JP3273179B2

JP3273179B2 - エンジンの失火検出装置

Info

Publication number: JP3273179B2
Application number: JP34384293A
Authority: JP
Inventors: 研次前田; 修木村; 高史吉川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH07166952A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの失火検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用等のエンジンにおいて、例えば点
火プラグ等の異常によって失火が発生すると、排気ガス
中の未燃焼成分（ＨＣ）が増大し、それが大気汚染の要
因となる。そこで、エンジンの失火を検出してエンジン
の異常を検知し運転者に警告する失火検出装置の開発が
行われている。

【０００３】ところで、エンジンの失火検出は、クラン
ク軸の角速度変動を検出して、角速度変動がエンジン回
転数と負荷によって予め設定した判定値以上の時に失火
と判定し、表示するというのが一般的である。しかし、
その場合に、角速度変動が判定値以上であるからといっ
て一律に失火と判定したのでは、車両発進時等のスリッ
プを抑えるためのトルクダウン制御（所謂トラクション
制御）とか、自動変速機の変速時における変速ショック
を防止するためのトルクダウン制御等が行われている時
に、やはりトルクダウンによって燃焼変動あるいは失火
と同じ状態が生ずるため、異常失火でなくても失火検出
が行われてしまう。

【０００４】そこで、例えば特開平５ー６０００４号公
報に記載されているように、トラクション制御とか変速
トルクダウン制御のように意図的なトルクダウンによっ
て燃焼変動が発生するような運転領域では、誤検出防止
のため失火判定を行わないようにすることが提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】エンジンの失火を例え
ばクランク軸の角速度変動によって検出する場合に、従
来の技術では、トラクション制御とか自動変速機付エン
ジンの変速トルクダウン制御を行うことによって燃焼変
動が生ずる領域で、意図的な燃焼変動もしくは失火であ
るにもかかわらず異常失火と判定し誤検出してしまうと
いう問題があり、この誤検出を防止するためには、上記
公報に記載された技術のように、トラクション制御等に
より意図的に燃焼変動を起こさせている時には失火検出
を禁止するしかないと考えるのが普通であった。しかし
ながら、このようにして失火検出を禁止する領域を設け
たのでは、その禁止領域においては異常失火が生じても
検出ができないという問題がある。そこで、より高度な
要求に応えるためには、このような意図的な燃焼変動が
生ずる領域においても失火を精度良く検出できるように
することが不可欠となる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、トルクダウン制御による燃焼変動が生
じている状態でもエンジンの異常失火を精度良く検出で
きるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの失火
検出装置は、運転条件によるトルクダウン要求レベルに
基づいて所定トルクダウン制御パターンでトラクション
制御等のトルクダウン制御を実行するトルクダウン制御
手段を備えたエンジンにおいて、トルクダウン制御実行
中は失火判定レベルを通常の判定レベルよりも高いトル
クダウン制御量に応じたレベルに変更することにより、
トルクダウン制御により意図的な燃焼変動が生じている
状態でも異常失火を精度良く検出できるようにしたもの
であって、図１に示すように、クランク軸の角速度変動
等によってエンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出
手段と、この燃焼変動検出手段による検出値を設定値と
比較して、検出値が設定値以上の時にエンジンの失火と
判定する失火判定手段と、前記トルクダウン制御手段の
制御量に応じて失火誤検出を防止可能なレベルに前記設
定値を変更する失火判定レベル変更手段とを備えたこと
を特徴とする。

【０００８】上記構成において、トルクダウン制御手段
は、一部気筒の燃料カットによって行い、トルクダウン
要求レベルに基づいて、燃料カットを行う気筒数を変
え、またトルクダウン制御パターンを変更するものであ
ってよく、その場合には、トルクダウン要求レベルが同
一であっても、トルクダウン制御パターンの違いによ
り、燃焼間隔がより長くなる方のトルクダウン制御パタ
ーンの時には前記設定値を他のトルクダウン制御パター
ンの時より大きくするのがよい。特に、点火順序が連続
しない気筒を気筒群として左右バンクを形成したV型エ
ンジンにおいてこの構成が有利である。

