JPH04224275A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の失火状態を判
定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃焼状態を把握する方法とし
て、燃焼室内の圧力（筒内圧）を検出することが一般に
行われており、そのための手段として、例えば特公昭４
１−５１５４号公報，ＳＡＥテクニカルペーパー７５０
８３３号等に開示されるように、圧電式センサによって
筒内圧を検出するように構成された装置や、歪み計式セ
ンサによって筒内圧を検出する装置などがある。

【０００３】そして、かかる筒内圧検出装置で検出され
た気筒別の筒内圧に基づいて気筒別に失火判定を行った
り、また筒内圧に基づいて気筒別の平均有効圧Ｐｉを演
算して、この平均有効圧Ｐｉの変動から検出されるサー
ジトルクによって点火時期やＥＧＲ量を修正したり、さ
らに、実開昭６２−１３２２５２号公報に開示されるよ
うに、前記平均有効圧に基づいて燃料供給量を気筒別に
補正して、気筒間での空燃比のばらつきを改善したりす
ることが行われている。

【０００４】ここで、気筒別の失火判定について説明す
ると、平均有効圧Ｐｉや所定クランク角度区間の筒内圧
力検出値等の絶対値より燃焼状態を検出して失火を判定
しようとするものである。即ち、図５に示すように、通
常の燃焼（以後着火時と称する）行程においては筒内圧
力のピークがピストン位置で例えば上死点（ＴＤＣ　）
後クランク角度１５°に保持されるように点火時期がフ
ィードバック制御されているが、失火判定用スライスレ
ベルＳＬを所定値に設定し、前記筒内圧力検出値のピー
ク値が当該スライスレベルＳＬに達しない場合は、種々
の原因により燃焼室内における燃焼が極めて不完全とな
る所謂失火であると判定しているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、筒内圧
検出装置に用いられる各種のセンサには、製造時の出力
特性ばらつきが発生することはさけられず各気筒別にセ
ンサを設けた場合に、センサによって検出された筒内圧
の気筒間での精度のばらつき（ΔＰ）が発生したり、ま
た温度ドリフト等の影響によりに出力特性がずれること
がある。よって従来の失火判定にあっては前述の如く出
力の絶対値に基づいて失火判定を行っているため、図５
において点線で示すように、着火が行われているにも関
わらず前記出力が前記スライスレベルＳＬに達せず、失
火であると誤判定をする惧れがある。尚、アイドル時に
あっては失火時と着火時との出力の差が小さくなるので
、特に当該誤判定をする惧れがある。

【０００６】尚、失火時における筒内圧ピーク値は図６
に示すように燃焼室内への吸入空気量Ｑ等により変化す
るため、前記スライスレベルＳＬは運転条件毎に設定す
る必要があり、高精度の失火判定を行おうとしても、所
望の精度を確保することが困難であるという問題があっ
た。本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされた
ものであり、各気筒別に設けられたセンサの精度のばら
つきや、温度ドリフトの影響を受けずに高精度の失火判
定を行える内燃機関の失火判定装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る内
燃機関の失火判定装置では、図１に示すように、内燃機
関の各気筒別にそれぞれ設けられて各気筒の筒内圧をそ
れぞれに検出する気筒別筒内圧検出手段と、各気筒の圧
縮行程と燃焼行程とにおける同一のピストン位置を検出
するピストン位置検出手段と、気筒毎に前記同一のピス
トン位置における筒内圧検出値をサンプリングする気筒
別筒内圧サンプリング手段と、気筒別に前記同一ピスト
ン位置における筒内圧検出値を比較し、該筒内圧検出値
が略等しい場合に当該気筒は失火を生じていると判定す
る失火判定手段と、を備える構成とした。

【０００８】

【作用】かかる構成によると、気筒毎に圧縮行程と燃焼
行程とにおける同一のピストン位置における筒内圧検出
値がサンプリングされる。ここで、失火を生じている場
合は筒内圧が上死点を中心に略対称となるので、失火判
定手段により前記両検出値が略等しい場合に失火を生じ
ていると判定することができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の全体構成を示す図２において、４サイク
ル４気筒内燃機関１にはエアクリーナ２，スロットルチ
ャンバ３，吸気マニホールド４を介して空気が吸入され
る。そして、燃焼排気は、排気マニホールド５，排気ダ
クト６，三元触媒７，マフラー８を介して大気中に排出
される。

