JPS5930895B2 - 内燃機関の失火検出方法 - Google Patents
内燃機関の失火検出方法Info
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- JPS5930895B2 JPS5930895B2 JP4586777A JP4586777A JPS5930895B2 JP S5930895 B2 JPS5930895 B2 JP S5930895B2 JP 4586777 A JP4586777 A JP 4586777A JP 4586777 A JP4586777 A JP 4586777A JP S5930895 B2 JPS5930895 B2 JP S5930895B2
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- exhaust gas
- internal combustion
- combustion engine
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
- G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
- G01M15/104—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using oxygen or lambda-sensors
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関の失火を検出する方法に係り。
特に酸素濃度検出器を用いた空燃比フィードバック制御
式内燃機関の失火検出方法に関する。
式内燃機関の失火検出方法に関する。
内燃機関の排気系に、排気ガス中の酸素濃度検出器（以
下、排気ガスセンサと称する）を設け。
下、排気ガスセンサと称する）を設け。
その検出した酸素濃度に従ってシリンダへの燃料供給量
を制御して該内燃機関の空燃比をフィードバック制御す
るシステムは公知である。
を制御して該内燃機関の空燃比をフィードバック制御す
るシステムは公知である。
この種の内燃機関の排気系には一般に排気ガス浄化用の
触媒コンバータ例えばＮＯｘ 、ＨＣ，ＣＯを同時に低
減できる三元触媒コンバータが設けられており。
触媒コンバータ例えばＮＯｘ 、ＨＣ，ＣＯを同時に低
減できる三元触媒コンバータが設けられており。
空燃比フィードバックシステムによって排気ガス中の等
価空燃比が理論空燃比となるように制御されることから
上記触媒コンバータは最大の排気ガス浄化効果を発揮す
る。
価空燃比が理論空燃比となるように制御されることから
上記触媒コンバータは最大の排気ガス浄化効果を発揮す
る。
さてこの種の内燃機関において、１つあるいはそれ以上
のシリンダで失火が発生すると未燃焼ガスが排気系に流
れ、高濃度のＨＣ，ＣＯ等が触媒コンバータに印加され
触媒コンバータの温度は急激に上昇する。
のシリンダで失火が発生すると未燃焼ガスが排気系に流
れ、高濃度のＨＣ，ＣＯ等が触媒コンバータに印加され
触媒コンバータの温度は急激に上昇する。
この触媒コンバータの異常温度上昇を防止するため、従
来は触媒コンバータに温度センサを設け、この温度セン
サからの信号が所定値を越えた場合に警報ランプを点灯
する等の方法をとっていた。
来は触媒コンバータに温度センサを設け、この温度セン
サからの信号が所定値を越えた場合に警報ランプを点灯
する等の方法をとっていた。
しかしながら、この種の方法では異常検出時にすでに触
媒コンバータの温度が高温（９００℃以上）になってい
るため、触媒コンバータの劣化、溶損、あるいは車両火
災、外部火災等を招く恐れがあり、さらに触媒コンバー
タの温度上昇がシリンダの失火と異なる原因によって引
き起された場合、例えば排気ガスセンサ自身に故障が生
じた場合あるいは空燃比フィードバック制御システムに
故障が生じた場合に、これらを判別することができない
欠点を有していた。
媒コンバータの温度が高温（９００℃以上）になってい
るため、触媒コンバータの劣化、溶損、あるいは車両火
