JP3066004B1 - Misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation - Google Patents

Misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation

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JP3066004B1
JP3066004B1 JP11043067A JP4306799A JP3066004B1 JP 3066004 B1 JP3066004 B1 JP 3066004B1 JP 11043067 A JP11043067 A JP 11043067A JP 4306799 A JP4306799 A JP 4306799A JP 3066004 B1 JP3066004 B1 JP 3066004B1
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difference
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misfire
fluctuation
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正道 一本末
和親 古川
智広 上野
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Abstract

【要約】 【課題】 電子制御エンジンで使用されている回転速
度検出センサ等や発電電力信号を流用し、低コストで精
度良くエンジンの異常燃焼、失火の量を測定し、判別で
きる失火検出装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関の出力軸の回転角速度を計測
し、平均回転角速度と計測される回転角速度との差であ
る角速度変動量Fnを得、計測各時点の出力軸の回転角
に対応して予め求められている角速度変動量基準Fs
と、前記角速度変動量Fnとに基づいて角速度変動差G
を求め、所定行程内にある角速度変動差量Daを導出す
るとともに、前記角速度変動差量Daに基づいて、内燃
機関の失火状態を判別するに、機関負荷の変動による回
転変動を除く、異常な回転変動を代表する角速度変動差
量Daにより失火判別をおこない、前記失火判別の基準
に従い、角速度変動量基準Fsを角速度変動差量Daに
応じて更新する。
Abstract: A misfire detection device capable of accurately measuring the amount of abnormal combustion and misfire of an engine at low cost and accurately by using a rotational speed detection sensor or the like and a generated power signal used in an electronic control engine. provide. SOLUTION: The rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine is measured, and an angular velocity variation Fn which is a difference between an average rotational angular velocity and a measured rotational angular velocity is obtained. Angular velocity variation reference Fs obtained in advance
And the angular velocity variation difference G based on the angular velocity variation Fn.
To derive the angular speed variation difference Da within the predetermined stroke, and to determine the misfire state of the internal combustion engine based on the angular speed variation difference Da, an abnormal variation other than the rotation variation due to the variation of the engine load. Misfire determination is performed based on the angular velocity variation difference Da representing the rotation variation, and the angular velocity variation reference Fs is updated according to the angular velocity variation difference Da in accordance with the criteria for the misfire determination.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発電用多気筒内燃
機関の燃焼不良及び失火を検出するためのものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to detecting a combustion failure and misfire of a multi-cylinder internal combustion engine for power generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の失火を検出する従来の装置と
して、特殊なセンサを取付けて燃焼状態を検出したり、
排気ポート近傍に温度センサを取り付けて失火時におけ
る排気温度の低下を判定したりするもの、あるいは回転
変動を検出して回転速度の低下を検出して失火検出を行
うものがある。
2. Description of the Related Art As a conventional device for detecting misfire of an internal combustion engine, a special sensor is attached to detect a combustion state,
There is a type in which a temperature sensor is attached near the exhaust port to determine a decrease in exhaust temperature at the time of misfire, or a type in which misfire is detected by detecting rotation fluctuation and detecting a decrease in rotation speed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
よれば、 1.回転変動検出型の失火検出装置において、失火以外
の負荷変動等の要因から回転角速度が変化した場合に、
これを誤検出する場合がある。 2.発電機のエンジンのように通常失火が発生していて
もある程度の運転が可能な場合、エンジンを緊急に停止
し故障を回復することは、電力供給の安定性を欠くこと
になる。換言すると、合理的に判定基準の設定をおこな
う必要がある。但し、エンジンの故障、事故が発生する
ような状態では電力供給を停止してでもエンジンを停止
しなければならない。このために失火、燃焼不良のよう
に失火の度合いを示す量(本願において失火量と呼ぶ)
の検出が必要となるため、できるだけ各気筒の爆発力に
依存する値を使用することが要求される。単に回転変動
の絶対値を用いていると負荷毎に通常に発生する爆発力
も異なるために失火量をその変動量から直接推定するこ
とができない。 3.回転変動検出において、負荷の状態によりエンジン
の回転変動の傾向が異なるため、一つの方法によって回
転変動を検出するとある負荷では精度がよいが別の負荷
では精度が悪くなることがある。これはエンジンの負荷
量により、エンジンの回転特性が変化するからであり、
またエンジンの回転数が変化すると負荷側に影響が及び
さらに負荷が変動するためである。このために固定され
た解析方法だけでは必要とするパラメータが大きくなり
すぎ対応しにくいという欠点がある。
According to the above-mentioned prior art, In the rotation fluctuation detection type misfire detection device, when the rotation angular velocity changes due to factors such as load fluctuation other than misfire,
This may be erroneously detected. 2. When a certain degree of operation is possible even when a misfire has occurred, as in the case of a generator engine, urgently stopping the engine and recovering from the failure lacks stability of power supply. In other words, it is necessary to rationally set the criteria. However, in a state where an engine failure or an accident occurs, the engine must be stopped even if the power supply is stopped. For this reason, an amount indicating the degree of misfire such as misfire or poor combustion (referred to as misfire amount in the present application)
It is necessary to use a value that depends on the explosive power of each cylinder as much as possible. If the absolute value of the rotation fluctuation is simply used, the explosive power normally generated for each load differs, so that the misfire amount cannot be directly estimated from the fluctuation amount. 3. In the rotation fluctuation detection, the tendency of the rotation fluctuation of the engine differs depending on the state of the load. Therefore, when the rotation fluctuation is detected by one method, the accuracy is good for one load, but may be poor for another load. This is because the rotational characteristics of the engine change depending on the load of the engine.
Also, a change in the engine speed affects the load side and further changes the load. For this reason, there is a drawback that the parameters required by the fixed analysis method alone become too large and it is difficult to cope with them.

【0004】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、電子制御エンジンで使用されている回転速度検出セ
ンサ等や発電電力信号を流用し、低コストで精度良くエ
ンジンの異常燃焼、失火の量を測定し、判別できる失火
検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost and accurate engine abnormal combustion and misfire by utilizing a rotational speed detection sensor and the like and a generated power signal used in an electronically controlled engine. It is an object of the present invention to provide a misfire detection device capable of measuring and determining the misfire.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明における、内燃機関の出力軸の回転角速度を、
その計測各時点の回転角に対応して、波形として計測す
る角速度計測手段を備え、前記回転角速度を計測する計
測時点以前の一定期間の平均回転角速度と前記角速度計
測手段により計測される回転角速度との差を、前記計測
各時点において、角速度変動量Fnとして、導出する角
速度変動量導出手段と、正常な回転であることが明らか
な状態で、前記計測各時点の出力軸の回転角に対応し
、波形として予め求められている角速度変動量基準F
sと、前記計測各時点で前記角速度変動量導出手段によ
り導出される前記角速度変動量Fnとに基づいて、角速
度変動差Gを求める角速度差導出手段と、前記角速度差
導出手段により求まる前記角速度変動差Gに基づいて、
所定行程内にある角速度変動差量Daを導出するととも
に、前記角速度変動差量Daに基づいて、内燃機関の失
火状態を判別する失火判別手段を備えた発電用多気筒内
燃機関の失火検出装置の特徴構成は、請求項1に記載さ
れているように、前記計測各時点での該内燃機関の負荷
を発電電力から計測する負荷状況計測手段を備えるとと
もに、前記失火判別手段が、前記負荷の変動による回転
変動を除く、回転変動を代表する前記角速度変動差量D
aにより、失火判別をおこない、前記失火判別の基準に
従い、前記角速度変動量基準Fsを、前記角速度変動差
量Daに応じて更新する変動量基準更新手段を備えたこ
とにある。この装置構成にあっては、角速度基準で失火
判別をおこなうのであるが、この判別において、負荷状
況計測手段を備え、この手段から得られる負荷の変動状
況を加味して、失火判別をおこなう。このようにするこ
とにより、失火判別において、負荷変動の影響を除去で
きる。さらに、失火判別の基礎データとなる角速度変動
差Gを得る場合に必要となる角速度変動量基準Fsの更
新を、変動量基準更新手段により順次おこなうに、この
更新において、失火判別の基準を使用するため、例え
ば、異常な回転による回転角速度の差でないことを判別
後、角速度変動量基準Fsの更新をおこなう構造を取る
ことができ、この角速度変動量基準Fsを、機関の実情
に合致したものとすることができる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine is determined by:
Corresponding to the rotation angle at each point in time of the measurement, an angular velocity measuring means for measuring as a waveform is provided, and an average rotational angular velocity and a rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means for a certain period before the measurement time point for measuring the rotational angular velocity. The angular velocity fluctuation deriving means for deriving the difference between the angular velocity fluctuations Fn at each time point of the measurement and the rotation is normal.
In this state, the angular velocity variation reference F obtained in advance as a waveform corresponding to the rotation angle of the output shaft at each point in time of the measurement described above.
s and the angular velocity fluctuation amount Fn derived at each time of the measurement by the angular velocity fluctuation amount Fn, the angular velocity difference derivation means for obtaining the angular velocity fluctuation difference G, and the angular velocity fluctuation obtained by the angular velocity difference derivation means Based on the difference G,
A misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation, comprising: misfire determination means for determining a misfire state of the internal combustion engine based on the difference in angular speed Da while deriving an angular speed variation difference Da within a predetermined stroke. As described in claim 1, the characteristic configuration includes a load condition measuring unit that measures a load of the internal combustion engine at each time point of the measurement from generated power, and the misfire determination unit determines a change in the load. The angular velocity fluctuation difference D representing the rotation fluctuation, excluding the rotation fluctuation due to
According to a, a misfire discrimination is performed, and a fluctuation reference updating means for updating the angular velocity fluctuation reference Fs in accordance with the angular velocity fluctuation difference Da in accordance with the reference of the misfire determination is provided. In this device configuration, misfire determination is performed on the basis of angular velocity. In this determination, a load situation measuring means is provided, and misfire determination is performed in consideration of the load fluctuation obtained from this means. By doing so, it is possible to eliminate the influence of the load fluctuation in the misfire determination. Further, the angular velocity variation reference Fs necessary for obtaining the angular velocity variation difference G serving as basic data for misfire determination is sequentially updated by the variation reference updating means. Therefore, for example, after determining that there is no difference in rotational angular speed due to abnormal rotation, it is possible to adopt a structure in which the angular speed variation standard Fs is updated, and this angular speed variation standard Fs is determined to match the actual situation of the engine. can do.

