンジン失火
検出時におけるエンジン回転数や負荷などの運転条件に
よるエンジン失火の誤検出や未検出を防止するエンジン
失火検出システム及び検出方法を提供するためのもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明では、運転条件に応じたシステムの機械的特性
や慣性力などによりエンジン失火に伴うトルク変化時に
クランク軸の所定の回転角度当たりに所要される時間の
変化率が正確に検出されないことを補償するために、最
適な位相遅延角を各運転条件ごとに設定する。その後、
前記クランク軸の所定回転角度当たりに所要される時間
を補正して時間の変化率を測定して失火を検出すること
にその特徴がある。
に本発明では、運転条件に応じたシステムの機械的特性
や慣性力などによりエンジン失火に伴うトルク変化時に
クランク軸の所定の回転角度当たりに所要される時間の
変化率が正確に検出されないことを補償するために、最
適な位相遅延角を各運転条件ごとに設定する。その後、
前記クランク軸の所定回転角度当たりに所要される時間
を補正して時間の変化率を測定して失火を検出すること
にその特徴がある。
【0010】より詳しくは、マグネチックピックアップ
とスイッチング回路はカム軸に連結されているクランク
位置ターゲットホイール(Crank Position Target Whee
l)の歯と歯底との距離差を用いてクランク位置信号(Cra
nk Position Signal)を形成する。
とスイッチング回路はカム軸に連結されているクランク
位置ターゲットホイール(Crank Position Target Whee
l)の歯と歯底との距離差を用いてクランク位置信号(Cra
nk Position Signal)を形成する。
【0011】また、電子制御ユニットが運転条件に応じ
た最適な位相遅延角を設定するための位相センサー(Pha
se Senser)を通じて基準信号(Reference Mark)を生成す
る。
た最適な位相遅延角を設定するための位相センサー(Pha
se Senser)を通じて基準信号(Reference Mark)を生成す
る。
【0012】そうすると、電子制御ユニットがこの基準
信号を尺度として運転条件に応じて設定された最適な位
相遅延角以降からクランク軸の所定の回転角度当たりに
所要される時間の変化率を計算することにより、エンジ
ン失火を検出するエンジン失火検出システム及び検出方
法を提供することにその特徴がある。
信号を尺度として運転条件に応じて設定された最適な位
相遅延角以降からクランク軸の所定の回転角度当たりに
所要される時間の変化率を計算することにより、エンジ
ン失火を検出するエンジン失火検出システム及び検出方
法を提供することにその特徴がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、前記目的を具体的に実現す
ることができる本発明の好ましい実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明すると次の通りである。
ることができる本発明の好ましい実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明すると次の通りである。
【0014】図1(a)はエンジン失火検出システムの
ブロック構成図を示したもので、クランク位置ターゲッ
トホイール(Crank Position Target Wheel)110とマ
グネチックピックアップ(Magnetic Pick−Up)120と
からなるクランク位置センサー(Crank Position senso
r)100と;スイッチング回路200と;カウンター/
タイマー300と;位相センサー(Phase Sensor)400
と;電子制御ユニット500とを含む。
ブロック構成図を示したもので、クランク位置ターゲッ
トホイール(Crank Position Target Wheel)110とマ
グネチックピックアップ(Magnetic Pick−Up)120と
からなるクランク位置センサー(Crank Position senso
r)100と;スイッチング回路200と;カウンター/
タイマー300と;位相センサー(Phase Sensor)400
と;電子制御ユニット500とを含む。
【0015】前記クランク位置センサー100は、カム
軸と連結されたクランク位置ターゲットホイール110
が回転する時に、クランク位置ターゲットホイール11
0の歯と歯底の距離差による磁気力線の変化をマグネチ
ックピックアップ120が検出してアナログ信号を出力
する。
軸と連結されたクランク位置ターゲットホイール110
が回転する時に、クランク位置ターゲットホイール11
0の歯と歯底の距離差による磁気力線の変化をマグネチ
ックピックアップ120が検出してアナログ信号を出力
する。
【0016】それから、スイッチング回路200はクラ
ンク位置センサー100から出力されたアナログ信号の
