JP2675921B2 - 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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- JP2675921B2 JP2675921B2 JP2414000A JP41400090A JP2675921B2 JP 2675921 B2 JP2675921 B2 JP 2675921B2 JP 2414000 A JP2414000 A JP 2414000A JP 41400090 A JP41400090 A JP 41400090A JP 2675921 B2 JP2675921 B2 JP 2675921B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の失火検出装
置に関し、特に内燃機関の点火系、燃料系等の異常によ
る失火を検出するための内燃機関の失火検出装置に関す
るものである。
置に関し、特に内燃機関の点火系、燃料系等の異常によ
る失火を検出するための内燃機関の失火検出装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の内燃機関の失火検出装置
として、例えば特開昭62−26345号公報に開示されてい
るものがある。これはエンジンのシリンダ内圧力を筒内
圧センサで検出し、この筒内圧がピークとなるクランク
角を求め、このピーク位置が予め定めたクランク角期間
内に存在するときは正常であると判断するものである。
として、例えば特開昭62−26345号公報に開示されてい
るものがある。これはエンジンのシリンダ内圧力を筒内
圧センサで検出し、この筒内圧がピークとなるクランク
角を求め、このピーク位置が予め定めたクランク角期間
内に存在するときは正常であると判断するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来装置は、筒内圧のピーク位置を検出するために所
定期間単位でクランク角毎に連続して筒内圧を計測する
必要があり、装置が複雑になり、軽負荷運転条件では筒
内圧のピーク値が圧縮上死点と、燃焼によるピークの２
通りあり、その判定が難しく、また圧縮上死点前にピー
クを有する場合には失火判定ができないなどの問題点が
あった。
な従来装置は、筒内圧のピーク位置を検出するために所
定期間単位でクランク角毎に連続して筒内圧を計測する
必要があり、装置が複雑になり、軽負荷運転条件では筒
内圧のピーク値が圧縮上死点と、燃焼によるピークの２
通りあり、その判定が難しく、また圧縮上死点前にピー
クを有する場合には失火判定ができないなどの問題点が
あった。
【０００４】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので比較的簡単な構成によって、広範囲
な機関運転領域で正確な失火判定が可能な内燃機関の失
火検出装置を得ることを目的とする。
めになされたもので比較的簡単な構成によって、広範囲
な機関運転領域で正確な失火判定が可能な内燃機関の失
火検出装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の失火検出装置は、内燃機関の所定のクランク角を基準
として前後の所定角度区間のそれぞれの所要時間の時間
比率を検出する時間比率検出手段と、上記時間比率の加
速度を求め、この加速度から失火を判定する失火判定手
段を備えたものである。
の失火検出装置は、内燃機関の所定のクランク角を基準
として前後の所定角度区間のそれぞれの所要時間の時間
比率を検出する時間比率検出手段と、上記時間比率の加
速度を求め、この加速度から失火を判定する失火判定手
段を備えたものである。
【０００６】
【作用】この発明においては、失火の有無によって異な
る、時間比率を検出し、この時間比率の加速度から失火
を判定する。
る、時間比率を検出し、この時間比率の加速度から失火
を判定する。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の機能ブロック図である。図１に
おいてＭ１はエンジン、Ｍ２はこのエンジンＭ１に接続
され、点火制御に用いる基準クランク角位置を出力する
クランク角検出手段、Ｍ３はこのクランク角検出手段Ｍ
２に接続され、時間比率を検出する時間検出手段及び失
火を判定する失火判定手段とを含む失火検出部であり、
この失火検出部Ｍ３はクランク角検出手段Ｍ２の信号か
ら、エンジンＭ１の特定の基準角度、例えば上死点をは
さむ前後の基準周期信号の時間比率の加速度から失火を
判定する。
する。図１はこの発明の機能ブロック図である。図１に
おいてＭ１はエンジン、Ｍ２はこのエンジンＭ１に接続
され、点火制御に用いる基準クランク角位置を出力する
クランク角検出手段、Ｍ３はこのクランク角検出手段Ｍ
２に接続され、時間比率を検出する時間検出手段及び失
火を判定する失火判定手段とを含む失火検出部であり、
この失火検出部Ｍ３はクランク角検出手段Ｍ２の信号か
ら、エンジンＭ１の特定の基準角度、例えば上死点をは
さむ前後の基準周期信号の時間比率の加速度から失火を
判定する。
【０００８】第２図は第１図を具体化したこの発明の基
本概念に基づく構成図である。図において１は＃１〜＃
