JP6889542B2 - 内燃機関の失火判定装置および失火判定方法 - Google Patents
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Description
[エンジン]
図1を参照して、内燃機関1(以下、「エンジン1」という)は1以上の気筒2を有する。図1は気筒2を1つのみ示すが、多気筒エンジンの場合、不図示の残余気筒も図示のものと同様に構成される。エンジン1は、気筒2内に往復動可能に挿入されるピストン3を有する。ピストン3は、コネクティングロッド4を介してクランク軸5と連結されている。
図2の横軸に付された目盛は、クランク角センサ7(図1および3参照)によって検出されるクランク角度位置の一例を表している。本実施形態では、クランク角センサ7が、クランク角度位置を連続量ではなく離散量として検出する。隣接する2目盛によって定義されるクランク角度幅は、失火判定装置30が取得可能な最小の角度幅、すなわち、クランク角センサ7の検出分解能φrを表す。検出分解能φrは、連続する2TDC間のクランク角度幅(本例は180度)の約数に設定されてもよい。本実施形態では、検出分解能φrが15度であり、クランク角センサ7は、各気筒5のTDC付近で、10°BTDCおよび5°ATDCを検出する。ただし、検出分解能φrは15度に限られない。
図4に示すように、クランク角センサ7からのクランク角信号は、ECU20あるいは失火判定装置30に出力される。ECU20は、エンジン回転数演算部21および点火時期設定部22を有する。
失火判定装置30は、領域判定部31、角速度取得部32、および失火判定部33を備える。失火有無の判定は、判定対象気筒を順繰りに変えながら、4気筒5A−Dのいずれに対しても実行される。
図4に戻り、上記見地を下に、角速度取得部32は、低回転角速度取得部32aおよび高回転角速度取得部32bを含む。失火判定部33は、低回転失火判定部33aおよび高回転失火判定部33bを含む。
第1クランク角度幅ΔφLは、第2クランク角度幅ΔφHよりも短い。一例として、第1クランク角度幅ΔφLは、クランク角センサ7の検出分解能φrに相当するクランク角度幅に設定される。換言すれば、第1クランク角度幅Δφ1は、クランク角センサ7のロータ1歯分に相当するクランク角度幅に設定される。この場合、低回転角速度取得部32aは、2つのクランク角度位置φ1L,φ2Lそれぞれにおいて、「瞬時角速度」を取得することになる。一例として、第2クランク角度幅ΔφHは、90度(ロータ15の6歯分に相当するクランク角度幅)に設定される。
本実施例では、低回転時第1クランク角度位置φ1Lは、第1TDCの付近に設定される。低回転時第2クランク角度位置φ2Lは、第2TDCの付近に設定される。
本実施例では、高回転時第1クランク角度位置φ1Hは、低回転時第1クランク角度位置φ1Lと異なる位置に設定されている。例えば、低回転時第1クランク角度位置φ1Lよりも前に高回転時クランク角度位置φ1Hは設定される。高回転時第2クランク角度位置φ2Hは、なるべく第2TDCの付近のクランク角度位置に設定されている。本実施形態では、高回転時第2クランク角度位置φ2Hは、単なる一例として、170°ATDCである。第2クランク角度幅ΔφHは、第1クランク角度幅Δφ1Lよりも大きければよく、一例として90°、180°、360°などに設定される。
低回転失火判定部33aは、2つのクランク角速度ω1L,ω2Lの偏差ΔωLを求め、その偏差ΔωLを低回転失火判定閾値THLと比較する。一例として、偏差ΔωLは、低回転時第1クランク角速度ω1Lから低回転時第2クランク角速度ω2Lを減算することによって得られ、閾値THLは正値に設定されている。
以上の機能ブロック32a,32b,33a,33bの動作および機能について、図9を参照して説明する。図9に示す処理は、エンジン1の運転状態が判定領域A1内にある場合において所定のサンプリング周期(例えば、5ms)おきに繰返し実行される。まず、領域判定部31は、エンジン1の運転状態が低回転領域A2にあるか否かを判定する(S1)。
上記失火判定装置30は、角速度取得部32と失火判定部33とを有する。角速度取得部32は、判定対象気筒のTDCである第1TDCの付近と、判定対象気筒の次に点火が行われる次回点火気筒のTDCの第2TDCの付近との間に設定される2つのクランク角度位置φ1,φ2それぞれに対応した2つのクランク角速度ω1,ω2を取得する。失火判定部33は、取得された2つのクランク角速度ω1,ω2の偏差Δωと所定の失火判定閾値THとの比較結果に基づいて判定対象気筒で失火が生じたか否かを判定する。
第2実施形態は、低回転時第2クランク角度位置が第2TDCよりも前に設定されている点で、第1実施形態と相違している。以下、この点を中心にして第2実施形態について説明する。
これまで実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更、削除または追加可能である。