【0006】先の目的を達成するための本発明におけ
る、内燃機関の出力軸の回転角速度を、その計測各時点
の回転角に対応して、波形として計測する角速度計測手
段を備え、前記回転角速度を計測する計測時点以前の一
定期間の平均回転角速度と前記角速度計測手段により計
測される回転角速度との差を、前記計測各時点におい
て、角速度変動量Fnとして、導出する角速度変動量導
出手段と、正常な回転であることが明らかな状態で、
記計測各時点の出力軸の回転角に対応して、波形として
予め求められている角速度変動量基準Fsと、前記計測
各時点で前記角速度変動量導出手段により導出される前
記角速度変動量Fnとに基づいて、角速度変動差Gを求
める角速度差導出手段と、前記角速度差導出手段により
求まる前記角速度変動差Gに基づいて、所定行程内にあ
る角速度変動差量Daを導出するとともに、前記角速度
変動差量Daに基づいて、内燃機関の失火状態を判別す
る失火判別手段を備えた発電用多気筒内燃機関の失火検
出装置の特徴構成は、請求項2に記載されているよう
に、前記計測各時点での該内燃機関の負荷を発電電力か
ら計測する負荷状況計測手段を備えるとともに、前記角
速度変動量基準Fsが前記負荷の関数とされ、前記角速
度変動量基準Fsを、前記角速度変動差量Daに応じて
更新する変動量基準更新手段を備えることにある。この
場合は、前記角速度変動量基準Fsが前記負荷の関数と
され、負荷状況計測手段により求められる負荷に従っ
て、角速度変動量基準Fsが特定されて、失火検出の用
に供されるため、失火検出を負荷変動を除外した状態で
良好におこなうことができる。
According to the present invention, there is provided an angular velocity measuring means for measuring a rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine as a waveform corresponding to a rotational angle at each measurement time. The angular velocity variation deriving means for deriving the difference between the average rotational angular velocity for a certain period of time before the measurement time point and the rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means as the angular velocity variation Fn at each measurement time, In a state where it is clear that the rotation is normal , in correspondence with the rotation angle of the output shaft at each time point of the measurement, an angular velocity variation reference Fs previously obtained as a waveform, and at each time point of the measurement time An angular velocity difference deriving means for obtaining an angular velocity variation difference G based on the angular velocity variation Fn derived by the angular velocity variation deriving means; A power generating multi-cylinder including misfire discriminating means for deriving an angular velocity variation difference Da within a predetermined stroke based on the dynamic difference G and for determining a misfire state of the internal combustion engine based on the angular velocity variation difference Da. The characteristic configuration of the misfire detection device for an internal combustion engine includes a load condition measuring unit that measures a load of the internal combustion engine at each time of the measurement from generated power, as described in claim 2, and the angular velocity fluctuation. An amount reference Fs is a function of the load, and a variation reference updating means for updating the angular speed variation reference Fs in accordance with the angular speed variation difference Da is provided. In this case, the angular velocity fluctuation reference Fs is set as a function of the load, and the angular velocity fluctuation reference Fs is specified according to the load obtained by the load condition measuring means and is used for misfire detection. Can be satisfactorily performed in a state where the load fluctuation is excluded.

【0007】上記の構成において、請求項3に記載され
ているように、前記角速度差導出手段として、前記角速
度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前記角速度変動
量導出手段により導出される前記角速度変動量Fnとに
基づいて、角速度変動差Gを求める手順が異なる複数の
導出手段を備えていることが好ましい。例えば、後の数
5に示すように、内燃機関の運転状態に従って、この角
速度変動差Gの導出方法は、異ならせる方が内燃機関の
状況をより良好に把握できる場合があるため、このよう
に、手法の異なったものを複数備えることが好ましい。
In the above configuration, as the angular velocity difference deriving means, the angular velocity difference deriving means may include the angular velocity variation reference Fs and the angular velocity variation deriving means derived at each measurement time. It is preferable to include a plurality of deriving units that have different procedures for obtaining the angular velocity fluctuation difference G based on the angular velocity fluctuation amount Fn. For example, as shown in Equation 5 below, in the method of deriving the angular velocity variation difference G according to the operating state of the internal combustion engine, it may be possible to better grasp the state of the internal combustion engine by making the method different. Preferably, a plurality of different methods are provided.

【0008】さらに、請求項4に記載されているよう
に、前記角速度差導出手段が、前記角速度変動量基準F
sと前記角速度変動量Fnとの差を、前記角速度変動差
Gとする第1導出手段と、前記角速度変動量Fnが前記
角速度変動量基準Fsより大きい場合に、前記角速度変
動差Gを0と、前記前記角速度変動量Fnが前記角速度
変動量基準Fsより小さい場合に、前記前記角速度変動
量基準Fsと前記角速度変動量Fnとの差を、前記角速
度変動差Gとする第2導出手段とを備え、前記角速度変
動差量Daを求めるに、前記第1導出手段及び前記第2
導出手段によりそれぞれ求まる前記角速度変動差Gと、
負荷に依存し、各導出手段に対応した分布関数Ka,K
bに基づいて、前記角速度変動差量Daを求める構成と
されていることが好ましい。この構成にあっては、複数
の導出手段を備え、角速度変動差Gの導出にあたって、
内燃機関の運転状況に適切に対応できるが、どの角速度
変動差Gを失火判別にあたって使用するかは、負荷状況
により選択する方が好ましい場合がある。従って、前記
角速度変動差量Daの導出にあたって、負荷に依存し、
各導出手段に対応した分布関数Ka,Kbに基づいて、
角速度変動差量Daを求めるほうが、より信頼性の高い
失火判別をおこなうことができる。
Further, as set forth in claim 4, the angular velocity difference deriving means includes an angular velocity variation reference F.
a first deriving unit that sets the difference between the angular velocity variation F and the angular velocity variation Fn to 0, and sets the angular velocity variation G to 0 when the angular velocity variation Fn is larger than the angular velocity variation reference Fs. When the angular velocity variation Fn is smaller than the angular velocity variation reference Fs, a second deriving unit that sets a difference between the angular velocity variation reference Fs and the angular velocity variation Fn to the angular velocity variation difference G The first deriving means and the second deriving means for determining the angular velocity variation difference Da.
The angular velocity variation difference G determined by the deriving means,
Distribution functions Ka, K depending on the load and corresponding to each deriving means
It is preferable that the angular velocity fluctuation difference Da is determined based on b. In this configuration, a plurality of deriving units are provided, and in deriving the angular velocity variation difference G,
Although it is possible to appropriately cope with the operation state of the internal combustion engine, it may be preferable to select which angular velocity fluctuation difference G is to be used for misfire determination depending on the load state. Therefore, in deriving the angular velocity variation difference Da, it depends on the load,
Based on the distribution functions Ka and Kb corresponding to each deriving means,
By obtaining the angular velocity variation difference Da, a more reliable misfire determination can be performed.

