JP3663944B2 - エンジンの失火診断装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの失火診断を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの失火検出の方法としては既に種々のものが提案されており、例えば、特開平6−42397号に開示されている装置は、失火時に起こるエンジンの回転周期の変動に着目して失火検出を行っている。
【0003】
このような失火検出を行っているのは、失火が起きると大気中に放出されるエミッション(HC、CO等の排気ガス中成分)が増大するので、失火が頻繁に起こっている場合はそれを運転者等に知らせる必要があるからである。
【0004】
そこで従来は、エンジンが所定回転したときの失火数を計測し、例えば1000回転毎の失火数が所定値を越えた場合にエミッションが限界値を越えた(以下、エミッションNG)と診断し、MIL(警告灯)を点灯あるいは点滅させる等していた。
【0005】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記従来の診断方法では、エミッション排出量の増加を所定回転数当たりの失火数から間接的に診断していたため、低頻度のくすぶり失火等が常時発生しているような場合はエミッションNGと診断されない場合があった。すなわち、失火頻度が基準値以下であっても失火が常時発生している場合は排出されるエミッションが多くエミッションNG診断されるべきであるが、失火数に基づく従来の診断方法ではエミッションNGと診断されずにそのまま放置されてしまう場合があった。
【0006】
また、同じ失火数であっても失火パターンが異なるとエミッション排出量は変わってくるが、従来の診断方法ではこれを区別することができなかった。例えば、同じ1000回転中に10回の失火が起こっている場合であっても、100回転につき1回というように失火が分散して起こる場合と、10回連続して失火が起こる場合とでは、触媒性能の低下が著しい後者の方がエミッション排出量は当然多くなる。
【0007】
本発明は、上記従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、失火によるエミッション排出量が多い場合に確実にエミッションNGと診断できる失火診断装置を提供することである。
【0008】
【問題点を解決するための手段】
第1の発明は、エンジンの失火診断装置において、エンジンの失火を検出する手段と、失火が起こったときに排出されるエミッションの量を演算する手段と、エミッション排出量を累積演算する手段と、累積演算されたエミッション排出量が所定値を越えたときにエミッションNGと診断する手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、エミッションの量を演算する手段が、失火が起きたときのエンジンの運転領域に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする。
【0010】
第3の発明は、第1または第2の発明において、エミッションの量を演算する手段が、失火が起きたときの触媒温度に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする。
【0011】
第4の発明は、第1から第3の発明において、エミッションの量を演算する手段が、前回の失火からの点火数に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする。
【0012】
第5の発明は、第1から第4の発明において、エミッション排出量を累積演算する手段が、1トリップ中のエミッション排出量を累積演算することを特徴とする。
【0013】
第6の発明は、第1から第4の発明において、エミッション排出量を累積演算する手段が、エンジン生産後のエミッション排出量を累積演算することを特徴とする。
【0014】
【作用及び効果】
第1の発明によると、失火が所定回数起こる毎(例えば1回毎)に、失火により排出されるエミッションの量が演算される。そして、この失火によるエミッション排出量を累積演算した値が所定値を超えるとエミッションNGと診断される。これにより、失火によるエミッション排出量が多い場合は、失火パターン等に関係なく確実にエミッションNGと診断することができ、失火診断の精度が向上する。
【0015】
また、エミッションの排出量はエンジン運転領域が高負荷領域にあるほど多くなり、触媒温度が低いときや前回失火から間もないときも触媒性能が低下しているので排出量は多くなるが、第3から第5の発明によるとこれら運転状態を考慮してエミッションの排出量が演算されるので、失火診断の精度をさらに向上させることができる。