入力を受けて図1(b)のようなクランク位置信号と同
一のディジタル信号に変え、カウンター/タイマー30
0はクランク位置信号の入力を受けてクランク位置信号
の歯周期(Tooth Period)を求める。
ンク位置センサー100から出力されたアナログ信号の
入力を受けて図1(b)のようなクランク位置信号と同
一のディジタル信号に変え、カウンター/タイマー30
0はクランク位置信号の入力を受けてクランク位置信号
の歯周期(Tooth Period)を求める。
【0017】この時、歯周期はクランク位置ターゲット
ホイール110のある一個の歯と歯底とがマグネチック
ピックアップ120を過ぎて次の歯が現れる瞬間までの
時間となる。
ホイール110のある一個の歯と歯底とがマグネチック
ピックアップ120を過ぎて次の歯が現れる瞬間までの
時間となる。
【0018】位相センサー400が基準信号をタイマー
/カウンター300から出力された歯周期と同時に電子
制御ユニット500に入力すると、電子制御ユニット5
00は前記二つの信号を用いて最適な位相遅延角を設定
して行程周期や上死点間の周期の変化率を求め、この周
期の変化率と所定の基準値とを比較して周期の変化率が
基準値を超過すると失火であると判断する。
/カウンター300から出力された歯周期と同時に電子
制御ユニット500に入力すると、電子制御ユニット5
00は前記二つの信号を用いて最適な位相遅延角を設定
して行程周期や上死点間の周期の変化率を求め、この周
期の変化率と所定の基準値とを比較して周期の変化率が
基準値を超過すると失火であると判断する。
【0019】この時、行程周期はエンジンが一つの行程
を遂行する時間を指し、上死点間の周期は一つの気筒で
爆発行程を行うためにピストンがシリンダーの上死点に
到達してから次の爆発順序の気筒で爆発行程を行うため
にピストンがシリンダーの上死点に到達するまでの時間
を指す。
を遂行する時間を指し、上死点間の周期は一つの気筒で
爆発行程を行うためにピストンがシリンダーの上死点に
到達してから次の爆発順序の気筒で爆発行程を行うため
にピストンがシリンダーの上死点に到達するまでの時間
を指す。
【0020】図2は本発明によるエンジン失火検出方法
の概略的な順序を図示したもので、失火検出が始まると
S21、エンジン失火検出システムを通してクランク位
置信号と基準信号とを検出するS22。
の概略的な順序を図示したもので、失火検出が始まると
S21、エンジン失火検出システムを通してクランク位
置信号と基準信号とを検出するS22。
【0021】その後、電子制御ユニット500が最適な
位相遅延角を選択するとS23、行程周期や上死点間の
周期を測定するS24。
位相遅延角を選択するとS23、行程周期や上死点間の
周期を測定するS24。
【0022】その後、行程周期や上死点間の周期ごとの
変化率を測定しS25、前記行程周期や上死点間の周期
ごとの変化率と比較するための失火検出基準値を設定す
るS26。
変化率を測定しS25、前記行程周期や上死点間の周期
ごとの変化率と比較するための失火検出基準値を設定す
るS26。
【0023】前記失火検出基準値と上死点間の周期の変
化率とを比較して失火を判定するとS27、失火検出を
終えるS28。
化率とを比較して失火を判定するとS27、失火検出を
終えるS28。
【0024】前記本発明のエンジン失火検出方法をより
詳しく説明すると、エンジン失火検出が始まるとS2
1、図1のaのクランク位置センサー100、スイッチ
ング回路200、カウンター/タイマー300、位相セ
ンサー500を通して図1bのような基準信号を検出す
るS22。
詳しく説明すると、エンジン失火検出が始まるとS2
1、図1のaのクランク位置センサー100、スイッチ
ング回路200、カウンター/タイマー300、位相セ
ンサー500を通して図1bのような基準信号を検出す
るS22。
【0025】前記S22で検出されたクランク位置信号
と基準信号とによって電子制御ユニット500は最適な
位相遅延角を選択するがS23、エンジンシリンダーで
失火が発生した場合、運転条件に応じた機械的特性や慣
性力により失火による出力トルクの変化がクランク位置
ターゲットホイール110にすぐに伝達されるものでは
ないので、クランク位置ターゲットホイール110が失
火が発生してから失火の影響を受けるまでに回転した角
がまさに最適な位相角となる。
と基準信号とによって電子制御ユニット500は最適な
位相遅延角を選択するがS23、エンジンシリンダーで
失火が発生した場合、運転条件に応じた機械的特性や慣
性力により失火による出力トルクの変化がクランク位置
ターゲットホイール110にすぐに伝達されるものでは
ないので、クランク位置ターゲットホイール110が失
火が発生してから失火の影響を受けるまでに回転した角
がまさに最適な位相角となる。
【0026】図3は最適な位相遅延角を設定するための
性能指標図(Performance Index)を図示したもので、図