【0009】上記のように装置を構成するに、請求項5
に記載されるように、前記失火判別手段は、前記角速度
変動差量Daが、所定の角速度変動差量基準値Dtより
大きい場合に、失火と判別するように構成できる。
[0009] In order to configure the apparatus as described above, claim 5 is provided.
As described in the above, the misfire determination means can be configured to determine that a misfire has occurred when the angular velocity variation difference Da is larger than a predetermined angular velocity variation difference reference value Dt.

【0010】さらに、請求項6に記載されているよう
に、前記角速度変動差量Daと、前記角速度変動差量基
準値Dtとの大小関係により、前記変動量基準更新手段
に於ける前記角速度変動量基準Fsの更新手順を異なら
せておくことにより、失火の判別に従った角速度変動量
基準Fsの更新を、的確且つ容易な判別においておこな
うことができる。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, the angular velocity fluctuation in the fluctuation amount reference updating means is determined by a magnitude relationship between the angular velocity fluctuation difference Da and the angular velocity fluctuation difference reference value Dt. By changing the updating procedure of the quantity reference Fs, the angular velocity variation reference Fs can be updated accurately and easily according to the misfire determination.

【0011】さて、以上、発電用多気筒内燃機関の失火
検出に関して説明したが、本願のように負荷による変動
を除く、異常回転の検出による失火検出に、請求項7に
記載される構成で実現できる。即ち、内燃機関の出力軸
の回転角速度を、その計測各時点の回転角に対応して
波形として計測する角速度計測手段を備え、前記回転角
速度を計測する計測時点以前の一定期間の平均回転角速
度と前記角速度計測手段により計測される回転角速度と
の差を、前記計測各時点において、角速度変動量Fnと
して、導出する角速度変動量導出手段と、正常な回転で
あることが明らかな状態で、前記計測各時点の出力軸の
回転角に対応して、波形として予め求められている角速
度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前記角速度変動
量導出手段により導出される前記角速度変動量Fnとに
基づいて、角速度変動差Gを求める角速度差導出手段
と、前記角速度差導出手段により求まる前記角速度変動
差Gに基づいて、所定行程内にある角速度変動差量Da
を導出するとともに、前記角速度変動差量Daに基づい
て、内燃機関の失火状態を判別する失火判別手段を備え
た内燃機関の失火検出装置を構成するに、前記計測各時
点での該内燃機関の負荷を計測する負荷状況計測手段を
備えるとともに、前記失火判別手段が、前記負荷の変動
による回転変動を除く、回転変動を代表する前記角速度
変動差量Daにより、失火判別をおこなう構成とするこ
とで、目的を達成できる。
The misfire detection of the multi-cylinder internal combustion engine for power generation has been described above. However, the misfire detection by the abnormal rotation detection excluding the fluctuation due to the load as described in the present application is realized by the configuration described in claim 7. it can. That is, the rotation angular velocity of the output shaft of the internal combustion engine, in response to the rotation angle of the measured each time point,
Angular velocity measuring means for measuring as a waveform , the difference between the average rotational angular velocity for a certain period of time before the measurement time point for measuring the rotational angular velocity and the rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means, the angular velocity fluctuation at each measurement time point As the amount Fn, an angular velocity fluctuation amount deriving means to be derived and a normal rotation
In a state where it is clear that there is, the angular velocity fluctuation reference Fs previously obtained as a waveform corresponding to the rotation angle of the output shaft at each measurement time point, and the angular velocity fluctuation amount derivation means derived at each measurement time point. An angular velocity difference deriving means for obtaining an angular velocity fluctuation difference G based on the angular velocity fluctuation amount Fn obtained, and an angular velocity fluctuation difference Da within a predetermined stroke based on the angular velocity fluctuation difference G obtained by the angular velocity difference deriving means.
And a misfire detection device for the internal combustion engine having misfire determination means for judging a misfire state of the internal combustion engine based on the angular velocity variation difference Da. In addition to having a load condition measuring means for measuring a load, the misfire determination means excludes rotation fluctuation due to the load fluctuation, and performs misfire determination based on the angular velocity fluctuation difference Da representing rotation fluctuation. , Can achieve the purpose.

【0012】そして、上記のような構成を採用すること
により、以下のような効果を奏する。 1.本発明によりエンジンのクランク軸の角速度変化が
エンジンの各気筒における爆発力と回転にかかる負荷変
化、エンジンが回転する系の慣性モーメントの応答の3
点に依存しているのを各状態の信号から爆発力に伴う部
分の回転変動分を検出するという特質がある。異常時、
例えば失火の場合、爆発力が低下するために爆発に関わ
る急速な回転変動量がより多く検出され、精度良く失火
を判別することができる。 2.角速度変動量基準Fsを利用するため、個別のエン
ジンに対しての特性を事前に入力でき、エンジン個体の
差により検出量の差をなくすことができ、さらに入力し
た条件から実際の運転状態に対応した条件を推定するた
め、その入力作業が非常に簡単になる。 3.角速度変動量基準Fsを更新しながら利用するた
め、回転状態の変化を検出、記憶でき、エンジンの運転
状況の変化、経年変化等に対して追従することが容易と
なる。
The following effects can be obtained by adopting the above configuration. 1. According to the present invention, the change in the angular speed of the crankshaft of the engine is the response of the change in the load applied to the explosion force and rotation in each cylinder of the engine, and the response of the moment of inertia of the system in which the engine rotates.
What is dependent on the point is that the rotation fluctuation of the portion accompanying the explosive force is detected from the signal of each state. When abnormal,
For example, in the case of a misfire, since the explosive power is reduced, a large amount of rapid rotation fluctuation related to the explosion is detected, and the misfire can be determined with high accuracy. 2. Using the angular speed fluctuation reference Fs, the characteristics of each engine can be input in advance, the difference in the detected amount can be eliminated due to the difference between the individual engines, and the input conditions correspond to the actual operating conditions. Since the estimated condition is estimated, the input operation becomes very simple. 3. Since the angular velocity variation reference Fs is used while being updated, a change in the rotation state can be detected and stored, and it becomes easy to follow a change in the operating state of the engine, a change over time, and the like.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本願の失火検出装置10
0の機能ブロック図である。図1に示すように、失火検
出装置100は、内燃機関の出力軸の回転角速度を、そ
の計測各時点の回転角に対応して計測する角速度計測手
段101を備え、前記回転角速度を計測する計測時点以
前の一定期間の平均回転角速度と前記角速度計測手段1
01により計測される回転角速度との差を、前記計測各
時点において、角速度変動量Fnとして導出する角速度
変動量導出手段102と、前記計測各時点での該内燃機
関の出力を発電電力から計測する負荷状況計測手段10
3とを、主な計測系として備えている。さらに、前記計
測各時点の出力軸の回転角に対応して予め求められてい
る角速度変動量基準Fsを生成する基準角速度変動量発
生手段104を備えるとともに、この角速度変動量基準
Fsと、前記計測各時点で前記角速度変動量導出手段1
04により導出される前記角速度変動量Fnとに基づい
て、角速度変動差Gを求める角速度差導出手段105を
複数備えている。この角速度差導出手段105にあって
は、このような手段が複数備えられており、予め設定さ
れた回転範囲において計測される前記角速度変動量Fn
と前記角速度変動量基準Fsとの関係に基づいて前記角
速度変動差Gを導出するに、例えば、前記角速度変動量
基準Fsと前記角速度変動量Fnとの差を、前記角速度
変動差Gとする第1導出手段105aと、前記角速度変
動量Fnが前記角速度変動量基準Fsより大きい場合
に、前記角速度変動差Gを0と、前記前記角速度変動量
Fnが前記角速度変動量基準Fsより小さい場合に、前
記前記角速度変動量基準Fsと前記角速度変動量Fnと
の差を、前記角速度変動差Gとする第2導出手段105
bとを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a misfire detection device 10 according to the present invention.
0 is a functional block diagram. As shown in FIG. 1, the misfire detection device 100 includes an angular velocity measuring unit 101 that measures a rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine in accordance with a rotational angle at each measurement time point, and a measurement that measures the rotational angular velocity. Mean rotational angular velocity for a certain period before the time and the angular velocity measuring means 1
The angular velocity fluctuation deriving means 102 derives the difference from the rotational angular velocity measured by the above-mentioned method as the angular velocity fluctuation Fn at each measurement time, and measures the output of the internal combustion engine at each measurement time from the generated power. Load condition measuring means 10
3 is provided as a main measurement system. The apparatus further includes a reference angular velocity fluctuation amount generating means 104 for generating an angular velocity fluctuation amount reference Fs which is obtained in advance corresponding to the rotation angle of the output shaft at each time of the measurement. The angular velocity variation deriving means 1 at each time point
A plurality of angular velocity difference deriving means 105 for obtaining an angular velocity variation difference G based on the angular velocity variation Fn derived by the step S04. The angular velocity difference deriving means 105 includes a plurality of such means, and the angular velocity fluctuation amount Fn measured in a preset rotation range.
In order to derive the angular velocity fluctuation difference G based on the relationship between the angular velocity fluctuation reference Fs and the angular velocity fluctuation reference Fs, for example, the difference between the angular velocity fluctuation reference Fs and the angular velocity fluctuation Fn is defined as the angular velocity fluctuation difference G. 1 deriving means 105a, when the angular velocity variation Fn is greater than the angular velocity variation reference Fs, when the angular velocity variation difference G is 0, and when the angular velocity variation Fn is less than the angular velocity variation reference Fs, The second deriving unit 105 sets a difference between the angular velocity variation reference Fs and the angular velocity variation Fn as the angular velocity variation difference G.
b.

