JPH07279744A - 火花点火式内燃機関の失火予知装置 - Google Patents

火花点火式内燃機関の失火予知装置

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JPH07279744A
JPH07279744A JP7679694A JP7679694A JPH07279744A JP H07279744 A JPH07279744 A JP H07279744A JP 7679694 A JP7679694 A JP 7679694A JP 7679694 A JP7679694 A JP 7679694A JP H07279744 A JPH07279744 A JP H07279744A
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JP
Japan
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misfire
temperature
exhaust gas
exhaust
gas temperature
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JP7679694A
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English (en)
Inventor
Sotosuke Matsumoto
外左 松本
Hiroshi Nakae
浩史 中江
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 火花点火式内燃機関の失火を的確かつ簡易に
予知する失火予知装置を提供すること。 【構成】 各気筒ごとの排気温度を検出する排気温度検
出手段と、検出した排気温度を一時的に保持する一時保
持手段と、検出された最新の排気温度と前記一時保持手
段に保持されている排気温度とを比較する比較器と、比
較の結果最新の排気温度が一時保持手段に保持されてい
る排気温度より一定値以上低い状態が所定回数に達した
とき失火の可能性が高いと気筒ごとに判定する失火予知
判定手段とにより火花点火式内燃機関の失火予知装置を
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、火花点火式内燃機関の
トリップ(故障停止)の原因となる失火が内燃機関のど
の気筒に発生するかを事前に予知する失火予知装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】火花点火式内燃機関においては、点火プ
ラグ等の不具合が原因で点火が行われないいわゆる失火
現象が発生し、トリップに発展することが多い。
【0003】そこで従来から火花点火式内燃機関の失火
状態を判定する方法が提案されている。その1つは、た
とえば特開昭61−201135号に提案されているよ
うな排気筒の温度を利用する方法であり、この方法では
全気筒の排気温度の平均値と各気筒の排気温度との偏差
を算出し、この偏差値をあらかじめ定めた失火判定値と
比較し、失火判定値を越えていれば失火と判定してい
る。この方法は比較的簡便であるが、通常内燃機関の各
気筒の排気温度には温度差があり、この温度差があまり
大きい場合は偏差値が小さくなることもあってたとえ失
火が発生してもそれを的確に判定することができないこ
とがある。
【0004】この欠点を解決した装置が特開平5−39
746号に開示されている。この装置は、運転状態に応
じた各気筒の排気温度をあらかじめ求めて記憶してお
き、この記憶された排気温度と実際に検出された排気温
度とを各気筒ごとに比較し、その温度差が一定の判定値
以上である場合に失火と判定するものであり、装置の構
成要素として、負荷検出手段、回転数検出手段、運転状
態に応じた各気筒の排気温度を記憶する記憶手段などが
必要である。この装置において失火を一層的確に判定す
るには、季節や昼夜における様々な外気温度に対する各
気筒の排気温度を記憶手段に記憶しておく必要があり、
記憶手段には極めて大きな記憶容量が必要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしても上記の
従来技術は実際に失火が起きていることを判定するもの
であって、近い将来、たとえば10日以内に内燃機関の
トリップにつながる失火が発生することを事前に予知す
るものではない。このような観点から従来技術をみる
と、失火を的確かつ簡易に予知する技術は現在のところ
知られていない。
【0006】ところで本発明者は本発明を完成させるに
当たって次のような知見を得た。
【0007】図4および図5と図6および図7は、本発
明者が同じ火花点火式内燃機関で異なる時期に起こった
2回のトリップについて、その直前の排気ガスの温度変
化を観察した結果を示すグラフと、トリップの発生前約
1ヶ月間にある排気筒の最新の排気温度が、同じ排気筒
の一定時間前の排気温度より一定値以上低くなる現象
(失火予知現象)の発生回数を日別にまとめたデータで
ある。尚、表中最上行の10〜100の数字は温度の低
下幅を示している。ここに示したグラフおよびデータは
都市ガスを燃料とする出力400KW級の希薄燃焼内燃
機関の運転から得られたもので、図4と図5が第7気筒
について平成5年5月31日に発生したトリップに対す
るものであり、図6と図7が第5気筒について平成5年
