JPH0526095A - 失火検知装置 - Google Patents

失火検知装置

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JPH0526095A
JPH0526095A JP3180843A JP18084391A JPH0526095A JP H0526095 A JPH0526095 A JP H0526095A JP 3180843 A JP3180843 A JP 3180843A JP 18084391 A JP18084391 A JP 18084391A JP H0526095 A JPH0526095 A JP H0526095A
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JP
Japan
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misfire
cylinder
value
output
digital filter
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JP3180843A
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English (en)
Inventor
一郎 ▲まき▼
Ichirou Maki
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/12Testing internal-combustion engines by monitoring vibrations

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車に既に装着されてあるノックセンサの
ような振動センサを使用して、失火時に生じる振動波形
の大きさから各気筒ごとに失火を検知する。 【構成】 エンジン振動を検出する振動センサ1の信号
より、LPF2、ADC3を通してデジタルフィルタ4
により、失火時に生じる失火を特徴とする失火成分の信
号を抽出し、レベル検出部91にてデジタルフィルタ信
号の最大値と最小値を検出し判定値算出部94に入力す
る。この判定値算出部94において点火気筒位置を示す
シリンダセンサ7の信号により各気筒ごとに判定値を算
出する。失火判定部95において、メモリ96のデータ
と判定値算出部94の判定値とによって各気筒ごとに失
火を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用内燃機関の失火
検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境汚染に関して自動車の排ガス
規制が重要視されており、その一環として、失火検出が
必要となっている。即ち、失火検出することによって、
点火されずに自動車から生ガスが排出されるのを防ぐの
である。本装置は、この目的の為に失火情報をガソリン
の噴射を制御するコントロール・ユニットにおくり、失
火している気筒にたいする噴射を停止させる。
【0003】以下に従来の失火検出装置について説明す
る。図4は従来の失火検出装置の内圧センサの一例を示
すものである。図4において、41はエンジンシリンダ
に取り付けられている点火プラグである。42は点火プ
ラグのガスケットの代わりに取り付けられた内圧センサ
である。
【0004】以上のように構成された内圧センサ42に
ついて、以下その動作について説明する。内圧センサを
取り付けた点火プラグをエンジンに締め付けると圧縮荷
重がかかる。この状態でシリンダ内圧が上がると点火プ
ラグは外へ押し出され、内圧センサの圧縮荷重は減少す
る。このようにシリンダ内圧に応じて圧縮荷重が変動
し、その変動に対応した出力が得られます。その様子を
図5に示す。図5のようにエンジンの圧縮・爆発行程に
おけるシリンダ内圧は、点火した時と失火した時では、
圧力差が大きい。従って、この圧力差を比較することに
よって失火と点火を区別できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の失火検出装置では、内圧センサ42の信頼性やコス
トの点で問題があり、研究レベル・実験室レベルのもの
であり、実用化レベルには達していないのが現状であ
る。
【0006】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、車載として実用化している振動センサ、例えば圧
電型ノックセンサを用いて低コスト化を図ると共に、エ
ンジンの失火を各気筒ごとに確実に検出し、自動車から
生ガスが排出されるのを防止することのできる優れた失
火検知装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、エンジン振動を検出する振動センサと、こ
の振動センサの信号より失火成分を抽出するデジタルフ
ィルタと、このデジタルフィルタ出力とエンジンの点火
時期信号とシリンダセンサ信号とから、各気筒ごとに失
火を判定する失火検出部とを備えたものである。
【0008】
【作用】したがって、本発明によれば、デジタルフィル
タにより振動センサ信号から失火時に生じる失火を特徴
とする失火成分の信号を抽出し、点火時期信号とシリン
ダセンサ信号より各気筒ごとに失火を検出することがで
き、また既に装着されているノックセンサをそのまま利
用して、エンジンなどに何ら変更を必要とせずに失火を