【0016】
また、第5、第6の発明によると、1トリップ中あるいはエンジン生産後のエミッション排出量が所定量を超えるとエミッションNGと診断される。これにより、低頻度のくすぶり失火が常時起きている場合のように、従来はエミッションNGと診断されなかった場合にも確実にエミッションNGと診断することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0018】
図1は、本発明による失火診断装置の概略構成を示し、エンジン1の失火診断装置は、フライホイール3の外周に設けられたリングギア4と、リングギア4に対向して設けられる磁気ピックアップ5と、磁気ピックアップ5の出力が入力されるコントロールユニット7と、MIL6(警告灯)と、を備える。
【0019】
フライホイール3はエンジン1のクランクシャフト2に接続されており、クランクシャフト2が回転するとリングギア4の歯が磁気ピックアップ5の鉄心に発生する磁界を遮るので、磁気ピックアップ5のコイルに磁力変化が生じて交流電流が誘導される。この交流電流はコントロールユニット7内でパルス信号に変換される。
【0020】
コントロールユニット7は、このパルス信号に基づきエンジン1の回転周期の変動を演算し、回転周期の変動に基づきエンジン1の失火検出を行う。そしてコントロールユニット7は、その検出結果に基づき後述するような失火診断を行い、エミッションNGと診断したときはMIL6(警告灯)を点灯あるいは点滅させる。
【0021】
次に、この失火診断の処理を図2に示すフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートはコントロールユニット7において1点火毎に実行されるものである。
【0022】
まず、ステップS1ではエンジン1の失火検出を行う。失火検出方法自体は公知のものであり、ここでは上述の通り磁気ピックアップ5からの出力に基づきエンジン1の回転周期の変動を演算し、回転周期の変動に基づき失火検出を行うが、失火検出の方法は他の方法であってもよい。
【0023】
次に、ステップS2ではステップS1で失火が検出されたか否かを判断する。ここで失火が検出されたと判断された場合は、その失火により排出されるエミッションの量Yを演算すべくステップS3へ進む。一方、失火は検出されなかったと判断された場合は失火によるエミッションの増加はないのでステップS5へ進む。
【0024】
ステップS3では、失火によるエミッション排出量Yをそのときの運転状況に基づき演算する。ここでエミッション排出量YをHC排出量とすると、HC排出量を演算するには、まず失火により発生するHCの量A1を求める。HC発生量A1は、エンジンの運転領域が吸入空気量、燃料噴射量ともに多い高負荷領域にあるほど多くなるので、図3に示すようなテーブルを参照することにより、失火時の運転領域(図3では燃料噴射量)に対応するHC発生量A1を求めることができる。
【0025】
HC発生量A1を求めたら、次に、HCの転化率A2(浄化率)を求める。転化率A2は触媒温度が高いとほぼ1に近い値となりHCの殆どが浄化されるが、触媒温度が低いとゼロに近くなりHCは殆ど浄化されずそのまま排出されるので、図4に示すようなテーブルを参照することにより触媒温度に対応するHC転化率A2を求めることができる。なお、触媒温度はエンジン運転条件あるいは排気温センサの出力を基に推定される。
【0026】
さらに、失火が連続して起こると浄化性能を越えたHCが触媒に送られるので、触媒の浄化性能は浄化性能を越えていないときに比べて低下する。そこで、図5に示すような前回失火からの点火数と触媒性能の回復率との関係を示したテーブルを参照し触媒性能回復率A3を求める。
【0027】
以上のようにして、HC発生量A1、HC転化率A2及び触媒性能回復率A3を求めたら、次式、
Y=A1×(1−A2×A3
に各値を代入してエミッション排出量Yを演算する。
【0028】
なお、エミッション排出量Yの演算方法はここで挙げた方法に限定されるものではなく、例えば、ここでは燃料噴射量、触媒温度、前回失火からの点火数に基づきエミッション排出量Yを演算しているが、他のパラメータ(冷却水温、油温等)を考慮して演算するようにしてもよい。また、別の演算式を用いて求めるようにしても良い。
【0029】
また、エミッション排出量YをここではHC排出量としたが、CO排出量あるいはNOx排出量としてもよい。エミッション排出量YをCO排出量あるいはNOx排出量とした場合も、図3から図5と同様の特性を有するテーブルを参照することにより演算することができる。ただし、NOx排出量とした場合は転化率の特性が異なるので、図4に示したテーブルに代えて高温域で転化率が約10%程度低下する図6に示すような特性のテーブルを用いる。
