JP3948881B2 - エンジン異常検出回路、及びこのエンジン異常検出回路を備えたガスヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents
エンジン異常検出回路、及びこのエンジン異常検出回路を備えたガスヒートポンプ式空気調和機 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン異常検出回路、及びこのエンジン異常検出回路を備えたガスヒートポンプ式空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ガスエンジンを室外機における圧縮機の駆動源とするガスヒートポンプ式空気調和機が採用される傾向にある。このような空気調和機は、室外機、室内機、並びに室外機及び室内機の運転を制御する制御装置を有し、前記ガスエンジンの点火時期はエンジン点火装置により制御される。
【0003】
このエンジン点火制御装置は、クランク角カム角センサからの信号により検出されたエンジン回転数に基づき、点火時期マップ(エンジン回転数ごとに点火時期を定めたもの)から点火時期(点火時期マップ値)を求め、あらかじめ定められた点火基準時期から前記点火時期を減算して点火制御値を算出し、この点火制御値を時間に換算して点火時間とし、前記クランク角カム角センサから出力される点火基準信号の検出時から前記点火制御時間経過後に点火信号を出力して、点火プラグにアークを発生させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的に自動車等に搭載されるエンジンは、エンジン点火装置の電気系統の異常を検知するためにイグニッションコイルの二次電圧を波形整形して、ECU(エンジンコントロールユニット)側へ入力して検出する方法が一般的に行われているが、この方法は一連の処理を行う制御回路をECUのコントロール基板の他に用意しなければならず、開発及び製造コストの増加、基板を収納するスペースの確保などを考慮する必要が有った。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決しエンジン点火装置の電気系統の異常を高精度かつ迅速に判断するエンジン異常検出回路、及びこのエンジン異常検出回路を備えたガスヒートポンプ式空気調和機を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、多気筒エンジンの回転数に同期して発生するクランク角信号とカム角信号との入力によりエンジン回転数を計測し点火信号を出力するエンジンにおいて、前記エンジンは、イグニッション電源装置からイグニッションコイルへと供給される電源ラインに前記イグニッションコイルと併設してイグニッション電源変動検出回路を備え、このイグニッション電源変動検出回路に入力される電圧変動を検出し点火異常判定を行うことである。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のエンジン異常検出回路は、電気的要因によるエンジン失火異常生じた時、失火元である気筒を判別することである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管でつないで冷凍サイクルを構成した空気調和機において、前記空気調和機のガスエンジンは、イグニッション電源装置からイグニッションコイルへと供給される電源ラインに前記イグニッションコイルと併設してイグニッション電源変動検出回路を備え、このイグニッション電源変動検出回路に入力される電圧変動を検出し、点火異常判定を行うエンジン異常検出回路を備えることである。
【0010】
請求項1乃至3に記載の発明には、次の作用がある。
【0011】
本発明のエンジン異常検出回路は、エンジン点火装置の電気系統の異常を、高精度且つ迅速に判断することができるため、エンジン及びエンジンを駆動源とするガスヒートポンプ式空気調和機において機器に多大な悪影響を及ぼすエンジン失火を防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0013】
図1はガスエンジンを用いたガスヒートポンプ式空気調和機の概略構成図である。本実施形態の空気調和機は、いわゆるマルチタイプパッケージエアコンであり、複数の室内ユニット1と一つの室外ユニット3とから構成されている。室内ユニット1側には、分流器5が付設された室内熱交換器7、電動ファン9、電動膨張弁11等が設置されている。51は、電動ファン9や電動膨張弁11を駆動する室内側コントロールユニット(以下、ECUと記す)で、この室内側ECU51は、MPUを始め、入出力インターフェースやROM、RAM、タイマカウンタ等から構成されている。
【0014】
一方、室外ユニット3側には、圧縮機13、四方弁15、分流器17が付設された室外熱交換器19、電動ファン21、アキュームレータ23、MPU等が設置されている。
【0015】
この室外ユニット3の内部には、四方弁15や電動ファン21、電磁遮断弁49の他、ステップモーター29を始めとするガスエンジン25関連の機器等も集中制御する室外側ECU61が設置されている。室外側ECU61は、MPUを始め、入出力インターフェースやROM、RAM、タイマカウンタ等から構成されている。
【0016】
ECU61は、ガスエンジンのピックアップコイルからの信号により検出されたエンジン回転数に基づき、あらかじめ定められた点火基準時期から前記点火時期を減算して点火制御値を算出し、この点火制御値を時間に換算して点火制御時間とし、前記ピックアップコイルから出力される点火基準信号の検出時から前記点火制御時間経過後に点火信号を出力して、点火プラグにアークを発生させて運転を制御している。
【0017】
また、Aはガスエンジン25に具備されるクランク角センサ、Bはカム角センサであり、室外側コントロールユニットECU61内に具備するエンジン点火制御装置Cへではクランク角センサAはクランク角信号αを、カム角センサBはカム角信号βを送信している。
