JP2003286894A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents
内燃機関の失火検出装置Info
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- JP2003286894A JP2003286894A JP2003059079A JP2003059079A JP2003286894A JP 2003286894 A JP2003286894 A JP 2003286894A JP 2003059079 A JP2003059079 A JP 2003059079A JP 2003059079 A JP2003059079 A JP 2003059079A JP 2003286894 A JP2003286894 A JP 2003286894A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転変動量に含まれる誤差成分を低減させ、
良好に失火検出を行う内燃機関の失火検出装置を提供す
ること。 【解決手段】 電子制御装置（ＥＣＵ）９は、１２０°
ＣＡ回転するのに要する時間を検出し（ステップ１０
５）、これより、平均回転数変動量△ωｉを演算する
（ステップ１０６）。さらに、平均回転数変動量△ωｉ
から本発明の特徴である変動量なまし値ｄωｉｊを演算
し（ステップ１０７）、この変動量なまし値ｄωｉｊに
基づいて、失火検出を行う（ステップ１０８）。
良好に失火検出を行う内燃機関の失火検出装置を提供す
ること。 【解決手段】 電子制御装置（ＥＣＵ）９は、１２０°
ＣＡ回転するのに要する時間を検出し（ステップ１０
５）、これより、平均回転数変動量△ωｉを演算する
（ステップ１０６）。さらに、平均回転数変動量△ωｉ
から本発明の特徴である変動量なまし値ｄωｉｊを演算
し（ステップ１０７）、この変動量なまし値ｄωｉｊに
基づいて、失火検出を行う（ステップ１０８）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多気筒内燃機関におい
て内燃機関の回転速度の変化によって失火を検出する装
置に関するものである。
て内燃機関の回転速度の変化によって失火を検出する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、代表的な失火検出方法として、内
燃機関の回転数の瞬間的な変化を測定するものがある
（例えば、特開平４−３６５９５８号公報）。詳しく
は、点火毎に瞬時回転数を求め、この瞬時回転数に基づ
いて、過去の瞬時回転数との一階差分や二階差分を行
う。そして、回転数の変動量を求め、この回転変動量に
基づいて失火の有無を判定している。
燃機関の回転数の瞬間的な変化を測定するものがある
（例えば、特開平４−３６５９５８号公報）。詳しく
は、点火毎に瞬時回転数を求め、この瞬時回転数に基づ
いて、過去の瞬時回転数との一階差分や二階差分を行
う。そして、回転数の変動量を求め、この回転変動量に
基づいて失火の有無を判定している。
【０００３】なお、この際、上記回転変動量の演算は毎
回更新される瞬時回転数により行われ、回転変動量の履
歴については考慮されていない。
回更新される瞬時回転数により行われ、回転変動量の履
歴については考慮されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−３６５９５８号公報（第１
頁、第３図等）
頁、第３図等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような失火判定
に用いられる瞬時回転数には、測定による誤差や燃焼の
ばらつきによる回転変動等が含まれる。したがって、こ
の瞬時回転数に基づき演算される回転変動量にも誤差が
含まれることになる。また、エンジン回転数が高くなる
ほど、失火発生によるトルク変化によって引き起こされ
る回転変動量が小さくなる。そのため、高回転域におい
ては、相対的に真値に対して誤差変動量が大きくなる。
よって、Ｓ／Ｎ（信号雑音比）が確保できず、失火を誤
検出するおそれが生じる。
に用いられる瞬時回転数には、測定による誤差や燃焼の
ばらつきによる回転変動等が含まれる。したがって、こ
の瞬時回転数に基づき演算される回転変動量にも誤差が
含まれることになる。また、エンジン回転数が高くなる
ほど、失火発生によるトルク変化によって引き起こされ
る回転変動量が小さくなる。そのため、高回転域におい
ては、相対的に真値に対して誤差変動量が大きくなる。
よって、Ｓ／Ｎ（信号雑音比）が確保できず、失火を誤
検出するおそれが生じる。
【０００６】本発明では、回転変動量に含まれる誤差成
分を低減させ、良好に失火検出を行う内燃機関の失火検
出装置を提供することを目的とする。
分を低減させ、良好に失火検出を行う内燃機関の失火検
出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、内燃機
関の回転に応じて所定の回転角度毎に回転信号を出力す
る回転信号出力手段と、回転信号出力手段の出力信号に
基づき、各気筒の膨張行程における所定回転角度間の回
転に要した期間を計測することにより定まる実測値を求
める実測値演算手段と、実測値演算手段の演算結果に基
づいて、膨張行程が連続する２つの気筒間の実測値の偏
差を求めることにより第１の変動量を演算する第１の変
動量演算手段と、回転信号出力手段および実測値演算手
段からの情報に基づいて、第１の変動量演算手段で演算
された今回の前記第１の変動量と、内燃機関のクランク
角で３６０度の整数倍回転前に演算された第１の変動量
との偏差を求めることにより第２の変動量を演算する第
２の変動量演算手段と、第２の変動量を平滑化する平滑
化手段と、平滑化された第２の変動量と予め設定された
所定の値とを比較することにより失火を検出する失火検
出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の失火検出
装置を提供する。