【0014】さらに、複数の角速度差導出手段105に
より求まる角速度変動差Gに基づいて、所定行程内にあ
る角速度変動差量Daを導出するとともに、この角速度
変動差量Daに基づいて、内燃機関の失火状態を判別す
る失火判別手段106を備えている。この失火判別手段
106には、変動差量導出手段107が備えられてお
り、この手段が、複数の角速度差導出手段105により
求まる角速度変動差Gに基づいて、所定行程内にある角
速度変動差量Daを積分値として導出する。例えば、前
記第1導出手段及び前記第2導出手段によりそれぞれ求
まる前記角速度変動差Gと、負荷に依存し、各導出手段
に対応した分布関数Ka,Kbに基づいて、前記角速度
変動差量Daを求める。判別に必要な角速度変動差量基
準値Dtは、異常変動量導出手段108により出力され
る構成が採用されている。また、失火判別手段106に
於ける判別は、例えば、前記第1導出手段105a、も
しくは第2導出手段105bにより導出される角速度変
動差Gに基づいて導出される前記角速度変動差量Da
が、内燃機関の判別すべき失火量の角速度変動差量基準
値Dtより大きい場合に、失火異常と判別する。
Further, based on the angular velocity fluctuation difference G obtained by the plurality of angular velocity difference deriving means 105, an angular velocity fluctuation difference Da within a predetermined stroke is derived, and based on the angular velocity fluctuation difference Da, the internal combustion engine A misfire judging means 106 for judging a misfire state is provided. The misfire determination means 106 is provided with a fluctuation difference amount deriving means 107, which is based on the angular velocity fluctuation differences G obtained by the plurality of angular velocity difference deriving means 105, and determines the angular velocity fluctuation difference amount within a predetermined stroke. Da is derived as an integral value. For example, based on the angular velocity fluctuation difference G obtained by the first deriving means and the second deriving means, respectively, and the distribution functions Ka and Kb depending on the load and corresponding to each deriving means, the angular velocity fluctuation difference Da is calculated. Ask. A configuration is adopted in which the angular velocity variation difference reference value Dt required for determination is output by the abnormal variation amount deriving means 108. Further, the discrimination in the misfire discriminating means 106 is, for example, based on the angular velocity fluctuation difference Da derived based on the angular velocity fluctuation difference G derived by the first deriving means 105a or the second deriving means 105b.
Is larger than the reference value Dt of the angular velocity variation difference of the misfire amount to be determined of the internal combustion engine, it is determined that the misfire is abnormal.

【0015】一方、同図に示すように、失火判別手段1
06から、計測・導出される角速度変動差量Daが、前
記基準角速度発生手段104に送られる構成が採用され
ているが、この手段は、前記失火判別の基準に従い、前
記角速度変動量基準Fsを、前記角速度変動差量Daに
応じて更新する変動量基準更新手段を備えている。即
ち、基準角速度発生手段104は、変動量基準更新手段
109としての機能を備えている。
On the other hand, as shown in FIG.
06, the angular velocity variation difference Da measured and derived is sent to the reference angular velocity generating means 104. This means uses the angular velocity variation reference Fs in accordance with the misfire determination standard. And a fluctuation amount reference updating means for updating in accordance with the angular velocity fluctuation difference Da. That is, the reference angular velocity generating means 104 has a function as the fluctuation amount reference updating means 109.

【0016】さらに、本願の内燃機関の失火検出装置に
は、図1に示されるように、正常運転状態と見なせる運
転状態において、前記角速度変動差量Daを確率関数と
する前記角速度変動差量Daの確率分布を求め、求めら
れる前記角速度変動差量Daの確率分布に基づいて、異
常燃焼領域を判別するための角速度変動差量基準値Dt
を設定する異常変動量導出手段108が備えられてい
る。この角速度変動差量基準値Dtは、失火判別の基準
値であり、異常変動量導出手段108より、失火判別手
段106にこの基準値が出力される構成が採用されてい
る。
Further, as shown in FIG. 1, the misfire detection device for an internal combustion engine according to the present invention has the angular velocity variation difference Da as a probability function in an operation state that can be regarded as a normal operation state. , And based on the obtained probability distribution of the angular velocity variation difference Da, an angular velocity variation difference reference value Dt for determining an abnormal combustion region.
Is provided. The angular velocity variation difference reference value Dt is a reference value for misfire determination, and a configuration is employed in which the abnormal variation amount derivation means 108 outputs this reference value to the misfire determination means 106.

【0017】以上が、一応の失火検出の構成であるが、
本願にあっては、失火頻度に相当する内燃機関の動作状
態量(この状態量を本願にあっては失火量と呼ぶ)も出
力できるように構成されている。即ち、図1の、最も右
側の機能ブロックに示すように、失火量推定基準値導出
手段110と、この失火量推定基準値導出手段110に
より導出される失火量推定基準値(これは、本願にあっ
ては、実際上、後に示す単位失火平均角速度変動差量D
mである)に基づいて、失火量を導出するとともに、こ
れを所定の基準に基づいて判別する失火量判別手段11
1を備えている。
The configuration of the temporary misfire detection has been described above.
In the present application, an operation state quantity of the internal combustion engine corresponding to the misfire frequency (this state quantity is referred to as a misfire quantity in the present application) can also be output. That is, as shown in the rightmost functional block in FIG. 1, a misfire amount estimation reference value deriving unit 110 and a misfire amount estimation reference value derived by the misfire amount estimation reference value deriving unit 110 (this is Actually, the unit misfire average angular velocity variation difference D
m), and derives a misfire amount based on a predetermined standard.
1 is provided.

【0018】ここで、失火量推定基準値導出手段110
は、正常運転状態と見なせる第1運転状態における前記
角速度変動差量Daの平均値を第1平均値と、強制失火
運転状態と見なせる第2運転状態における前記角速度変
動差量Daの平均値を、第2平均値として、前記第1平
均値と前記第2平均値との差である単位失火平均角速度
変動差量Dmを導出するものである。この単位失火平均
角速度変動差量Dmと、運転状態にある内燃機関におい
て計測される角速度変動差量Daとの関係から、失火量
が、失火量判別手段111によって求められる。さら
に、予め設定される判定基準失火量に対する角速度変動
差量判定基準値Dtfは、前記単位失火平均角速度変動
差量Dmとの関係から求められるため、この失火量判別
手段111にあっては、計測される角速度変動差量Da
が、角速度変動差量判定基準値Dtfを越えた場合に、
失火情報を発生するように構成されている。以上が、概
略的な装置のブロック構成である。
Here, the misfire amount estimation reference value deriving means 110
Is a first average value of the angular velocity variation difference Da in the first operating state that can be regarded as a normal operation state, and the average value of the angular velocity variation difference Da in the second operating state that can be considered a forced misfire operation state, As the second average value, a unit misfire average angular velocity variation difference Dm, which is a difference between the first average value and the second average value, is derived. From the relationship between the unit misfire average angular velocity variation difference Dm and the angular velocity variation difference Da measured in the internal combustion engine in the operating state, the misfire amount is obtained by the misfire amount determination means 111. Further, since the angular velocity variation difference determination reference value Dtf for the preset determination reference misfire amount is obtained from the relationship with the unit misfire average angular velocity variation difference Dm, the misfire amount determination means 111 performs measurement. Angular velocity variation difference Da
Exceeds the angular velocity variation difference determination reference value Dtf,
It is configured to generate misfire information. The above is the schematic block configuration of the device.