【０００９】また、トルクダウン制御開始直後というの
は、燃焼が急激に変動するため、失火検出を行わないよ
うにするのがよい。

【００１０】

【作用】本発明の失火検出装置は、燃焼変動の検出値が
設定値以上の時にエンジンの失火と判定する。そして、
トラクション制御等によるトルクダウン実行中は、トル
クダウン制御量に応じてその失火判定レベルの設定値を
変更し、トルクダウン制御中においても失火誤検出が生
じないようにする。

【００１１】トルクダウン制御が、一部気筒の燃料カッ
トによるものである場合は、トルクダウン要求レベルが
同一であっても、トルクダウン制御パターンの違いによ
り、燃焼間隔が長くなりトルク変動が大きくなる方のパ
ターンでトルクダウン制御が行われている時には、他の
場合よりも失火判定の設定値が大きくされ、それによ
り、例えばV型エンジンにおいて、トルクダウン制御パ
ターンによる燃焼間隔の相違にかかわらず失火検出の精
度が保たれる。

【００１２】また、トルクダウン制御開始直後は、トル
ク落ちによる回転変動が大きくて失火判定レベルを越え
てしまうが、トルクダウン制御の開始から所定期間経過
するまでは失火判定を中断することで、この間の失火誤
検出が防止される。

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図２は本発明の一実施例のシステム図であ
る。図において、１はV型６気筒エンジンのエンジン本
体である。該エンジン本体１は、V型をなすよう左右に
バンクを形成するシリンダブロック２と、その左右バン
クの各気筒に配置されたピストン３と、シリンダブロッ
ク２の上部に固定されたシリンダヘッド４とで構成され
ている。そして、エンジン本体１のシリンダヘッド４に
は、左右バンク間の内側で上方に向けて立ち上がるよう
吸気マニホールド５が連結され、該吸気マニホールド５
の入口から延びる上流側吸気通路６の先端はエアクリー
ナ７に接続されている。また、上流側吸気通路６には途
中にスロットルバルブ８ａ，８ｂが設けられ、エアクリ
ーナ７の直下流位置にはエアフローメータ９が配置され
ている。また、シリンダヘッド４には左右バンクの外側
に排気マニホールド１０が接続され、排気マニホールド
１０の先端集合部には触媒コンバータ１１が連結されて
いる。そして、排気マニホールド１０には各バンクの排
気通路部分にそれぞれＯ₂センサ１２が配置されてい
る。また、吸気マニホールド５のシリンダヘッド４との
連結部には、気筒毎に燃料噴射弁１３が設置されてい
る。

【００１４】エンジン本体１にはエンジン出力軸（クラ
ンクシャフト）の回転角を検知するクランクアングルセ
ンサ１４が設けられ、また、エンジンの冷却水温を検出
する水温センサ１５が設けられている。これらセンサ１
４，１５の検出信号はマイクロコンピュータによって構
成されたエンジンコントロールユニット１６に入力され
る。また、コントロールユニット１６には、上記エアフ
ローメータ９，Ｏ_２センサ１２等の検出信号が入力さ
れ、また、図示しないトラクションコントロールユニッ
トからトラクション実行信号が入力される。そして、入
力されたこれら各種信号に基づいてエンジンコントロー
ルユニット１６により燃料噴射弁１３が制御され、また
後述のようにトラクション制御が行われるとともに、失
火検出が行われる。

【００１５】燃料噴射弁１３による噴射量の制御では、
クランクアングルセンサ１４の出力から算出したエンジ
ン回転数とエアフローメータ９によって検出した吸入空
気量に基づいて基本噴射量を演算し、それに水温センサ
１５等の出力に基づいた各種補正を加え、低中負荷側の
フィードバック領域で水温が所定値（例えば４０℃）以
上という空燃比フィードバック制御実行条件が成立した
ときはさらにＯ_２センサ１２の出力に基づいた空燃比フ
ィードバック補正を加えて燃料噴射量を決定する。そし
て、その燃料噴射量に相当する噴射パルスを燃料噴射弁
１３に出力する。