3の(a)は回転周期の変化率DTを位相遅延角を1と
2として計算した時の回転周期の変化率を示したもので
ある。
性能指標図(Performance Index)を図示したもので、図
3の(a)は回転周期の変化率DTを位相遅延角を1と
2として計算した時の回転周期の変化率を示したもので
ある。
【0027】また、図3の(b)の実際の検出信号AD
(Actual Detection)は前記図3の‘a’のDT信号に
おいて所定の失火検出基準値(Treshould)を超過して失
火と判断された位置を表示し、図3の(c)の要求検出
信号DD(Desired Detection)は実際に失火が発生し
た位置を図示したものである。
(Actual Detection)は前記図3の‘a’のDT信号に
おいて所定の失火検出基準値(Treshould)を超過して失
火と判断された位置を表示し、図3の(c)の要求検出
信号DD(Desired Detection)は実際に失火が発生し
た位置を図示したものである。
【0028】また、図3の(d)の一致インデックスM
I(Matching Index)信号は図3の(c)のDD信号と
図3の(a)のDT信号の位置が同一である場所が1の
値を有するように定義したもので、その検出はDT信号
と要求検出信号DDの内積を求めることによって得るこ
とができる。
I(Matching Index)信号は図3の(c)のDD信号と
図3の(a)のDT信号の位置が同一である場所が1の
値を有するように定義したもので、その検出はDT信号
と要求検出信号DDの内積を求めることによって得るこ
とができる。
【0029】最後に、図3の(e)の不一致インデック
ス信号Err(Error Index)は要求検出信号DDと実
際の検出信号ADとが一致しないところが1の値を有す
るように定義したもので、その検出は排他的論理和演算
で求める。
ス信号Err(Error Index)は要求検出信号DDと実
際の検出信号ADとが一致しないところが1の値を有す
るように定義したもので、その検出は排他的論理和演算
で求める。
【0030】即ち、要求検出信号DDが‘1’であり、
実際の検出信号ADが‘0’である場合や、要求検出信
号DDが‘0’であり、実際の検出信号ADが‘1’で
ある場合に、不一致インデックス信号Errが‘1’値
を示す。
実際の検出信号ADが‘0’である場合や、要求検出信
号DDが‘0’であり、実際の検出信号ADが‘1’で
ある場合に、不一致インデックス信号Errが‘1’値
を示す。
【0031】ここで、図3の(d)と(e)は実際に失
火が起こった位置と失火であると判定された位置との一
致如何を表わすので、失火検出に対する性能指標(Perfo
rmance Index)として使用することができる。
火が起こった位置と失火であると判定された位置との一
致如何を表わすので、失火検出に対する性能指標(Perfo
rmance Index)として使用することができる。
【0032】そのため、一致インデックス信号MIの
‘1’の値の個数が最大であったり不一致インデックス
信号Errの‘1’の値の個数が最小であるものを基準
として位相遅延角を設定することができ、従って図3で
は位相遅延角1を最適な位相遅延角として設定すること
ができる。
‘1’の値の個数が最大であったり不一致インデックス
信号Errの‘1’の値の個数が最小であるものを基準
として位相遅延角を設定することができ、従って図3で
は位相遅延角1を最適な位相遅延角として設定すること
ができる。
【0033】電子制御ユニット500での最適な遅延位
相角の設定は、様々な運転条件で導き出した実験結果を
電子制御ユニット500に保存して各々の運転条件ごと
に設定するか、学習により自動的に補正する手段を利用
して設定することができる。
相角の設定は、様々な運転条件で導き出した実験結果を
電子制御ユニット500に保存して各々の運転条件ごと
に設定するか、学習により自動的に補正する手段を利用
して設定することができる。
【0034】前記のような最適な位相角を設定するS2
3を終えると、所定のクランク軸の回転角度当たりに所
要される時間である行程周期や上死点間の周期を測定す
るS24。
3を終えると、所定のクランク軸の回転角度当たりに所
要される時間である行程周期や上死点間の周期を測定す
るS24。
【0035】この時、行程周期は4行程エンジンにおい
て1行程にかかる時間を指し、上死点間の周期は、例え
ば4気筒エンジンにおいて1番−3番−4番−2番気筒
の順に爆発行程が起こる場合、ある一つの気筒で爆発行
程を行ってから次の順序の爆発行程を行う瞬間までの時
間を指し、4気筒エンジンでは1サイクル当たり4回の
上死点間の周期が発生する。
て1行程にかかる時間を指し、上死点間の周期は、例え
ば4気筒エンジンにおいて1番−3番−4番−2番気筒
の順に爆発行程が起こる場合、ある一つの気筒で爆発行
程を行ってから次の順序の爆発行程を行う瞬間までの時