４の気筒２〜５を有するエンジン、６はエンジン１のク
ランク軸又は、カム軸に接続され、気筒２〜５の点火位
置に対応するクランク角の基準位置毎（例えば１８０
度）に周期信号を出力するクランク角センサである。７
はクランク角センサ６の出力を受け、時間比率を検出
し、この時間比率より失火を検出する失火検出部であ
り、この失火検出部７は、クランク角センサ６の信号を
マイクロコンピュータ９（以下マイコンと称する）に伝
達するインターフェース８と、処理手順、制御情報を記
憶するメモリ１０、定時間クロック毎にカウントアップ
するタイマカウンタ（フリーランニングカウンタ）１
１、及び失火検出演算処理を実行するＣＰＵ１２等を内
蔵したマイコン９とによって構成されている。上記構成
において、クランク角センサ６の信号は、インターフェ
ース８を介してマイコン９に入力され、演算処理が実行
される。
本概念に基づく構成図である。図において１は＃１〜＃
４の気筒２〜５を有するエンジン、６はエンジン１のク
ランク軸又は、カム軸に接続され、気筒２〜５の点火位
置に対応するクランク角の基準位置毎（例えば１８０
度）に周期信号を出力するクランク角センサである。７
はクランク角センサ６の出力を受け、時間比率を検出
し、この時間比率より失火を検出する失火検出部であ
り、この失火検出部７は、クランク角センサ６の信号を
マイクロコンピュータ９（以下マイコンと称する）に伝
達するインターフェース８と、処理手順、制御情報を記
憶するメモリ１０、定時間クロック毎にカウントアップ
するタイマカウンタ（フリーランニングカウンタ）１
１、及び失火検出演算処理を実行するＣＰＵ１２等を内
蔵したマイコン９とによって構成されている。上記構成
において、クランク角センサ６の信号は、インターフェ
ース８を介してマイコン９に入力され、演算処理が実行
される。
【０００９】次に、動作について説明する。先ずクラン
ク角センサ６と点火、燃焼の関係について説明する。図
３(a)，(b)に４ストロークサイクル４気筒エンジンのク
ランク角に対する各気筒２〜５の圧力変化と各部の波形
を示す。同図(a)において実線はエンジン１の第１気筒
＃１の圧力波形であり、ＢＤＣは下死点、ＴＤＣは上死
点である。また、破線は第３気筒＃３、一点鎖線は第２
気筒＃２、２点鎖線は第４気筒＃４の圧力波形である。
図３に示すように、４気筒エンジンでは各気筒の燃焼サ
イクルはクランク角１８０度の位相差を持っている。な
お、第２気筒＃２、第３気筒＃３、第４気筒＃４の圧力
波形は圧縮と爆発行程のみを記載し、吸入、排気の行程
は記載を省略している。
ク角センサ６と点火、燃焼の関係について説明する。図
３(a)，(b)に４ストロークサイクル４気筒エンジンのク
ランク角に対する各気筒２〜５の圧力変化と各部の波形
を示す。同図(a)において実線はエンジン１の第１気筒
＃１の圧力波形であり、ＢＤＣは下死点、ＴＤＣは上死
点である。また、破線は第３気筒＃３、一点鎖線は第２
気筒＃２、２点鎖線は第４気筒＃４の圧力波形である。
図３に示すように、４気筒エンジンでは各気筒の燃焼サ
イクルはクランク角１８０度の位相差を持っている。な
お、第２気筒＃２、第３気筒＃３、第４気筒＃４の圧力
波形は圧縮と爆発行程のみを記載し、吸入、排気の行程
は記載を省略している。
【００１０】クランク角センサ６は図３(b)に示すよう
に各気筒２〜５の点火時期に対応して、ＴＤＣに対して
例えば６度前の位置を基準として１８０度の周期で例え
ば１１０度のＬow区間（以下Ｌと称す）と７０度のＨig
h区間（以下Ｈと称す）に振り分けられた周期信号を発
生する。一般的に点火制御はこの信号を参照して、ここ
に図示しない点火コイルの通電を制御する。即ち、第１
気筒＃１を例にとると、クランク角１８０度ないし３６
０度における圧縮行程のＨ区間に点火コイルの通電を開
始し、回転数負荷に対応して定められた点火時期にＴＤ
Ｃ近傍でＨからＬに変化するクランク角センサ６の信号
を参照して、点火コイルの通電を遮断し、これによって
発生する高電圧を点火プラグに印加し、着火させる。こ
れに対応して図３(a)に実線で示すように筒内圧はクラ
ンク角３６０度ないし５４０度における爆発行程で着火
し、燃焼圧力が増大する。以下同様にして、１８０度周
期で、着火順序＃１→＃３→＃４→＃２→＃１と燃焼サ
イクルが繰り返される。
に各気筒２〜５の点火時期に対応して、ＴＤＣに対して
例えば６度前の位置を基準として１８０度の周期で例え
ば１１０度のＬow区間（以下Ｌと称す）と７０度のＨig
h区間（以下Ｈと称す）に振り分けられた周期信号を発
生する。一般的に点火制御はこの信号を参照して、ここ
に図示しない点火コイルの通電を制御する。即ち、第１
気筒＃１を例にとると、クランク角１８０度ないし３６
０度における圧縮行程のＨ区間に点火コイルの通電を開
始し、回転数負荷に対応して定められた点火時期にＴＤ
Ｃ近傍でＨからＬに変化するクランク角センサ６の信号
を参照して、点火コイルの通電を遮断し、これによって
発生する高電圧を点火プラグに印加し、着火させる。こ
れに対応して図３(a)に実線で示すように筒内圧はクラ
ンク角３６０度ないし５４０度における爆発行程で着火
し、燃焼圧力が増大する。以下同様にして、１８０度周
期で、着火順序＃１→＃３→＃４→＃２→＃１と燃焼サ
イクルが繰り返される。
【００１１】次に、失火検出の具体的方法について説明
