JPH0586957A - 内燃機関の失火検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多気筒エンジンの失火を広範囲な運転負荷範囲
でより正確に検出する。 【構成】各気筒に対する速度計測期間を、４５°クラン
クアングル以上、１８０°クランクアングル以下の範囲
で一定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点から
終点に至る経過時間を順次計測する。そして前回の気筒
に対応する経過時間と、今回の気筒に対応する経過時間
との差を求めて速度変化量を算出し、この速度変化量が
算出される毎に、正常点火時における速度変化量と略等
しくなるように予め選定して記憶させてある補正値を読
み出し、算出された速度変化量と読み出した補正値との
差を求めて失火パラメータとする。その失火パラメータ
の絶対値が設定値を上回った場合に今回の気筒が失火し
ていると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の多
気筒エンジンに適用される内燃機関の失火検出方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の失火検出方法に関する先行技術
として、例えば、特開平２−１１２６４６号に示される
ように、クランクシャフトの回転速度変化に基づいて失
火の有無を検出するようにしたものが知られている。

【０００３】従来、クランクシャフトの回転速度変化に
基づいて失火を検出する場合、例えば、各気筒の上死点
近傍に位置する速度計測期間を、８°クランクアングル
程度に設定しておき、各速度計測期間の始点から終点に
至る経過時間を順次計測すると共に、前回の気筒に対応
する経過時間と、今回の気筒に対応する経過時間との差
を求めて速度変化量を算出し、この速度変化量が一定の
レベルを越えた場合に失火が発生したと判定するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高回転域お
よび軽負荷域では、正常燃焼状態においても、振動また
は気筒間の燃焼差に起因する回転速度変化の影響が無視
できなくなる。そのため、検出された一定レベル以上の
回転速度変化が、実際の失火によるものであるのか否か
の判定が困難になる。したがって、従来の方法では、失
火検出範囲が低回転高負荷運転域に限定されてしまう。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る内燃機関の失火検出方法
は、各気筒に対する速度計測期間を、４５°クランクア
ングル以上、１８０°クランクアングル以下の範囲で一
定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点から終点
に至る経過時間を順次計測するとともに、前回の気筒に
対応する経過時間と、今回の気筒に対応する経過時間と
の差を求めて速度変化量を算出し、この速度変化量が算
出される毎に、正常点火時における速度変化量と略等し
くなるように予め選定して記憶させてある補正値を読み
出し、算出された速度変化量と読み出した補正値との差
を求めて失火パラメータとし、その失火パラメータの絶
対値が設定値を上回った場合に今回の気筒が失火してい
ると判定することを特徴とする。

【０００７】ここで、速度計測期間を４５°クランクア
ングル以上としたのは、高回転域における振動の影響を
抑制するためである。すなわち、この種の失火検出に対
しては、回転数の４次成分の周波数の振動の影響が大き
く、速度計測期間を４５°クランクアングル以上にして
おけば、高回転域においても、かかる振動の影響を受け
にくくなる。一方、速度計測期間を１８０°クランクア
ングル以下としたのは、失火の有無を各気筒毎に判定し
得るようにするためである。

【０００８】補正値は、実験等により予め求めて記憶さ
せておく。すなわち、多気筒内燃機関が正常点火状態で
回転している際には、例えば、第１気筒に対応する速度
計測期間における速度変化量Ｋ１と、第２気筒に対応す
る速度計測期間における速度変化量Ｋ２と、第３気筒に
対応する速度計測期間における速度変化量Ｋ３と、第４
気筒に対応する速度計測期間における速度変化量Ｋ４と
の間には、内燃機関の形式などに応じてそれぞれ固有の
ばらつきがある。しかしながら、特定の内燃機関に着目
した場合、正常点火状態で運転されている場合には、各
気筒に対応する速度変化量Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４自体
には大きな変動はなく、特定の値を示す。つまり、第１
気筒が点火爆発した際の速度計測期間における速度変化
量Ｋ１は、正常点火が続いている限り常に略同じ値を示
すものであり、他の気筒についても同様な傾向があるこ
とが、本発明者らの実験により判明している。しかし
て、この速度変化量Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４と同一の値
を、各気筒に対応する補正値としてそれぞれ記憶させて
おく。