8月25日に発生したトリップに対するものである。図
4と図6は同じ性質のグラフであり、横軸がトリップ発
生前のほぼ1日の経過時間を分単位で示しており、縦軸
が内燃機関の排気筒の温度を示す。
【0008】図4のグラフから、トリップが発生する約
750分〜800分前に温度低下幅を20℃に設定した
場合の失火予知現象が9回発生したことがわかる。
【0009】一方、図5はこのトリップの発生前の約1
ヶ月間に、温度低下幅を10〜100℃に設定した場合
の失火予知現象の日別の発生回数を示しており、このデ
ータを見るとトリップ発生前の約1ヶ月間に失火予知現
象が何回か起こっていることがわかる。たとえば平成5
年5月15日、21日、22日、23日などがそうであ
る。なお、図4で示した平成5年5月31日(トリップ
発生日)に起こった20℃以上の温度低下の回数の9回
を図5に数字「9」を丸で囲んで示してある。
【0010】図6と図7も図4と図5の場合と同様で、
図6からは、平成5年8月25日のトリップ発生前の約
100分間に同様の失火予知現象が起こった回数が17
回であったことがわかり、図7からは、トリップ発生前
の約1ヶ月間に温度低下幅を10〜100℃に設定した
場合の失火予知現象の発生が何回起こっているかがわか
る。
【0011】本発明者は上記2つのデータのほかにも長
期間にわたって収集したデータから同じ現象を確認して
いる。
【0012】以上の事実から、本発明者は、火花点火式
内燃機関にあってはトリップの発生前にその排気筒の温
度がその排気筒の1サンプル前の温度よりある温度幅以
上低下する現象が必ず起こるという知見を得た。
【0013】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、火花点火式内燃機関の失火を的確かつ簡易に予知す
る失火予知装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、各気筒ごとの排気温度を検出する排気温
度検出手段と、検出した排気温度を一時的に保持する一
時保持手段と、異なるタイミングで検出された最新の排
気温度と該タイミングにおいて前記一時保持手段に保持
されている排気温度とを比較する比較器と、比較の結果
最新の排気温度が一時保持手段に保持されている排気温
度より一定値以上低い状態が所定回数に達したとき失火
の可能性が高いと気筒ごとに判定する失火予知判定手段
とにより火花点火式内燃機関の失火予知装置を構成し
た。
【0015】
【作用】本発明は以上の構成によって、各気筒ごとに最
新の排気温度とそれ以前の排気温度とを比較し、最新の
排気温度の方が一時保持手段に保持されているそれ以前
の排気温度より一定値以上低い状態が所定回数起こった
ときは上述した知見に従いその気筒について失火の可能
性が高いと判断する。
【0016】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【0017】図1は本発明による火花点火式内燃機関の
失火予知装置のブロック図である。図において、1は内
燃機関の各気筒の排気ガスの温度を検出する排気温度セ
ンサ、2は排気温度センサ1からの排気ガス温度のデー
タを一時的に保持するデータ一時保持手段、3は排気温
度センサ1からの排気ガス温度のデータとデータ一時保
持手段3に保持されている排気ガス温度のデータとを比
較する比較器、4は一定の時間間隔でタイミング信号を
出力するタイミング回路、5は比較器4からの出力に基
づいて失火を予知する失火予知判定手段である。
【0018】データ一時保持手段2は、タイミング回路
4からタイミング信号が出力するたびに、それまで保持
していた排気ガス温度のデータを比較器3に出力すると
ともに、新たな排気ガス温度のデータを保持する。また
比較器3はタイミング回路4からタイミング信号が出力
するたびに、排気温度センサ1からのその時点の排気ガ
ス温度のデータとデータ一時保持手段2から送られてく
る1つ前のタイミング信号で取り込んだ排気ガス温度の
データとを比較する。排気温度センサ1は、図2に示す
ように、内燃機関10の各気筒11(図示した例では6
気筒)ごとにその出口付近に設けられており、各気筒1
1からの排気ガスは排気筒集合管12で集められて外部
に排出される。
【0019】上記構成において、排気温度センサ1以外
の構成要素はマイコンで構成することができる。
【0020】次に本発明による失火予知の動作を図3に
示すフローチャートを用いて説明する。
【0021】タイミング回路4から一定の時間間隔(た
とえば1分ごと)でタイミング信号が出力し、データ一
時保持手段2と比較器3に送られる。
【0022】タイミング信号が出力すると、データ一時
保持手段2は排気温度センサ1からの排気ガス温度のデ
ータTDN を取り込んで一時保持するとともに、1回前
のタイミング信号で取り込んで保持している排気ガス温
度のデータTDN-1 を比較器3に出力する(F−1)。
【0023】一方、比較器3もこのタイミング信号で排
気温度センサ1からの排気ガス温度のデータTDN を取
り込むとともに(F−2)、データ一時保持手段2から
出力される1回前の排気ガス温度データTDN-1 を取り
込み(F−3)、両データを比較する(F−4)。比較
器3からは比較結果(TDN-1 −TDN )=ΔTが出力
される。失火予知判定手段5は比較結果ΔTが一定温度
0 (たとえば20℃)より小さいときは失火の心配な
しと判断し(F−5)、データ一時保持手段2に取り込
まれているデータDN を同保持手段2内の別のエリアに