検出することができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0010】図1において、1は自動車のエンジンに取
りつけられてエンジン振動を検出する振動センサであ
る。2は振動センサ1の出力より不要成分を取り除くロ
ーパスフィルタ(以下LPFという)であり、3はLP
F2の出力をデジタル変換するアナログデジタルコンバ
ータ(以下ADCという)であり、4はADC3の出力
から失火成分のみを抽出するデジタルフィルタである。
5はエンジンの点火時期を検出する点火時期センサであ
り、この点火時期センサ5の出力は波形整形回路6によ
り波形整形される。7は点火する気筒位置を示すシリン
ダセンサであり、このシリンダセンサ7の出力は波形整
形回路8により波形整形される。9はデジタルフィルタ
4と点火時期センサ5とシリンダセンサ7の出力から失
火を判定する失火検出部であり、失火が検出された場合
には失火検出出力端10に信号を発生させる。この失火
検出失部9は、デジタルフィルタ4の出力の最大値と最
小値のレベルを検出するレベル検出部91と、波形整形
された点火時期信号5の信号よりエンジンの回転数を算
出する回転数算出部92と、波形整形された点火時期信
号5及びシリンダセンサ7の出力より点火している気筒
位置を判別する気筒判別部93と、失火の判定基準値を
算出する判定値算出部94と、失火を判定するのに必要
な判定基準値や測定した波形のレベルなどのデータが記
憶されたメモリ96と、前述の各種出力及びデータより
失火を判定する失火判定部95とを備えている。
【0011】図2は振動センサ1の周波数分析図を示し
ている。図2に示すように、失火したときと点火したと
きでは、低周波(たとえば30〜500Hz近傍)にお
いて振動センサ1のレベルに明らかな差があり、このレ
ベル差により失火を検出することができる。
【0012】以上のように構成された失火検知装置につ
いて、図を参照しながらその動作を説明する。図1にお
いて、振動センサ1の出力はLPF2により不要成分、
例えば1kHz以上の周波数が取り除かれ、ADC3に
よりアナログ値からデジタル値に変換される。このデジ
タル値に変換された振動センサ1の出力はデジタルフィ
ルタ4により失火成分のみが抽出される。このデジタル
フィルタ4はバンドパス・フィルタであり、フィルタ特
性は振動センサ1の信号にのっているメカノイズやノッ
ク振動などを除くため、下のカットオフ周波数は10〜
50Hz、上のカットオフ周波数は500〜1000H
zの急峻な減衰特性となっている。デジタルフィルタ4
からの出力はレベル検出部91に入力される。また、点
火時期センサ5より発生する点火タイミングを示す信号
は、波形整形回路6により波形整形されてレベル検出部
91と回転数算出部92と気筒判別部93に入力され
る。シリンダセンサ7の出力は波形整形回路8により波
形整形されて気筒判別部93に入力される。
【0013】判定値算出部94はレベル検出部91より
の各点火ごとの最大値と最小値の差(L1・L2・・・L
n)を用いて下式より失火を判別する判定値を算出す
る。
【0014】 判定値=((L1+L2+・・・+Ln)/n)×A 但し、nは所定の点火回数、Aは所定の定数である。
【0015】この判定値の計算は気筒判別部93の信号
を用いて各気筒ごとに行われる。従って、判定値は4気
筒エンジンならば4個持つことになる。メモリ96には
判定値情報や測定した波形のレベルなどのデータが記憶
されており、このメモリ96のデータを使用して、失火
判定部95において、レベル検出部91の値と判定値算
出部94の値を各気筒ごとに比較して失火判定を行う。
【0016】このときの波形状態を図3に示す。図3に
おいて、(a)は振動センサ1の出力波形であり、
(b)は点火時期センサ5の出力信号であり、Hは充電
期間を、Lは放電期間を示し、マイナス側のパルス信号
は失火を作為的に起こさせているダミー信号を示してい
る。(c)はデジタルフィルタ4の出力波形であり、
(d)は波形整形後の点火時期信号であり、(e)はあ
る一つの気筒の波形整形後のシリンダセンサ信号であ
る。図3(a)に示すように、振動センサ1の生の出力
波形から失火の判別をすることは難しいが、図3(c)
に示すように、デジタルフィルタ4の出力波形において
は失火時の波形が、点火時に比べて充電時及び放電時に
小さくなっているのがわかる。失火が起きているときの
最大値と最小値との差の値(L2)は一つ前の同じ気筒
の正常点火時の値(L1)に比べ明らかに低い。これは
失火が起きた場合、エンジンの爆発工程での振動が起き
ないために正常点火時と比べ振動成分が小さくなるため
である。
【0017】このように、上記実施例によれば、デジタ
ルフィルタ4の出力の充電時の最大値及び放電時の最小
値のレベルをレベル検出部91により検出し、失火判定
部95において、レベル検出部91の値と判定値算出部
94の値を各気筒ごとに比較して失火判定を行うことが
できる。
【0018】また、レベル検出部91よりの出力レベル
の最大値と最小値の差の移動平均値を使用して失火判定
部95における失火検出をすることにより、エンジン回
転数の変動にも対応した検出が可能となる。前述の判定
値の計算式における定数Aをエンジン回転数に応じて変
えることにより、さらに確実に失火を検出することがで
きる。また、判定値算出部94は失火と判別された時
は、点火時期のデジタルフィルタ4の出力を判定値生成
のデータとして使わないことにより、さらに正確な判定
値を算出できる。
【0019】さらに、失火検出部95において、各気筒