【0019】以下、図2〜図14を参照しながら、それ
ぞれの手段の構成、動作に関して説明する。
The configuration and operation of each means will be described below with reference to FIGS.

【0020】イ 角速度計測手段101 図2において、5は基準位置信号発生器、6は角速度単
位信号発生器、7は電力計(これは負荷状況計測手段と
して働く)である。これらの各発生器は5,6は具体的
には図3に示すようにエンジン1のカム軸ギア3やクラ
ンク軸ギア4の回転に基づいてそれぞれ時信号Pa,P
bを発生する。すなわち、基準位置信号発生器5はカム
軸ギア3の基準位置に設けられたギア歯に対応して信号
Paを出力する。同様にクランク軸ギア4に設けられた
ギア歯に対応して信号Pbを出力する。尚、このパルス
信号の発生は本実施例のように行うものとは限らない。
例えば図4のようにクランク軸に基準信号発生器を設け
さらに点火信号検出センサを設けることにより図5のP
d信号を発生させ、Pd信号とPa信号から図3のPa
信号と同様に基準位置を求めることも可能である。信号
Pbは各クランク角度に対応した信号で各パルスの間隔
時間を計測することによりその角度近傍の瞬間回転角速
度を求めることができる。これを信号PaおよびPdに
対応させることにより、エンジンの回転角度θに対応し
た回転角速度Vが求められる。
(A) Angular velocity measuring means 101 In FIG. 2, 5 is a reference position signal generator, 6 is an angular velocity unit signal generator, and 7 is a power meter (this works as a load condition measuring means). Each of these generators 5 and 6 has time signals Pa and P based on the rotation of the camshaft gear 3 and the crankshaft gear 4 of the engine 1 as shown in FIG.
b. That is, the reference position signal generator 5 outputs the signal Pa corresponding to the gear teeth provided at the reference position of the camshaft gear 3. Similarly, it outputs a signal Pb corresponding to the gear teeth provided on the crankshaft gear 4. The generation of the pulse signal is not always performed as in the present embodiment.
For example, by providing a reference signal generator on the crankshaft as shown in FIG. 4 and further providing an ignition signal detection sensor as shown in FIG.
d signal is generated, and from the Pd signal and the Pa signal, Pa
It is also possible to determine the reference position in the same way as the signal. The signal Pb is a signal corresponding to each crank angle, and by measuring the interval time of each pulse, the instantaneous rotational angular velocity near the angle can be obtained. By making this correspond to the signals Pa and Pd, the rotational angular velocity V corresponding to the rotational angle θ of the engine is obtained.

【0021】エンジンが正常に回転している場合には、
図6のように回転角速度Vはクランク角度θに対して爆
発膨張行程のある部分で加速し、吸気、圧縮行程の部分
で減速するような波形を描く、異常燃焼(失火)が発生
すると図7のように爆発しないために失火を起こした膨
張行程でもさらに減速してしまうような波形となる。発
電機用のエンジンでは定速回転になるようにガバナ等で
制御されているが、失火に対してガバナの応答は遅いた
め回転を回復し始めるにはかなり遅れる。このためにエ
ンジンの回転は一時的に低下したような形で維持され
る。ただこのまま正常な回転の場合との差を取ると、実
際に正常な回転といえども全体的な速度が一定でないた
め、その差が回転変動差として算出されてしまうことが
考えられる。
When the engine is running normally,
As shown in FIG. 6, when the rotational angular velocity V accelerates in a part of the explosion-expansion stroke with respect to the crank angle θ and decelerates in the part of the intake and compression strokes, an abnormal combustion (misfire) occurs. As shown in the figure, the waveform is such that even in the expansion stroke in which a misfire has occurred because the explosion does not occur, the speed is further reduced. The engine for the generator is controlled by a governor or the like so as to rotate at a constant speed. However, since the governor responds slowly to a misfire, it takes a long time to start to recover the rotation. For this reason, the rotation of the engine is maintained in such a manner that it temporarily decreases. However, if the difference from the case of normal rotation is taken as it is, even if the rotation is actually normal, the overall speed is not constant, so the difference may be calculated as a rotation fluctuation difference.

【0022】ロ 角速度変動量導出手段102 このため、求めた回転角速度Vをさらにある区間での移
動平均化数1あるいはローパスフィルタを通して、
平均速度Vavを求める。図8は各正常時及び異常時の
状態の平均速度を示したものである。そしてその平均速
度Vavから(数2)の計算により角速度変動量Fnを
求める。
(B) Angular velocity fluctuation amount deriving means 102 For this reason, the obtained rotational angular velocity V is further subjected to moving averaging ( Equation 1 ) or a low-pass filter in a certain section.
An average speed Vav is obtained. FIG. 8 shows the average speed in the normal state and the abnormal state. Then, the angular velocity variation Fn is obtained from the average velocity Vav by calculation of (Equation 2).

【数1】 ここで、n及びmは平均速度を算出する区間(例えば、
1行程分)。
(Equation 1) Here, n and m are sections for calculating the average speed (for example,
One stroke).

【数2】 図9は正常時および異常時の状態の場合に求めた速度
変動量Fnのグラフである。このようにすることによ
り、Fn(x)はゆっくりとした負荷の変動や回転速度
の違いに依存されず、変化速度の早い失火等のエンジン
の状況に依存した速度となる。この速度変動量Fnを
用いて、実際の失火データについて算出する。
(Equation 2) Figure 9 is the angular speed variation Fn graph obtained when the state of the normal state and abnormal. By doing so, Fn (x) does not depend on a slow load change or a difference in rotation speed, but has a speed depending on the engine condition such as a misfire with a fast change speed. With this angular speed variation Fn, it calculates the actual misfire data.

【0023】ハ 基準角速度変動量発生手段104 まず、あらかじめ正常な回転であることが明らかな状態
で信号を入力し、角速度変動量基準Fsの波形を取得す
る。ここで、負荷により非常に大きく変動量が異なるの
で実際には、所定の負荷毎に基準波形を取得することに
なる。但し、この場合すべての負荷について調べなけれ
ばならないので、実際にはある程度の負荷について調べ
各Fsについて負荷毎に直線補間した値を用いる。例え
ばある負荷Laの場合の関数Fs(x,La)とすると
別の負荷Lb、関数Fs(x,Lb)との間にある負荷
Lnの関数Fs(x,Ln)は数3のように計算され
る。
C. Reference angular velocity variation generation means 104 First, a signal is input in a state where it is clear that the rotation is normal, and a waveform of the angular velocity variation reference Fs is obtained. Here, since the amount of change varies greatly depending on the load, a reference waveform is actually acquired for each predetermined load. However, in this case, it is necessary to check all the loads. Therefore, actually, a certain amount of loads is checked, and a value obtained by linearly interpolating each load for each Fs is used. For example, if a function Fs (x, La) for a certain load La is used, a function Fs (x, Ln) of the load Ln between another load Lb and the function Fs (x, Lb) is calculated as shown in Expression 3. Is done.

【数3】 この角速度変動量基準Fsは通常の検出中にも更新され
るがこれについては後に述べる。
(Equation 3) This angular velocity variation reference Fs is also updated during normal detection, which will be described later.

【0024】ニ 角速度差導出手段105 以上のようにして求めた角速度変動量基準Fsを用い
て、実際にどのくらい速度が変動しているかを確認する
ためには、計測で求めた角速度変動量Fnと角速度変動
量基準Fsとの間にある解析関数Gnを用いて角速度変
動差Gを求める。実施例では、解析関数GaとGbの2
種類使用する。
D. Angular velocity difference deriving means 105 In order to confirm how much the velocity actually fluctuates using the angular velocity variation reference Fs determined as described above, the angular velocity variation Fn determined by measurement must be An angular velocity variation difference G is obtained using an analysis function Gn located between the angular velocity variation standard Fs. In the embodiment, the analysis functions Ga and Gb
Use the type.

