JPH03249359A - 内燃機関の失火判定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は内燃機関の失火判定装置に関する。

［従来の技術］ 従来、内燃機関の失火を検出して故障診断あるいは排気
カス処理などに利用するために、各気筒のクランク軸回
転速度の偏差を算出し、この偏差から各気筒の失火発生
を検出する方法か提案されている（特開昭５８−１９５
３２号公報）。この方法では上記偏差を一定のしきい値
と比較して、偏差が大きい場合は正常点火、偏差か小さ
い場合は失火と判別している。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、前述のような失火検出方法では、排気ガ
ス分析や火炎検出などの複雑な手段を要しないので、実
施上有利ではあるか、走行時、例えば路面の凹凸など路
面情況か変動したり加減速操作を行ったりする場合、ク
ランク軸回転速度か変動して正常に点火が行われている
にもかかわらず失火と誤判定してしまうという問題点か
ある。このような失火の誤判定か生じると、失火情報に
基づいて行う排気カス処理や故障診断に影響か生じてし
まう。例えば、実際には失火しているにもかかわらず、
正常に点火したと判定すれば、失火によるハイドロカー
ボンの急増やそれによる触媒寿命の低下を検出すること
ができず、各種対応策を速やかに実施することができな
い。一方、失火の誤判定を防ぐためにしきい値を厳しく
設定すれば、失火しないにもかかわらず上記理由により
頻繁に失火警報を発生したり、失火対策を自動遂行した
りする事態か生じる。

また、検出した失火に対応してハイドロカーボン増加量
や触Ｗ痔命の推定、ハイドロカーボン急増に対応する排
気ガス処理の強化、あるいは触媒交換時期の判別などを
行なったりする場合、失火によるハイドロカーボン生成
量が水温やエンジン負荷などの運転条件の変動により種
々異なるために、上記したように単純に失火を検出した
だけではハイドロカーボン生成量変化や触媒寿命を推定
することができず、排気カス処理や触媒管理上、不都合
であった。

本発明は前述のような問題点に鑑みなされたもので必り
、その目的は失火の誤判定を防止するとともに、排気ガ
ス対策上重要な、失火判定時におけるハイドロカーボン
増加量変動を運転条件にかかわらず低減し得る内燃機関
の失火判定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関の失火判定装置は、往復内燃機関の水
温、クランク軸回転速度、エンジン負荷を検出する各検
出手段と、各気筒のクランク軸回転速度の偏差を算出す
る回転数偏差算出手段と、前記偏差から各気筒の単失火
発生の有無を検出する単失火検出手段と、前記単失火の
発生頻度を算出する単失火頻度算出手段と、水温及びエ
ンジン負荷の変動に応じて前記しきい値を設定するしき
い値設定手段と、前記単失火の発生頻度と前記しきい値
と比較して失火状態発生を判別する失火状態判別手段と
、を備えることを特徴としている。

なおこの明ｍ書では、１回の失火を単失火とよび、失火
頻度があるしきい値を越える状態を失火状態と呼ぶ。

［作用］ 本発明では、失火状態判別手段が単失火の発生頻度をし
きい値と比較して機関の失火状態発生を判別し、しきい
値設定手段か水温及びエンジン負荷の変動に応じてしき
い値を設定する。

ずわわち本発明によれば、１回１回の単失火ではなく、
一定期間内の失火確率の大小により失火状態及び点火状
態の判別を行っており、しかもその判別のためのしきい
値を運転条件に応じて変えて（例えば、水温及びエンジ
ン負荷の変動に逆比例的に連動してしきい値を変更して
）、失火状態判定時にあけるハイドロカーボン発生量の
変動を抑止し、失火状態とまだ判定していないにもかか
わらず、ハイドロカーボン生成量は急増するといった状
況か生まれることを防いでいる。

この結果、低水温時には高水温時よりも１失大当たりの
ハイドロカーボン生成量がはるかに多いので、通常より
厳しく失火状態を判別（検出）して、エンジンあるいは
排気ガス処理装置を最適制御したり、適切な失火警報を
出力することができる。

［実施例］ 本発明の装置の各構成要件の関係を第３図に示し、本発
明の一実施例を第１図に示す。

この内燃機関の失火判定装置は、水冷式４気筒カツリン
エンジン１００に適用されたものであり、エンジン１０
０の水温ＴＨＷ、クランク軸回転速度Ｎｅ、空気吸入量
Ｑを検出する空気流量センサ１、水温センサ２、クラン
ク軸回転角度センサ３と、これら各センサの出力信号を
受取ってエンジン１００を電子制御するＥＣＵ（エンジ
ンコントロールユニット〉４とからなる。

