JPS6131414B2 - - Google Patents

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JPS6131414B2
JPS6131414B2 JP10514875A JP10514875A JPS6131414B2 JP S6131414 B2 JPS6131414 B2 JP S6131414B2 JP 10514875 A JP10514875 A JP 10514875A JP 10514875 A JP10514875 A JP 10514875A JP S6131414 B2 JPS6131414 B2 JP S6131414B2
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JP
Japan
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pressure
exhaust
port
exhaust gas
misfire
Prior art date
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Application number
JP10514875A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5229508A (en
Inventor
Ryotaro Hikita
Jujiro Ooshima
Masao Yamaguchi
Noboru Shibayama
Hideyuki Suzuki
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP10514875A priority Critical patent/JPS5229508A/en
Publication of JPS5229508A publication Critical patent/JPS5229508A/en
Publication of JPS6131414B2 publication Critical patent/JPS6131414B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/085Safety, indicating, or supervising devices with sensors measuring combustion processes, e.g. knocking, pressure, ionization, combustion flame
    • F02B77/086Sensor arrangements in the exhaust, e.g. for temperature, misfire, air/fuel ratio, oxygen sensors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容積型内燃機関の種々の運転状態に
おける失火状態および失火サイクルを迅速かつ確
実に検知できる内燃機関の失火センサーに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a misfire sensor for an internal combustion engine that can quickly and reliably detect misfire conditions and misfire cycles in various operating conditions of a positive displacement internal combustion engine.

従来用いられている失火検出装置としては、
種々のものがあるが、いずれも応答性が悪いとい
う欠点があつた。
Conventionally used misfire detection devices include:
There are various types, but all of them have the drawback of poor responsiveness.

例えば、内燃機関の燃焼室から排気過程で排出
され排気ガスの濃度を熱電対等の温度センサーで
検出することにより、失火時の排気ガス温度低下
を検知することによつて失火を検出する装置があ
る。しかし、機関1サイクルに要する時間は4サ
イクル機関の場合でも約200msec以下となり、一
般に実用化を考慮したときこの種温度センサーの
応答速度は数100msec以上と遅く、したがつて失
火サイクルに追従した温度検出は極めて困難であ
つた。また運転条件(負荷・回転数)の変化によ
り排気温度の変化が大きく、しかも正常燃焼時の
排気温度と失火時の排気温度との差が少ないので
S/N比が小なため失火状態を迅速かつ精度良く
検出することは難しかつた。
For example, there is a device that detects a misfire by detecting a drop in exhaust gas temperature at the time of a misfire by detecting the concentration of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of an internal combustion engine during the exhaust process using a temperature sensor such as a thermocouple. . However, the time required for one engine cycle is approximately 200 msec or less even in the case of a 4-cycle engine, and when considering practical use, the response speed of this type of temperature sensor is generally slow at several 100 msec or more, so the temperature that follows the misfire cycle is Detection was extremely difficult. In addition, the exhaust temperature changes greatly due to changes in operating conditions (load, rotational speed), and the difference between the exhaust temperature during normal combustion and the exhaust temperature at the time of misfire is small, so the S/N ratio is small and the misfire condition can be quickly corrected. Moreover, it was difficult to detect with high accuracy.

また別の装置として内燃機関の燃焼室から排出
される排気ガスの排気分析による方法すなわち機
関が失火すると一酸化炭素COが減少し、炭化水
素HCが増加するので、この一酸化炭素あるいは
炭化水素の排気ガス中の含有量を検出することに
より失火を検知する装置があるが、応答が遅いす
なわち一般に分析計の応答は1ないし3秒であ
り、内燃機関の排気量および型式、負荷および使
用空燃費によつて排気ガス中の一酸化炭素および
炭化水素の含有量の絶対値が異なるので、失火を
応答良く、しかも精度良く検知することは難しか
つた。
Another method is to analyze the exhaust gas emitted from the combustion chamber of an internal combustion engine. In other words, when the engine misfires, carbon monoxide CO decreases and hydrocarbon HC increases. There is a device that detects a misfire by detecting the content in exhaust gas, but the response is slow, i.e., the response of an analyzer is generally 1 to 3 seconds, and it depends on the displacement and type of internal combustion engine, the load, and the air/fuel consumption used. Since the absolute values of the contents of carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas differ depending on the engine, it has been difficult to detect a misfire with good response and accuracy.