【0018】
図2は、本発明のエンジン異常検出回路の構成を示すブロック構成図であり、室外側コントロールユニットECU61内のマイコンC(MPU)は、クランク角センサ信号α・カム角センサ信号βの入力より、現在のエンジン回転数を計測し、また指定された点火タイミング、IG(イグナイタD)コイル通電時間により、IG点火信号を出力する。この時、IG電源変動検出回路Gは、エンジンの各気筒(通常は4気筒)から発信される電圧変動のパルス波形を採取し、該パルス波形の周期、振幅から正常なエンジン点火が行われているかを監視できるように構成されている。
【0019】
図3は、図2で示したエンジン異常検出回路のブロック構成図に基づき、実施の一形態としてのIG電源変動検出回路G、及び電圧変換回路Jを示した回路図である。この構成としては、マイコンCがクランク角センサA及びカム角センサBからクランク角信号α及びカム角信号βを受け、この信号値に基づいて演算した点火タイミング信号を点火回路Hに出力する。点火回路Hは、マイコンCからの指示を受けるとIGコイルDを通電し、スパークプラグEにアークを発生させる。この時の動作は、抵抗器(R1〜R3)、コンデンサC1、コンパレータPで構成されるIG電源変動検出回路Gが検出し、電圧変換回路Jで電圧を低減させてマイコンCへ信号を返している。
【0020】
図4及び図5は、IG電圧変動入力波形を示すチャート図で、▲1▼がエンジン点火信号、▲2▼がIG電源電圧、▲3▼がIG電圧変動信号を示している。
【0021】
図4は、4気筒エンジンの燃焼が正常時のチャート図であり、1番気筒(図4のNo.1部分)→3番気筒(図4のNo.3部分)→4番気筒(図4のNo.4部分)→2番気筒(図4のNo.2部分)の順に気筒燃焼が行われている状態を示している。
【0022】
図5は、4気筒エンジンの燃焼の内3番気筒が失火した状態のチャート図であり、1番気筒(図4のNo.1部分)→4番気筒(図4のNo.4部分)→2番気筒(図4のNo.2部分)の順に気筒燃焼が行われてしまう状態を示しており、この時の波形の欠落を、マイコンCが検出して3番気筒が失火を生じたことを認識している。
【0023】
図6は、上述したエンジン燃焼時の、各気筒の点火異常判別処理の流れを示すフロー図である。ステップS1では、クランク角センサ及びカム角センサからの入力信号の有無を確認し、これら信号が無ければこの処理を繰り返し、信号を受信するとエンジン点火処理を行う(ステップS2)。次に、点火処理の開始から10ms以内にIG電圧変動信号が入力されたか判別し(ステップS3)、このIG電圧変動信号が入力されたら失火カウントに1を加算し、IG電圧変動信号の入力が無ければステップS1へ戻る(ステップS4)。更に、失火カウントが1000を越えた場合は、異常と判断しエンジン点火異常処理を実行する、失火カウントが1000を越えなければステップS1へ戻り一連の処理を繰り返す(ステップS6〜S7)。
【0024】
以上、本発明を上述した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1乃至3に記載の発明によれば、本発明のエンジン異常検出回路は、エンジン失火異常の原因の大半を占めるエンジン点火装置の電気系統の異常を、高精度且つ迅速に判断でき、また失火を生じた気筒の判別もすることができるため、エンジン及びエンジンを駆動源とするガスヒートポンプ式空気調和機において機器に多大な悪影響を及ぼすエンジン失火を防止することができる。更に、このエンジン異常検出回路では、コントロール基板の外側に特別な回路を必要とせずに、低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和機の構造を示した冷媒回路図である。
【図2】本発明に係るエンジン異常検出回路の構成を示したブロック構成図である。
【図3】本発明の一実施例を示すエンジン異常検出回路の回路図である。
【図4】本発明に係るエンジン点火装置が正常時のイグニッション電圧変動信号の入力波形を示すチャート図である。
【図5】本発明に係るエンジン点火装置が異常(3番気筒点火異常)時のイグニッション電圧変動信号の入力波形を示すチャート図である。
【図6】本発明に係るエンジン異常検出処理の動作の流れを示すフロー図である。
【符号の説明】
7 室内熱交換器
13 圧縮機
19 室外熱交換器
25 ガスエンジン(多気筒エンジン)
33〜45冷媒配管
A クランク角センサ
B カム角センサ
C エンジン点火制御装置
D イグニッション電圧変動検出回路
Claims (3)
- 多気筒エンジンの回転数に同期して発生するクランク角信号とカム角信号との入力によりエンジン回転数を計測し点火信号を出力するエンジンにおいて、前記エンジンは、イグニッション電源装置からイグニッションコイルへと供給される電源ラインに前記イグニッションコイルと併設してイグニッション電源変動検出回路を備え、このイグニッション電源変動検出回路に入力される電圧変動を検出し、点火異常判定を行うエンジン異常検出回路。
- 請求項1に記載のエンジン異常検出回路は、電気的要因によるエンジン失火異常生じた時、失火元である気筒を判別することを特徴とするエンジン異常検出回路。
- ガスエンジンにより駆動される圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器とを冷媒配管でつないで冷凍サイクルを構成した空気調和機において、前記空気調和機のガスエンジンは、イグニッション電源装置からイグニッションコイルへと供給される電源ラインに前記イグニッションコイルと併設してイグニッション電源変動検出回路を備え、このイグニッション電源変動検出回路に入力される電圧変動を検出し、点火異常判定を行うエンジン異常検出回路を備えることを特徴としたガスヒートポンプ式空気調和機。
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