ここで、空気流量センサ１はクランク軸回転速度センサ
３とともに本発明でいうエンジン負荷検出手段を構成し
、水温センサ２は水温検出手段を、クランク軸回転角度
センサ３はクランク軸回転速度検出手段を構成している
。また、ＥＣＵ４は、回転数偏差算出手段、単失火検出
手段、単失火頻度算出手段、失火状態判別手段及びしき
い＠設定手段を構成している。なお、これら各センサに
っいては良く知られているので詳細説明は略する。

更【こ、以下の説明において、１回の失火を単失火とよ
び、失火頻度かあるしきい値を越える状態を失火状態と
呼んで区別する。

以下、第２図のフローチャートを参照して、この失火判
定装置の動作を説明する。

第２図のフローチャートはＥＣＵ４のメインルーチンの
一部をなすものであって、例えば４ｍ５ｅｃといった短
周期で繰返されている。

まず、クランク軸回転角度センサ３からクランク軸回転
角度信号を取込んでクランク軸角度か上死点後の９０度
位置にきたかどうかを判別しく５１０）、９０度位置に
達していなければ３１４に飛び、９０度位置に達すれば
、クランク軸回転角度センサ３から出力されるクランク
軸回転角度信号の単位時間当たりの変化量からこの時点
のクランク軸回転速度Ｎｅを求め、求めたクランク軸回
転速度Ｎｅを最大回転速度Ｎｅｍａｘとして所定レジス
タにセットする。（Ｓ１２＞。

次に、５１０て取込んだクランク軸角度か上死点位置で
あるかどうかをを判別しく５１４）、上死点位置に達し
ていなければ第２図以下のフロチャートを迂回して本ル
ーチンを終了し、上死点位置に達していれば上死点到達
回数を示す累積値０丁ＤＣに１を加え（Ｓ１６）、更に
、この時点のクランク軸の回転速度Ｎｅを求め、求めた
クランク軸回転速度Ｎｅを最小回転速度Ｎｅｍ１ｎとし
て所定レジスタにセットする。（Ｓ１８）。

そして、最大回転速度Ｎｅｍａｘと最小回転速度Ｎｅｍ
１ｎとの偏差ΔＮｅを所定レジスタにセットする（３２
０＞。

次に、偏差ΔＮｅか所定しきい値に１以上であれば、単
失火は発生していないとしてこのフロチャートを迂回し
て次にステップ（図示せず）に飛び、偏差ΔＮｅか所定
しきい値に１より小さければ（Ｓ２２＞、点火爆発によ
るクランク軸の瞬時的な増速か生じなかった、即ち失火
か発生したものとして失火回数を示す累積値Ｃ〜ＩＦに
１を加える（Ｓ２４＞。

次に、上死点到達回数（すなわち理想点火爆発回数）を
示す累積値ＣＴＤＣか１００以上になったかどうかを調
べ（Ｓ２６＞、なっていなければ第２図のフローチャー
トを迂回して本ルーチンを終了し、なっていれば失火頻
度算出時期がきたとして、失火頻度Ｃ＝ＣＭＦ／ＣＴＤ
Ｃを計算覆−る（Ｓ２８＞。

次に、水温センサ２から水温ＴＨＷを採り、この水温下
ＨＷをパラメータとしてＲＯＭ１のテーブルから水温補
正済みしきい値に２を求める（Ｓ３０）。この水温補正
済みしきい値に２と水ＷＴＨＷとの関係を第４図に示す
。この図かられかるように、水温補正済みしきい値に２
は水温下ＨＷの増加とともに急増する特性をもっている
。

次に、空気流量センサ１がら空気吸入量Ｑを採取し、採
取した空気吸入量Ｑをこの時点で求めたクランク軸回転
速度Ｎｅで除算してエンジン負荷Ｑ／Ｎｅを求め、この
エンジン負荷Ｑ／ＮｅをパラメータとしてＲＯＭのテー
ブルからエンジン負荷補正済みしきい値に３を求める（
Ｓ３２）。このエンジン負荷補正済みしきい値に３とエ
ンジン負荷Ｑ／Ｎｅとの関係を第５図に示す。この図か
られかるように、エンジン負荷補正済みしきい値に３は
エンジン負荷Ｑ／Ｎｅの増加とともに急減する特性をも
っている。