間を指し、4気筒エンジンでは1サイクル当たり4回の
上死点間の周期が発生する。
【0036】前記行程周期や上死点間の周期は全てクラ
ンク軸がπ回転するのにかかる時間で、一つの気筒で4
行程を全て終えると、クランク軸は半回転するようにな
る。
ンク軸がπ回転するのにかかる時間で、一つの気筒で4
行程を全て終えると、クランク軸は半回転するようにな
る。
【0037】また、4気筒エンジンにおいて全ての気筒
が爆発による膨張行程を行うと、クランク軸はやはり2
回転するので、1上死点間の周期の間にクランク軸は半
回転するようになる。
が爆発による膨張行程を行うと、クランク軸はやはり2
回転するので、1上死点間の周期の間にクランク軸は半
回転するようになる。
【0038】従って、クランク軸とカム軸との回転比は
2/1であるので、カム軸に連結されたクランク位置タ
ーゲットホイール110は行程周期や上死点間の周期ご
とにπ/2回転するようになり、クランク位置ターゲッ
トホイール110の歯の個数でみると、歯の個数がt個
である時にt/4個だけ回転するようになる。
2/1であるので、カム軸に連結されたクランク位置タ
ーゲットホイール110は行程周期や上死点間の周期ご
とにπ/2回転するようになり、クランク位置ターゲッ
トホイール110の歯の個数でみると、歯の個数がt個
である時にt/4個だけ回転するようになる。
【0039】なお、図1bでクランク位置信号の‘ハ
イ’値の個数はクランク位置ターゲットホイール110
の歯の個数であるので、行程周期や上死点間の周期Ts
を求めるためには、クランク位置信号の‘ハイ’値の個
数t/4だけカウントして各々の歯周期間の和を求めれ
ばよい。従って、設定された最適な位相遅延角に該当す
るクランク位置信号の‘ハイ’値の個数だけ遅延させた
後、行程周期や上死点間の周期を求める。
イ’値の個数はクランク位置ターゲットホイール110
の歯の個数であるので、行程周期や上死点間の周期Ts
を求めるためには、クランク位置信号の‘ハイ’値の個
数t/4だけカウントして各々の歯周期間の和を求めれ
ばよい。従って、設定された最適な位相遅延角に該当す
るクランク位置信号の‘ハイ’値の個数だけ遅延させた
後、行程周期や上死点間の周期を求める。
【0040】前記のように最適な位相遅延角が補正され
た行程周期や上死点間の周期を求めると、S25で行程
周期や上死点間の周期ごとの変化率或いは角加速度や角
加速度の変化率を測定し、S26で失火検出基準値を設
定する。
た行程周期や上死点間の周期を求めると、S25で行程
周期や上死点間の周期ごとの変化率或いは角加速度や角
加速度の変化率を測定し、S26で失火検出基準値を設
定する。
【0041】エンジンシリンダーで失火が発生すると、
エンジントルクの低下によって行程周期や上死点間の周
期は変わり、従って、これらの変化率や角加速度或いは
角加速度の変化率も変わるので、電子制御ユニット50
0はクランク軸の回転周期の変化率を求めて失火を検出
する。
エンジントルクの低下によって行程周期や上死点間の周
期は変わり、従って、これらの変化率や角加速度或いは
角加速度の変化率も変わるので、電子制御ユニット50
0はクランク軸の回転周期の変化率を求めて失火を検出
する。
【0042】この時、電子制御ユニット500が回転周
期の変化率を求めることにおいては、前記行程周期或い
は上死点間周期の変化率、角加速度、角加速度の変化率
のうちの一つを選択し、それによる所定の失火検出基準
値と比較することによって、失火を検出する。前記行程
周期或いは上死点間周期の変化率は下記の数式1により
求めることができる。
期の変化率を求めることにおいては、前記行程周期或い
は上死点間周期の変化率、角加速度、角加速度の変化率
のうちの一つを選択し、それによる所定の失火検出基準
値と比較することによって、失火を検出する。前記行程
周期或いは上死点間周期の変化率は下記の数式1により
求めることができる。
【0043】
【数式1】 (TS(n):n番目の行程周期或いはn番目の上死点
間の周期) また、角加速度や角加速度の変化率は角速度の変化率で
あるので、下記の数式2と同一である角速度を定義する
と、
間の周期) また、角加速度や角加速度の変化率は角速度の変化率で
あるので、下記の数式2と同一である角速度を定義する
と、
【数式2】 (ω:角速度、Ts:行程周期或いは上死点間の周期)
であるので、前記数式1のように角速度が表わされる
時、角速度の変化率を示す角加速度は下記の数式3のよ
うに表わされる。
であるので、前記数式1のように角速度が表わされる
時、角速度の変化率を示す角加速度は下記の数式3のよ
うに表わされる。
【数式3】 (△ω:角速度の変化量、△TS:行程周期或いは上死
点間の周期の変化量) 前記数式3のように角加速度が表わされた時、角加速度
の変化率は下記の数式4のように表わされる。
点間の周期の変化量) 前記数式3のように角加速度が表わされた時、角加速度
の変化率は下記の数式4のように表わされる。
