JP2011163224A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランク角検出手段16の出力信号に基づいて内燃機関の各気筒に発生する失火を検出する失火検出手段M1と、内燃機関に接続される駆動系の接続状態を検出する駆動系接続状態検出手段M2と、失火検出手段による検出結果と駆動系接続状態検出手段による検出結果とに基づき内燃機関と内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有無を判定する共振判定手段M3と、内燃機関に接続される駆動系の接続状態を切換える駆動系接続状態切換手段M4を備え、失火発生時の駆動系の接続状態を検出して共振発生を判定し、共振発生と判定した時には駆動系の接続状態を変更して共振の影響を排除し、失火気筒を検出する。
【選択図】図2
Description
この機械的接合時(ロックアップ状態)に、変速機固有の振動周波数と内燃機関の回転変動との振動周波数が一致するポイントで共振が発生することが判明した。
れている。
このように近年では、車両停止以外の殆ど全ての運転領域においてロックアップ状態となっている。更に内燃機関の失火発生有無を判定する失火判定領域は運転領域のほぼ全域をとるため、ロックアップ領域と失火判定領域は、車両停車以外はほぼ同じ領域となることが分かる。
更に2WD/4WD切換機構を備えた車両においては、その駆動系の差異(フロント/リアシャフトの勘合有無)から、2WD/4WDで固有の振動周波数が異なるため、共振点が増加することが判った。
を判定する共振判定手段と、前記内燃機関に接続される駆動系の接続状態を切換える駆動系接続状態切換手段を備え、前記共振判定手段は、前記失火検出手段による失火検出時に、前記駆動系接続状態検出手段により所定の駆動系接続状態を検出したときに、前記内燃機関と前記内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有と判定し、
前記駆動系接続状態切換手段は、前記共振判定手段により前記内燃機関と前記内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有と判断されたときに、駆動系接続状態を前記所定の駆動系接続状態から切換えるようにしたものである。
以下、この発明の実施の形態1について、図面を参照して詳細に説明する。尚、図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
図1は、この発明の実施の形態1における内燃機関の失火検出装置の全体の構成を示すシステム構成図である。
図1において、内燃機関1は、複数の気筒及び燃焼室20を有しており、燃焼室20への吸気系を構成する吸気管2と、燃焼室からの排気系を構成する排気管8とが接続されている。
ルブ10に向けて噴射する。尚、インジェクタ7は、燃焼室20に設けられて、燃料を燃焼室内に直接噴射してもよい。
各点火プラグ14には、それぞれに点火コイル13が設けられており、ECU21は、点火コイル13への通電および通電遮断を制御し、各気筒の点火時期を独立に制御する。
例えば、カム角センサ11は、カム角センサ11で信号を発生させるための突起または窪みが形成されたカム角センサプレート12の近傍に設けられ、このカム角センサ11の出力信号に基づいて、ECU21は、点火気筒及びインジェクタ噴射気筒を決定するための気筒判別信号を検出する。
尚、通信線を介在しない内燃機関制御用のECUとT/M CUが一体型のECUとしてもよい。
図2において、16は前述の内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサ、23は前述したT/M CU、M1は、クランク角センサ16の信号に基づいて算出した回転相当の演算値を用いて内燃機関の失火を検出し、所定期間における失火数の総和を算出し、この総和が所定の失火数総和基準値よりも大きい場合に失火の発生を検出する失火検出手段、M2は、T/M CU23からのトランスミッション情報より、所定の駆動系接続状態であるロックアップ状態を検出する駆動系接続状態検出手段、M3は、失火検出手段M1にて求めた失火数の総和が所定の失火数総和基準値よりも大きく、駆動系接続状態検出
手段M2が所定の駆動系接続状態を検出した時に、内燃機関と駆動系との共振と判定する共振判定手段、M4は、共振判定手段M3による共振と判定した場合に、所定の駆動系接続状態の切換信号をT/M CU23に送信する駆動系接続状態切換手段である。
図3のフローチャートは、1点火毎に実行されるルーチンを示し、まず、ステップS100では、機関負荷VLの変化量から失火検出条件にあるのかどうかを確認する。機関負荷VLは、図示しない処理で吸入空気量センサ4(図1参照)の出力を所定のサンプリング周期で吸気量に換算したものを、所定時間で平均化して求める。定常状態にあることを判別するために、機関負荷VLの変化量が予め設定された範囲内であるか否かを判別し、所定範囲内にある場合はステップS110へ行き失火判定の処理へ進む。所定範囲外の場合は、機関の急加減速状態とし失火判定条件外と判断して、リターンへ進む。
尚、機関負荷VLの検出については、本実施の形態では吸入空気量センサ4を用いたが、電子スロットル6の下流に設けられる負圧センサを用いてもよい。
尚、失火判定値MFLは、図4に示すマップポイント毎に失火時と失火していない時の回転変動値ΔNEを測定し、その回転変動値ΔNEを統計的演算処理して回転変動値ΔNEのばらつきを求め、そのデータに基づいて設定したものである。
