JPH03246373A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

内燃機関の失火検出装置

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JPH03246373A
JPH03246373A JP4170490A JP4170490A JPH03246373A JP H03246373 A JPH03246373 A JP H03246373A JP 4170490 A JP4170490 A JP 4170490A JP 4170490 A JP4170490 A JP 4170490A JP H03246373 A JPH03246373 A JP H03246373A
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JP
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cylinder pressure
misfire
cylinder inner
inner pressure
combustion chamber
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JP4170490A
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English (en)
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Hiromichi Miwa
博通 三輪
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の失火検出装置に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の失火検出装置の従来例として、以下のような
ものがある(特開昭61−23876号公報、特開昭6
2−95437号公報及び特開昭62−30932号公
報参照)。
すなわち、機関燃焼室の筒内圧力を所定クランク角度毎
に検出し、圧縮上死点を中心として前後の2つのクラン
ク角位置にて検出された筒内圧力を比較し、それらの検
出値が定められた関係にあるときに失火と判定するよう
にしている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の失火検出装置において
は、圧縮上死点を中心として前後の2つのクランク角位
置における筒内圧力の関係から失火を判定するようにし
ているので、点火時期が過進角されて筒内圧力のピーク
が第9図中鎖線示の如く略圧縮上死点位置にある異常燃
焼時にも失火と誤判定するという不具合がある。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、失
火と異常燃焼時とを判別して失火を高精度に検出できる
失火検出装置を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第1図に示すように、機関燃焼室
の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段Aと、機関のク
ランク角度を検出するクランク角度検出手段Bと、筒内
圧力のサンプリング時期を設定するサンプリング時期設
定手段Cと、設定されたサンプリング時期に前記筒内圧
力検出手段Aの筒内圧力検出信号をサンプリングするサ
ンプリング手段りと、前記サンプリング時期における燃
焼室容積を設定する燃焼室容積設定手段Eと、設定され
た燃焼室容積と前記サンプリングされた筒内圧力検出信
号に基づいて当該筒内圧力検出信号のバイアス量を設定
するバイアス量設定手段Fと、設定されたバイアス量に
基づいて、サンプリングされた筒内圧力検出信号を補正
し筒内圧力を求める筒内圧力補正手段Gと、補正された
筒内圧力と前記燃焼室容積とに基づいて非燃焼時のモー
タリング圧力を予測するモータリング圧力予測手段Hと
、予測されたモータリング圧力と前記補正された筒内圧
力とに基づいて失火を判定する失火判定゛手段■と、を
備えるようにした。
〈作用〉 このようにして、筒内圧力検出手段の筒内圧力検出信号
をバイアス量により補正して筒内圧力を求めると共に、
非燃焼時のモータリング圧力を予測し、この予測された
モータリング圧力と補正された筒内圧力とを比較して失
火を判定するようにした。
〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第2図〜第8図に基づいて
説明する。
第2図において、機関燃焼室の筒内圧力を検出する筒内
圧力検出手段としての筒内圧センサ1〜6が気筒毎(本
実施例では6気筒)に設けられており、これら筒内圧セ
ンサ1〜6は圧電素子により筒内圧力を電荷信号に変換
してチャージアンプ7〜12に出力する。前記チャージ