関の回転に応じて所定の回転角度毎に回転信号を出力す
る回転信号出力手段と、回転信号出力手段の出力信号に
基づき、各気筒の膨張行程における所定回転角度間の回
転に要した期間を計測することにより定まる実測値を求
める実測値演算手段と、実測値演算手段の演算結果に基
づいて、膨張行程が連続する２つの気筒間の実測値の偏
差を求めることにより第１の変動量を演算する第１の変
動量演算手段と、回転信号出力手段および実測値演算手
段からの情報に基づいて、第１の変動量演算手段で演算
された今回の前記第１の変動量と、内燃機関のクランク
角で３６０度の整数倍回転前に演算された第１の変動量
との偏差を求めることにより第２の変動量を演算する第
２の変動量演算手段と、第２の変動量を平滑化する平滑
化手段と、平滑化された第２の変動量と予め設定された
所定の値とを比較することにより失火を検出する失火検
出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の失火検出
装置を提供する。
【０００８】
【作用】回転信号出力手段は、内燃機関の回転に応じて
所定の回転角度毎に回転信号を出力し、実測値演算手段
は、前記回転信号出力手段の出力信号に基づき、各気筒
の膨張行程における所定回転角度間の回転に要した期間
を計測することにより定まる実測値を求める。
所定の回転角度毎に回転信号を出力し、実測値演算手段
は、前記回転信号出力手段の出力信号に基づき、各気筒
の膨張行程における所定回転角度間の回転に要した期間
を計測することにより定まる実測値を求める。
【０００９】そして、第１の変動量演算手段は、前記実
測値演算手段の演算結果に基づいて、前記膨張行程が連
続する２つの気筒間の実測値の偏差を求めることにより
第１の変動量を演算し、第２の変動量演算手段は、前記
回転信号出力手段および前記実測値演算手段からの情報
に基づいて、前記第１の変動量演算手段で演算された今
回の前記第１の変動量と、前記内燃機関のクランク角で
３６０度の整数倍回転前に演算された前記第１の変動量
との偏差を求めることにより第２の変動量を演算する。
測値演算手段の演算結果に基づいて、前記膨張行程が連
続する２つの気筒間の実測値の偏差を求めることにより
第１の変動量を演算し、第２の変動量演算手段は、前記
回転信号出力手段および前記実測値演算手段からの情報
に基づいて、前記第１の変動量演算手段で演算された今
回の前記第１の変動量と、前記内燃機関のクランク角で
３６０度の整数倍回転前に演算された前記第１の変動量
との偏差を求めることにより第２の変動量を演算する。
【００１０】平滑化手段は前記第２の変動量を平滑化
し、失火検出手段は、平滑化された第２の変動量と予め
設定された所定の値とを比較することにより失火を検出
する。
し、失火検出手段は、平滑化された第２の変動量と予め
設定された所定の値とを比較することにより失火を検出
する。
【００１１】これにより、第２の変動量に含まれる誤差
成分や燃焼によるばらつきを低減することができるた
め、精度のよい失火検出を実行することが可能となる。
成分や燃焼によるばらつきを低減することができるた
め、精度のよい失火検出を実行することが可能となる。
【００１２】
【実施形態】本発明の実施形態の第１実施例を説明す
る。図１に本発明を６気筒内燃機関（エンジン）に採用
した第１実施例の構成図を示す。図１において、１は６
つの気筒からなり３気筒毎にＶ字型に配設されたエンジ
ンであり、２は図示しないエアクリーナから導入された
吸入空気を内燃機関１内に導く吸気管である。３は吸気
管２内の圧力を検出する吸気管圧力センサであり、吸気
管圧力センサ３の検出信号は後述する電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）９に入力される。
る。図１に本発明を６気筒内燃機関（エンジン）に採用
した第１実施例の構成図を示す。図１において、１は６
つの気筒からなり３気筒毎にＶ字型に配設されたエンジ
ンであり、２は図示しないエアクリーナから導入された
吸入空気を内燃機関１内に導く吸気管である。３は吸気
管２内の圧力を検出する吸気管圧力センサであり、吸気
管圧力センサ３の検出信号は後述する電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）９に入力される。
【００１３】５はエンジン１の図示しないクランク軸に
配設され、所定クランク角度毎に信号を出力して、エン
ジン１の回転速度Ｎｅ（エンジン回転数）を求めるため
の回転角センサであり、６は同じくディストリビュータ
７に内蔵され、気筒を判別するための信号を出力する、
詳しくは、例えば、第１気筒（♯１）のピストン１３が
最も上にきた時点（上死点：ＴＤＣ）毎に信号を出力す
る基準位置センサである。なお、回転角センサ５，基準
位置センサ６からの信号も後述するＥＣＵ９に入力され
る。８はエンジン１の冷却水路に配設され、冷却水の温
度を検出する水温センサであり、水温センサ８からの信
号も後述するＥＣＵ９に入力される。
配設され、所定クランク角度毎に信号を出力して、エン
ジン１の回転速度Ｎｅ（エンジン回転数）を求めるため
の回転角センサであり、６は同じくディストリビュータ
７に内蔵され、気筒を判別するための信号を出力する、
詳しくは、例えば、第１気筒（♯１）のピストン１３が
最も上にきた時点（上死点：ＴＤＣ）毎に信号を出力す
る基準位置センサである。なお、回転角センサ５，基準
位置センサ６からの信号も後述するＥＣＵ９に入力され
る。８はエンジン１の冷却水路に配設され、冷却水の温
度を検出する水温センサであり、水温センサ８からの信
号も後述するＥＣＵ９に入力される。
【００１４】９は上記各センサおよび図示しないセンサ
からの検出信号に基づいて燃料系および点火系の最適な
制御量を演算し、インジェクタ１０およびイグナイタ１
１等を的確に制御するための制御信号を出力する公知の
ＥＣＵである。また、ＥＣＵ９は演算処理を行う公知の
ＣＰＵ９ａ，制御プログラムおよび演算に必要な制御定
数を記憶しておくための読み出し専用のＲＯＭ９ｂ，上