TM=MC1+MC2+MC3にて求める。ここで、失火が所定の気筒で高頻度に発生し駆動系との共振が発生した場合にも、少なくとも実際の失火数の総数以上となることが事前の確認で判明している。この失火数総数TM並びに気筒毎の失火数は後述するステップS170の処理の後にリセットされる。
失火数総和基準値MFRも前記失火判定値MFLの図4と同様に、予め機関負荷VL・機関回転NEで区分される領域毎に設定された失火数総和基準値MFRを記憶したマップを参照し、そのときの機関負荷VL・機関回転速度NEに対応する失火数総和基準値MFRを算出する。
尚、この失火数総和基準値MFRは、失火に起因して触媒内における未燃ガス燃焼により触媒内の温度が上昇することを捉え、マップポイント毎に所定の失火頻度毎の触媒飽和温度を測定し、触媒に対し容損などのダメージを与える温度を示す失火頻度を求め、その割合を300点火中の回数(失火数総数TM)として設定したものである。
失火数総数TMが失火数総和基準値MFRよりも大きい場合は、次ステップS180へ進む。失火数総和基準値MFRに満たない場合は、故障判定する失火頻度ではないものと判断され、リターンに進む。このステップS100〜S170の処理が失火検出手段に相当する。
尚、この警告が実行された場合は、ECU21に記憶されバッテリリセットなどの所定の方法によってECU21をリセットしない限り、記憶値はメモリに保持される。
ステップS190で読み出した前記記憶値と前記トランスミッション情報が一致するかどうかで変速機がロックアップしているか否かを判定する。このロックアップ時には、内燃機関と変速機が機械的に接続されるため、内燃機関が失火などで所定の振動周波数を発した場合に、変速機固有の周波数と合致し共振する。
変速機がロックアップした場合にはステップS220へ進み、変速機がロックアップしていない場合には共振発生と判断せず、ステップS210へ進む。この処理が共振判定手段に相当する。
火気筒判定手段に相当する。
尚、0.9という数値は事前の確認により、ばらつきを考慮して確実に気筒判別する為に設定している値である。
尚、この強制F/Cが実行された場合は、ECU21に記憶されバッテリリセットなどの所定の方法によってECU21をリセットしない限り、記憶値はメモリに保持される。
更に、駆動系との複数の共振点における補正定数と運転領域設定のための適合工数を不要として、コストを低減する効果がある。
5a スロットル弁駆動モータ、5b スロットル弁、5c スロットル開度センサ、
6 電子スロットル、7 インジェクタ、8 排気管、9 三元触媒、
10 吸気バルブ、11 カム角センサ、12 カム角センサプレート、
13 点火コイル、14 点火プラグ、15 排気バルブ、16 クランク角センサ、
17 クランク角センサプレート、18 冷却水、19 水温センサ、
20 燃焼室、21 エンジンコントロールユニット(ECU)、
22 警告器、23 トランスミッションCU(T/M CU)
M1 失火検出手段、M2 駆動系接続状態検出手段、M3 共振判定手段、
M4 駆動系接続状態切換手段、M5 失火気筒判定手段、
M6 警告制御手段、M7 燃料噴射量制御手段。
Claims (5)
- 複数の気筒を有する内燃機関に接続され、この内燃機関の回転を検出するクランク角検出手段と、このクランク角検出手段に接続され、該クランク角検出手段の出力信号に基づいて前記内燃機関の各気筒に発生する失火を検出する失火検出手段と、前記内燃機関に接続される駆動系の接続状態を検出する駆動系接続状態検出手段と、前記失火検出手段による検出結果と前記駆動系接続状態検出手段による検出結果とに基づき前記内燃機関と前記内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有無を判定する共振判定手段と、前記内燃機関に接続される駆動系の接続状態を切換える駆動系接続状態切換手段を備え、
前記共振判定手段は、前記失火検出手段による失火検出時に、前記駆動系接続状態検出手段により所定の駆動系接続状態を検出したときに、前記内燃機関と前記内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有と判定し、
前記駆動系接続状態切換手段は、前記共振判定手段により前記内燃機関と前記内燃機関に接続される駆動系との共振の発生有と判断されたときに、駆動系接続状態を前記所定の駆動系接続状態から切換えることを特徴とする失火検出装置。 - 前記所定の駆動系接続状態とは、前記内燃機関に接続される自動変速機のロックアップ状態を示すものであることを特徴とする請求項1に記載の失火検出装置。
- 前記失火検出手段は、前記クランク角検出手段の出力信号に基づいて検出した各気筒に発生する失火数の所定期間における総和を算出し、この失火数の総和が、所定の失火数総和基準値よりも大きい場合に失火の発生を検出するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の失火検出装置。
- 前記失火数総和基準値は、予め、機関負荷VLと機関回転数NEで区分される領域毎に設定されたマップに基づいて算出されるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の失火検出装置。
- 前記失火検出手段が失火の発生を検出し、前記駆動系接続状態切換手段が前記所定の駆動系接続状態以外を検出したときに、失火数の総和に基づいて失火気筒を判定する失火気筒判定手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の失火検出装置。
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