アンプ7〜12は電荷信号を電圧信号に変換してマルチ
プレクサ13に出力する。
マルチプレクサ13は後述の切換信号に基づいて選択さ
れた気筒の筒内圧センサ1〜6の検出信号をローパスフ
ィルタ14を介して制御装置15のI10インターフェ
ース16に出力する。前記ローパスフィルタ14は、ノ
ッキング振動や点火ノイズ等の筒内圧力の検出に不用で
誤検出の原因となる高周波域の成分を取り除き、所定周
波数以下の低周波成分のみを通過させるものである。
前記制御装置15にはCPU17、ROM1B、RAM
19、A/D変換器20が備えられており、CPU17
は、ROM1Bに書込まれているプログラムに従ってI
10インターフェース16から必要とする外部データを
読込んだり、またRAM19との間でデータの授受を行
ったりしながら燃焼状態に関連するパラメータの算出に
必要な処理値を演算処理し、必要に応じて処理したデー
タをI10インターフェース16に出力する。I10イ
ンタフェース16には前記ローパスフィルタ14、クラ
ンク角検出手段としてのクランク角センサ21、エアフ
ローメータ22からの信号が入力されると共に、I10
インターフェース16からはCPU17の命令に従って
前記マルチプレクサ13に切換信号が出力される。
前記A/D変換器20は、CPU17の命令に従ってI
10インターフェース16に入力される外部信号をA/
D変換する。また、ROM1BはCPU17におけるプ
ログラムを格納し、RAM19は演算等に使用するデー
タをマツプ等の形で記憶している。
前記クランク角センサ21は、所定クランク角度(6気
筒機関ではクランク角度で120°)毎に、角気筒の圧
縮上列前の所定クランク角度で、基準信号を出力すると
共に、単位クランク角度(例えば1°)毎に単位信号を
出力する。したがって、前記基準信号の入力周期成いは
カウント数により機関回転速度を検出できる。また、エ
アフローメータ22は、吸入空気流量に対応する信号を
出力する。
ここでは、CPU17がサンプリング時期設定手段とサ
ンプリング手段と燃焼室容積設定手段とバイアス量設定
手段と筒内圧力補正手段とモータリング圧力予測手段と
失火判定手段とを構成する。
次に作用を第3図〜第7図のフローチャートに従って説
明する。
まず、第3図のフローチャートに示す筒内圧力のサンプ
リング時期決定ルーチンを説明する。
Slでは、基準信号が入力されたか否かを判定し、YE
SのときにはS2に進みNOのときにはルーチンを終了
させる。
S2では、基準信号の入力時に起動されるルーチン(説
明せず)により決定された点火時期ADVを読込む。
S3では、読込まれた点火時期ADVが所定値Cより小
さい(圧縮上死点に近い)か否かを判定し、YESのと
きにはS4に進みNoのときにはS5に進む。
S4では、第2サンプリング時期ANC2を次式により
演算される。
ANG2=REFANG−C REFANGは基準信号発注時のクランク角度から圧縮
上死点までのクランク角度であり、ANG2は基準信号
発生時からサンプリング時期までのクランク角度である
S5では、第2サンプリング時期ANC2を次式により
演算する。
ANG2=REFANG−ADV S6では、S4若しくはS5にて演算された第2サンプ
リング時期ANC2から所定値Aを減じてaを算出する
。これは、サンプリング時期を点火時期より前に設定す
るためである。
S7では、算出されたaが所定値ANGX以下か否かを
判定し、YESのときにはS8に進みNOのときにはS
9に進む。前記所定値ANGXはMPXANG+Bの値
であり、MPXANGは基準信号発生時からマルチプレ
クサ13が切換えられるまでのクランク角度で、また、
Bは設定値である。これはマルチプレクサ13切換時の
筒内圧力には誤差が含まれるため、筒内圧力のサンプリ
ング時期を前記切換時から設定値Bだけ遅らせるためで
ある。
S8では、前記A、NGXを第1サンプリング時期AN
GIとして設定する。
S9では、前記aを第1サンプリング時期ANG1とし
て設定する。
S10では、第3サンプリング時期ANG3として前記
REFANGを設定する。従って、第3サンプリング時
期ANG3は圧縮上死点に設定される。
Sllでは、第4サンプリング時期ANG4を前記設定
された第1サンプリング時期ANG1とREFANC;
とに基づいて次式により演算される。
ANG4=2XREFANC−ANGIこのようにして
、第4サンプリング時期ANG4を演算すると、第4サ
ンプリング時期ANG4と第1サンプリング時期ANG
1とは圧縮上死点に対して対称のクランク角度に設定さ
れる。
次に、前記各サンプリング時期に実行されるルーチンを
第4図のフローチャートに従って説明する。
S21では、基準信号が入力されたか否かを判定し、Y
ESのときにはS22に進みNoのときにはS23に進
む。
S22では、タイマのカウント値CRANGを初期値(
零)にクリアする。
S23では、前記カウント値CRANGのカウントを継