記ＣＰＵ９ａの動作中に演算データを一時記憶するため
のＲＡＭ９ｃ，およびＥＣＵ９外部からの信号を入出力
するための入出力（Ｉ／Ｏ）ポート９ｄにより構成され
ている。さらに、ＥＣＵ９は内燃機関等に異常が生じた
ときに、警告ランプ１２を点灯する。
からの検出信号に基づいて燃料系および点火系の最適な
制御量を演算し、インジェクタ１０およびイグナイタ１
１等を的確に制御するための制御信号を出力する公知の
ＥＣＵである。また、ＥＣＵ９は演算処理を行う公知の
ＣＰＵ９ａ，制御プログラムおよび演算に必要な制御定
数を記憶しておくための読み出し専用のＲＯＭ９ｂ，上
記ＣＰＵ９ａの動作中に演算データを一時記憶するため
のＲＡＭ９ｃ，およびＥＣＵ９外部からの信号を入出力
するための入出力（Ｉ／Ｏ）ポート９ｄにより構成され
ている。さらに、ＥＣＵ９は内燃機関等に異常が生じた
ときに、警告ランプ１２を点灯する。
【００１５】次に、ＥＣＵ９により実行される失火判定
処理を図２に示すフローチャートに従って説明する。な
お、このフローチャートは３０°ＣＡ（クランク角度）
毎に実行される。本処理が実行されると、ステップ１０
１において、前回の割り込み時刻と今回の割り込み時刻
との偏差から３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０
ｉを算出する。ステップ１０２では、今回の割り込みタ
イミングが上死点（ＴＤＣ）であるか否かを判別する。
上死点でないときにはステップ１０３に進み、Ｔ３０ｎ
（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２）をＴ３０ｎ−１（ｎ＝ｉ，
ｉ−１，ｉ−２）として、本ルーチンを終了する。一
方、今回の割り込みタイミングが上死点であるなら、ス
テップ１０４に進む。
処理を図２に示すフローチャートに従って説明する。な
お、このフローチャートは３０°ＣＡ（クランク角度）
毎に実行される。本処理が実行されると、ステップ１０
１において、前回の割り込み時刻と今回の割り込み時刻
との偏差から３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０
ｉを算出する。ステップ１０２では、今回の割り込みタ
イミングが上死点（ＴＤＣ）であるか否かを判別する。
上死点でないときにはステップ１０３に進み、Ｔ３０ｎ
（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２）をＴ３０ｎ−１（ｎ＝ｉ，
ｉ−１，ｉ−２）として、本ルーチンを終了する。一
方、今回の割り込みタイミングが上死点であるなら、ス
テップ１０４に進む。
【００１６】ステップ１０４では、気筒インデックスｊ
を更新する。ここで、気筒インデックスｊとは、今回、
回転変動量を算出される気筒の番号である。例えば、点
火順序が、♯１→♯２→♯３→♯４→♯５→♯６→♯１
→・・と続く内燃機関では、気筒インデックスも♯１→
♯２→♯３→♯４→♯５→♯６→♯１→・・の順（つま
り、ｊが１→２→３→４→５→６→１→・・の順）で更
新されていく。
を更新する。ここで、気筒インデックスｊとは、今回、
回転変動量を算出される気筒の番号である。例えば、点
火順序が、♯１→♯２→♯３→♯４→♯５→♯６→♯１
→・・と続く内燃機関では、気筒インデックスも♯１→
♯２→♯３→♯４→♯５→♯６→♯１→・・の順（つま
り、ｊが１→２→３→４→５→６→１→・・の順）で更
新されていく。
【００１７】次に、ステップ１０５ではステップ１０
２，ステップ１０３によって求めたＴ３０ｎ（ｎ＝ｉ，
ｉ−１，ｉ−２）から１２０°ＣＡ回転するのに要する
時間Ｔ１２０ｉを算出し、さらに、この算出したＴ１２
０ｉの逆数を求めることにより平均回転数ωｉを算出す
る。ステップ１０６では、次式に基づいて、平均回転数
変動量△ωｉを算出する。
２，ステップ１０３によって求めたＴ３０ｎ（ｎ＝ｉ，
ｉ−１，ｉ−２）から１２０°ＣＡ回転するのに要する
時間Ｔ１２０ｉを算出し、さらに、この算出したＴ１２
０ｉの逆数を求めることにより平均回転数ωｉを算出す
る。ステップ１０６では、次式に基づいて、平均回転数
変動量△ωｉを算出する。
【００１８】［数１］
△ωｉ＝（ωｉ−１−ωｉ）−（ωｉ−４−ωｉ−３）
なお、ωｉ はステップ１０５で算出した今回の平均回
転数であり、ωｉ−１は前回の平均回転数である。そし
て、（ωｉ−１−ωｉ）は膨張行程が連続する気筒の変
動量（第１の変動量）である。また、ωｉ−３は３回前
の平均回転数であり、ωｉ−４は４回前の平均回転数で
ある。そして、（ωｉ−４−ωｉ−３）は３６０°ＣＡ
前における膨張行程が連続する気筒の変動量（３６０°
ＣＡ前の第１の変動量）である。
転数であり、ωｉ−１は前回の平均回転数である。そし
て、（ωｉ−１−ωｉ）は膨張行程が連続する気筒の変
動量（第１の変動量）である。また、ωｉ−３は３回前
の平均回転数であり、ωｉ−４は４回前の平均回転数で
ある。そして、（ωｉ−４−ωｉ−３）は３６０°ＣＡ
前における膨張行程が連続する気筒の変動量（３６０°
ＣＡ前の第１の変動量）である。
【００１９】また、ここでは上記第１の変動量と３６０
°ＣＡ前の第１の変動量とを同じルーチンで求めたが、
３６０°ＣＡ前の第１の変動量を予め別のルーチンで求
め、ＥＣＵ９のＲＡＭ９ｃに格納し、このルーチンの実
行時に３６０°ＣＡ前の第１の変動量をＲＡＭ９ｃから
読み込むというようにしてもよい。次に、ステップ１０
７において、次式より変動量なまし値ｄωｉｊを算出す
る。
°ＣＡ前の第１の変動量とを同じルーチンで求めたが、
３６０°ＣＡ前の第１の変動量を予め別のルーチンで求
め、ＥＣＵ９のＲＡＭ９ｃに格納し、このルーチンの実
行時に３６０°ＣＡ前の第１の変動量をＲＡＭ９ｃから
読み込むというようにしてもよい。次に、ステップ１０
７において、次式より変動量なまし値ｄωｉｊを算出す
る。
【００２０】［数２］
ｄωｉｊ＝（（Ｋ−１）×ｄωｉ−１ｊ＋△ωｉ）／Ｋ
ここで、ｊは気筒インデックス，ｄωｉ−１ｊは前回の
変動量なまし値である。また、定数Ｋの値は本実施例で