する。図３(a)，(c)に燃焼と角速度の関係を示す。尚、
本図はエンジン回転数1000rpmの場合である。同図(a)に
実線で示す第１気筒＃１において、クランク角３６０度
を中心とする波形は正常燃焼の場合であり、吸入行程で
充填された混合気は圧縮行程で加圧され、圧縮のＴＤＣ
付近で点火され、爆発行程で急激に膨張し、排気行程で
気筒外に排出される。
する。図３(a)，(c)に燃焼と角速度の関係を示す。尚、
本図はエンジン回転数1000rpmの場合である。同図(a)に
実線で示す第１気筒＃１において、クランク角３６０度
を中心とする波形は正常燃焼の場合であり、吸入行程で
充填された混合気は圧縮行程で加圧され、圧縮のＴＤＣ
付近で点火され、爆発行程で急激に膨張し、排気行程で
気筒外に排出される。
【００１２】次に点火失敗あるいは、空気と燃料の混合
比が不適切な場合に発生する失火状態を説明する。クラ
ンク角1080度を中心とする圧力波形がこれに相当し、Ｔ
ＤＣを中心として左右対称となる。この例の場合は、燃
焼が全く無い場合、即ち完全失火の状態を示している
が、失火の程度が軽微であれば、爆発行程の圧力遷移は
クランク角３６０度ないし５４０度に示す正常時の圧力
波形の中間の値となる。また、角速度は図３(c)のクラ
ンク角０ないし1080度に示すように、各気筒の爆発によ
るトルク上昇に対応して、角速度が増大し、圧縮に対応
して、減少する特性を有する。ここで、失火が発生する
と、クランク角1080度以降に示すように、爆発によるト
ルク上昇が得られないため、角速度は減少し、次の第３
気筒＃３の爆発が発生するまで減少し続ける。そこで、
この発明はこのことに着目し、失火の有無により発生す
るクランク角の所定区間の角速度の変動から、失火を判
定しようとするものである。
比が不適切な場合に発生する失火状態を説明する。クラ
ンク角1080度を中心とする圧力波形がこれに相当し、Ｔ
ＤＣを中心として左右対称となる。この例の場合は、燃
焼が全く無い場合、即ち完全失火の状態を示している
が、失火の程度が軽微であれば、爆発行程の圧力遷移は
クランク角３６０度ないし５４０度に示す正常時の圧力
波形の中間の値となる。また、角速度は図３(c)のクラ
ンク角０ないし1080度に示すように、各気筒の爆発によ
るトルク上昇に対応して、角速度が増大し、圧縮に対応
して、減少する特性を有する。ここで、失火が発生する
と、クランク角1080度以降に示すように、爆発によるト
ルク上昇が得られないため、角速度は減少し、次の第３
気筒＃３の爆発が発生するまで減少し続ける。そこで、
この発明はこのことに着目し、失火の有無により発生す
るクランク角の所定区間の角速度の変動から、失火を判
定しようとするものである。
【００１３】図４，図５，図６はこの発明の基本概念に
基づくマイコン９のタイムチャート及び演算フローチャ
ートである。ここではクランク角センサ６の点火周期信
号例えば図３(b)に示す上死点ＴＤＣ前６度より前のク
ランク角７０度のＨ区間ＴＬと、ＴＤＣをはさむ１１０
度のＬ区間ＴＵの所要時間を計測してその時間比率から
失火を検出する。
基づくマイコン９のタイムチャート及び演算フローチャ
ートである。ここではクランク角センサ６の点火周期信
号例えば図３(b)に示す上死点ＴＤＣ前６度より前のク
ランク角７０度のＨ区間ＴＬと、ＴＤＣをはさむ１１０
度のＬ区間ＴＵの所要時間を計測してその時間比率から
失火を検出する。
【００１４】図４にクランク角と演算処理の詳細なタイ
ムチャートを示す。上死点ＴＤＣを基準に上死点前７６
度（以下ＢＴＤＣ７６度と記す）毎にクランク角センサ
６の信号によりインターフェース８を介して、マイコン
９に割り込みが発生し、割り込み処理ルーチンとして図
５のフローが実行され、上死点前６度（以下ＢＴＤＣ６
度と記す）毎に図６のフローが実行される。
ムチャートを示す。上死点ＴＤＣを基準に上死点前７６
度（以下ＢＴＤＣ７６度と記す）毎にクランク角センサ
６の信号によりインターフェース８を介して、マイコン
９に割り込みが発生し、割り込み処理ルーチンとして図
５のフローが実行され、上死点前６度（以下ＢＴＤＣ６
度と記す）毎に図６のフローが実行される。
【００１５】先ず、図５において、ＣＰＵ１２はステッ
プＳ１で所定時間クロック毎にカウントアップするタイ
マ１１のカウンタ値を読み込んでメモリ１０内に設けら
れたメモリＭＢ７６（図示せず）にストアする。ここ
で、このストアされた値はＢＴＤＣ７６度における時刻
を示す。次にステップＳ２に移り、この処理が、プログ
ラムのスタート時点から、初回目であるか否かを図示し
ないフラグを参照して、判定する。このフラグはプログ
ラムのスタート時点で初回を示すようセットされてお
り、この場合には同フラグをクリアすると共にＹesに分
岐し、処理を終了する。次にＣＰＵ１２は、クランク角
センサ６の信号がＢＴＤＣ６度になるまで待機する。エ
ンジンが回転し、図４に示すＢＴＤＣ６度の時点に達す
ると、クランク角センサ６の信号により、再び割り込み
が発生し、図６のフローが実行される。ステップＳ７
で、タイマ１１のカウンタ値を読み込み、ＢＴＤＣ６度
における時刻を示す値をメモリＭＢ６（図示せず）にス
トアする。次いでステップＳ８で、図５のステップＳ１
で与えられたＢＴＤＣ７６度における時刻を参照して図