【０００９】

【作用】このような構成のものであれば、正常点火が続
いている際には、実際に計測された速度変化量と、予め
記憶させてある補正値とが略等しくなるため、失火パラ
メータは略零になる。しかして、各気筒に対応する補正
値をそれぞれ記憶させておき都度使用するようにすれ
ば、正常運転時における失火パラメータを零またはそれ
に近い値に維持することができる。失火が発生すると、
実際に計測される速度変化量と補正値との間に相違が生
じるため、その場合だけ、失火パラメータが、零から離
れた値を示すことになる。したがって、本発明によれ
ば、各気筒間における正常点火時の速度変化量のばらつ
きによる影響をなくすことができ、例えば、実際に計測
される速度変化量を失火パラメータにし、その失火パラ
メータの絶対値が設定値を上回った場合に失火であると
判定する場合に比べて、より精度の高い失火判定が可能
になる。

【００１０】また、速度計測期間を４５°クランクアン
グル以上としている、高回転域における振動の影響をも
抑制することができる。

【００１１】したがって、検出精度を向上させつつ失火
検出範囲を無理なく大幅に拡大することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１３】図１に概略的に示した内燃機関１は、１８
０°ＣＡ（クランクアングル）毎に、第１気筒→第３気
筒→第４気筒→第２気筒の順で点火が行われるように設
定してあり、この点火を制御するための電子制御装置２
を備えている。なお図示しないが、この内燃機関１には
吸気系のサージタンク内の圧力を検出するための吸気圧
センサやエンジン回転数を検出するための回転数センサ
などを具備しているものである。これらセンサからの信
号は後述する電子制御装置２の入力インターフェース５
を介して中央演算処理装置７に入力されるものである。

【００１４】電子制御装置２は、中央演算処理装置３、
ＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置４、入力インターフ
ェース５及び出力インターフェース６を具備してなるマ
イクロコンピュータユニットを主体に構成されており、
空燃比の制御機能、気筒毎の点火の制御機能等と共に失
火を検出する機能を備えている。入力インターフェース
５には、図示しないディストリビュータに内蔵されたク
ランク角基準位置センサ７から、図３に示すように、各
気筒の圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）を示すＮ（気筒判別）
信号が１８０°ＣＡ毎に入力されると共に、電磁ピック
アップ８から、出力回転速度を知るためのＰ信号が、例
えば、１８°ＣＡ毎に入力されるようになっている。電
磁ピックアップ８は、磁気をおびた鉄心８ａの外周に図
示しないコイルを巻装してなる通常のもので、前記鉄心
８ａをセンシングギャ９の外周に近接させて配置してあ
る。センシングギャ９は、外周に２０枚の歯９ａを等間
隔に突設してなるもので、クランクシャフト１０の端部
に固着してある。そして、このセンシングギャ９が回転
すると、鉄心８ａに発生している磁界が断続されて前記
コイルに交流電圧が発生し、その交流電圧が図示しない
波形整形回路で整形されて入力インターフェース５に前
記Ｐ信号として入力されるようになっている。 電子制
御装置２には、本発明の失火検出方法を実施するため
に、図２に概略的に示すようなプログラムが内蔵させて
ある。このプログラムは、失火検出を実行する条件、例
えば、エンジンが過渡運転状態にないこと、エンジン水
温が低すぎないこと、フューエルカット中でないこと、
エンジン回転数が６００ｒｐｍから２８００ｒｐｍの間
にあること、吸気圧が４５０ｍｍＨｇ以上であること、
等の条件を満たしている場合に、１８０°ＣＡ毎、すな
わち、Ｎ信号が入力されるごとに割り込み処理される
（Ｎタイミング割り込み処理）ものである。

【００１５】まずステップ５１において、速度変化量Ｄ
ＬＴＴ_（ｎ）を算出した後、予め記憶された気筒毎の補
正値ＫＧＤＬＴ_ｉを用いて失火パラメータＭＩＳＰ
_{（ｎ，ｉ ）}の計算を以下に示す式によって実行し、得ら
れた失火パラメータＭＩＳＰ_{（ｎ ，ｉ）}を所定値と比較
して失火判定処理を行い、ステップ５２に移行する
（但、ｎは正の整数で、ｉは気筒番号で、この実施例で
は１，２，３，４である）。