災、外部火災等を招く恐れがあり、さらに触媒コンバー
タの温度上昇がシリンダの失火と異なる原因によって引
き起された場合、例えば排気ガスセンサ自身に故障が生
じた場合あるいは空燃比フィードバック制御システムに
故障が生じた場合に、これらを判別することができない
欠点を有していた。
従って本発明は従来技術の上述の問題点を除去するもの
で１本発明の目的は内燃機関の失火時のみこれをただち
に検出することのできる失火検出方法を提供することに
ある。
で１本発明の目的は内燃機関の失火時のみこれをただち
に検出することのできる失火検出方法を提供することに
ある。
上記目的を達成する本発明の特徴は、空燃比フィードバ
ック制御式内燃機関の排気ガスセンサ（酸素濃度検出器
）の出力信号の周波数を弁別するこきにより上記内燃機
関の失火検出を行うことにある。
ック制御式内燃機関の排気ガスセンサ（酸素濃度検出器
）の出力信号の周波数を弁別するこきにより上記内燃機
関の失火検出を行うことにある。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の適用される空燃比フィードバック制御
式内燃機関の一例の全体を概略表わす図である。
式内燃機関の一例の全体を概略表わす図である。
この図において１０は吸入系に設けられたエアフローメ
ータ、１１はエンジン本体、１２はエンジンのインテー
クポート部に設けられた燃料噴射機構、１３は排気系に
設けられた排気ガスセンサ、１４は同じく排気系に設け
られた触媒コンバータ、１５はエアフローメータ１０か
らの吸入空気量信号、エンジン１１からの点火信号、及
び排気ガスセンサ１３からの信号等から最適燃料噴射期
間を表わす信号を燃料噴射機構１２に供給する電子制御
回路をそれぞれ示している。
ータ、１１はエンジン本体、１２はエンジンのインテー
クポート部に設けられた燃料噴射機構、１３は排気系に
設けられた排気ガスセンサ、１４は同じく排気系に設け
られた触媒コンバータ、１５はエアフローメータ１０か
らの吸入空気量信号、エンジン１１からの点火信号、及
び排気ガスセンサ１３からの信号等から最適燃料噴射期
間を表わす信号を燃料噴射機構１２に供給する電子制御
回路をそれぞれ示している。
この種の内燃機関は周知であるため、その詳細な構成及
び動作の説明は省略する。
び動作の説明は省略する。
第２図は本発明の検出方法の一実施例の回路構成を表わ
す図であり、本実施例は第１図に示した如き内燃機関に
本発明を適用し、内燃機関のシリンダ失火時に空燃比の
フィードバック制御を停止するように構成したものであ
る。
す図であり、本実施例は第１図に示した如き内燃機関に
本発明を適用し、内燃機関のシリンダ失火時に空燃比の
フィードバック制御を停止するように構成したものであ
る。
この図において。１３は前述の排気ガスセンサであり、
酸化ジルコニウムを酸素イオン電導体として用いたもの
である。
酸化ジルコニウムを酸素イオン電導体として用いたもの
である。
この排気ガスセンサ１３は排気ガスの等髄空燃比が理論
空燃比より小さいとき即ちリッチ状態の場合はＩＶ程度
の出力電圧を発生し、上記等価空燃比が理論空燃比より
大きいとき即ちリーン状態の場合は０．１〜０．２Ｖ程
度の出力電圧を発生する。
空燃比より小さいとき即ちリッチ状態の場合はＩＶ程度
の出力電圧を発生し、上記等価空燃比が理論空燃比より
大きいとき即ちリーン状態の場合は０．１〜０．２Ｖ程
度の出力電圧を発生する。
２０は排気ガスセンサ１３に一方の入力端子が接続され
他方の入力端子２０ａが図示しない基準電圧源に接続さ
れた比較器である。
他方の入力端子２０ａが図示しない基準電圧源に接続さ
れた比較器である。
この比較器２０は演算増幅器等から容易に構成できるも
のである。
のである。
２１は比較器２０の出力電圧を積分する積分器であり、
この積分器も演算増幅器等から容易に構成できることは
周知である。
この積分器も演算増幅器等から容易に構成できることは
周知である。
２２はエンジンの点火信号、吸入空気量信号等から燃料
噴射の基本期間信号を発生し、この信号を積分器２１か
らの信号に基づいて補正するように構成した制御回路で