のデジタルフィルタ4の出力または判定値算出部94の
判定値が一定レベル以下となり、この状態が一定時間以
上または一定点火数以上続いたとき、その気筒が完全に
失火状態と見なすことにより、異常を検出することが可
能となる。
【0020】なお、上記実施例においては、急峻な減衰
特性を得るためにデジタルフィルタ4を使用している
が、エンジン状態によりフィルタ特性を変更してアナロ
グフィルタでも実現できる。但し、この場合にはADC
3は不要となる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、ノックセンサの
ような既存の振動センサをもちいて、振動センサの信号
より失火時に生じる失火を特徴とする失火成分の信号を
抽出し、その波形のレベルを計測し、各気筒ごとに失火
を検出する判定値を算出することにより、失火を容易に
かつ正確に各気筒ごとに検出することができ、自動車か
ら生ガスが排出されるのを防止できる。
【0022】また、自動車に既に装着されているノック
センサをそのまま利用し、エンジンなどに何ら変更を必
要とせずに失火を検出することができ、底コスト化を図
ることができという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における失火検知装置のブロ
ック図
【図2】同装置の動作説明のための振動センサの周波数
分析図
【図3】同装置の振動センサ波形と点火時期信号とシリ
ンダセンサ信号を示す図
【図4】従来の失火検知装置における内圧センサの断面
【図5】従来の失火検知装置における内圧センサの出力
を示す図
【符号の説明】
1 振動センサ 2 ローパスフィルタ(LPF) 3 アナログデジタルコンバータ(ADC) 4 デジタルフィルタ 5 点火時期センサ 6 波形整形回路 7 シリンダセンサ 8 波形整形回路 9 失火検出部 10 失火検出出力端 91 レベル検出部 92 回転数算出部 93 気筒判別部 94 判定値算出部 95 失火判定部 96 メモリ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン振動を検出する振動センサと、
    この振動センサの信号より不要成分を取り除くローパス
    フィルタと、このローパスフィルタの出力をデジタル変
    換するアナログデジタルコンバータと、このアナログデ
    ジタルコンバータの出力より失火成分を抽出するデジタ
    ルフィルタと、このデジタルフィルタの出力と点火時期
    信号と点火している気筒位置を検出するシリンダセンサ
    信号により各気筒ごとに個別に失火を判別する失火検出
    部とを備えた失火検知装置。
  2. 【請求項2】 前記失火検出部は、点火期間におけるデ
    ジタルフィルタ出力波形の最大値と最小値の差の大きさ
    により失火を判定することを特徴とする請求項1記載の
    失火検知装置。
  3. 【請求項3】 前記失火検出部は、デジタルフィルタ出
    力波形の最大値と最小値の差を所定の点火回数分だけ平
    均した値より、失火を判別するための判定レベルの値を
    各気筒ごとに算出する判定値算出部を有することを特徴
    とする請求項1記載の失火検知装置。
  4. 【請求項4】 前記判定値算出部は、失火と判別された
    時は点火時期のデジタルフィルタ出力を判定値生成のデ
    ータとして使わないことを特徴とする請求項1記載およ
    び請求項3記載の失火検知装置。
  5. 【請求項5】 前記失火検出部は、各気筒のデジタルフ
    ィルタ出力または前記判定値算出部の判定値が一定レベ
    ル以下となりそれが一定時間以上または一定点火数以上
    続いたとき、その気筒が完全に失火状態または異常と見
    なすことを特徴とする請求項1記載の失火検知装置。
JP3180843A 1991-07-22 1991-07-22 失火検知装置 Pending JPH0526095A (ja)

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JP3180843A JPH0526095A (ja) 1991-07-22 1991-07-22 失火検知装置

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ID=16090331

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017149190A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 Wärtsilä Finland Oy Cylinder liner and anti-polishing ring
JP2019108889A (ja) * 2017-11-27 2019-07-04 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 点火タイミングの遅延のためのシステムおよび方法

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WO2017149190A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 Wärtsilä Finland Oy Cylinder liner and anti-polishing ring
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