【数式4】 従って、行程周期や上死点間の周期を求め、数式3や数
式4により角加速度や角加速度の変化率を求めて所定の
失火検出基準値と比較することによって失火を検出す
る。
式4により角加速度や角加速度の変化率を求めて所定の
失火検出基準値と比較することによって失火を検出す
る。
【0044】ところで、前記失火検出基準値が大きすぎ
ると、瞬時の回転数の変動率に過敏に反応して失火の未
検出が多くなり、基準値が小さすぎると、回転数の変化
への対応が不可能で失火の誤検出が多くなるので、S2
6で適当な基準値を定めなければならない。
ると、瞬時の回転数の変動率に過敏に反応して失火の未
検出が多くなり、基準値が小さすぎると、回転数の変化
への対応が不可能で失火の誤検出が多くなるので、S2
6で適当な基準値を定めなければならない。
【0045】失火検出基準値の設定は、失火検出を数式
3の角加速度を用いると、分母の次数即ちTs3と定
め、数式4の角加速度の変化率を用いると、分母の次数
が2次であるのでTs2と定める。また、単に行程周期
の変化や上死点間の周期の変化率を使用する時にはTs
を失火検出基準値として適用する。
3の角加速度を用いると、分母の次数即ちTs3と定
め、数式4の角加速度の変化率を用いると、分母の次数
が2次であるのでTs2と定める。また、単に行程周期
の変化や上死点間の周期の変化率を使用する時にはTs
を失火検出基準値として適用する。
【0046】図4から図7までは様々な運転条件での最
適な位相遅延角と最適な失火検出基準値の設定のための
実験データを示したものである。
適な位相遅延角と最適な失火検出基準値の設定のための
実験データを示したものである。
【0047】図4は耐久ダイナモテスト(Dynamo Test)
のうち、定速状態で最適な位相遅延角と失火検出基準値
とを定めるために1番シリンダーで失火が周期的に1回
発生する場合を示したもので、行程周期或いは上死点間
の周期(Ts)と回転周期変化率(DT)がその付近で
大きく変化する。
のうち、定速状態で最適な位相遅延角と失火検出基準値
とを定めるために1番シリンダーで失火が周期的に1回
発生する場合を示したもので、行程周期或いは上死点間
の周期(Ts)と回転周期変化率(DT)がその付近で
大きく変化する。
【0048】この時、位相遅延角を0から40まで変化
させながら一致インデックス信号MIや不一致インデッ
クス信号Errを求めると、前記一致インデックス信号
MIのうちの‘ハイ’値の個数が最大値を有したり不一
致インデックス信号Errの‘ハイ’値の個数が最小値
を現す‘10’を定速状態の運転条件の最適な位相遅延
角として設定することができる。
させながら一致インデックス信号MIや不一致インデッ
クス信号Errを求めると、前記一致インデックス信号
MIのうちの‘ハイ’値の個数が最大値を有したり不一
致インデックス信号Errの‘ハイ’値の個数が最小値
を現す‘10’を定速状態の運転条件の最適な位相遅延
角として設定することができる。
【0049】また、回転周期変化率DTにおいて失火検
出基準値をTs3とすると失火が検出されないが、失火
検出基準値をTs2とすると失火が検出されるようにな
るので、失火検出基準値はTs2が適当である。
出基準値をTs3とすると失火が検出されないが、失火
検出基準値をTs2とすると失火が検出されるようにな
るので、失火検出基準値はTs2が適当である。
【0050】前記図5は運転条件を任意の異常が発生す
るベルジアンロード(Belgian Road)としてギヤー位置を
3段にいれて緩加減速中の最適な位相遅延角と失火検出
基準値とを定めるためのものである。
るベルジアンロード(Belgian Road)としてギヤー位置を
3段にいれて緩加減速中の最適な位相遅延角と失火検出
基準値とを定めるためのものである。
【0051】この時、図6は、1番シリンダーで失火が
加速区間と減速区間とで発生する場合の図5の回転周期
の変化率DTを拡大したもので、シリンダー1の失火発
生付近で大きく変化する。
加速区間と減速区間とで発生する場合の図5の回転周期
の変化率DTを拡大したもので、シリンダー1の失火発
生付近で大きく変化する。
【0052】このような過程中に位相遅延角を0から4
0までに変化させながら一致インデックス信号MIや不
一致インデックス信号Errを求めると、一致インデッ
クス信号MIの最大値と不一致インデックス信号Err
の最小値とを現す3や4が緩加減速状態の運転条件での
最適な位相遅延角となる。
0までに変化させながら一致インデックス信号MIや不
一致インデックス信号Errを求めると、一致インデッ
クス信号MIの最大値と不一致インデックス信号Err
の最小値とを現す3や4が緩加減速状態の運転条件での
最適な位相遅延角となる。
【0053】また、図6で図示したように失火検出基準
値をTs3とすると、瞬時の回転数の変動率に過敏に反
応して失火が検出されない回数が多くなり、失火検出基
準値をTsとすると、回転数の変化への対応が不可能に