【００１６】 ＤＬＴＴ_（ｎ）＝Ｔ７２ＣＡ_（ｎ）−Ｔ７２ＣＡ_{（ｎ−１）} ＭＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}＝ＤＬＴＴ_（ｎ）−ＫＧＤＬＴ_ｉ この実施例では、図３の（ｅ）に示すように、各気筒に
対する速度計測期間を上死点近傍の７２°クランクアン
グル（７２°ＣＡ）としている。速度変化量を算出する
ために計測する出力回転速度Ｔ７２ＣＡ_（ｎ）は、この
速度計測期間の始点から終点に至る経過時間すなわち、
下死点におけるＰ信号を０番とし上死点におけるそれを
９番として、８番のＰ信号から次のサイクルの２番のＰ
信号に至る４個分の信号の経過過時間を計測して求め
る。この計測はクランクアングルが１８０°毎に、かつ
第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に行われ
る。通常、経過時間の計測によって得られる各気筒毎の
出力回転速度Ｔ７２ＣＡ_{（ｎ ）}は、図３の（ｃ）に示す
ように、正常な点火が行われているときであっても同一
値とはならず一定値を示さない。この様にして得られた
出力回転速度Ｔ７２ＣＡ_（ｎ）は順次記憶装置４に保存
され、速度変化量ＤＬＴＴ_（ｎ）の算出に使用される。
すなわち、最新の速度変化量ＤＬＴＴ_（ｎ）は、今回の
出力回転速度Ｔ７２ＣＡ_（ｎ）から前回計測された出力
回転速度Ｔ７２ＣＡ_{（ｎ−１）}を減算して求める。得ら
れた速度変化量ＤＬＴＴ_（ｎ）は、同じく図３の（ｂ）
に示すように、理論的には零であるのに対して正または
負にずれている。この後得られた速度変化量ＤＬＴＴ
_（ｎ）から、補正値ＫＧＤＬＴ_ｉを減算して失火パラメ
ータＭＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}を求める。この場合第３気筒の
失火パラメータＭＩＳＰ_{（ｎ ，３）}は、第３気筒が上死
点となる際に計測された速度変化量ＤＬＴＴ_（ｎ）か
ら、後述する補正値の２次元マップからその時のエンジ
ンの運転状況に対応した第３気筒の補正値ＫＧＤＬＴ_３
を読み出し、減算して求める。

【００１７】前記気筒毎の補正値ＫＧＤＬＴ_ｉは、回転
数と吸気圧とに対応する各気筒固有の速度変化量の零か
らのずれを各気筒毎に実験により測定し、得られた測定
値を回転数と吸気圧とに対応させて、図４に示すよう
に、各気筒毎の２次元マップにして記憶することによっ
て規定している。同図において、Ｎは回転数、ＰＭは吸
気圧である。そして失火パラメータＭＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}
を演算する際には、その時のエンジンの運転状況に対応
する回転数と吸気圧とで第ｉ気筒の２次元マップに特定
される１つの補正値を読み出して用いるものである。

【００１８】上記したステップ５１において、得られた
失火パラメータＭＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}を所定値と比較して
失火判定処理を行い、ステップ５２においてその結果か
ら失火が発生したか否かを判断し、所定値以上であれば
失火が発生したものと判断してステップ５３に移行し、
失火でない正常な点火の場合はステップ５４に進む。正
常な点火の場合、失火パラメータＭＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}が
略零であるのに対し、失火した場合の失火パラメータＭ
ＩＳＰ_{（ｎ，ｉ）}は、図３の（ａ）に点線で示すよう
に、正常時の値から前記所定値以上ずれている。ステッ
プ５３では、失火した気筒の累積失火回数を計数する処
理を行い、ステップ５４に移行する。累積失火回数の計
数は、それぞれの気筒毎に専用のカウンタを準備してお
き、失火が発生するごとにカウンタをインクリメントす
るようにプログラミングしておけばよい。この後ステッ
プ５４において、１度速度変化量の計測が終了したこと
を検出するために、現在の速度変化量の測定回数を示す
２００回転フラグＮＣＮＴに１を加えて２００回転毎処
理ＲＡＭに記憶する。次にステップ５５において、２０
０回転フラグＮＣＮＴが４００であるか否かを判断し、
２００回転フラグＮＣＮＴが４００でないと判断した際
には、図示しないメインルーチンに復帰し、そうでない
場合にはステップ６１に進む。

【００１９】２００回転フラグＮＣＮＴが４００であ
る、すなわち最初の速度変化量の測定からクランクシャ
フト１０が２００回転した場合は、ステップ６１におい
てクランクシャフト１０が２００回転した時点での累積
失火回数が第１基準値ＥＭＳＬ１以上であるか否かを判
断し、以上である場合はステップ６２に移行し、そうで
ない場合はステップ６３に進む。ステップ６２では、異
常であることを報知するために警告燈ＭＩＬを点灯す
る。この場合の警告方法としては、前記した警告燈ＭＩ
Ｌを点灯するものの他に、電子制御装置２にダイアグ出
力端子を設けておき、その端子に接続されるテスタ等に
より異常を検出し得るようにしておいてもよい。そして
ステップ６３では、失火回数の異常判断が１度実行され
たことを検出するために、現在の異常判断回数を示す１
０００回転フラグＪＣＮＴに１を加えて１０００回転毎
処理ＲＡＭに記憶する。ステップ６４において、１００
０回転フラグＪＣＮＴが５であるか否かを判断し、５で
ある場合はステップ６５に移行し、そうでない場合はス
テップ７１に進む。