あり、この制御回路２２の信号により燃料噴射機構１２
が作動するように構成されている。
噴射の基本期間信号を発生し、この信号を積分器２１か
らの信号に基づいて補正するように構成した制御回路で
あり、この制御回路２２の信号により燃料噴射機構１２
が作動するように構成されている。
なお、上述の比較器２０．積分器２１．及び制御回路２
２は第１図における電子制御回路１５の一部を構成して
いる。
２は第１図における電子制御回路１５の一部を構成して
いる。
排気ガスセンサ１３は例えば５〜１０Ｈｚ以上の信号を
通過させるバイパスフィルタ回路２３にさらに接続され
ており、このバイパスフィルタ回路２３の出力端子は整
流回路２４を介して比較保持回路２５の一方の入力端子
に接続されている。
通過させるバイパスフィルタ回路２３にさらに接続され
ており、このバイパスフィルタ回路２３の出力端子は整
流回路２４を介して比較保持回路２５の一方の入力端子
に接続されている。
比較保持回路２５の他方の入力端子２５ａは図示しない
基準電圧源に接続されている。
基準電圧源に接続されている。
バイパスフィルタ回路２３は演算増幅器を用いたしゃ断
層波数が５〜１０Ｈｚ程度のバイパス能動フィルタ等で
構成されている。
層波数が５〜１０Ｈｚ程度のバイパス能動フィルタ等で
構成されている。
整流回路２４は入力信号を整流及び平滑する通常の回路
であり、比較保持回路２５は例えば演算増幅器等から構
成される比較器と該比較器の出力端子にセット入力端子
が接続されたフリップフロップ回路から構成されており
、整流回路２４より所定値以上の信号が出力された場合
に以後所定のリセット動作を行わない限りセット出力信
号を発生し続けるものである。
であり、比較保持回路２５は例えば演算増幅器等から構
成される比較器と該比較器の出力端子にセット入力端子
が接続されたフリップフロップ回路から構成されており
、整流回路２４より所定値以上の信号が出力された場合
に以後所定のリセット動作を行わない限りセット出力信
号を発生し続けるものである。
比較保持回路２５の出力端子は積分器２１の積分停止制
御機構の入力端子に接続されている。
御機構の入力端子に接続されている。
この積分停止制御機構は図示されていないが、例えば積
分器２１が演算増幅器から成る場合は該演算増幅器の反
転入力端子と出力端子とを比較保持回路２５からの入力
信号によって短絡する回路である。
分器２１が演算増幅器から成る場合は該演算増幅器の反
転入力端子と出力端子とを比較保持回路２５からの入力
信号によって短絡する回路である。
次に本実施例の動作を説明する。
エンジンに失火が生ぜず正常に動作している場合、排気
ガスの瞬時の空燃比はフィードバック制御システムの所
定の制御時定数に応じてリッチ状態及びリーン状態を繰
り返し、その等髄空燃比が理論空燃比となるように制御
される。
ガスの瞬時の空燃比はフィードバック制御システムの所
定の制御時定数に応じてリッチ状態及びリーン状態を繰
り返し、その等髄空燃比が理論空燃比となるように制御
される。
従ってこの場合、排気ガスセンサ１３の出力は上記制御
時定数に応じた周波数即ち第３図Ａに示す如＜１．０〜
１．３Ｈｚ（１５００ｒ、ｐ、ｍ時）の周波数を有する
信号となる。
時定数に応じた周波数即ち第３図Ａに示す如＜１．０〜
１．３Ｈｚ（１５００ｒ、ｐ、ｍ時）の周波数を有する
信号となる。
さて、エンジンに失火が発生した場合１例えばエンジン
の第１シリンダに失火が発生した場合、排気ガスはこの
第１シリンダの排気時に多量の未燃焼ガスを含むことに
なり、排気ガスセンサ１３は第１シリンダ排気時に未燃
焼ガス中の過剰酸素を検出してリーン状態の信号を出力
する。
の第１シリンダに失火が発生した場合、排気ガスはこの
第１シリンダの排気時に多量の未燃焼ガスを含むことに
なり、排気ガスセンサ１３は第１シリンダ排気時に未燃
焼ガス中の過剰酸素を検出してリーン状態の信号を出力
する。
これにより、フィードバック制御が行われ、エンジンに
供給される混合気はリッチ状態となり、従って第１シリ
ンダを除（他のシリンダ排気時の排出ガスセンサ１３の
出力信号はリッチ状態を表わす１．０Ｖ程度の値となる