４に示す区間ＴＬの所要時間を ＴＬ＝ＭＢ７６−ＭＢ６ ・・・ (1) により算出し、メモリＴＬ（図示せず）にストアし処理
を終了する。次いで、次の気筒の点火信号に対応するＢ
ＴＤＣ７６度の位置に達すると、再び図５の処理が実行
される。ここではステップＳ１でメモリＭＢ７６の値を
更新し、次回の処理に備えると共にステップＳ２におい
て前回の処理で初期フラグがクリアされているため、ス
テップＳ３に移る。ステップＳ３では、図６のステップ
Ｓ７で与えられたＢＴＤＣ６度における時刻を参照し
て、図４に示す区間ＴＵの所要時間を ＴＵ＝ＭＢ６−ＭＢ７６ ・・・ (2) により算出し、次いで時間比率を 時間比率＝ＴＵ／ＴＬ ・・・ (3) により算出する。次に、ステップＳ４で、この時間比率
が予め設定された失火に対応する所定値より大きいかど
うかを判定し、大きい時には、ステップＳ５に分岐し、
失火していると判定し、小さければ、正常と判定し、そ
れぞれ処理を終了する。以下、同様にして、ＢＴＤＣ７
６度では図５のフローが、ＢＴＤＣ６度では図６のフロ
ーが実行され、各気筒に対応する時間比率が順次算出さ
れる。
プＳ１で所定時間クロック毎にカウントアップするタイ
マ１１のカウンタ値を読み込んでメモリ１０内に設けら
れたメモリＭＢ７６（図示せず）にストアする。ここ
で、このストアされた値はＢＴＤＣ７６度における時刻
を示す。次にステップＳ２に移り、この処理が、プログ
ラムのスタート時点から、初回目であるか否かを図示し
ないフラグを参照して、判定する。このフラグはプログ
ラムのスタート時点で初回を示すようセットされてお
り、この場合には同フラグをクリアすると共にＹesに分
岐し、処理を終了する。次にＣＰＵ１２は、クランク角
センサ６の信号がＢＴＤＣ６度になるまで待機する。エ
ンジンが回転し、図４に示すＢＴＤＣ６度の時点に達す
ると、クランク角センサ６の信号により、再び割り込み
が発生し、図６のフローが実行される。ステップＳ７
で、タイマ１１のカウンタ値を読み込み、ＢＴＤＣ６度
における時刻を示す値をメモリＭＢ６（図示せず）にス
トアする。次いでステップＳ８で、図５のステップＳ１
で与えられたＢＴＤＣ７６度における時刻を参照して図
４に示す区間ＴＬの所要時間を ＴＬ＝ＭＢ７６−ＭＢ６ ・・・ (1) により算出し、メモリＴＬ（図示せず）にストアし処理
を終了する。次いで、次の気筒の点火信号に対応するＢ
ＴＤＣ７６度の位置に達すると、再び図５の処理が実行
される。ここではステップＳ１でメモリＭＢ７６の値を
更新し、次回の処理に備えると共にステップＳ２におい
て前回の処理で初期フラグがクリアされているため、ス
テップＳ３に移る。ステップＳ３では、図６のステップ
Ｓ７で与えられたＢＴＤＣ６度における時刻を参照し
て、図４に示す区間ＴＵの所要時間を ＴＵ＝ＭＢ６−ＭＢ７６ ・・・ (2) により算出し、次いで時間比率を 時間比率＝ＴＵ／ＴＬ ・・・ (3) により算出する。次に、ステップＳ４で、この時間比率
が予め設定された失火に対応する所定値より大きいかど
うかを判定し、大きい時には、ステップＳ５に分岐し、
失火していると判定し、小さければ、正常と判定し、そ
れぞれ処理を終了する。以下、同様にして、ＢＴＤＣ７
６度では図５のフローが、ＢＴＤＣ６度では図６のフロ
ーが実行され、各気筒に対応する時間比率が順次算出さ
れる。
【００１６】図３(d)は失火と時間比率ＴＵ／ＴＬ
（％）の関係を示す図である。同図において実線は、各
気筒＃１〜＃４に対応してそれぞれ算出される時間比率
値であり、同図に破線で示す、例えば１５８（％）の値
を図５のステップＳ４で用いる失火判定値に設定すれ
ば、クランク角1080度を中心とする第１気筒＃１の失火
に対応して時間比率ＴＵ／ＴＬが増大し、所定値以上と
なるため、失火を判定できることは明らかである。
（％）の関係を示す図である。同図において実線は、各
気筒＃１〜＃４に対応してそれぞれ算出される時間比率
値であり、同図に破線で示す、例えば１５８（％）の値
を図５のステップＳ４で用いる失火判定値に設定すれ
ば、クランク角1080度を中心とする第１気筒＃１の失火
に対応して時間比率ＴＵ／ＴＬが増大し、所定値以上と
なるため、失火を判定できることは明らかである。
【００１７】このように上述の基本概念によれば、点火
制御に用いるクランク角センサを利用しているため特別
にセンサを設ける必要がなく、また時間比率は圧縮行程
に基づく時間で除しているので、エンジンの負荷変動を
正規化できる。次に、この発明の一実施例について詳細
に説明する。なお、本実施例の構成は上述した基本概念
で使用した図２のようなものが使用されるので、その詳
細説明は省略する。図７は、クランク角と演算処理の詳
細なタイムチャートであり、図８と図６はマイコン９の
演算フローチャートであり、図９は加速度と失火の関係
を示すタイムチャートである。ここで、本実施例におい
ては、ＢＴＤＣ６度毎の割り込み処理ルーチンは上述し
た基本概念と同一の図６のフローチャートを用い、ＢＴ
ＤＣ７６度毎の割り込み処理ルーチンは、図５に替え
て、図８のフローチャートが用いられる。尚、図中の基
本概念と同一の部分には同一符号を付して、説明を省略
する。また、図中のｉは現在値を示しｉ−１は前回値を
意味する。
制御に用いるクランク角センサを利用しているため特別
にセンサを設ける必要がなく、また時間比率は圧縮行程
に基づく時間で除しているので、エンジンの負荷変動を