なって誤検出の回数が多くなり、失火検出基準値をTs
2とすると失火検出ができるようになる。
値をTs3とすると、瞬時の回転数の変動率に過敏に反
応して失火が検出されない回数が多くなり、失火検出基
準値をTsとすると、回転数の変化への対応が不可能に
なって誤検出の回数が多くなり、失火検出基準値をTs
2とすると失火検出ができるようになる。
【0054】前記図7は運転条件を周期的な異常が発生
するウォッシュボードテスト(WashBoard Test)としてギ
ヤー位置を2段にいれて最適な位相遅延角と失火検出基
準値とを定めるために1番シリンダーで失火を発生させ
た場合、それによる上死点間の周期Tsと回転周期変化
率DTとを図示したものである。
するウォッシュボードテスト(WashBoard Test)としてギ
ヤー位置を2段にいれて最適な位相遅延角と失火検出基
準値とを定めるために1番シリンダーで失火を発生させ
た場合、それによる上死点間の周期Tsと回転周期変化
率DTとを図示したものである。
【0055】1番シリンダーで失火が発生すると失火発
生地点で回転周期変化率DTと上死点間の周期Tsとが
大きく変化するが、位相遅延角を0から40までに変化
させながら一致インデックス信号MIや不一致インデッ
クス信号Errを求めると、前記一致インデックス信号
MIの最大値と不一致インデックス信号Errの最小値
とが現れる28程度が周期的な異常が入力される時の2
段ギヤーでの最適な位相遅延角になる。
生地点で回転周期変化率DTと上死点間の周期Tsとが
大きく変化するが、位相遅延角を0から40までに変化
させながら一致インデックス信号MIや不一致インデッ
クス信号Errを求めると、前記一致インデックス信号
MIの最大値と不一致インデックス信号Errの最小値
とが現れる28程度が周期的な異常が入力される時の2
段ギヤーでの最適な位相遅延角になる。
【0056】また、回転周期変化率DTで失火検出基準
値をTs3とすると、失火が検出されないが、失火検出
基準値をTs2とすると失火が検出されるようになる。
値をTs3とすると、失火が検出されないが、失火検出
基準値をTs2とすると失火が検出されるようになる。
【0057】前記のように、失火検出基準値はTs2が
適当であり、電子制御ユニット500にプログラミング
される失火検出基準値はさらに詳細に失火検出をするた
めに補正係数AをかけてA×Ts2とし、S26では各
運転条件によって補正係数を選択して失火検出基準値を
設定するようになる。
適当であり、電子制御ユニット500にプログラミング
される失火検出基準値はさらに詳細に失火検出をするた
めに補正係数AをかけてA×Ts2とし、S26では各
運転条件によって補正係数を選択して失火検出基準値を
設定するようになる。
【0058】前記失火検出基準値が設定されて行程周期
或いは上死点間の周期の変化率を求めると、S27では
前記設定された失火検出基準値と行程周期或いは上死点
間の周期の変化率とを比較して失火を判定し、失火検出
を終えるようになるS28。
或いは上死点間の周期の変化率を求めると、S27では
前記設定された失火検出基準値と行程周期或いは上死点
間の周期の変化率とを比較して失火を判定し、失火検出
を終えるようになるS28。
【0059】前記に関する図面および説明は単に本発明
の思想を例示するためのものである。細部的に本発明に
よる方法および装置は特許請求の範囲内で変化すること
ができる。
の思想を例示するためのものである。細部的に本発明に
よる方法および装置は特許請求の範囲内で変化すること
ができる。
【0060】従って、本エンジン失火検出システムにお
けるクランク位置ターゲットホイールは歯ではなく穴を
設置してもよいし、マグネチックピックアップではなく
ホイールセンサーを利用することもできる。
けるクランク位置ターゲットホイールは歯ではなく穴を
設置してもよいし、マグネチックピックアップではなく
ホイールセンサーを利用することもできる。
【0061】また、本エンジン失火検出システムにおけ
るクランク位置ターゲットホイールの位置はクランク軸
に連結してもよく、従って、クランク軸の回転を直接利
用して失火を判定することもできる。
るクランク位置ターゲットホイールの位置はクランク軸
に連結してもよく、従って、クランク軸の回転を直接利
用して失火を判定することもできる。
【0062】
【発明の効果】以上のように、本発明によるエンジン失
火検出方法において最適な位相遅延角を設定して行程周
期や上死点間の周期を求めてエンジン失火を検出する
と、エンジン失火の未検出や誤検出を防止してエンジン
失火検出の信頼性を向上させることができる。
火検出方法において最適な位相遅延角を設定して行程周
期や上死点間の周期を求めてエンジン失火を検出する
と、エンジン失火の未検出や誤検出を防止してエンジン
失火検出の信頼性を向上させることができる。
【図1】(a)は本発明のエンジン失火検出システムの
ブロック構成図、(b)は最適な位相遅延角が設定され