【００１６】トラクション制御では、前輪と後輪の回転
信号に基づいて、前後輪の回転差でスリップを判定し、
スリップが発生すると、スリップ率に応じて次の表１に
示すパターンにより燃料カットを行い、トルクダウンに
よってスリップを制御する。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１はパターン０からパターン７までを縦
にとり、第１気筒から第６気筒までを横にとって、パタ
ーン毎に燃料噴射を行う気筒を〇印で、また、燃料カッ
トを行う気筒を×印で示している。パターン０は全気筒
噴射である。また、パターン１では第１気筒のみ燃料カ
ットを行い、パターン２では第１気筒と第４気筒に対し
て燃料カットを行う。また、パターン３とパターン４
は、燃料カットを行う気筒数は同じで、対象となる気筒
が一部異なる。すなわち、パターン３は、温間用であっ
て、第１気筒と第４気筒と第５気筒に対して燃料カット
を行い、パターン４は、冷間用であって、第１気筒と第
３気筒と第５気筒に対して燃料カットを行う。また、パ
ターン５では、第１，第２，第４および第５の各気筒に
対して燃料カットを行い、パターン６では第６気筒だけ
噴射して他は燃料カットを行う。また、パターン７は全
気筒燃料カットを行う。

【００１９】失火検出は、図３に示すようにエンジン回
転数（Ｎｅ）と負荷（充填効率Ｃｅ）で設定された失火
検出領域において行う。そして、この失火検出領域にお
いて、クランクアングルセンサ１４の出力からクランク
軸の角速度変動を求め、その角速度変動が所定の失火判
定レベル以上の時に失火と判定する。そして、失火と判
定すると、インジケータランプ（ＭＩＬ）１７を点灯す
る。

【００２０】また、トラクション制御中の失火検出は通
常運転時に比べて失火判定レベルを高くして行う。ま
た、そのトラクション制御中の失火判定レベルは、燃料
カットパターンに応じて図４に示すように切り替える。
すなわち、トルクダウン要求レベルが高くなり燃料カッ
ト気筒数が多くなるほど、失火判定レベルを高くして、
燃料カットによるトルク変動が失火と誤判定されないよ
うにする。また、パターン３とパターン４は上記のよう
に燃料カット気筒数が同じであるが、パターン３の場合
は、燃料カットの対象が第１，第４および第５の各気筒
であるのに対し、パターン４の場合は、燃料カットの対
象が第１，第３および第５の各気筒であり、このV型６
気筒エンジンの点火順序は１−２−３−４−５−６−の
気筒順であるので、パターン３の場合は第４気筒と第５
気筒が連続して燃焼カットとなり、燃焼間隔が大きく、
トルク変動が大きくなる。そのため、パターン３の場合
の失火判定レベルはパターン４の場合よりも高くしてい
る。

【００２１】また、通常時の失火検出を行っていて、ト
ラクション制御に入った時には、図５に示すように所定
期間が経過するまでは失火検出を一時中断し、所定期間
経過した時にトラクション制御時の判定レベルによる失
火検出を開始する。

【００２２】図６は、この実施例の上記失火検出を実行
するフローチャートである。

【００２３】この失火検出のフローは、図６に示すＳ１
〜Ｓ１８のステップからなり、スタートすると、Ｓ１で
各センサ信号の初期設定を行い、Ｓ２で、エンジン回転
数Ｎｅが失火検出範囲内がどうかを判定し、また、Ｓ３
で負荷Ｃｅが失火検出範囲内かどうかを判定することの
よって、失火検出を行うか否かの判定を行う。そして、
Ｓ２あるいはＳ３の判定の少なくともいずれかがノー
（ＮＯ）という時は、失火検出を行わず、そのままこの
フローを終了する。また、Ｓ２およびＳ３の判定がいず
れもイエス（ＹＥＳ）という時は、失火検出を行うとい
うことで、Ｓ４に進む。