【数4】 (Equation 4)

【数5】 ここで、解析関数Gaは単純に基準からの差を求めてい
るが、解析関数Gbは計測値が基準波形より加速状態に
ある場合には値が0となる関数となっている。解析関数
Gbは通常負荷がほとんどかかっていない場合に使用さ
れる関数で、これはエンジンのイナーシャ分と爆発力に
回転が依存し、負荷変動による差がほとんど出ない場
合、負荷変動のゆっくりとしたわずかな変動によって爆
発力の変動よりもこの後で実施される積分値が大きく変
動してしまうため、明らかに回転が基準より下がった場
合にのみ値を出力するようにするためである。
(Equation 5) Here, the analytic function Ga simply obtains the difference from the reference, but the analytic function Gb is a function whose value becomes 0 when the measured value is in an accelerated state from the reference waveform. The analysis function Gb is a function that is normally used when a load is hardly applied. When the rotation depends on the inertia of the engine and the explosive force, and there is almost no difference due to the load change, the load change is slow. The reason for this is to output a value only when the rotation clearly falls below the reference value, since a slight variation causes a greater variation in the integrated value performed thereafter than a variation in the explosive power.

【0025】ニ 変動差量導出手段107 それぞれの解析関数の結果は、負荷に依存する分布関数
Ka(Ln)とKb(Ln)によって一つの値に集約さ
れる。
D. Difference amount deriving means 107 The results of the respective analysis functions are collected into one value by load-dependent distribution functions Ka (Ln) and Kb (Ln).

【数6】 このように各負荷によっても変動する量が異なる場合、
複数の最適な関数あるいは負荷を変数としたものを用い
ることにより精度良く失火を検出することが可能である
(図10参照)。求めたS(x,Ln)は図11のよう
に燃焼不良または失火を起こした部分のみの値となるよ
うになる。
(Equation 6) If the amount of change varies depending on each load,
It is possible to accurately detect the misfire by using those multiple optimal functional or load as a variable (see Figure 10). The obtained S (x, Ln) becomes a value of only the portion where the combustion failure or misfire has occurred as shown in FIG.

【0026】ホ 失火判別手段106 角速度変動量基準Fsについてこの角速度変動差Gを
数7より計算し、その行程について積分した結果角速度
変動差量Daについてある判定値Dtを設け、その回転
に失火があったかどうかについて判別する。
[0026] For E misfire discriminating means 106 the angular speed fluctuation amount reference Fs, the result the angular velocity variation difference G calculated from Equation 7, the integral for the stroke velocity
A certain determination value Dt is provided for the variation difference Da, and it is determined whether or not a misfire has occurred in the rotation.

【数7】 ヘ 変動量基準更新手段109 さらに、この判別を終えた後、その回転に失火がなけれ
ば基準波形(角速度変動量基準Fs)をある関数Uに従
って更新する。これにより、エンジンの状態変化や経年
変化等によりエンジンの回転角速度変動が変わってしま
うことに追従するようになる。例えば、関数Uが次のよ
うな場合
(Equation 7) F. Fluctuation amount reference updating means 109 After finishing this determination, if there is no misfire in the rotation, the reference waveform (angular velocity fluctuation amount reference Fs) is updated according to a certain function U. As a result, it follows that the rotational angular velocity fluctuation of the engine changes due to a change in the state of the engine or a change over time. For example, if the function U is

【数8】 次回の角速度変動量基準Fsを求めるためには、(Equation 8) In order to determine the next angular velocity variation reference Fs,

【数9】 となり、正常な間はKaとKbの値に従って徐々に更新
され、異常な回転では更新量が減るようになっている
(図12参照)。以上の処理を行うことにより、燃焼不
良あるいは失火を判定することができる。
(Equation 9) The update is performed gradually according to the values of Ka and Kb during normal operation, and the update amount is reduced during abnormal rotation (see FIG. 12). By performing the above processing, it is possible to determine poor combustion or misfire.

【0027】ト 失火量判別手段111 必要な失火量を求めるにはそれぞれの回転範囲にわたっ
て積分する必要がある。そこで定められた区間a〜bま
でについて数10の求める角速度変動差量Dが求められ
る。
G. Misfire amount determination means 111 In order to obtain a necessary misfire amount, it is necessary to integrate over the respective rotation ranges. So determined Ru angular speed variation difference amount D of the number 10 for up to a defined interval a~b is obtained.

【数10】 ここで、求めるD(x,Ln)については、ある決めら
れた回転範囲a〜bま(例えば、1行程分)での燃焼不
良あるいは失火による角速度変動差の総量である。よっ
て1回あたりの失火による角速度変動差量Dmが求まっ
ていれば、回転範囲a〜bまでに発生した失火に匹敵す
る失速の量Msは数11の様に求まる。
(Equation 10) Here, the D (x, Ln) to obtain, there-determined rotation range a~b or (e.g., one stroke min) is the total amount of by that angular speed variation difference poor combustion or misfires in. Thus, if been obtained it is by that corner speed variation difference amount Dm to misfire of per, the amount Ms of the stall comparable to misfire that occurred to the rotational range a~b is determined to like the number 11.

【数11】 この結果、1行程あたりの失火回数である失火量Mn
は、
[Equation 11] As a result, the misfire amount Mn, which is the number of misfires per stroke,
Is

【数12】 となる。なお、Mnが1であれば、1気筒の全失火状態
ということになる。
(Equation 12) Becomes If Mn is 1, it means that all cylinders are in a misfire state.

【0028】さて、該回転で失火、燃焼不良に相当する
状態が発生したかどうかを確認するには、1行程あたり
の角速度変動差量Daの値を確認する必要がある。この
判別値Dtについては、エンジンが正常に回転している
状態(第1運転状態)において装置の校正作業を行い、
まず、この状態に於ける角速度変動差量Daの値をサン
プリングし、その標準偏差をσとし、確率分布関数を正
規分布とすれば、例えば3σをDtとすれば、Dtの値
以上の発生確率は正常な回転でその2%程度とすること
ができる。よって、その角速度変動差量基準値Dtを超
える値が発生した場合にはその行程において失火、燃焼
不良であったと見なすことができる。
Now, in order to confirm whether or not a state corresponding to misfire or poor combustion has occurred in the rotation, it is necessary to confirm the value of the angular velocity variation difference Da per stroke. With respect to the discrimination value Dt, the apparatus is calibrated while the engine is rotating normally (first operating state),
First, the value of the angular velocity variation difference Da in this state is sampled, the standard deviation thereof is set to σ, and the probability distribution function is set to a normal distribution. Can be reduced to about 2% of the normal rotation. Therefore, if a value exceeding the angular velocity variation difference reference value Dt occurs, it can be considered that misfire or combustion failure has occurred in the process.

【0029】チ 失火量推定基準値導出手段110 また、強制失火によって失火が発生した場合の状態(第
2運転状態)で装置の校正作業を行い、その結果からD
mを求めることができる(図13参照)。ここで、単位
失火平均角速度変動差量Dmは、正常運転状態と見なせ
る第1運転状態における前記角速度変動差量Daの平均
値を第1平均値と、強制失火運転状態と見なせる第2運
転状態における前記角速度変動差量Daの平均値を、第
2平均値として、これら第1平均値と第2平均値との差
として得ることができる。この場合、強制失火は、複数
気筒のエンジンにあって、一個の気筒において失火した
状態で起こす。さらに、上記の判別手段にあっては、判
定基準失火量に対する角速度変動差量判定基準値Dtf
を、単位失火平均角速度変動差量Dmから求め、計測さ
れる角速度変動差量Daが、前記角速度変動差量判定基
準値Dtfを越えた場合に、失火情報を発生する構成と
できる。例えば、判定基準失火量がn行程中1回失火す
れば回転範囲a〜bにおける角速度変動差量判定基準値
Dtfは数13の様に求まる。
G. Misfire amount estimation reference value deriving means 110 Further, the apparatus is calibrated in a state where a misfire occurs due to a forced misfire (second operation state), and D is obtained from the result.
m can be obtained (see FIG. 13). Here, the unit misfire average angular velocity variation difference Dm is a first average value of the angular velocity variation difference Da in a first operation state that can be regarded as a normal operation state, and a second average operation state in a second operation state that can be regarded as a forced misfire operation state. The average value of the angular velocity variation difference Da can be obtained as a second average value, which is a difference between the first average value and the second average value. In this case, the forced misfire occurs in a multi-cylinder engine in a state where one cylinder is misfired. Further, in the above-described determination means, the angular velocity variation difference determination reference value Dtf with respect to the determination reference misfire amount is provided.
Is calculated from the unit misfire average angular velocity variation difference Dm, and misfire information is generated when the measured angular velocity variation difference Da exceeds the angular velocity variation difference determination reference value Dtf. For example, if the determination reference misfire amount misfires once during n strokes, the angular velocity variation difference determination reference value Dtf in the rotation ranges a and b is obtained as shown in Expression 13.