た基準信号とクランク位置信号との波形図である。
ブロック構成図、(b)は最適な位相遅延角が設定され
た基準信号とクランク位置信号との波形図である。
【図2】本発明によるエンジン失火検出方法の概略的な
順序図である。
順序図である。
【図3】(a)〜(e)は性能指標図を用いて最適な位
相遅延角を設定する方法図である。
相遅延角を設定する方法図である。
【図4】耐久ダイナモ実験中に定速状態で最適な位相遅
延角を定めるための性能指標図である。
延角を定めるための性能指標図である。
【図5】ベルジアンロード実験中に緩加減速状態で最適
な位相遅延角を定めるための性能指標図である。
な位相遅延角を定めるための性能指標図である。
【図6】図5の回転周期変化率の拡大図である。
【図7】ウォッシュボード実験中に最適な位相遅延角を
定めるための性能指標図である。
定めるための性能指標図である。
100 クランク位置センサー 110 クランク位置ターゲットホイール 120 マグネチックピックアップ 200 スイッチング回路 300 タイマー/カウンター 400 位置センサー 500 電子制御ユニット
Claims (10)
- 【請求項1】 カム軸と連結されているクランク軸位置
ターゲットホイール;前記クランク軸位置ターゲットホ
イールの歯と歯底との距離差によって発生する磁界の変
化に伴うアナログ信号を発生するマグネチックピックア
ップ;前記アナログ信号の入力を受けてクランク位置信
号を出力するスイッチング回路;前記クランク位置信号
の周期と‘ハイ’値の個数とを検出するタイマー/カウ
ンター;基準信号を出力する位相センサー;前記タイマ
ー/カウンターからクランク位置信号の歯周期と‘ハ
イ’値の個数との入力を受け、位相センサーから出力さ
れた基準信号の入力を受けて、エンジン失火を検出する
電子制御ユニットを含むことを特徴とする最適位相遅延
角を用いたエンジン失火検出システム。 - 【請求項2】 前記タイマー/カウンターは、前記クラ
ンク位置信号の‘ハイ’値とすぐ次の‘ハイ’値とが現
れる瞬間をカウンターで検出し、その間の時間をタイマ
ーでチェックすることを特徴とする請求項1に記載の最
適位相遅延角を用いたエンジン失火検出システム。 - 【請求項3】 前記電子制御ユニットは、前記タイマー
/カウンターから検出されたクランク位置信号の歯周期
と‘ハイ’値の個数および位相センサーから出力された
基準信号の入力を受けて最適な位相遅延角を設定した
後、クランク軸の所定の回転角度当たりに所要される時
間を計算して失火検出基準値を設定することにより失火
を判定することを特徴とする請求項1に記載の最適位相
遅延角を用いたエンジン失火検出システム。 - 【請求項4】 エンジン失火検出方法において、 エンジン失火検出システムを通してクランク位置信号と
基準信号とを検出する第1段階;最適な位相遅延角を選
択する第2段階;行程周期や上死点間の周期を測定する
第3段階;行程周期や上死点間の周期ごとの変化率を測
定する第4段階;失火検出基準値を設定する第5段階;
前記失火検出基準値と上死点間の周期の変化率とを比較
して失火を判定する第6段階を含むことを特徴とする最
適位相遅延角を用いたエンジン失火検出方法。 - 【請求項5】 前記最適な位相遅延角は、一致インデッ
クス信号を最大にする位相遅延角を最適な位相遅延角と
して設定することを特徴とする請求項4に記載の最適位
相遅延角を用いたエンジン失火検出方法。 - 【請求項6】 前記最適な位相遅延角は、不一致インデ
ックス信号を最小にする位相遅延角を最適な位相遅延角
として設定することを特徴とする請求項4に記載の最適
位相遅延角を用いたエンジン失火検出方法。 - 【請求項7】 前記行程周期や上死点間の周期は、位相
センサーから出力された基準信号を尺度として様々な運
転条件に合う最適な位相遅延角以降から検出することを
特徴とする請求項4に記載の最適位相遅延角を用いたエ
ンジン失火検出方法。 - 【請求項8】 前記失火検出基準値は、クランク軸の所
定の回転角度当たりに所要される時間の変化率の次数を
失火検出基準値とすることを特徴とする請求項4に記載
の最適位相遅延角を用いたエンジン失火検出方法。 - 【請求項9】 前記失火検出基準値は、クランク軸の所
定の回転角度当たりに所要される時間の変化率を用いて
角加速度を求める式の分母の次数を失火検出基準値とす
ることを特徴とする請求項4に記載の最適位相遅延角を
用いたエンジン失火検出方法。 - 【請求項10】 前記失火検出基準値は、クランク軸の
所定の回転角度当たりに所要される時間の変化率を用い
て角加速度の変化率を求める式の分母の次数を失火検出
基準値とすることを特徴とする請求項4記載の最適位相
遅延角を用いたエンジン失火検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990012888A KR100325162B1 (ko) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 최적 위상 지연각을 이용한 엔진 실화 검출 시스템 및 검출방법 |