正規化できる。次に、この発明の一実施例について詳細
に説明する。なお、本実施例の構成は上述した基本概念
で使用した図２のようなものが使用されるので、その詳
細説明は省略する。図７は、クランク角と演算処理の詳
細なタイムチャートであり、図８と図６はマイコン９の
演算フローチャートであり、図９は加速度と失火の関係
を示すタイムチャートである。ここで、本実施例におい
ては、ＢＴＤＣ６度毎の割り込み処理ルーチンは上述し
た基本概念と同一の図６のフローチャートを用い、ＢＴ
ＤＣ７６度毎の割り込み処理ルーチンは、図５に替え
て、図８のフローチャートが用いられる。尚、図中の基
本概念と同一の部分には同一符号を付して、説明を省略
する。また、図中のｉは現在値を示しｉ−１は前回値を
意味する。
【００１８】先ず、図７において、クランク角がＢＴＤ
Ｃ７６度に達すると、図８のフローが実行される。ここ
で、ステップＳ１とＳ２は図５と同一であり、プログラ
ム、スタート後初回であるため、メモリＭＢ７６にこの
時点での時刻を記憶し処理を終了する。次に、図７にお
いてＢＤＣの直前に位置する、ＢＴＤＣ６度の位置に達
すると、図６のフローが実行され、この時点での時刻を
メモリＭＢ６にストアすると共に、図７にＴＬi-1で示
す区間の所要時間を上記(1)式に基ずいて算出し、メモ
リＴＬにストアし処理を終了する。次いで、次の気筒の
点火信号に対応するＢＴＤＣ７６度の位置に達すると、
再び図８のフローが実行される。ステップＳ１では、こ
の時点での時刻をメモリＭＢ７６にストアし、次いでス
テップＳ２では、Ｎoと判断し、ステップＳ３に分岐す
る、ステップＳ３では、上記(2)式に基ずいて、図７の
区間ＴＵi-1の所要時間を算出すると共に、時間比率が
上記(3)式によって、計算される。次に、ステップＳ９
に移り、図７にＴi-1で示す区間の所要時間をメモリＴ
Ｌの値及びステップＳ３で算出したＴＵの値を用いて Ｔi＝ＴＬ＋ＴＵ ・・・ (4) により算出する。次に、ステップＳ１０で、この処理が
プログラムのスタート時点から、２回目であるか否か
を、図示しないフラグを参照して判定する。このフラグ
は、プログラムのスタート時点で２回目を示すようセッ
トされており、この場合には、同フラグをクリアすると
共に、Ｙesに分岐し、ステップＳ１３に移る。ここで
は、メモリ１０内に設けられた前回のＴiの値を保持す
るメモリＴi-1に今回上記(4)式で算出したＴiをストア
すると共に、同様にして前回のＴＵ／ＴＬの値を保持す
る、メモリＴＵi-1／ＴＬi-1に今回上記(3)式で求めた
時間比率ＴＵ／ＴＬをストアし、処理を終了する。エン
ジンが回転し、図７のＴＤＣの直前に位置する、ＢＴＤ
Ｃ６度の位置に達すると、図６のフローが実行され、こ
の時点での時刻をメモリＭＢ６にストアすると共に、図
７にＴＬiで示す区間の所要時間が上記(1)式によって算
出され、メモリＴＬにストアされる。次いで、クランク
角が次の気筒の点火信号に対応するＢＴＤＣ７６度の位
置に達すると、再び図８のフローが実行されるが、この
処理は３回目である為、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
９の経路で、現時点での時刻が、メモリＭＢ７６にスト
アされ、図７の区間ＴＵiの所要時間ＴＵ及び区間Ｔiの
所要時間がそれぞれ上記(2)式及び(3)式で算出される。
次にステップＳ１０に移り、処理回数を判断するが、ス
テップＳ１０における２回目の処理でフラグがクリアさ
れているためＮoに分岐し、ステップＳ１１に移る。こ
こでは、前述のメモリの値、計算値を用いて、加速度を 加速度＝ＴＬi／(Ｔi-1)3×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］・・・(5) により、算出する。次に、ステップＳ１２で、この加速
度が予め設定された失火に対応する所定値より大きいか
どうかを判定し、大きい時には、ステップＳ５に分岐
し、失火していると判定し、小さければ、ステップＳ６
に分岐し、正常であると判定する。次に、ステップＳ１
３に移り、４回目以降の演算に備えて、今回のＴiおよ
びＴＵ／ＴＬを前回のメモリＴi-1およびＴＵi-1／ＴＬ
i-1にそれぞれ記憶し、処理を終了する。
Ｃ７６度に達すると、図８のフローが実行される。ここ
で、ステップＳ１とＳ２は図５と同一であり、プログラ
ム、スタート後初回であるため、メモリＭＢ７６にこの
時点での時刻を記憶し処理を終了する。次に、図７にお
いてＢＤＣの直前に位置する、ＢＴＤＣ６度の位置に達
すると、図６のフローが実行され、この時点での時刻を
メモリＭＢ６にストアすると共に、図７にＴＬi-1で示
す区間の所要時間を上記(1)式に基ずいて算出し、メモ
リＴＬにストアし処理を終了する。次いで、次の気筒の
点火信号に対応するＢＴＤＣ７６度の位置に達すると、
再び図８のフローが実行される。ステップＳ１では、こ
の時点での時刻をメモリＭＢ７６にストアし、次いでス
テップＳ２では、Ｎoと判断し、ステップＳ３に分岐す
る、ステップＳ３では、上記(2)式に基ずいて、図７の
区間ＴＵi-1の所要時間を算出すると共に、時間比率が
上記(3)式によって、計算される。次に、ステップＳ９
に移り、図７にＴi-1で示す区間の所要時間をメモリＴ