は８とする。なお、この定数Ｋの値は、コンピュータの
処理上、２ｎとなる値を設定するのが好ましい。このよ
うに、平均回転数変動量をなますことにより、図１０に
示す特性が得られ、容易に失火検出ができるようにな
る。
変動量なまし値である。また、定数Ｋの値は本実施例で
は８とする。なお、この定数Ｋの値は、コンピュータの
処理上、２ｎとなる値を設定するのが好ましい。このよ
うに、平均回転数変動量をなますことにより、図１０に
示す特性が得られ、容易に失火検出ができるようにな
る。
【００２１】そして、ステップ１０８において、ステッ
プ１０７で求めたｄωｉｊが失火判定値ＶＲＥＦより大
きいか否かを判定し、失火判定を実行する。ｄωｉｊが
失火判定値ＶＲＥＦより大きいときは、失火と判断して
ステップ１０９に進み、気筒別失火カウンタＣＭＩＳＣ
ｊをインクリメントする。そして、ステップ１１０に進
む。また、ステップ１０８で、ｄωｉｊが失火判定値Ｖ
ＲＥＦより大きくなかったときは、失火でないと判断
し、そのままステップ１１０に進む。
プ１０７で求めたｄωｉｊが失火判定値ＶＲＥＦより大
きいか否かを判定し、失火判定を実行する。ｄωｉｊが
失火判定値ＶＲＥＦより大きいときは、失火と判断して
ステップ１０９に進み、気筒別失火カウンタＣＭＩＳＣ
ｊをインクリメントする。そして、ステップ１１０に進
む。また、ステップ１０８で、ｄωｉｊが失火判定値Ｖ
ＲＥＦより大きくなかったときは、失火でないと判断
し、そのままステップ１１０に進む。
【００２２】ステップ１１０では、次回の平均回転数変
動量を算出するための前処理として、ωｎ（ｎ＝ｉ，ｉ
−１，ｉ−２，ｉ−３）をωｎ−１（ｎ＝ｉ，ｉ−１，
ｉ−２，ｉ−３）とし、さらに、ｄωｉｊをｄωｉ−１
ｊとして、ステップ１１１に進む。そして、ステップ１
１１において、カウンタＣの値をインクリメントして、
本処理を終了する。以上の処理により、失火が発生した
回数だけ気筒別にカウントされることになる。
動量を算出するための前処理として、ωｎ（ｎ＝ｉ，ｉ
−１，ｉ−２，ｉ−３）をωｎ−１（ｎ＝ｉ，ｉ−１，
ｉ−２，ｉ−３）とし、さらに、ｄωｉｊをｄωｉ−１
ｊとして、ステップ１１１に進む。そして、ステップ１
１１において、カウンタＣの値をインクリメントして、
本処理を終了する。以上の処理により、失火が発生した
回数だけ気筒別にカウントされることになる。
【００２３】次に、気筒別失火カウンタＣＭＩＳＣｊに
基づいて失火検出する処理を図３に示すフローチャート
に従って説明する。なお、このフローチャートは６４ｍ
ｓ毎の時間割込みにて実行される。本処理が実行される
と、まず、ステップ２０１において、カウンタＣの値が
３０００以上か否かを判定する。肯定判断されると、ス
テップ２０２に進み、以降のステップで失火判定処理を
実行する。否定判断されると、そのまま本ルーチンを終
了する。つまり、本実施例の場合、エンジン回転数が１
０００回をこえる毎に一回、ステップ２０２以降の失火
判定処理を実行することになる。
基づいて失火検出する処理を図３に示すフローチャート
に従って説明する。なお、このフローチャートは６４ｍ
ｓ毎の時間割込みにて実行される。本処理が実行される
と、まず、ステップ２０１において、カウンタＣの値が
３０００以上か否かを判定する。肯定判断されると、ス
テップ２０２に進み、以降のステップで失火判定処理を
実行する。否定判断されると、そのまま本ルーチンを終
了する。つまり、本実施例の場合、エンジン回転数が１
０００回をこえる毎に一回、ステップ２０２以降の失火
判定処理を実行することになる。
【００２４】ステップ２０２では、気筒インデックスｊ
を１に、つまり、始めは♯１気筒について失火検出処理
を行う。ステップ２０３では、気筒別失火カウンタＣＭ
ＩＳＣｊ（始めは、ｊ＝１）の値が所定値ｋより大きい
かを判定する。ここで肯定判断されると、失火と判断
し、ステップ２０４に進む。ステップ２０４では、失火
判別フラグＸＭＦを１として、ステップ２０６に進む。
また、否定判断されると、ステップ２０５に進み失火判
別フラグＸＭＦを０として、ステップ２０６に進む。ス
テップ２０６では気筒別失火カウンタＣＭＩＳＣｊの値
をクリア（０に）し、ステップ２０７に進む。
を１に、つまり、始めは♯１気筒について失火検出処理
を行う。ステップ２０３では、気筒別失火カウンタＣＭ
ＩＳＣｊ（始めは、ｊ＝１）の値が所定値ｋより大きい
かを判定する。ここで肯定判断されると、失火と判断
し、ステップ２０４に進む。ステップ２０４では、失火
判別フラグＸＭＦを１として、ステップ２０６に進む。
また、否定判断されると、ステップ２０５に進み失火判
別フラグＸＭＦを０として、ステップ２０６に進む。ス
テップ２０６では気筒別失火カウンタＣＭＩＳＣｊの値
をクリア（０に）し、ステップ２０７に進む。
【００２５】ステップ２０７では、気筒インデックスの
値が６であるかを判断し、６であれば本処理を終了す
る。６でなければ、ステップ２０８に進み、気筒インデ
ックスの値をインクリメントし、ステップ２０３以降の
処理を繰り返す。つまり、♯１から♯６までの全ての気
筒に対して失火判定処理が終了すると、ステップ２０７
において肯定判断され、本処理を終了する。
値が６であるかを判断し、６であれば本処理を終了す
る。６でなければ、ステップ２０８に進み、気筒インデ
ックスの値をインクリメントし、ステップ２０３以降の
処理を繰り返す。つまり、♯１から♯６までの全ての気
筒に対して失火判定処理が終了すると、ステップ２０７
において肯定判断され、本処理を終了する。
【００２６】次に、図４に示すフローチャートにしたが
って、失火が検出されたときの処理を説明する。このフ
ローチャートは所定時間毎の時間割り込みにて実行され
る。本処理が実行されると、ステップ３０１において、
失火判別フラグＸＭＦが１であるか否かを判定する。肯
定判断されると、失火が検出されているものとし、ステ
ップ３０２にすすみ、警告ランプ１２を点灯する。さら
に、ステップ３０３に進み、フェイルセーフ処理が実行
される。このフェイルセーフ処理としては、例えば、触