KR1999/P12888 | 1999-04-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000297687A true JP2000297687A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=19579607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11364320A Withdrawn JP2000297687A (ja) | 1999-04-13 | 1999-12-22 | 最適位相遅延角を用いたエンジン失火検出システムおよび検出方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6278934B1 (ja) |
JP (1) | JP2000297687A (ja) |
KR (1) | KR100325162B1 (ja) |
DE (1) | DE19962797A1 (ja) |
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KR20020087150A (ko) * | 2001-05-14 | 2002-11-22 | 기아자동차주식회사 | 회전각속도 변동량에 의한 엔진 실화 검출시 보상 방법 |
US6935313B2 (en) * | 2002-05-15 | 2005-08-30 | Caterpillar Inc | System and method for diagnosing and calibrating internal combustion engines |
JP4198639B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2008-12-17 | Necエレクトロニクス株式会社 | 割り込み発生回路 |
DE102004054711A1 (de) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
KR101180410B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2012-09-10 | 에스티엑스엔진 주식회사 | 내연기관의 실화 검출방법 및 그 장치 |
ITTO20110770A1 (it) * | 2011-08-12 | 2013-02-13 | Magneti Marelli Spa | Metodo per il riconoscimento del fenomeno di misfire in un motore a combustione interna |
CN108087179B (zh) * | 2017-12-13 | 2019-07-09 | 重庆嘉萌鸿业科技有限公司 | 一种发动机点火提前角测试装置 |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
DE4009285A1 (de) * | 1989-08-23 | 1990-12-20 | Audi Ag | Verfahren zur zylinderselektiven ueberwachung des energieumsatzes bei einer mehrzylinder-brennkraftmaschine |
-
1999
- 1999-04-13 KR KR1019990012888A patent/KR100325162B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-12-21 US US09/469,952 patent/US6278934B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-22 JP JP11364320A patent/JP2000297687A/ja not_active Withdrawn
- 1999-12-23 DE DE19962797A patent/DE19962797A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
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---|---|
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US6278934B1 (en) | 2001-08-21 |
DE19962797A1 (de) | 2000-10-19 |
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