【0030】
ステップS4では、累積排出量Aと累積排出量Bにそれぞれエミッション排出量Yを加算する。ここで累積排出量Aは、イグニッションOFF毎にゼロにクリアされる値で、1トリップ(エンジンを始動してからエンジンを切るまでの1回の走行)で排出されるエミッションの量を求めるために用いられるものである。一方、累積排出量Bは工場出荷時(あるいはディーラー出庫時)にゼロにクリアされた後はイグニッションOFFでも値が保持される値で、生産後に排出されるエミッションの量を求めるために用いられるものである。
【0031】
ステップS5では、累積排出量Aが所定値を越えているか否かが判断される。累積排出量Aが所定値を越えている場合はステップS6へ進み、本トリップ中エミッションNGと判断してMIL6(警告灯)を点灯あるいは点滅させる。一方、累積排出量Aが所定値を越えていない場合はステップS7へ進む。
【0032】
ステップS7では、今度は累積排出量Bが所定値を越えているか否かが判断される。そして、累積排出量Bが所定値を超えている場合はステップS8へ進んで生産後エミッションNGと判断し、MIL6を点灯あるいは点滅させる。一方、累積排出量Bが所定値を越えていない場合は、そのまま処理を終了する。
【0033】
したがって、本発明によると、失火が起こる毎にエミッション排出量が演算され、失火によるエミッションの1トリップ中の累積排出量あるいは生産後の累積排出量が所定値を超えるとエミッションNGと診断される。エミッションNGと診断されればMIL6が点灯あるいは点滅するので、運転者あるいはメカニックはエミッション排出量が増加したことを知ることができる。
【0034】
特に、エミッションの累積排出量を用いて診断を行うようにしたことにより、従来エミッションNGと診断されない可能性があった低頻度のくすぶり失火等が常時発生しているような場合であっても、それによるエミッション排出量が多ければエミッションNGと診断することができる。
【0035】
また、エミッション排出量は触媒温度、前回失火からの点火数等の運転状態を考慮して演算されるので、従来考慮されていなかった失火パターンの違いによるエミッション排出量の違いも考慮することができる。その結果、失火の発生数が少ない場合であっても、連続失火により触媒性能の低下が大きくエミッション排出量が増加するような場合は、確実にエミッションNGと診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による失火診断装置の概略構成図である。
【図2】コントロールユニットが行う失火診断処理の内容を示すフローチャートである。
【図3】燃料噴射量とエミッション発生量(HC発生量)の関係を示したテーブルである。
【図4】触媒温度とエミッション転化率(HC転化率)の関係を示したテーブルである。
【図5】前回失火からの点火数と触媒性能回復率の関係を示したテーブルである。
【図6】触媒温度とNOx転化率の関係を示したテーブルである。
【符号の説明】
1 エンジン
4 リングギア
5 磁気ピックアップ
6 MIL
7 コントロールユニット

Claims (6)

  1. エンジンの失火を検出する手段と、
    失火が起こったときに排出されるエミッションの量を演算する手段と、
    エミッション排出量を累積演算する手段と、
    累積演算されたエミッション排出量が所定値を越えたときにエミッションNGと診断する手段と、
    を備えたことを特徴とするエンジンの失火診断装置。
  2. 前記エミッションの量を演算する手段は、失火が起きたときのエンジンの運転領域に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの失火診断装置。
  3. 前記エミッションの量を演算する手段は、失火が起きたときの触媒温度に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの失火診断装置。
  4. 前記エミッションの量を演算する手段は、前回の失火からの点火数に基づきエミッション排出量を演算することを特徴とする請求項1から3のいずれかひとつに記載のエンジンの失火診断装置。
  5. 前記エミッション排出量を累積演算する手段は、1トリップ中のエミッション排出量を累積演算することを特徴とする請求項1から4のいずれかひとつに記載のエンジンの失火診断装置。
  6. 前記エミッション排出量を累積演算する手段は、エンジン生産後のエミッション排出量を累積演算することを特徴とする請求項1から4のいずれかひとつに記載のエンジンの失火診断装置。
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