5 気筒
30 失火判定装置
31 領域判定部
32 角速度取得部
32a 低回転角速度取得部
32b 高回転角速度取得部
33 失火判定部
33a 低回転失火判定部
33b 高回転失火判定部
S11,S12,S21,S22 角速度取得工程
S13,S14,S23,S24 失火判定工程
φ1 第1クランク角度位置
φ2 第2クランク角度位置
ΔφL 第1クランク角度幅
ΔφH 第2クランク角度幅
φr 検出分解能
ω1 第1クランク角速度
ω2 第2クランク角速度
Δω (2つのクランク角速度の)偏差
TH 失火判定閾値
Claims (7)
- 判定対象気筒の圧縮上死点である第1圧縮上死点の付近と、前記判定対象気筒の次に点火が行われる次回点火気筒の圧縮上死点である第2圧縮上死点の付近との間に設定される2つのクランク角度位置それぞれに対応した2つのクランク角速度を取得する角速度取得部と、
前記2つのクランク角速度の偏差と、所定の失火判定閾値との比較結果に基づいて、前記判定対象気筒で失火が生じたか否かを判定する失火判定部と、
エンジン回転数が低回転領域にあるか否かを判定する領域判定部と、を備え、
前記角速度取得部は、前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にないと判定されるときの前記クランク角度位置を、前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にあると判定されるときの前記クランク角度位置よりも進角側に設定する、内燃機関の失火判定装置。 - 前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にあると判定されると、
前記角速度取得部は、第1クランク角度幅におけるクランク角変化率を、前記クランク角速度として取得し、
前記失火判定部は、当該2つのクランク角速度の偏差と、所定の低回転失火判定閾値との比較結果に基づいて、前記判定対象気筒で失火が生じたか否かを判定し、
前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にないと判定されると、
前記角速度取得部は、前記第1クランク角度幅よりも長い第2クランク角度幅におけるクランク角変化率を、前記クランク角速度として取得し、
前記失火判定部は、当該2つのクランク角速度の偏差と、所定の高回転失火判定閾値との比較結果に基づいて、前記判定対象気筒で失火が生じたか否かを判定する、請求項1に記載の内燃機関の失火判定装置。 - 前記角速度取得部は、前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にあると判定されるとき、前記第1圧縮上死点以降に得られる情報に基づいて、前記2つのクランク角速度を取得する、請求項1または2に記載の内燃機関の失火判定装置。
- 前記2つのクランク角度位置のうち遅角側である第2クランク角度位置は、前記第2圧縮上死点の付近に設定される、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の内燃機関の失火判定装置。
- 前記2つのクランク角度位置のうち遅角側である第2クランク角度位置は、前記第1圧縮上死点と前記第2圧縮上死点との間の範囲において、前記判定対象気筒で正常燃焼が行われた場合にクランク角速度が最大化されるクランク角度位置の付近に設定される、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の内燃機関の失火判定装置。
- 前記角速度取得部は、前記領域判定部によってエンジン回転数が前記低回転領域にあると判定されるとき、クランク角センサのロータ1歯分に相当するクランク角度幅を経過する際のクランク角度位置の時間変化を前記クランク角速度として求める、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の内燃機関の失火判定装置。
- エンジン回転数が低回転領域にあるか否かを判定する領域判定工程と、
判定対象気筒の圧縮上死点である第1圧縮上死点の付近と、前記判定対象気筒の次に点火が行われる次回点火気筒の圧縮上死点である第2圧縮上死点の付近との間に設定される2つのクランク角度位置それぞれに対応した2つのクランク角速度を取得する角速度取得工程であって、エンジン回転数が所定の低回転領域にないと判定されるときの前記クランク角度位置を、エンジン回転数が前記低回転領域にあると判定されるときのクランク角度位置よりも進角側に設定する角速度取得工程と、
前記角速度取得工程で取得された前記2つのクランク角速度の偏差が所定の失火判定閾値以上であれば、前記判定対象気筒で失火が生じたと判定する失火判定工程と、を備える、内燃機関の失火判定方法。
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