【0030】[0030]

【数13】 即ちこのような構成を採用することにより、失火の検
出、失火量(失火頻度)を導出し、指定失火量に到達す
る場合に、警報信号を出力することができる。
(Equation 13) That is, by adopting such a configuration, it is possible to detect a misfire, derive a misfire amount (misfire frequency), and output an alarm signal when the designated misfire amount is reached.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、既存のセンサを使用
し、このセンサ出力を所定の信号処理することにより、
エンジンの燃焼不良、失火を判別し、その出現頻度を計
測することができる失火検出装置を提供することができ
る。
According to the present invention, by using an existing sensor and subjecting the sensor output to a predetermined signal processing,
It is possible to provide a misfire detection device that can determine a combustion failure and misfire of an engine and measure the frequency of occurrence.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願の失火検出装置の機能ブロック図FIG. 1 is a functional block diagram of a misfire detection device of the present application.

【図2】回転角速度、回転角の検出系統を示す図FIG. 2 is a diagram showing a rotation angular velocity and rotation angle detection system;

【図3】検出信号の状態を示す図FIG. 3 is a diagram showing a state of a detection signal.

【図4】更なる回転角速度、回転角の検出系統を示す図FIG. 4 is a diagram showing a further rotation angular velocity and rotation angle detection system;

【図5】更なる検出信号の状態を示す図FIG. 5 is a diagram showing a state of a further detection signal;

【図6】正常運転状態におけるクランク角に対する回転
角速度Vの状態を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a state of a rotational angular velocity V with respect to a crank angle in a normal operation state.

【図7】異常発生状態におけるクランク角に対する回転
角速度Vの状態を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a state of a rotational angular velocity V with respect to a crank angle in an abnormal state;

【図8】異常発生状態における回転角速度Vと移動平均
速度の状態を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a state of a rotational angular velocity V and a moving average velocity in an abnormal state;

【図9】異常発生状態におけるクランク角に対する角速
度変動量Fの状態を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a state of an angular velocity fluctuation amount F with respect to a crank angle in an abnormal state;

【図10】角速度変動差量Daの導出シーケンスの説明
FIG. 10 is an explanatory diagram of a derivation sequence of an angular velocity variation difference Da.

【図11】異常発生状態におけるクランク角に対する角
速度変動差の状態を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a state of an angular velocity variation difference with respect to a crank angle in an abnormal state;

【図12】角速度変動量基準Fsの更新シーケンスの説
明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of an update sequence of an angular velocity variation reference Fs.

【図13】正常運転状態及び異常運転状態に於ける角速
度変動差量Daの出現確率分布を示す図
FIG. 13 is a diagram showing an appearance probability distribution of the angular velocity variation difference Da in a normal operation state and an abnormal operation state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(内燃機関) 3 カム軸ギヤ(回転軸) 4 クランク軸ギヤ(回転軸) 5 基準位置信号発生器 6 角速度単位信号発生器 7 電力計 100 失火検出装置 101 角速度計測手段 102 角速度変動量導出手段 103 負荷状況計測手段 104 基準角速度変動量発生手段 105 角速度差導出手段 105a 第1導出手段 105b 第2導出手段 106 失火判別手段 107 変動差量導出手段 108 異常変動量導出手段 109 変動量基準更新手段 110 失火量推定基準値導出手段 111 失火量判別手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine (internal combustion engine) 3 Camshaft gear (rotating shaft) 4 Crankshaft gear (rotating shaft) 5 Reference position signal generator 6 Angular velocity unit signal generator 7 Wattmeter 100 Misfire detection device 101 Angular velocity measuring means 102 Derivation of angular velocity fluctuation amount Means 103 Load status measuring means 104 Reference angular velocity fluctuation amount generating means 105 Angular velocity difference deriving means 105a First deriving means 105b Second deriving means 106 Misfire discriminating means 107 Fluctuation difference amount deriving means 108 Abnormal fluctuation amount deriving means 109 Variation amount reference updating means 110 Misfire amount estimation reference value deriving means 111 Misfire amount determining means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 智広 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 藤田 裕介 兵庫県赤穂市中広1576‐22 (56)参考文献 特開 平10−9040(JP,A) 特開 平10−110649(JP,A) 特開 平9−166042(JP,A) 特開 平7−180595(JP,A) 特開 平7−310586(JP,A) 特開 平5−71409(JP,A) 特開 平9−222046(JP,A) 特開 平7−119536(JP,A) 特開 平8−28339(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 45/00 368 F02P 17/00 - 17/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tomohiro Ueno 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Yusuke Fujita 1576-22 (1576-22, Nakahiro, Ako City, Hyogo Prefecture) 56) References JP-A-10-9040 (JP, A) JP-A-10-110649 (JP, A) JP-A-9-166042 (JP, A) JP-A-7-180595 (JP, A) JP-A-7-310586 (JP, A) JP-A-5-71409 (JP, A) JP-A-9-222046 (JP, A) JP-A-7-119536 (JP, A) JP-A 8-28339 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 45/00 368 F02P 17/00-17/12