次に、両しきい値に２とに３を乗算して失火状態判別し
きい値に４を算出しく５３４）、この失火状態判別しき
い値に４と、実際に算出した失火頻度Ｃとを比較する（
３３６）。そして、もし失火頻度Ｃか失火状態判別しき
い値に４より小さければ、多少の単失火はあっても制御
あるいは警報出力を必要とするような失火状態には至っ
ていないものとして失火処理（Ｓ３８）を省略してＳ４
０に飛び、失火頻度Ｃか失火状態判別しきい値に４以上
であれば、失火処理を要する失火状態にあるものとして
、故障診断や失火警報出力といった各種の失火処理を行
い（３３８）、その後、ＣＴＤＣ，ＣＭＦをリセットし
て、この失火判定ルチンを終える。

上記ルーチンにおいて、ステップ３１０−３２０は回転
数偏差算出手段に相当し、ステップＳ２２は単失火検出
手段に相当し、ステップ３２８は単失火頻度障出手段に
相当し、ステップＳ３６は失火状態判別手段に相当し、
ステップ８３０〜Ｓ３４はしきい値変更手段に相当して
いる。

−回の失火すなわち一単失火当たりのハイドロカーボン
生成量と水温下ＨＷとの関係を第６図に、−単失火当た
りのハイドロカーボン生成量と空気吸入量Ｑ／Ｎｅとの
関係を第７図に示す。第３図〜第７図かられかるように
、しきい値に４＝に２ＸＫ３か水温ＴＨＷ及び空気吸入
量Ｑ／Ｎｅと連動して変化して失火に随伴するハイドロ
カーボン量の変動を相殺しているので、失火処理を行う
（Ｓ３６）時点におけるハイドロカーボン発生量は水温
ＴＨＷ及び空気吸入量Ｑ／Ｎｅの変動にかかわらずほぼ
一定レベルとなり、生成ハイドロ力ボン量を確実に認識
した状態でこの失火処理（Ｓ３６）を行うことかできる
。また、水温低下及びエンジン負荷増大時における失火
によりハイドロカーボン生成量が急増しても、失火判定
レベルを厳しくしているので、失火と判定しない状態に
おいてハイドロカーホン生成量が急増するという事態か
生じることかない。

更に、失火の誤検出、過少検出、過剰検出かなく、運転
条件の変動にかかわらず、一定量のハイドロカーボンの
生成を伴う失火状態を確実【ご判別することかできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の失火判定装置は、クラン
ク軸回転速度の偏差から一膨脹工程毎の単失火を検出し
、この単失火の発生頻度を、水温及びエンジン負荷の変
動に連動するしきい値と比較して失火状態を判別するの
で、路面情況か変動したり加減速操作を行ったりする場
合でも誤判定か生じにくく、しかも、失火状態と判定し
た場合におけるハイドロカーボン生成量の変動を抑止し
、失火に随伴してハイドロカーボンが急増する運転条件
時には失火を厳しく検出してハイドロカーホン急増に対
応することができるという優れた効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の失火判定装置を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の失火判定装置の動作を示すフロ
ーチャート、第３図は本発明装置の各構成要件間の関係
を示す図、第４図は水温下ＨＷと水温補正済みしきい値
に２との関係を示す特性図、第５図は空気吸入量Ｑ／Ｎ
ｅと空気吸入量補正済みしきい値に３との関係を示す特
性図、第６図は一回の失火すなわち一単失火当たりのパ
イトロカーボン生成量と水ｍＴＨＷとの関係を示す特性
図、第７図は一単失火当たりのハイドロカーボン生成量
と空気吸入ｍＱ／Ｎｅとの関係を示す特性図である。 １・・・空気流量センサ （エンジン負荷検出手段） ２−・・水温センサ （水温検出手段） ３・・・クランク軸回転角度センサ （クランク軸回転速度検出手段、 エンジン負荷検出手段） ４・・・ＥＣＵ （回転数漏差算出手段、 単失火検出手段、 単失火頻度算出手段、 失火状態判別手段 しきい値変更手段） 待訂出願人　　日本電装株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の水温、クランク軸回転速度、エンジン負荷を
   検出する各検出手段と、 各気筒のクランク軸回転速度の偏差を算出する回転数偏
   差算出手段と、 前記偏差から各気筒の単失火発生の有無を検出する単失
   火検出手段と、 前記単失火の発生頻度を算出する単失火頻度算出手段と
   、 水温及びエンジン負荷に応じてしきい値を設定するしき
   い値設定手段と、 前記単失火頻度と前記しきい値と比較して失火状態を判
   別する失火状態判別手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。