また内燃機関の燃焼室内のガス圧力を測定し
て、この圧力波形を解析して失火回数を検知する
装置があるが、これを電気的に行なうには非常に
複雑な電子回路を必要とするし、しかも実験者が
各波形を判定しようとすると大きな労力を要して
いたのであり、車載用として考えると実用化困難
な問題があつた。
There is also a device that measures the gas pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine and analyzes this pressure waveform to detect the number of misfires, but doing this electrically requires a very complex electronic circuit. Moreover, it took a lot of effort for the experimenter to judge each waveform, and there were problems that made it difficult to put it into practical use when it was considered for automotive use.

本発明者らは、これら上記従来装置の有してい
た欠点を解消する内燃機関の失火検知装置を研究
開発する過程で本発明に到達したものである。本
発明は、上記従来装置が有していた問題点を解決
し、非常に簡単な構成より成りあらゆるタイプの
容積型内燃機関に適用可能で、該機関の回転数、
負荷、使用空燃比等の種の運転条件の影響を殆ん
ど受けないで、機関の失火を精度良くしかも応答
性良く検知することを可能とするとともに耐久性
にすぐれしかも自動車において機関の失火を検知
することが必要な各種制御装置のセンサーとして
車載することも可能にすることを目的とするもの
である。
The present inventors arrived at the present invention in the process of researching and developing a misfire detection device for an internal combustion engine that eliminates the drawbacks of the above-mentioned conventional devices. The present invention solves the problems of the conventional devices described above, has a very simple configuration, and is applicable to all types of positive displacement internal combustion engines.
It is almost unaffected by various operating conditions such as load and air-fuel ratio, and makes it possible to detect engine misfires with high precision and responsiveness.It also has excellent durability and is highly durable. The purpose is to enable it to be mounted on a vehicle as a sensor for various control devices that need to be detected.

容積型内燃機関の吸入管内および排気管内の吸
入および排気ガス流は多かれ少なかれ脈動流を形
成し、かつ時間的、場所的に複雑な圧力変化を呈
しているが、機関の失火によつてこの圧力変化の
様子が変わることが予想される。そこで試みに本
発明者らは、吸入管または排気管内の静圧を測定
してみたが、機関の失火による大きな変動はな
く、且つ、機関の回転数・負荷、使用空燃比等の
種々運転条件の影響を受け易く失火装置としてま
とめるとS/N比が悪く、しかも多気筒の場合は
他の気筒の影響を強く受けることになる。本発明
者らは前述した解決課題にさらにこの知見を加え
検討した結果、以下述べるような結論に到達し
た。
The intake and exhaust gas flows in the intake and exhaust pipes of positive displacement internal combustion engines form more or less pulsating flows, and exhibit complex pressure changes over time and location. It is expected that the pattern of change will change. Therefore, the inventors of the present invention attempted to measure the static pressure in the intake pipe or exhaust pipe, but found that there were no major fluctuations due to engine misfire, and that there were no significant fluctuations due to engine misfire, and that there were no significant changes under various operating conditions such as engine speed, load, and air-fuel ratio used. The misfire device is easily affected by this, and when summarized as a misfire device, the S/N ratio is poor.Moreover, in the case of multiple cylinders, it is strongly influenced by other cylinders. The present inventors further added this knowledge to the above-mentioned problems to be solved, and as a result of their investigation, they reached the following conclusion.

容積型内燃機関の燃焼室内で、回転数・負荷お
よび空燃比等の影響の上でいかなる燃焼(正常燃
焼・先燃え、後燃え等の異常燃焼)が起つたとし
ても、燃焼時では、爆発、燃焼により高温、高
圧、膨脹した排気ガスが排気行程の排気弁が開く
と同時に排気孔から排気通路に高速で排出され、
その速度および流れの状態には大きな差はない。
しかし機関が何らかの原因で失火したとすると、
前述したような爆発、燃焼が行なわれないので、
単に未燃焼ガスが排気行程におけるピストン部材
のポンプ作用によつて燃焼室より排気通路に排出
されるにすぎないので、その速度は燃焼時の排気
ガス速度に比べて非常に小さい。したがつて排気
弁の開いた直後の排気通路内の排気ガスは、そ静
圧および動圧とも燃焼時のそれより一時的に下が
る。
No matter what kind of combustion (normal combustion, abnormal combustion such as pre-burning, after-burning, etc.) occurs in the combustion chamber of a positive displacement internal combustion engine due to the influence of rotation speed, load, air-fuel ratio, etc., during combustion, there will be an explosion, The high temperature, high pressure, and expanded exhaust gas due to combustion is discharged from the exhaust hole into the exhaust passage at high speed at the same time as the exhaust valve in the exhaust stroke opens.
There is no significant difference in the speed and flow conditions.
However, if the engine misfires for some reason,
Since there is no explosion or combustion as mentioned above,
Since the unburned gas is simply discharged from the combustion chamber into the exhaust passage by the pumping action of the piston member during the exhaust stroke, its velocity is very small compared to the exhaust gas velocity during combustion. Therefore, the static pressure and dynamic pressure of the exhaust gas in the exhaust passage immediately after the exhaust valve opens are temporarily lower than those during combustion.