続する。すなわち、前記1°ごとの単位信号の入力毎に
カウント値CRANGをカウントアツプする。従って、
カウント値CRANGは前記基準信号発生時からのクラ
ンク角度毎に相当する。
324では、前記カウント値CRANGが前記マルチプ
レクサ13の切換クランク角度MPXANC;になった
か否かを判定し、YESのときにはS25に進みNOの
ときにはS26に進む。
S25では、マルチプレクサ13に所望気筒の筒内圧縮
を読込むべく切換信号を出力する。
326では、前記カウント値CRANGが第1サンプリ
ング時期ANG1になったか否かを判定し、YESのと
きにはS27に進みNoのときにはS29に進む。
S27では、マルチプレクサ13を介して筒内圧力セン
サl〜6により検出された所望気筒の筒内圧力を読込む
328では、読込れた筒内圧力を第1サンプリング時期
ANG1に対応させてRAM19に記憶させる。
S29では、前記カウント値CRANGが第2サンプリ
ング時期ANC2になったか否かを判定し、YESのと
きにはS30に進みNoのときにはS35に進む。
S30では、筒内圧力センサ1〜6により検出された所
望気筒の筒内圧力センサを読込む。
S31では、読込れた筒内圧力を第2サンプリング時期
ANC2に対応させてRAM19に記憶させる。
S32では、バイアス量Xを後述の第5図のフローチャ
ートに示すルーチンに従って、演算する。
S33では、RAM19に記憶されている第1サンプリ
ング時期ANG1の筒内圧力PEIを、前記バイアス量
Xに基づいて次式により補正し、筒内圧力PIを求める
P1=PE1+X 534では、RAM19に記憶されている第2サンプリ
ング時期ANG2の筒内圧力PE2を、前記バイアス量
Xに基づいて、次式により補正し、筒内圧力P2を求め
る。
P2=PE2+X 535では、カウント値CRANGが第3サンプリング
時期ANG3になったか否かを判定し、YESのときに
はS36に進みNOのときには339に進む。
S36では、筒内圧力センサ1〜6により検出された所
望気筒の筒内圧力PE3を読込む。
S37では、読込れた筒内圧力PE3を、前記バイアス
量Xに基づいて、次式により補正し、筒内圧力P3を求
める。
P3=PEa+X 33Bでは、圧縮上死点における未燃焼時(点火されな
いとき)のモータリング圧力を、後述の第6図のフロー
チャートに示すルーチンに従って、演算する。
S39では、前記カウント値CRANGが第4サンプリ
ング時期ANG4になったか否かを判定し、YESのと
きにはS40に進みNOのときにはルーチンを終了させ
る。
S40では、筒内圧力センサ1〜6により検出された所
望気筒の筒内圧力PE4を読込む。
S41では、読込れた筒内圧力PE4を、前記バイアス
量Xに基づいて、次式により補正し、筒内圧力P4を求
める。
P4=PEd+X 542では、求められた筒内圧力P4をRAM19に記
憶する。
S43では、失火判定を、後述の第7図のフローチャー
トに示すルーチンに従って、行う。
次に、バイアス量の演算ルーチンを、第5図のフローチ
ャートに従って説明する。
351では、第1サンプリング時期ANGIと第2サン
プリング時期ANC2とにおける燃焼室容積Vl、■2
を、例えばROM1Bからマツプの検索により、読込む
S52では、ポリトロープ指数PNをマツプから検索す
る。このポリトロープ指数PNは一般的に1.3程度に
設定されている。
S53では、前記燃焼室容積v1、v2とポリトロープ
係数PNとに基づいて、係数Bを次式により演算する。
B= (V 1/V2) ′N 尚、係数Bは、燃焼室容積■1、■2に対してマツプに
割付けて、マツプから検索するようにしてもよい。
354では、RAM19に記憶されている前記筒内圧力
PEI、PE2と前記係数Bとに基づいて、バイアスX
を次式により演算する。
X= (PE2XB−PEI)/ (1−B)ところで
、筒内圧センサ1〜6の出力値による検出筒内圧力と燃
焼室の真の筒内圧力とには、第8図に示すように、誤差
が発生しやすい。特に、点火栓の座金部の座金部に取付
けられる筒内圧センサの場合には出力値が周囲の温度変
化に対して変動しやすい。このため、サンプリング時期
ANG1、ANC2における燃焼室容積■1、■2とポ
リトロープ係数PNとから断熱変化時の真の筒内圧力変
化に対応する係数Bを算出すると共に、この係数Bと筒
内圧センサ1〜6により検出された筒内圧力PEI、P
E2とからバイアス量χ(第8図参照)を算出して筒内
圧センサ1〜6の出力値から真の筒内圧力を検出できる
ようにしたのである。ここで、始動時、暖機、負荷等に
よってバイアス量Xはサイクル毎に変化するため、バイ
アス量Xは常に演算するようにしている。
次に、モータリング圧力の演算ルーチンを、第6図のフ
ローチャートに従って、説明する。
S61では、第2サンプリング時期ANG2と第2サン
プリング時期ANC;3とにおける燃焼室容積■2、■
3を、例えばマツプ検索により、読込む。