【００２４】Ｓ４では、トラクション制御実施実行信号
が入っているかどうかを判定する。そして、トラクショ
ン制御実行信号が入っていなければ、通常の失火検出を
行うということで、Ｓ５へ進んでタイマーをリセットす
る。そして、Ｓ６でクランクアングルセンサー信号を読
み、それをもとにＳ７で角速度変動（ΔωＡ）を算出す
る。また、Ｓ８でエンジン回転数Ｎｅと負荷Ｃｅで設定
された通常時の失火判定レベルの設定値（ΔωＢ）を読
む。

【００２５】ここで、失火判定レベルは、エンジン回転
数Ｎｅに対しては、低回転ほど点火間隔が長いためにト
ルク変動が大きく、高回転ほどトルク変動が小さいとい
うことから、低回転ほど設定値を大きくし、高回転ほど
設定値を小さくする。また、負荷に対しては、低負荷ほ
ど充填量が少ないために失火による燃焼変動が大きくな
りやすく、高負荷ほど燃焼が安定するということから、
低負荷ほど設定値を大きくし、高負荷ほど設定値を小さ
くする。

【００２６】つぎに、Ｓ９で、上記角速度変動（Δω
Ａ）が設定値（ΔωＢ）以上かどうかによって失火判定
を行う。そして、ΔωＡ＜ΔωＢの時は、失火無しとい
うことでそのままこのフローを終了する。また、ΔωＡ
≧ΔωＢの時は、失火有りということで、Ｓ１０へ進ん
でＭＩＬを点灯する。

【００２７】また、Ｓ４でトラクション制御実行信号が
入っている時は、トラクション制御時の失火検出を行う
ということで、Ｓ１１へ進む。

【００２８】Ｓ１１では、トラクション制御実行信号が
今回初めて入ったものかどうかの判定を行う。そして、
今回のトラクション制御実行信号ＴＣＳ（ｉ）がＯＮ
で、且つ（＆＆）、前回のトラクション制御実行信号Ｔ
ＣＳ（ｉ−１）がＯＮでない（！）というときは、今回
初めて信号が入ったということで、Ｓ１２へ進み、所定
期間失火検出を中断するためにタイマーをセットし、そ
のままこのフローを終了する。

【００２９】また、Ｓ１１の判定がノー（ＮＯ）の時
は、前回以前からトラクション制御に入っているという
ことで、Ｓ１３へ進んでタイマー値がゼロになったかど
うかを判定して、まだゼロになっていなければ、Ｓ１４
でタイマーをカウントダウンし、失火検出はしないでそ
のままこのフローを終了する。そして、Ｓ１３でタイマ
ー値がゼロになったと判定した時に、トラクション制御
中の失火検出を開始するためにＳ１５へ進む。

【００３０】Ｓ１５では、トラクション制御における燃
料カットパターンを読み込む。そして、Ｓ１６でクラン
クアングルセンサー信号を読み、その信号をもとにＳ１
７で角速度変動（ΔωＡ）を算出する。また、Ｓ１８で
エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｃｅと燃料カットパターンで
設定されたトラクション制御時の失火判定レベルの設定
値（ΔωＢ）を読む。このトラクション制御時の失火判
定レベルは、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｃｅに対しては
先に説明した通常時の失火判定レベルの場合と同じで、
燃料カットパターンに対しては、上記図４のように設定
する。そして、Ｓ９に進み、角速度変動（ΔωＡ）が設
定値（ΔωＢ）以上かどうかによって失火判定を行い、
ΔωＡ＜ΔωＢで、失火無しの時はそのまま終了し、Δ
ωＡ≧ΔωＢで、失火有りという時は、Ｓ１０でＭＩＬ
を点灯する。