【００２０】ステップ７１では、２００回転フラグＮＣ
ＮＴを記憶している２００回転毎処理ＲＡＭの内容をク
リア（ＮＣＮＴ＝０）して、図示しないメインルーチン
に復帰する。一方、ステップ６５では、クランクシャフ
ト１０が１０００回転した時点での累積失火回数が第２
基準値ＥＭＳＬ２（≧第１基準値ＥＭＳＬ１）以上であ
るか否かを判断し、以上である場合はステップ６６に移
行し、そうでない場合はステップ６７に進む。ステップ
６６ではステップ６２と同様に、異常であることを報知
するために警告燈ＭＩＬを点灯する。ステップ６７で
は、１０００回転フラグＪＣＮＴを記憶している１００
０回転毎処理ＲＡＭの内容をクリア（ＪＣＮＴ＝０）し
てステップ７１に移行する。

【００２１】以上の構成において、失火の検出は１８０
°ＣＡ毎に割り込み処理によって、制御がステップ５１
→５２→（５３）→５４→５５と進み、クランクシャフ
ト１０が２００回転していない場合は割り込み処理を終
了してメインルーチンへ戻るが、２００回転した場合は
ステップ６１に移行する。そしてクラクンシャフト１０
の回転数に対応して検出された失火の回数が基準値以上
である場合は、警報が発せられるよう制御される。この
場合の制御は前述した失火の検出の制御に続いて、ステ
ップ６１→６２→６３→６４→７１またはステップ６１
→６２→６３→６４→６５→６６→６７→７１と進ん
で、クランクシャフト１０が２００回転し、かつ失火の
累積回数が第１基準値ＥＭＳＬ１以上の場合に警報を発
し、さらに１０００回転し、かつ累積回数が第２基準値
ＥＭＳＬ２以上の場合に警報を発する。 なお、本発明
は以上説明した実施例に限定されるものではなく、各気
筒に対する速度計測期間は、４５°クランクアングル以
上で１８０°クランクアングル以下の範囲で適宜設定す
ればよい。

【００２２】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、正常
点火が続いている際すなわち正常運転時には、実際に計
測された速度変化量と予め記憶させてある補正値とが略
等しくなるため、失火パラメータは略零になり失火とし
て検出されず、失火が発生すると、実際に計測される速
度変化量と補正値との間に相違が生じるため、その場合
だけ、失火パラメータが零から離れた値を示すことにな
り、したがって、各気筒間における正常点火時の速度変
化量のばらつきによる影響をなくすことができ、失火時
の失火パラメータの値と正常点火時のそれとの差がより
明確になるので精度よく失火検出を行うことができる。

【００２４】また、速度計測期間を、振動の影響を受け
にくい４５°クランクアングル以上に設定でき、高回転
域における振動の影響をも抑制して速度変化量を計測し
ているので、検出精度を向上させつつ失火検出範囲を無
理なく大幅に拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。

【図２】同実施例の制御手順を概略的に示すフローチャ
ート図。

【図３】同実施例の制御態様を示すタイミングチャート
図。

【図４】同実施例の補正値の２次元マップの構成を示す
構成説明図。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…電子制御装置 ７…クランク角基準位置センサ ８…電磁ピックアップ ９…センシングギャ １０…クランクシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 九間哲雄 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒に対する速度計測期間を、４５°ク
   ランクアングル以上、１８０°クランクアングル以下の
   範囲で一定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点
   から終点に至る経過時間を順次計測するとともに、前回
   の気筒に対応する経過時間と、今回の気筒に対応する経
   過時間との差を求めて速度変化量を算出し、この速度変
   化量が算出される毎に、正常点火時における速度変化量
   と略等しくなるように予め選定して記憶させてある補正
   値を読み出し、算出された速度変化量と読み出した補正
   値との差を求めて失火パラメータとし、その失火パラメ
   ータの絶対値が設定値を上回った場合に今回の気筒が失
   火していると判定することを特徴とする内燃機関の失火
   検出方法。