。
供給される混合気はリッチ状態となり、従って第１シリ
ンダを除（他のシリンダ排気時の排出ガスセンサ１３の
出力信号はリッチ状態を表わす１．０Ｖ程度の値となる
。
しかしながら、第１シリンダの排気時はその排出ガスが
未燃焼ガスであるため、混合気がリッチ状態であっても
排気ガスセンサ１３の出力信号はり一ン状態を表わす０
．１〜０．２Ｖ程度の値となる。
未燃焼ガスであるため、混合気がリッチ状態であっても
排気ガスセンサ１３の出力信号はり一ン状態を表わす０
．１〜０．２Ｖ程度の値となる。
第４図はこの場合の排気ガスセンサ１３の出力信号を説
明する図であり、横軸は排気を行うシリンダの順序で表
わされた時間軸。
明する図であり、横軸は排気を行うシリンダの順序で表
わされた時間軸。
縦軸は排気ガスセンサの出力電圧である。
従ってエンジンに失火が発生すると失火シリンダ毎に振
動する出力電圧が排気ガスセンサより得られる。
動する出力電圧が排気ガスセンサより得られる。
第３図Ｂは第４図の波形の時間軸を縮尺したものであり
、失火時の排気ガスセンサの出力信号波形を表わしてい
る。
、失火時の排気ガスセンサの出力信号波形を表わしてい
る。
排気ガスセンサ１３の失火時の出力信号周波数は、４シ
リンダエンジンで１シリンダが失火したとすると１５０
Ｏｒｐｍにおいて約１３Ｈｚとなり、正常時の周波数の
約１０倍となる。
リンダエンジンで１シリンダが失火したとすると１５０
Ｏｒｐｍにおいて約１３Ｈｚとなり、正常時の周波数の
約１０倍となる。
さて、第２図の回路において、バイパスフィルタ回路２
３はエンジン失火時だけ排気ガスセンサ１３の出力信号
を通過させる。
３はエンジン失火時だけ排気ガスセンサ１３の出力信号
を通過させる。
この信号は整流回路２４で直流に変換され、比較保持回
路２５に印加される。
路２５に印加される。
比較保持回路２５において失火検出信号が判別されると
、セット信号が積分器２１の積分停止制御機構に継続的
に印加され、積分動作が停止し、空燃比のフィードバッ
ク制御が停止する。
、セット信号が積分器２１の積分停止制御機構に継続的
に印加され、積分動作が停止し、空燃比のフィードバッ
ク制御が停止する。
これにより制御回路２２は混合気をリーン状態に制御す
るか、あるいは混合気をエンジン動作不可能の状態に悪
化させてエンジンを停止させる。
るか、あるいは混合気をエンジン動作不可能の状態に悪
化させてエンジンを停止させる。
以上述べた実施例においては、比較保持回路２５の出力
信号、即ち、失火検出信号をフィードバック制御停止を
行うために用いているが１本発明の検出方法は、失火検
出信号をどのように用いても良く、例えばこの失火検出
信号を警報表示装置の駆動制御に用いても良いし、エン
ジン停止の制御に用いても良く、さらに上記失火検出信
号により排気ガスが触媒コンバータをバイパスして流れ
るように制御する構成としても良い。
信号、即ち、失火検出信号をフィードバック制御停止を
行うために用いているが１本発明の検出方法は、失火検
出信号をどのように用いても良く、例えばこの失火検出
信号を警報表示装置の駆動制御に用いても良いし、エン
ジン停止の制御に用いても良く、さらに上記失火検出信
号により排気ガスが触媒コンバータをバイパスして流れ
るように制御する構成としても良い。
また、失火検出信号が必ずしも上述の如き比較保持回路
の出力信号である必要はなく、整流回路の出力信号を直
接、失火検出信号として用いることも可能である。
の出力信号である必要はなく、整流回路の出力信号を直
接、失火検出信号として用いることも可能である。
以上説明したように本発明の検出方法は、排気ガスセン
サの出力信号を周波数弁別してエンジンの失火を検出し
ているため、失火が発生するとほぼ同時にこれを検知で
き、しかも排気ガスセンサの故障、あるいは空燃比フィ
ードバックシステムの故障による誤動作が発生しない。
サの出力信号を周波数弁別してエンジンの失火を検出し
ているため、失火が発生するとほぼ同時にこれを検知で
き、しかも排気ガスセンサの故障、あるいは空燃比フィ
ードバックシステムの故障による誤動作が発生しない。