媒保護や排出ガス中のＨＣ濃度の増大を防止する目的
で、失火発生と判定された気筒への燃料供給を遮断した
りする。そして、本処理を終了する。
って、失火が検出されたときの処理を説明する。このフ
ローチャートは所定時間毎の時間割り込みにて実行され
る。本処理が実行されると、ステップ３０１において、
失火判別フラグＸＭＦが１であるか否かを判定する。肯
定判断されると、失火が検出されているものとし、ステ
ップ３０２にすすみ、警告ランプ１２を点灯する。さら
に、ステップ３０３に進み、フェイルセーフ処理が実行
される。このフェイルセーフ処理としては、例えば、触
媒保護や排出ガス中のＨＣ濃度の増大を防止する目的
で、失火発生と判定された気筒への燃料供給を遮断した
りする。そして、本処理を終了する。
【００２７】また、ステップ３０１で、否定判断された
ときには、失火が発生していないものと判断し、ステッ
プ３０４に進む。ステップ３０４では、警告ランプ１２
が点灯して入れば消灯する。ステップ３０５では、ステ
ップ３０２において、フェイルセーフ処理が行われてい
たときに、このフェイルセール処理を終了し、正常時の
制御を実行する。そして、本処理を終了する。
ときには、失火が発生していないものと判断し、ステッ
プ３０４に進む。ステップ３０４では、警告ランプ１２
が点灯して入れば消灯する。ステップ３０５では、ステ
ップ３０２において、フェイルセーフ処理が行われてい
たときに、このフェイルセール処理を終了し、正常時の
制御を実行する。そして、本処理を終了する。
【００２８】図５（ａ）は正常運転時の平均回転数変動
量を平滑化する前の平均回転数変動量の出現頻度を表し
た特性図であり、図５（ｂ）は上記実施例のように、平
均回転数変動量を平滑化したときの出現頻度を表した特
性図である。図５（ａ）に示すように、平滑化する前の
平均回転数変動量は出現頻度にばらつきが大きく（誤差
変動量が大きく）、正常運転時にもかかわらず、失火判
定レベルをこえる場合もある。しかしながら、平均回転
数変動量を平滑化することにより、ばらつきを抑制する
ことができるため、図５（ｂ）に示すような特性とな
る。この図に示すように、平滑化された平均回転数変動
量では失火判定レベルをこえることはほとんどなく、よ
って、精度の高い失火検出を行うことができる。
量を平滑化する前の平均回転数変動量の出現頻度を表し
た特性図であり、図５（ｂ）は上記実施例のように、平
均回転数変動量を平滑化したときの出現頻度を表した特
性図である。図５（ａ）に示すように、平滑化する前の
平均回転数変動量は出現頻度にばらつきが大きく（誤差
変動量が大きく）、正常運転時にもかかわらず、失火判
定レベルをこえる場合もある。しかしながら、平均回転
数変動量を平滑化することにより、ばらつきを抑制する
ことができるため、図５（ｂ）に示すような特性とな
る。この図に示すように、平滑化された平均回転数変動
量では失火判定レベルをこえることはほとんどなく、よ
って、精度の高い失火検出を行うことができる。
【００２９】図６（ａ）は平滑化した平均回転数変動量
の正常運転時の特性図であり、図６（ｂ）は所定気筒に
連続的に失火が発生したときの特性図である。図６
（ａ）に示すように、正常運転時には、ｄωｉｊはほぼ
０の値に収束している。しかし、所定気筒に連続的に失
火が発生すると、図６（ｂ）に示すように、ｄωｉｊの
値がばらつく。このとき、ｄωｉｊが一番大きくなる気
筒に失火が発生している（実験結果から本発明者らが発
見）ため、失火判定レベルＶＲＥＦを図に示すように設
定することにより、失火を検出できる。なお、この失火
判定レベルＶＲＥＦの値は運転状態により変えてもよい
し、各気筒毎に設定してもよい。さらに、上記実施例で
は、図３のステップ２０２〜ステップ２０７で各気筒毎
に順番に失火判定を行うため、どの気筒に失火が発生し
ているかがわかる。
の正常運転時の特性図であり、図６（ｂ）は所定気筒に
連続的に失火が発生したときの特性図である。図６
（ａ）に示すように、正常運転時には、ｄωｉｊはほぼ
０の値に収束している。しかし、所定気筒に連続的に失
火が発生すると、図６（ｂ）に示すように、ｄωｉｊの
値がばらつく。このとき、ｄωｉｊが一番大きくなる気
筒に失火が発生している（実験結果から本発明者らが発
見）ため、失火判定レベルＶＲＥＦを図に示すように設
定することにより、失火を検出できる。なお、この失火
判定レベルＶＲＥＦの値は運転状態により変えてもよい
し、各気筒毎に設定してもよい。さらに、上記実施例で
は、図３のステップ２０２〜ステップ２０７で各気筒毎
に順番に失火判定を行うため、どの気筒に失火が発生し
ているかがわかる。
【００３０】第１実施例において、回転角センサが回転
信号出力手段に、ステップ１０１，ステップ１０５が実
測値演算手段に、ステップ１０６において、第１の変動
量を演算する処理が第１の変動量演算手段に、ステップ
１０６において、△ωｉを算出する処理が第２の変動量
算出手段に、ステップ１０７が平滑化手段に、ステップ
１０８が失火検出手段にそれぞれ相当し、機能する。
信号出力手段に、ステップ１０１，ステップ１０５が実
測値演算手段に、ステップ１０６において、第１の変動
量を演算する処理が第１の変動量演算手段に、ステップ
１０６において、△ωｉを算出する処理が第２の変動量
算出手段に、ステップ１０７が平滑化手段に、ステップ
１０８が失火検出手段にそれぞれ相当し、機能する。
【００３１】なお、上記第１実施例では、クランク軸が
１２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０ｉから平
均回転速度を求め、この平均回転速度の変動量から失火
を判定している、クランク軸が１２０°ＣＡ回転するの
に要する時間Ｔ１２０ｉから時間変化量を求め、失火検
出を行ってもよい。以下、時間変化量を算出し、これに
基づいて失火検出を行う第２実施例を説明する。
１２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０ｉから平
均回転速度を求め、この平均回転速度の変動量から失火