【００１０】前記スロットルチャンバ３には、図示しな
いアクセルペダルに連動して開閉するスロットル弁９が
設けられており、このスロットル弁９によって機関１の
吸入空気量が制御されるようになっている。また、吸気
マニホールド４の各ブランチ部には、各気筒別に燃料を
噴射供給するための電磁式燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄが
夫々装着されており、マイクロコンピュータを内蔵した
コントロールユニット１１からの噴射パルス信号に応じ
て夫々独立して開制御されるようになっている。前記燃
料噴射弁１０ａ〜１０ｄには、図示しないプレッシャレ
ギュレータで所定圧力に調整された燃料が供給されるよ
うになっており、燃料噴射弁１０ａ〜１０ｄの開弁時間
として燃料噴射量が制御できるようにしてある。また、
コントロールユニット１１には、スタータスイッチ２１
からの始動信号が入力される。

【００１１】各気筒　（♯１〜♯４）　別に筒内圧力を
検出する気筒別筒内圧力検出手段としての筒内圧力セン
サ１２ａ〜１２ｄを設けてある。尚、上記筒内圧力セン
サ１２ａ〜１２ｄは、実開昭６３−１７４３２号公報等
に開示されるように点火栓の座金として装着される圧電
式タイプのものであっても良いが、センサ部を直接燃焼
室内に検出するタイプのセンサの使用がより好ましい。

【００１２】また、機関１の図示しないカム軸には、カ
ム軸の回転を介してクランク角度を検出するピストン位
置検出手段としてのクランク角センサ１３が設けられて
おり、気筒間の行程位相差に相当するクランク角　１８
０°毎の基準クランク角度信号ＲＥＦと、単位クランク
角度信号ＰＯＳとをそれぞれ出力する。尚、前記基準角
度信号ＲＥＦのうち、例えば♯１気筒に対応する信号を
他と区別できるようにしてあり、これにより、基準角度
信号ＲＥＦを各気筒に対応させることができるようにな
っている。

【００１３】そして、コントロールユニット１１は図３
に示すフローチャートに従って、クランク角センサ１３
からの検出信号に基づき筒内圧力センサ１２ａ〜１２ｄ
による筒内圧検出値をサンプリングし、失火を生じてい
るか否かを気筒毎に判定する。従って、気筒別筒内圧サ
ンプリング手段及び失火判定手段としての機能はコント
ロールユニット１１がソフトウェア的に備えている。

【００１４】図３に示すフローチャート及び図４に示す
筒内圧力波形に従って説明すると、ステップ１（図では
Ｓ１と記す。以下同様）ではクランク角センサ１３から
の基準信号ＲＥＦに基づいて気筒（♯ｎ）を判別する。 ステップ２では、クランク角センサ１３により現在のピ
ストン位置の圧縮上死点ＴＤＣ　に対するクランク角度
ＲＣＡ　（上死点前を負，上死点後を正とする）を読込
む。

【００１５】ステップ３では、ステップ２で検出したピ
ストン位置に相当するクランク角度ＲＣＡ　の絶対値｜
ＲＣＡ　｜が、失火判定ピストン位置に相当する失火判
定クランク角度ＭＦＣＡ（図４参照，例えば２０〜３０
°）に合致するか否かを判断し、｜ＲＣＡ　｜＝ＭＦＣ
Ａの場合はステップ４に進む。ステップ４では、前記ク
ランク角度ＲＣＡ　の正負を判断し、負の場合はステッ
プ５に進み、筒内圧センサによる最新のサンプリング値
ＰＮＥＷ　を圧縮行程における基準筒内圧ＰＢＴＤＣと
してセットする。