また、既存の排気ガスセンサに簡単な回路を付加するだ
けで実施できるため、コストダウンを計ることもできる
。
けで実施できるため、コストダウンを計ることもできる
。
第１図は本発明の適用される内燃機関の概略構成図、第
２図は本発明の一実施例の回路構成のブロック図、第３
図Ａ、Ｂは排気ガスセンサの出力波形図、第４図は上記
出力波形の説明図である。 １０・・・・・・エアフローセンサ、１１・・・・・・
エンジン。 １２・・・・・・燃料噴射機構、１３・・・・・・排気
ガスセンサ、１４・・・・・・触媒コンバータ、１５・
・・・・・電子制御回路。 ２０・・・・・・比較器、２１・・・・・・積分器、２
２・・・・・・制御回路、２３・・・・・・バイパスフ
ィルタ回路、２４・・・・・・整流回路、２５・・・・
・・比較保持回路。
２図は本発明の一実施例の回路構成のブロック図、第３
図Ａ、Ｂは排気ガスセンサの出力波形図、第４図は上記
出力波形の説明図である。 １０・・・・・・エアフローセンサ、１１・・・・・・
エンジン。 １２・・・・・・燃料噴射機構、１３・・・・・・排気
ガスセンサ、１４・・・・・・触媒コンバータ、１５・
・・・・・電子制御回路。 ２０・・・・・・比較器、２１・・・・・・積分器、２
２・・・・・・制御回路、２３・・・・・・バイパスフ
ィルタ回路、２４・・・・・・整流回路、２５・・・・
・・比較保持回路。
Claims (1)
- １ 排気成分の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器の出
力信号を用いて吸入混合気の空燃比を制御する空燃比フ
ィードバック制御式内燃機関の失火を検出する方法にお
いて、前記酸素濃度検出器の出力信号を周波数弁別する
ことにより失火検出信号を得ることを特徴とする内燃機
関の失火検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4586777A JPS5930895B2 (ja) | 1977-04-22 | 1977-04-22 | 内燃機関の失火検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4586777A JPS5930895B2 (ja) | 1977-04-22 | 1977-04-22 | 内燃機関の失火検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53131310A JPS53131310A (en) | 1978-11-16 |
| JPS5930895B2 true JPS5930895B2 (ja) | 1984-07-30 |
Family
ID=12731146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4586777A Expired JPS5930895B2 (ja) | 1977-04-22 | 1977-04-22 | 内燃機関の失火検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930895B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0286940A (ja) * | 1988-09-24 | 1990-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JPH0645646Y2 (ja) * | 1989-05-29 | 1994-11-24 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の失火判定装置 |
-
1977
- 1977-04-22 JP JP4586777A patent/JPS5930895B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53131310A (en) | 1978-11-16 |
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