を判定している、クランク軸が１２０°ＣＡ回転するの
に要する時間Ｔ１２０ｉから時間変化量を求め、失火検
出を行ってもよい。以下、時間変化量を算出し、これに
基づいて失火検出を行う第２実施例を説明する。
【００３２】図７に第２実施例のフローチャートを示
す。このフローチャートは図２に示すフローチャートの
ステップ１０５〜ステップ１０８，ステップ１１０をス
テップ１０５’〜ステップ１０８’，ステップ１１０’
としたものである。以下、この相違点を中心に説明す
る。ステップ１０５’では、Ｔ１２０ｉ（第２実施例で
は、Ｔｉと表す）のみを算出し、図２のステップ１０５
で算出した平均回転数ωｉを算出せずに、次のステップ
１０６’に進む。ステップ１０６’では平均回転数変動
量△ωｉの代わりに平均時間変化量△Ｔｉを次式より算
出する。
す。このフローチャートは図２に示すフローチャートの
ステップ１０５〜ステップ１０８，ステップ１１０をス
テップ１０５’〜ステップ１０８’，ステップ１１０’
としたものである。以下、この相違点を中心に説明す
る。ステップ１０５’では、Ｔ１２０ｉ（第２実施例で
は、Ｔｉと表す）のみを算出し、図２のステップ１０５
で算出した平均回転数ωｉを算出せずに、次のステップ
１０６’に進む。ステップ１０６’では平均回転数変動
量△ωｉの代わりに平均時間変化量△Ｔｉを次式より算
出する。
【００３３】［数３］
△Ｔｉ＝（Ｔｉ−Ｔｉ−１）−（Ｔｉ−３−Ｔｉ−４）
なお、Ｔｉはステップ１０５’で算出されたクランク軸
が１２０°ＣＡ回転するのに要する時間（１２０°ＣＡ
回転時間）であり、Ｔｉ−１は前回の１２０°ＣＡ回転
時間である。そして、（Ｔｉ−Ｔｉ−１）は膨張行程が
連続する気筒の変動量（第１の変動量）である。また、
Ｔｉ−３は３回前の１２０°ＣＡ回転時間であり、Ｔｉ
−４は４回前の１２０°ＣＡ回転時間である。そして、
（Ｔｉ−３−Ｔｉ−４）は３６０°ＣＡ前における膨張
行程が連続する気筒の変動量（３６０°ＣＡ前の第１の
変動量）である。
が１２０°ＣＡ回転するのに要する時間（１２０°ＣＡ
回転時間）であり、Ｔｉ−１は前回の１２０°ＣＡ回転
時間である。そして、（Ｔｉ−Ｔｉ−１）は膨張行程が
連続する気筒の変動量（第１の変動量）である。また、
Ｔｉ−３は３回前の１２０°ＣＡ回転時間であり、Ｔｉ
−４は４回前の１２０°ＣＡ回転時間である。そして、
（Ｔｉ−３−Ｔｉ−４）は３６０°ＣＡ前における膨張
行程が連続する気筒の変動量（３６０°ＣＡ前の第１の
変動量）である。
【００３４】そして、ステップ１０７’において、ステ
ップ１０６’で算出された△Ｔｉに基づいて変化量なま
し値ｄＴｉｊを次式より求める。
ップ１０６’で算出された△Ｔｉに基づいて変化量なま
し値ｄＴｉｊを次式より求める。
【００３５】［数４］
ｄＴｉｊ＝（（Ｋ−１）ｄＴｉ−１ｊ＋△Ｔｉ）／Ｋ
次に、ステップ１０８’にて、ｄＴｉｊが失火判定値Ｖ
ＲＥＦ’より大きいかを判定する。ここで、肯定判断さ
れたとき（つまり、失火と判断されたとき）はステップ
１０９に進む。そして、ステップ１０９にて、気筒別失
火カウンタＣＭＩＳＣｊをインクリメントしてステップ
１１０’に進む。また、ステップ１０８’にて否定判断
されたとき（つまり、失火でないと判断されたとき）
は、そのままステップ１１０’に進む。ステップ１１
０’ではＴｎ（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２，ｉ−３）をＴ
ｎ−１（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２，ｉ−３）とし、さら
に、ｄＴｉｊをｄＴｉ−１ｊとして、ステップ１１１に
進む。ステップ１１１ではカウンタＣをインクリメント
して、本処理を終了する。
ＲＥＦ’より大きいかを判定する。ここで、肯定判断さ
れたとき（つまり、失火と判断されたとき）はステップ
１０９に進む。そして、ステップ１０９にて、気筒別失
火カウンタＣＭＩＳＣｊをインクリメントしてステップ
１１０’に進む。また、ステップ１０８’にて否定判断
されたとき（つまり、失火でないと判断されたとき）
は、そのままステップ１１０’に進む。ステップ１１
０’ではＴｎ（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２，ｉ−３）をＴ
ｎ−１（ｎ＝ｉ，ｉ−１，ｉ−２，ｉ−３）とし、さら
に、ｄＴｉｊをｄＴｉ−１ｊとして、ステップ１１１に
進む。ステップ１１１ではカウンタＣをインクリメント
して、本処理を終了する。
【００３６】以上の実施例では、失火が発生すると、１
２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０ｉが正常運
転時に比べて大きくなることを利用して失火検出を行っ
ている。つまり、失火が発生すると数式４にて算出され
るｄＴｉｊの値が失火判定値ＶＲＥＦ’より大きくな
り、失火と判断できる。第２実施例において、回転角セ
ンサ５が回転信号出力手段に、ステップ１０１，ステッ
プ１０５’が実測値演算手段に、ステップ１０６’にお
いて、第１の変動量を演算する処理が第１の変動量演算
処理に、ステップ１０６’において、△Ｔｉを算出する
処理が第２の変動量演算手段に、ステップ１０７’が平
滑化手段に、ステップ１０８’が失火検出手段にそれぞ
れ相当し、機能する。
２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０ｉが正常運
転時に比べて大きくなることを利用して失火検出を行っ
ている。つまり、失火が発生すると数式４にて算出され
るｄＴｉｊの値が失火判定値ＶＲＥＦ’より大きくな
り、失火と判断できる。第２実施例において、回転角セ
ンサ５が回転信号出力手段に、ステップ１０１，ステッ
プ１０５’が実測値演算手段に、ステップ１０６’にお
いて、第１の変動量を演算する処理が第１の変動量演算
処理に、ステップ１０６’において、△Ｔｉを算出する
処理が第２の変動量演算手段に、ステップ１０７’が平
滑化手段に、ステップ１０８’が失火検出手段にそれぞ