移すが(F−6)、ΔTが一定温度T0 より大きいとき
は失火の可能性ありと判断して(F−7)、Mをインク
リメントする(F−8)。
【0024】タイミング信号が出力するたびに以上の動
作を繰り返し、ステップ(F−7)で失火の可能性が判
断されるたびにMをインクリメントしていき、このMが
あらかじめ定めた回数K(たとえば9回)に達したとき
(F−9)最終的に失火が予知できたと判断して失火予
知信号を出力する(F−10)。
【0025】排気温度センサ1は内燃機関の各気筒ごと
にそれぞれ取り付けられているので、上記の処理ならび
に失火予知の判断は気筒ごとに行われる。
【0026】失火予知判定手段から失火予知信号により
警報音を発したり、警告ランプを点滅させたりして近い
将来に失火があると判断された気筒を知らせることもで
きるし、制御系を介して内燃機関全体の運転を停止する
ようにしてもよい。
【0027】上記実施例において、最新の排気温度が一
時保持手段に保持されているそれ以前の排気温度より一
定値以上低くなる現象の発生回数K(失火判定基準)を
適当に設定することにより、失火予知の誤報や予知もれ
を減少させることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃機関の各気筒ごとの失火を予知することができるの
で、失火が予知できた場合は内燃機関を停止して点検し
たり、別の内燃機関に切り替えたりすることにより故障
による被害を最小限に留めることができる。また本発明
によれば内燃機関の回転数や負荷を検出する手段が必要
でなく、気筒の排気温度を記憶する記憶手段も一時的な
保持であるので記憶容量は大きいものである必要はな
い。さらに、季節や昼夜の外気温の変化にも自然に対応
することができるために、回転数や負荷、外気温等の状
態に応じて基準となる温度データをあらかじめ求めてお
く作業も、又それを記憶する特別な記憶素子も不要であ
る。また、失火判定の基準すなわち最新の排気温度が一
時保持手段に保持されているそれ以前の排気温度より一
定値以上低くなるその温度低下幅、及びその回数を適当
に設定することにより失火予知の誤報や予知もれを減少
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の失火予知装置のブロッ
ク図である。
【図2】本発明における排気温度センサの取付位置を示
す。
【図3】本発明における失火予知動作を説明するフロー
チャートである。
【図4】トリップ発生の直前に起きた排気筒温度の低下
の様子を示すグラフの一例である。
【図5】トリップ発生前の約1と月の間に起きた失火予
知現象の発生回数を示すデータの一例である。
【図6】トリップ発生の直前に起きた排気筒温度の低下
の様子を示すグラフの他の例である。
【図7】トリップ発生前の約1と月の間に起きた失火予
知現象の発生回数を示すデータの他の例である。
【符号の説明】
1 排気温度センサ 2 データ一時保持手段 3 比較器 4 タイミング回路 5 失火予知判定手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各気筒ごとの排気温度を検出する排気温
    度検出手段と、検出した排気温度を一時的に保持する一
    時保持手段と、異なるタイミングで検出された最新の排
    気温度と該タイミングにおいて前記一時保持手段に保持
    されている排気温度とを比較する比較器と、比較の結果
    最新の排気温度が前記一時保持手段に保持されている排
    気温度より一定値以上低い状態が所定回数に達したとき
    失火の可能性が高いと気筒ごとに判定する失火予知判定
    手段とを有することを特徴とする火花点火式内燃機関の
    失火予知装置。
  2. 【請求項2】 前記一時保持手段および前記比較器が所
    定のタイミングで同期して動作する請求項1に記載の失
    火予知装置。
  3. 【請求項3】 前記一時保持手段は各タイミングにおい
    て最新の排気温度を保持するとともに、それまで保持し
    ていた排気温度のデータを出力する請求項1または請求
    項2に記載の失火予知装置。
JP7679694A 1994-04-15 1994-04-15 火花点火式内燃機関の失火予知装置 Pending JPH07279744A (ja)

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JP (1) JPH07279744A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012092809A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関の失火検出装置および失火検出方法
JP2012097603A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Tokyo Gas Co Ltd 失火検知方法及び失火検知システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012092809A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関の失火検出装置および失火検出方法
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020730