【００３１】なお、上記実施例においては、トルクダウ
ン制御がスリップ制御のためのトラクション制御である
場合を説明したが、本発明は、その他に、トルクダウン
制御が自動変速機における変速時の変速ショクを防止す
るための変速トルクダウン制御である場合にも適用する
ことができる。また、トラクション制御の場合でも、あ
るいは変速トルクダウン制御の場合でも、トルクダウン
の手段が上記実施例のように燃料カットによるものでは
なく、点火時期リタード等によるトルクダウン制御であ
るものに対しても本発明を適用できる。

【００３２】また、本発明はＶ型エンジン以外の各種エ
ンジンに対しても適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、トルクダウン制御による燃焼変動が生じている状態
でもエンジンの異常失火を精度良く検出することができ
る。

【００３４】また、トルクダウン要求レベルに応じて燃
料カット気筒数を変えるようなトルクダウン制御を行う
場合に、同一のトルクダウン要求レベルであっても燃焼
間隔が長くなるトルクダウン制御パターンの時には失火
判定レベルの設定値を大きくすることにより、例えば、
Ｖ型エンジンにおいて、トルクダウンに伴う燃焼間隔の
ばらつきにかかわらず失火検出の精度を保つことができ
る。

【００３５】また、トルクダウン制御の開始から所定期
間経過するまでは失火判定を中断することによってトル
クダウン開始直後の過渡的な燃焼変動による失火誤検出
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図

【図２】本発明の一実施例のシステム図

【図３】本発明の一実施例における失火検出の領域図

【図４】本発明の一実施例におけるトラクション制御時
の燃料カットパターンによる失火判定レベル設定の特性
図

【図５】本発明の一実施例におけるトラクション制御開
始時の失火判定の切り替えを示すタイムチャート

【図６】本発明の一実施例における失火検出のフローチ
ャート

【符号の説明】

１エンジン１３燃料噴射弁１４クランクアングルセンサ１６エンジンコントロールユニット１７インジケータランプ（ＭＩＬ）

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−60004（ＪＰ，Ａ) 特開平５−164033（ＪＰ，Ａ) 特開平５−340280（ＪＰ，Ａ) 特開平７−54705（ＪＰ，Ａ) 特開平５−272399（ＪＰ，Ａ) 特開平６−117293（ＪＰ，Ａ) 実開平３−23631（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 17/02 - 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】運転条件によるトルクダウン要求レベル
に基づいて所定トルクダウン制御パターンでエンジンの
トルクダウン制御を実行するトルクダウン制御手段を備
えたエンジンの失火検出装置であって、エンジンの燃焼
変動を検出する燃焼変動検出手段と、該燃焼変動検出手
段による検出値を設定値と比較して、検出値が設定値以
上の時にエンジンの失火と判定する失火判定手段と、前
記トルクダウン制御手段の制御量に応じて失火誤検出防
止可能なレベルに前記設定値を変更する失火判定レベル
変更手段とを備えたことを特徴とするエンジンの失火検
出装置。
【請求項２】前記トルクダウン制御手段は、トルクダ
ウン要求レベルに基づいて、燃料カットを行う気筒数を
変え、またトルクダウン制御パターンを変更するもので
ある請求項１記載のエンジンの失火検出装置。
【請求項３】前記失火判定レベル変更手段は、トルク
ダウン要求レベルが同一でも、前記トルクダウン制御手
段によるトルクダウン制御パターンの違いにより、燃料
間隔がより長くなる方のトルクダウン制御パターンの時
には前記設定値を他のトルクダウン制御パターンの時よ
り大きくするものである請求項２記載のエンジンの失火
検出装置。
【請求項４】前記失火判定手段は、前記トルクダウン
制御手段によるトルクダウン制御の開始から所定期間経
過するまでは失火判定を中断するものである請求項１記
載のエンジンの失火判定装置。
【請求項５】前記トルクダウン制御手段は、車輪のス
リップ情報に基づいてトルクダウンによりスリップを抑
制するトラクション制御手段である請求項１記載のエン
ジンの失火検出装置。
【請求項６】エンジンが、点火順序が連続しない気筒
を気筒群として左右バンクを形成したV型エンジンであ
る請求項３記載のエンジンの失火検出装置。