れ相当し、機能する。
【００３７】以上第１実施例および第２実施例に述べた
ような失火検出装置を用いることにより、悪路走行時の
失火検出も良好に行うことができる。つまり、悪路によ
って生じる回転変動は回転速度を増加させる方向と、減
少させる方向とに現れるため、これを平滑化することに
より、悪路によって生じる回転変動の影響をなくすこと
ができる。
ような失火検出装置を用いることにより、悪路走行時の
失火検出も良好に行うことができる。つまり、悪路によ
って生じる回転変動は回転速度を増加させる方向と、減
少させる方向とに現れるため、これを平滑化することに
より、悪路によって生じる回転変動の影響をなくすこと
ができる。
【００３８】上記第１および第２実施例では、数式２に
より平滑化しているが、他にも算術平均や、幾何平均、
あるいは、メジアン（中央値）で平滑化してもよい。例
えば、算術平均を用いて平滑化するときには、数式２の
代わりに、次式を用いればよい。
より平滑化しているが、他にも算術平均や、幾何平均、
あるいは、メジアン（中央値）で平滑化してもよい。例
えば、算術平均を用いて平滑化するときには、数式２の
代わりに、次式を用いればよい。
【００３９】［数５］
ｄωｉｊ＝（△ωｉ＋ｄωｉ−１ｊ＋ｄωｉ−２ｊ＋ｄ
ωｉ−３ｊ＋・・・）／ｎ なお、ここで、ｎはサンプルする今回および過去のｄω
ｉｊの数である。ｎの数が少ないほど、過去のｄωｉｊ
を記憶しておくメモリの容量を減らすことができる。ま
た、幾何平均を用いて平滑化するときには、数式２の代
わりに、次式を用いればよい。
ωｉ−３ｊ＋・・・）／ｎ なお、ここで、ｎはサンプルする今回および過去のｄω
ｉｊの数である。ｎの数が少ないほど、過去のｄωｉｊ
を記憶しておくメモリの容量を減らすことができる。ま
た、幾何平均を用いて平滑化するときには、数式２の代
わりに、次式を用いればよい。
【００４０】［数６］
ｄωij＝（ａ・△ωi＋ｂ・ｄωi-1j＋ｃ・ｄωi-2j＋
…）／（ａ＋ｂ＋ｃ＋…） なお、ここで、各定数ａ，ｂ，ｃ・・・はそれぞれのサ
ンプル値に対する重みであり、自由に設定できる。例え
ば、過去に検出された値ほど重みを大きくしようとする
ときには、ａ＜ｂ＜ｃ＜・・・というように設定すれば
よい。また、分母は、各重みの総和である。
…）／（ａ＋ｂ＋ｃ＋…） なお、ここで、各定数ａ，ｂ，ｃ・・・はそれぞれのサ
ンプル値に対する重みであり、自由に設定できる。例え
ば、過去に検出された値ほど重みを大きくしようとする
ときには、ａ＜ｂ＜ｃ＜・・・というように設定すれば
よい。また、分母は、各重みの総和である。
【００４１】以上の数式で平滑化を行っても、同様の効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
【図１】本発明を用いた第１実施例の内燃機関の概略構
成図である。
成図である。
【図２】第１実施例のＥＣＵにて実行される失火検出処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
【図３】第１実施例のＥＣＵにて実行される失火検出処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
【図４】第１実施例のＥＣＵにて実行されるフェイルセ
ーフ処理のフローチャートである。
ーフ処理のフローチャートである。
【図５】（ａ），（ｂ）は平均回転数変動量の出現頻度
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図６】（ａ）は正常運転時の変動量なまし値のタイム
チャートである。（ｂ）は失火発生時の変動量なまし値
のタイムチャートである。
チャートである。（ｂ）は失火発生時の変動量なまし値
のタイムチャートである。
【図７】第２実施例のＥＣＵにて実行される失火検出処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
１ エンジン
５ 回転角センサ
６ 基準位置センサ
９ ＥＣＵ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 榊原 修二
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 寺田 岳彦
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Ｆターム(参考） 2G087 AA27 BB14 CC03 FF23
3G084 BA13 BA33 DA27 DA28 EA04
EA11 EB22 EB25 FA11 FA38
FA39
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の回転に応じて所定の回転角度
毎に回転信号を出力する回転信号出力手段と、 前記回転信号出力手段の出力信号に基づき、各気筒の膨
張行程における所定回転角度間の回転に要した期間を計
測することにより定まる実測値を求める実測値演算手段
と、 前記実測値演算手段の演算結果に基づいて、前記膨張行
程が連続する２つの気筒間の実測値の偏差を求めること
により第１の変動量を演算する第１の変動量演算手段
と、 前記回転信号出力手段および前記実測値演算手段からの
情報に基づいて、前記第１の変動量演算手段で演算され
た今回の前記第１の変動量と、前記内燃機関のクランク
角で３６０度の整数倍回転前に演算された前記第１の変
動量との偏差を求めることにより第２の変動量を演算す
る第２の変動量演算手段と、 前記第２の変動量を平滑化する平滑化手段と、 前記平滑化された第２の変動量と予め設定された所定の
値とを比較することにより失火を検出する失火検出手段
とを備えることを特徴とする内燃機関の失火検出装置。 - 【請求項２】 前記実測値演算手段は、前記膨張行程に
おける平均回転時間を演算する手段を含むことを特徴と
する請求項１に記載の内燃機関の失火検出装置。 - 【請求項３】 前記実測値演算手段は、前記膨張行程に