Ｌの値及びステップＳ３で算出したＴＵの値を用いて Ｔi＝ＴＬ＋ＴＵ ・・・ (4) により算出する。次に、ステップＳ１０で、この処理が
プログラムのスタート時点から、２回目であるか否か
を、図示しないフラグを参照して判定する。このフラグ
は、プログラムのスタート時点で２回目を示すようセッ
トされており、この場合には、同フラグをクリアすると
共に、Ｙesに分岐し、ステップＳ１３に移る。ここで
は、メモリ１０内に設けられた前回のＴiの値を保持す
るメモリＴi-1に今回上記(4)式で算出したＴiをストア
すると共に、同様にして前回のＴＵ／ＴＬの値を保持す
る、メモリＴＵi-1／ＴＬi-1に今回上記(3)式で求めた
時間比率ＴＵ／ＴＬをストアし、処理を終了する。エン
ジンが回転し、図７のＴＤＣの直前に位置する、ＢＴＤ
Ｃ６度の位置に達すると、図６のフローが実行され、こ
の時点での時刻をメモリＭＢ６にストアすると共に、図
７にＴＬiで示す区間の所要時間が上記(1)式によって算
出され、メモリＴＬにストアされる。次いで、クランク
角が次の気筒の点火信号に対応するＢＴＤＣ７６度の位
置に達すると、再び図８のフローが実行されるが、この
処理は３回目である為、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
９の経路で、現時点での時刻が、メモリＭＢ７６にスト
アされ、図７の区間ＴＵiの所要時間ＴＵ及び区間Ｔiの
所要時間がそれぞれ上記(2)式及び(3)式で算出される。
次にステップＳ１０に移り、処理回数を判断するが、ス
テップＳ１０における２回目の処理でフラグがクリアさ
れているためＮoに分岐し、ステップＳ１１に移る。こ
こでは、前述のメモリの値、計算値を用いて、加速度を 加速度＝ＴＬi／(Ｔi-1)3×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］・・・(5) により、算出する。次に、ステップＳ１２で、この加速
度が予め設定された失火に対応する所定値より大きいか
どうかを判定し、大きい時には、ステップＳ５に分岐
し、失火していると判定し、小さければ、ステップＳ６
に分岐し、正常であると判定する。次に、ステップＳ１
３に移り、４回目以降の演算に備えて、今回のＴiおよ
びＴＵ／ＴＬを前回のメモリＴi-1およびＴＵi-1／ＴＬ
i-1にそれぞれ記憶し、処理を終了する。
【００１９】以下、同様にしてＢＴＤＣ７６度では図８
のフローが、ＢＴＤＣ６度では、図６のフローが実行さ
れ、各気筒に対応する加速度が順次算出される。
のフローが、ＢＴＤＣ６度では、図６のフローが実行さ
れ、各気筒に対応する加速度が順次算出される。
【００２０】次にこの発明による加速度について説明す
る。往復円運動において、角加速度α（rad／ｓ2）は α＝（ωi−ωi-1）／Ｔi ・・・ (6) ωi：期間Ｔiでの角速度 Ｔi：各点火間の周期 であり、角速度ωi（rad／ｓ）は ωi＝４π／ｃ×（１／Ｔi） ・・・ (7) ｃ：気筒数 上記(6)および(7)式より、 α＝４π／ｃ×(１／Ｔi)×{Ｔi／Ｔi 2−[Ｔi-1／（Ｔi-1)2］}・・・(8) ここでＴi-1＝Ｔi＋ΔＴiとし、ΔＴi 2≪１とすれば近
似的に α＝４π／ｃ×(Ｔi−Ｔi-1)／Ｔi 3 ・・・ (9) となる。また時間比率ＴＵ／ＴＬとの関係は、Ｔi＝Ｔ
Ｌ＋ＴＵであり、ＴＬの項は圧縮行程に含まれる充填空
気量の情報であり、ＴＵを空気量基準で正規化すること
を意味する。ここで、隣り合う、気筒の充填空気量が一
定とすれば、ＴＬi＝ＴＬi-1となり、ΔＴi＝Ｔi-1−Ｔ
i＝ＴＵi-1−ＴＵiの関係から α＝４π／ｃ×(ＴＬi／Ｔi 3)×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］ ・・・ (10) となる。この発明に用いた演算式は４π／ｃの項を削除
して、角加速度の近似式として、加速度（１／ｓ2）
は、 加速度＝ＴＬi／(Ｔi-1)3×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］ ・・・ (11) を用い、失火によって生ずる角速度変動を加速度とし
て、判定するものである。これを、時間比率の加速度と
称する。即ち、（１１）式は時間比率の加速度を表して
いる。
る。往復円運動において、角加速度α（rad／ｓ2）は α＝（ωi−ωi-1）／Ｔi ・・・ (6) ωi：期間Ｔiでの角速度 Ｔi：各点火間の周期 であり、角速度ωi（rad／ｓ）は ωi＝４π／ｃ×（１／Ｔi） ・・・ (7) ｃ：気筒数 上記(6)および(7)式より、 α＝４π／ｃ×(１／Ｔi)×{Ｔi／Ｔi 2−[Ｔi-1／（Ｔi-1)2］}・・・(8) ここでＴi-1＝Ｔi＋ΔＴiとし、ΔＴi 2≪１とすれば近
似的に α＝４π／ｃ×(Ｔi−Ｔi-1)／Ｔi 3 ・・・ (9) となる。また時間比率ＴＵ／ＴＬとの関係は、Ｔi＝Ｔ
Ｌ＋ＴＵであり、ＴＬの項は圧縮行程に含まれる充填空
気量の情報であり、ＴＵを空気量基準で正規化すること
を意味する。ここで、隣り合う、気筒の充填空気量が一
定とすれば、ＴＬi＝ＴＬi-1となり、ΔＴi＝Ｔi-1−Ｔ
i＝ＴＵi-1−ＴＵiの関係から α＝４π／ｃ×(ＴＬi／Ｔi 3)×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］ ・・・ (10) となる。この発明に用いた演算式は４π／ｃの項を削除