S62では、ポリトロープ係数PNをマツプから検索す
る。
S 6’3では、前記燃焼室容積■1、■2とポリトロ
ープ係数PNとに基づいて、断熱変化時の真の筒内圧力
変化に対応する係数Cを次式により演算する。
C= (V 2/V 3 ”) ” 尚、係数Cは、燃焼室容積■2、■3に対してマツプに
割付けて、マツプから検索するようにしてもよい。
S64では、演算された係数Cと、前記第3図の334
にて得られた第2サンプリング時期ANG2の筒内圧力
P2と、に基づいて、圧縮上死点におけるモータリング
圧力PMOT3を次式により演算する。
PMOT3=P2xC 尚、第2サンプリング時期、ANG2は、点火開始直前
であるため、筒内圧力P2はモータリング圧力となる。
次に、失火判定ルーチンを第7図のフローチャートに従
って説明する。
S71では、前記S33にて算出された第1サンプリン
グ時MANG1の筒内圧力PIと、前記S41にて算出
された第4サンプリング時期ANG4の筒内圧力P4と
、が略等しいか否かを判定し、YESのときすなわち圧
力上死点の前後の対称クランク角位置の筒内圧力が略等
しいときにはS72に進みNOのときにはS74に進む
S72では、前記S37にて算出された第3サンプリン
グ時期ANG3の筒内圧力P3と、前記S64にて算出
された圧縮上死点におけるモータリング圧力PMOT3
と、が略等しいか否かを判定し、YESのときにはS7
3に進みNOのときにはS74に進む。
S73では、失火が発生したことを失火フラッグ=1と
してRAM19に記憶させる。
374では、失火の発生がないことを失火フラッグ=0
としてRAM19に記憶させる。
以上説明したように、圧縮上死点に対して対称クランク
角位置である第1サンプリング時期ANC1と第4サン
プリング時期ANG4とにおける筒内圧力が略等しく、
かつ圧縮上死点における筒内圧力が演算により予測され
た未燃焼時のモータリング圧力と略等しいときに、失火
と判断するようにしたので、過進角による異常燃焼時(
第9図参照)と失火とを判別して失火の判断を行うこと
ができ、もって失火判定精度を向上できる。また、筒内
圧センサl〜6により検出された筒内圧力をバイアスI
Xにて補正するようにしたので、燃焼室の真の筒内圧力
を高精度に検出でき、これによっても失火判定精度を向
上できる。
〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、筒内圧力検出手段によ
り検出された筒内圧力をバイアス量により補正すると共
に、サンプリング時期における燃焼室容積と筒内圧力と
から未燃焼時のモータリング圧力を予測し、このモータ
リング圧力と補正された筒内圧力とから失火を判定する
ようにしたので、異常燃焼時と判別して失火を判定でき
、失火判定精度を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明の一
実施例を示す構成図、第3図〜第7図は同上のフローチ
ャート、第8回は同上の作用を説明するための図、第9
図は従来の欠点を説明するための図である。 1〜6・・・筒内圧力センサ  15・・・制御装置1
8・・・ROM   19・・・RAM   21・・
・クランク角センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関燃焼室の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
    機関のクランク角度を検出するクランク角度検出手段と
    、筒内圧力のサンプリング時期を設定するサンプリング
    時期設定手段と、設定されたサンプリング時期に前記筒
    内圧力検出手段の筒内圧力検出信号をサンプリングする
    サンプリング手段と、前記サンプリング時期における燃
    焼室容積を設定する燃焼室容積設定手段と、設定された
    燃焼室容積と前記サンプリングされた筒内圧力検出信号
    に基づいて当該筒内圧力検出信号のバイアス量を設定す
    るバイアス量設定手段と、設定されたバイアス量に基づ
    いて、サンプリングされた筒内圧力検出信号を補正し筒
    内圧力を求める筒内圧力補正手段と、補正された筒内圧
    力と前記燃焼室容積とに基づいて非燃焼時のモータリン
    グ圧力を予測するモータリング圧力予測手段と、予測さ
    れたモータリング圧力と前記補正された筒内圧力とに基
    づいて失火を判定する失火判定手段と、を備えたことを
    特徴とする内燃機関の失火検出装置。
JP4170490A 1990-02-22 1990-02-22 内燃機関の失火検出装置 Pending JPH03246373A (ja)

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Cited By (3)

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