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の出力軸の回転角速度を、その
計測各時点の回転角に対応して、波形として計測する角
速度計測手段を備え、前記回転角速度を計測する計測時
点以前の一定期間の平均回転角速度と前記角速度計測手
段により計測される回転角速度との差を、前記計測各時
点において、角速度変動量Fnとして、導出する角速度
変動量導出手段と、正常な回転であることが明らかな状態で、 前記計測各時
点の出力軸の回転角に対応して、波形として予め求めら
れている角速度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前
記角速度変動量導出手段により導出される前記角速度変
動量Fnとに基づいて、角速度変動差Gを求める角速度
差導出手段と、 前記角速度差導出手段により求まる前記角速度変動差G
に基づいて、所定行程内にある角速度変動差量Daを導
出するとともに、前記角速度変動差量Daに基づいて、
内燃機関の失火状態を判別する失火判別手段を備えた発
電用多気筒内燃機関の失火検出装置であって、 前記計測各時点での該内燃機関の負荷を発電電力から計
測する負荷状況計測手段を備えるとともに、前記失火判
別手段が、前記負荷の変動による回転変動を除く、回転
変動を代表する前記角速度変動差量Daにより、失火判
別をおこない、 前記失火判別の基準に従い、前記角速度変動量基準Fs
を、前記角速度変動差量Daに応じて更新する変動量基
準更新手段を備えた発電用多気筒内燃機関の失火検出装
置。
An angular velocity measuring means for measuring a rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine as a waveform corresponding to a rotational angle at each time of the measurement is provided. The angular velocity fluctuation deriving means for deriving the difference between the average rotational angular velocity and the rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means as the angular velocity fluctuation Fn at each point in time of measurement, and a state where the rotation is normal. In accordance with the rotation angle of the output shaft at each measurement point, the angular velocity fluctuation reference Fs previously obtained as a waveform and the angular velocity fluctuation amount derived by the angular velocity fluctuation deriving means at each measurement point. Fn and an angular velocity difference deriving means for obtaining an angular velocity variation difference G; and the angular velocity variation difference G obtained by the angular velocity difference deriving means.
, An angular velocity variation difference Da within a predetermined stroke is derived, and based on the angular velocity variation difference Da,
A misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation, comprising misfire determination means for determining a misfire state of an internal combustion engine, wherein a load condition measurement means for measuring a load of the internal combustion engine at each measurement time point from generated power. The misfire discrimination means performs misfire discrimination based on the angular velocity fluctuation difference Da representing rotation fluctuation, excluding rotation fluctuation due to the load fluctuation, and according to the misfire determination standard, the angular velocity fluctuation reference Fs
A misfire detection apparatus for a power generating multi-cylinder internal combustion engine, comprising: a variation reference updating means for updating the misfire according to the angular velocity variation difference Da.
【請求項2】 内燃機関の出力軸の回転角速度を、その
計測各時点の回転角に対応して、波形として計測する角
速度計測手段を備え、前記回転角速度を計測する計測時
点以前の一定期間の平均回転角速度と前記角速度計測手
段により計測される回転角速度との差を、前記計測各時
点において、角速度変動量Fnとして、導出する角速度
変動量導出手段と、正常な回転であることが明らかな状態で、 前記計測各時
点の出力軸の回転角に対応して、波形として予め求めら
れている角速度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前
記角速度変動量導出手段により導出される前記角速度変
動量Fnとに基づいて、角速度変動差Gを求める角速度
差導出手段と、 前記角速度差導出手段により求まる前記角速度変動差G
に基づいて、所定行程内にある角速度変動差量Daを導
出するとともに、前記角速度変動差量Daに基づいて、
内燃機関の失火状態を判別する失火判別手段を備えた発
電用多気筒内燃機関の失火検出装置であって、 前記計測各時点での該内燃機関の負荷を発電電力から計
測する負荷状況計測手段を備えるとともに、前記角速度
変動量基準Fsが前記負荷の関数とされ、 前記角速度変動量基準Fsを、前記角速度変動差量Da
に応じて更新する変動量基準更新手段を備えた発電用多
気筒内燃機関の失火検出装置。
2. An angular velocity measuring means for measuring a rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine as a waveform corresponding to a rotational angle at each time of the measurement, wherein the rotational angular velocity is measured for a predetermined period before the measurement time at which the rotational angular velocity is measured. The angular velocity fluctuation deriving means for deriving the difference between the average rotational angular velocity and the rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means as the angular velocity fluctuation Fn at each point in time of measurement, and a state where the rotation is normal. In accordance with the rotation angle of the output shaft at each measurement point, the angular velocity fluctuation reference Fs previously obtained as a waveform and the angular velocity fluctuation amount derived by the angular velocity fluctuation deriving means at each measurement point. Fn and an angular velocity difference deriving means for obtaining an angular velocity variation difference G; and the angular velocity variation difference G obtained by the angular velocity difference deriving means.
, An angular velocity variation difference Da within a predetermined stroke is derived, and based on the angular velocity variation difference Da,
A misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation, comprising misfire determination means for determining a misfire state of an internal combustion engine, wherein a load condition measurement means for measuring a load of the internal combustion engine at each measurement time point from generated power. And the angular velocity variation reference Fs is a function of the load, and the angular velocity variation reference Fs is calculated as the angular velocity variation difference Da.
A misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation, comprising:
【請求項3】 前記角速度差導出手段として、 前記角速度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前記角
速度変動量導出手段により導出される前記角速度変動量
Fnとに基づいて、角速度変動差Gを求める手順が異な
る複数の導出手段を備えている請求項1または2記載の
発電用多気筒内燃機関の失火検出装置。
3. The angular velocity difference deriving means, based on the angular velocity variation reference Fs and the angular velocity variation Fn derived by the angular velocity variation deriving means at each time of the measurement, calculates an angular velocity variation difference G. The misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation according to claim 1 or 2, further comprising a plurality of derivation means for obtaining different procedures.
【請求項4】 前記角速度差導出手段が、 前記角速度変動量基準Fsと前記角速度変動量Fnとの
差を、前記角速度変動差Gとする第1導出手段と、 前記角速度変動量Fnが前記角速度変動量基準Fsより
大きい場合に、前記角速度変動差Gを0と、前記前記角
速度変動量Fnが前記角速度変動量基準Fsより小さい
場合に、前記前記角速度変動量基準Fsと前記角速度変
動量Fnとの差を、前記角速度変動差Gとする第2導出
手段とを備え、 前記角速度変動差量Daを求めるに、前記第1導出手段
及び前記第2導出手段によりそれぞれ求まる前記角速度
変動差Gと、負荷に依存し、各導出手段に対応した分布
関数Ka,Kbに基づいて、前記角速度変動差量Daを
求める請求項1または2記載の発電用多気筒内燃機関の
失火検出装置。
4. An angular velocity difference deriving means, a first deriving means that sets a difference between the angular velocity variation reference Fs and the angular velocity variation Fn to the angular velocity variation G, and wherein the angular velocity variation Fn is the angular velocity When the variation amount reference Fs is larger than the angular speed variation difference G, the angular speed variation difference G is 0. When the angular speed variation amount Fn is smaller than the angular speed variation amount reference Fs, the angular speed variation reference Fs and the angular speed variation Fn are calculated. And a second deriving unit that sets the angular velocity fluctuation difference G as the angular velocity fluctuation difference G. In order to obtain the angular velocity fluctuation difference Da, the angular velocity fluctuation difference G obtained by the first deriving unit and the second deriving unit, respectively, 3. The misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation according to claim 1, wherein the angular velocity variation difference Da is obtained based on distribution functions Ka and Kb corresponding to respective deriving means depending on a load.
【請求項5】 前記角速度変動差量Daが、所定の角速
度変動差量基準値Dtより大きい場合に、失火と、前記
失火判別手段が判別する請求項3または4記載の発電用
多気筒内燃機関の失火検出装置。
5. The multi-cylinder internal combustion engine for power generation according to claim 3, wherein when the angular velocity variation difference Da is larger than a predetermined angular velocity variation difference reference value Dt, the misfire is determined by the misfire determination means. Misfire detection device.
【請求項6】 前記角速度変動差量Daと、前記角速度
変動差量基準値Dtとの大小関係により、前記変動量基
準更新手段に於ける前記角速度変動量基準Fsの更新手
順が異なる請求項5記載の発電用多気筒内燃機関の失火
検出装置。
6. An update procedure of said angular velocity variation reference Fs in said variation reference updating means according to a magnitude relationship between said angular velocity variation difference Da and said angular velocity variation reference value Dt. A misfire detection device for a multi-cylinder internal combustion engine for power generation according to the above.
【請求項7】 内燃機関の出力軸の回転角速度を、その
計測各時点の回転角に対応して、波形として計測する角
速度計測手段を備え、前記回転角速度を計測する計測時
点以前の一定期間の平均回転角速度と前記角速度計測手
段により計測される回転角速度との差を、前記計測各時
点において、角速度変動量Fnとして、導出する角速度
変動量導出手段と、正常な回転であることが明らかな状態で、 前記計測各時
点の出力軸の回転角に対応して、波形として予め求めら
れている角速度変動量基準Fsと、前記計測各時点で前
記角速度変動量導出手段により導出される前記角速度変
動量Fnとに基づいて、角速度変動差Gを求める角速度
差導出手段と、 前記角速度差導出手段により求まる前記角速度変動差G
に基づいて、所定行程内にある角速度変動差量Daを導
出するとともに、前記角速度変動差量Daに基づいて、
内燃機関の失火状態を判別する失火判別手段を備えた内
燃機関の失火検出装置であって、 前記計測各時点での該内燃機関の負荷を計測する負荷状
況計測手段を備えるとともに、前記失火判別手段が、前
記負荷の変動による回転変動を除く、回転変動を代表す
る前記角速度変動差量Daにより、失火判別をおこなう
内燃機関の失火検出装置。
7. An angular velocity measuring means for measuring a rotational angular velocity of an output shaft of an internal combustion engine as a waveform corresponding to a rotational angle at each time of the measurement, and for a predetermined period before the measurement time for measuring the rotational angular velocity. The angular velocity fluctuation deriving means for deriving the difference between the average rotational angular velocity and the rotational angular velocity measured by the angular velocity measuring means as the angular velocity fluctuation Fn at each point in time of measurement, and a state where the rotation is normal. In accordance with the rotation angle of the output shaft at each measurement point, the angular velocity fluctuation reference Fs previously obtained as a waveform and the angular velocity fluctuation amount derived by the angular velocity fluctuation deriving means at each measurement point. Fn and an angular velocity difference deriving means for obtaining an angular velocity variation difference G; and the angular velocity variation difference G obtained by the angular velocity difference deriving means.
, An angular velocity variation difference Da within a predetermined stroke is derived, and based on the angular velocity variation difference Da,
A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: misfire determination means for determining a misfire state of the internal combustion engine, comprising: load condition measurement means for measuring a load on the internal combustion engine at each of the measurement times; However, a misfire detection device for an internal combustion engine that performs misfire determination based on the angular velocity fluctuation difference Da representing rotation fluctuation except rotation fluctuation due to the load fluctuation.
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