して、角加速度の近似式として、加速度（１／ｓ2）
は、 加速度＝ＴＬi／(Ｔi-1)3×［ＴＵi／ＴＬi−(ＴＵi-1／ＴＬi-1)］ ・・・ (11) を用い、失火によって生ずる角速度変動を加速度とし
て、判定するものである。これを、時間比率の加速度と
称する。即ち、（１１）式は時間比率の加速度を表して
いる。
【００２１】図９は本実施例による動作のタイムチャー
トである。同図(a)，(b)，(c)は加速度に用いる記号が
付加されている以外は、図３に示したものと同一である
為説明を省略する。図９(d)は、失火と加速度（１／
ｓ2）の関係を示す図であり、実線は各気筒＃１〜４に
対応してそれぞれ算出される加速度である。同図に破線
で示す例えば、５（１／ｓ2）の値を図８のステップＳ
１２で用いる失火判定値に設定すれば、クランク角1080
度を中心とする第１気筒＃１の失火を加速度から検出で
きることは明らかである。
トである。同図(a)，(b)，(c)は加速度に用いる記号が
付加されている以外は、図３に示したものと同一である
為説明を省略する。図９(d)は、失火と加速度（１／
ｓ2）の関係を示す図であり、実線は各気筒＃１〜４に
対応してそれぞれ算出される加速度である。同図に破線
で示す例えば、５（１／ｓ2）の値を図８のステップＳ
１２で用いる失火判定値に設定すれば、クランク角1080
度を中心とする第１気筒＃１の失火を加速度から検出で
きることは明らかである。
【００２２】このように本実施例では検出感度が極めて
良く、また時間比率は圧縮工程に基づく時間で除してい
るので、エンジンの負荷変動を正規化できる。尚、上記
実施例では、失火を判定する値を固定値としたが過去の
所定回数の時間比率または、加速度の平均値や、その他
の平均化処理値、あるいは何らかの統計処理を加えたも
のを判定値としてもよい。また、各気筒の失火判定値を
記憶しておき、所定の回数または、所定の時間内の失火
率を計算し、表示等に用いてもよい。また、失火気筒を
特定し、これを識別する様構成してもよい。また、上記
実施例では４気筒の場合について説明したが、単気筒、
その他複数気筒にも適用でき、上記実施例と同様の効果
を奏する。
良く、また時間比率は圧縮工程に基づく時間で除してい
るので、エンジンの負荷変動を正規化できる。尚、上記
実施例では、失火を判定する値を固定値としたが過去の
所定回数の時間比率または、加速度の平均値や、その他
の平均化処理値、あるいは何らかの統計処理を加えたも
のを判定値としてもよい。また、各気筒の失火判定値を
記憶しておき、所定の回数または、所定の時間内の失火
率を計算し、表示等に用いてもよい。また、失火気筒を
特定し、これを識別する様構成してもよい。また、上記
実施例では４気筒の場合について説明したが、単気筒、
その他複数気筒にも適用でき、上記実施例と同様の効果
を奏する。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内燃
機関の所定のクランク角を基準として前後の所定角度区
間のそれぞれの所要時間の時間比率を検出する時間比率
検出手段と、上記時間比率の加速度を求め、この加速度
から失火を判定する失火判定手段を備えたので、検出感
度が極めて良好で精度の高いものが得られ、またクラン
ク角センサは専用のものを設けてもよいし、通常のもの
を流用してもよく、しかも時間比率は圧縮行程に基づく
時間で除するようにしたので、エンジンの負荷変動を正
規化でき、エンジン回転数、負荷等の運転状態に拘らず
均一な出力が得られるという効果を奏する。
機関の所定のクランク角を基準として前後の所定角度区
間のそれぞれの所要時間の時間比率を検出する時間比率
検出手段と、上記時間比率の加速度を求め、この加速度
から失火を判定する失火判定手段を備えたので、検出感
度が極めて良好で精度の高いものが得られ、またクラン
ク角センサは専用のものを設けてもよいし、通常のもの
を流用してもよく、しかも時間比率は圧縮行程に基づく
時間で除するようにしたので、エンジンの負荷変動を正
規化でき、エンジン回転数、負荷等の運転状態に拘らず
均一な出力が得られるという効果を奏する。
【図１】 この発明の構成を示す機能ブロック図であ
る。
る。
【図２】 図１を具体化したこの発明の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】 この発明の一実施例の動作説明に供するため
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図４】 この発明の基本概念の動作説明に供するため
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図５】 この発明の基本概念の動作説明に供するため
の演算フローチャートである。
の演算フローチャートである。
【図６】 この発明の一実施例の動作説明に供するため
の演算フローチャートである。
の演算フローチャートである。
【図７】 この発明の一実施例の動作説明に供するため
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図８】 この発明の一実施例の動作説明に供するため
の演算フローチャートである。
の演算フローチャートである。