おける前記内燃機関の機関回転数を演算する手段を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火検出
装置。 - 【請求項４】 前記失火検出手段は、各気筒毎に失火を
検出する手段を備えることを特徴とする請求項１から請
求項３のいずれかに記載の内燃機関の失火検出装置。 - 【請求項５】 内燃機関の回転に応じて所定の回転角度
毎に回転信号を出力する回転信号出力手段と、 前記回転信号出力手段の出力信号に基づき、各気筒の膨
張行程における所定回転角度間の回転に要した期間を計
測することにより定まる実測値を求める実測値演算手段
と、 前記実測値演算手段の演算結果の変動量を演算する変動
量演算手段と、 前記変動量演算手段により演算された変動量を平滑化す
る平滑化手段と、前記平滑化された変動量と予め設定さ
れた所定の値とを比較することにより失火を検出する失
火検出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の失火
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003059079A JP4055611B2 (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 内燃機関の失火検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003059079A JP4055611B2 (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 内燃機関の失火検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32864393A Division JPH07180601A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 内燃機関の失火検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003286894A true JP2003286894A (ja) | 2003-10-10 |
| JP4055611B2 JP4055611B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=29244464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003059079A Expired - Lifetime JP4055611B2 (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 内燃機関の失火検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4055611B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092559A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの失火検出装置 |
| JP2007092558A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの失火検出装置 |
| JP2008190433A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 失火検出システムをそなえた４サイクルエンジンとその失火検知及び運転方法 |
| US7937992B2 (en) | 2006-01-27 | 2011-05-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine misfire detection apparatus, hybrid vehicle equipped with the same, and engine misfire detection method |
-
2003
- 2003-03-05 JP JP2003059079A patent/JP4055611B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092559A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの失火検出装置 |
| JP2007092558A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの失火検出装置 |
| JP4692186B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-06-01 | 日産自動車株式会社 | エンジンの失火検出装置 |
| JP4706417B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-06-22 | 日産自動車株式会社 | エンジンの失火検出装置 |
| US7937992B2 (en) | 2006-01-27 | 2011-05-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine misfire detection apparatus, hybrid vehicle equipped with the same, and engine misfire detection method |
| JP2008190433A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 失火検出システムをそなえた４サイクルエンジンとその失火検知及び運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4055611B2 (ja) | 2008-03-05 |
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