【００１６】またステップ４で、正と判断された場合は
ステップ６に進み、筒内圧センサによる最新のサンプリ
ング値ＰＮＥＷ　を燃焼行程における比較用筒内圧ＰＡ
ＴＤＣとしてセットする。ステップ７では、ステップ６
でセットしたＰＡＴＤＣとステップ５でセットしたＰＢ
ＴＤＣとの差異と失火判定値ＭＦＤＰとを比較し、（Ｐ
ＡＴＤＣ−ＰＢＴＤＣ）＜ＭＦＤＰと判断された場合は
、当該気筒に失火が生じたため、図４に実線で示すよう
に、当該気筒の筒内圧Ｐが圧縮上死点ＴＤＣ　を中心に
略対称となり、ＰＡＴＤＣとＰＢＴＤＣとが略等しくな
ってその差異が生じないとして、ステップ８に進み、♯
ｎ気筒の失火フラグＦ♯ｎを１にセットする。

【００１７】一方、ステップ７で（ＰＡＴＤＣ−ＰＢＴ
ＤＣ）≧ＭＦＤＰと判断された場合は、当該気筒に関し
ては着火が行われ、当該気筒の筒内圧Ｐのピークがクラ
ンク角度で例えば圧縮上死点（ＴＤＣ　）後１５°に保
持されるように点火時期がフィードバック制御されて（
図４点線参照）、ＰＡＴＤＣはＰＢＴＤＣに較べて高く
なりもって差異が生じたとして、ステップ９に進み♯ｎ
気筒の失火フラグＦ♯ｎをゼロにセットする。

【００１８】そして、各気筒毎に失火フラグＦ♯ｎがた
っているか否かが判定され、気筒毎の失火判定が行われ
る。従って、本実施例によれば、各気筒の圧縮行程と燃
焼行程におけるピストン位置が同一となった場合、即ち
、圧縮上死点ＴＤＣ　に対するクランク角度ＲＣＡ　が
上死点前及び上死点後において失火判定クランク角度Ｍ
ＦＣＡと等しくなった場合の筒内圧検出値を比較する、
所謂相対的な比較を用いて失火判定がなされるので、各
気筒別に設けられた筒内圧力センサ１２ａ〜１２ｄに精
度のばらつきが存在したり、また温度ドリフトの影響を
受けた場合も、前記圧縮行程と燃焼行程における検出値
ともその影響を受けることとなり、相対的には変化が生
じないこととなるので、高精度の失火判定を行うことが
可能となる。

【００１９】尚以上説明した実施例は、各気筒の圧縮行
程と燃焼行程におけるピストン位置が同一となった場合
に、当該気筒の筒内圧検出値を各々１箇所ずつサンプリ
ングするようにして失火判定を行うようにしたが、精度
をさらに高めるために、各気筒の圧縮行程と燃焼行程に
おいてピストンが同一となる位置を複数箇所設定し、当
該位置における筒内圧検出値を複数箇所ずつサンプリン
グするようにして失火判定を行うようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
相対的な比較を用いて失火判定が行われることとなり、
各気筒別に設けられたセンサの精度のばらつきや、温度
ドリフトの影響を受けずに高精度の失火判定を行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】同上実施例における失火判定用のフローチャー
ト。

【図４】筒内圧力波形の具体例を示す図。

【図５】従来例における問題点を説明する図。

【図６】失火時における筒内圧ピーク値を示す図。

【符号の説明】

１　　　　内燃機関 ９　　　　スロットル弁 １１　　　　コントロールユニット １２ａ〜１２ｄ　　　　筒内圧センサ １３　　　　クランク角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の各気筒別にそれぞれ設けられて
   各気筒の筒内圧をそれぞれに検出する気筒別筒内圧検出
   手段と、各気筒の圧縮行程と燃焼行程とにおける同一の
   ピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、気筒
   毎に前記同一のピストン位置における筒内圧検出値をサ
   ンプリングする気筒別筒内圧サンプリング手段と、気筒
   別に前記同一ピストン位置における筒内圧検出値を比較
   し、該筒内圧検出値が略等しい場合に当該気筒は失火を
   生じていると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判定装置。