【図９】 この発明の一実施例の動作説明に供するため
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
Ｍ１ エンジン、Ｍ２ クランク角検出手段、Ｍ３ 失
火検出部。
火検出部。
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の所定のクランク角を基準とし
て前後の所定角度区間のそれぞれの所要時間の時間比率
を検出する時間比率検出手段と、 上記時間比率の加速度を求め、この加速度から失火を判
定する失火判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機
関の失火検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414000A JP2675921B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 内燃機関の失火検出装置 |
| US07/761,531 US5337240A (en) | 1990-09-20 | 1991-09-18 | Misfiring sensing apparatus |
| KR1019910016429A KR950005897B1 (ko) | 1990-09-20 | 1991-09-19 | 내연기관의 실화검출장치 |
| DE4131383A DE4131383C2 (de) | 1990-09-20 | 1991-09-20 | Verfahren zur Erfassung von Fehlzündungen |
| DE4143605A DE4143605B4 (de) | 1990-09-20 | 1991-09-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Fehlzündungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414000A JP2675921B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 内燃機関の失火検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224258A JPH04224258A (ja) | 1992-08-13 |
| JP2675921B2 true JP2675921B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=18522542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414000A Expired - Lifetime JP2675921B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-12-26 | 内燃機関の失火検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675921B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017592A1 (fr) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede d'evaluation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne et procede et appareil de regulation de l'etat de combustion d'un moteur a combustion interne |
| CN112761790B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-07-01 | 联合汽车电子有限公司 | 双缸发动机的失火诊断方法以及失火诊断装置 |
| CN114622991B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-07-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机失火判断方法、发动机及车辆 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819532A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 往復機関の失火検出方法および装置 |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP2414000A patent/JP2675921B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04224258A (ja) | 1992-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070718 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718 Year of fee payment: 13 |