したがつて本発明者らは、排気孔後流の排気通
路を流れる排気ガス流の静圧および動圧の変化を
検知すれば、機関の失火を検知できる点に着眼し
排気弁後流の排気通路内に排気ガス流の速度変動
に応ずる圧力変動を総圧変化として検知すべくビ
ート管を取付け、第2図に示す如く該総圧が燃焼
排気時に比べ、失火排気時において一時的に下が
ることから機関の失火を確実かつ迅速に検出する
本発明失火センサーを案出した。
Therefore, the present inventors focused on the fact that engine misfire can be detected by detecting changes in the static pressure and dynamic pressure of the exhaust gas flow flowing in the exhaust passage downstream of the exhaust hole. A beat pipe is installed in the passageway to detect pressure fluctuations in response to speed fluctuations in the exhaust gas flow as a change in total pressure, and as shown in Figure 2, the total pressure is temporarily lower during misfire exhaust compared to during combustion exhaust. The present inventors have devised a misfire sensor of the present invention that reliably and quickly detects engine misfires.

また本発明者らは前述した解決課題を解決すべ
く更に以下に述べるような結論に到達した。上述
したように機関の失火状態は、排気弁後流の排気
通路内の総圧が燃焼時に比べ一時的に下がること
から確実かつ迅速に検出できる。しかし問題とな
るのは、この総圧変化の計測手段である。
In addition, the present inventors have further reached the following conclusion in order to solve the above-mentioned problems. As described above, a misfire state in the engine can be detected reliably and quickly because the total pressure in the exhaust passage downstream of the exhaust valve is temporarily lower than that during combustion. However, the problem is how to measure this total pressure change.

すなわち、正常燃焼時における排気総圧に対す
る失火時排気総圧の立下がりは普通数十ミリメー
トル水柱という微細圧力変化であり、しかも数ミ
リセカント以内の高速現象であるため、この高速
かつ微細圧力を計測するのは一般的には非常に困
難である。
In other words, the fall in the total exhaust pressure during a misfire compared to the total exhaust pressure during normal combustion is usually a minute pressure change of several tens of millimeters of water column, and since it is a high-speed phenomenon within a few milliseconds, it is necessary to measure this high-speed and minute pressure. is generally very difficult.

たとえば半導体歪変換素子は、前述した高速微
細な圧力変化を応答良く電圧変化に変換検出でき
るひとつの有力な計測手段であり、計測された電
圧信号から正常燃焼時と失火時の状態を判別処理
して出力させることは困難なことではない。
For example, a semiconductor strain conversion element is a powerful measurement means that can convert and detect the aforementioned high-speed, minute pressure changes into voltage changes with good response, and can distinguish between normal combustion and misfire conditions from the measured voltage signal. It is not difficult to output it.

しかし、排気ガス温度が約200℃に達するよう
な高温ガスであることによる耐温性、あるいは運
転中の機関から発する電気的ノイズの影響を考え
ると、耐久性、信頼性、および車載用の点で実用
化のために克服すべき多くの事項が予想される。
However, considering the temperature resistance of the exhaust gas, which is a high-temperature gas that reaches approximately 200 degrees Celsius, and the effects of electrical noise emitted from a running engine, there are issues with durability, reliability, and in-vehicle use. Many problems are expected to be overcome for practical application.

そこで本発明者らは、高速かつ微細な圧力変化
を高温雰囲気、電気ノイズの発する雰囲気で、応
答性良く検知でき、信号処理も行なえる計測手段
として、流体論理素子(フルイデイツクス)に着
目し、排気総圧の変化状態の検知から失火あるい
は正常燃焼を判別処理し、出力させるまでを全て
流体論理素子で行なわせる本失火検出センサーを
案出した。
Therefore, the present inventors focused on fluid logic elements as a measurement means that can detect fast and minute pressure changes in high-temperature atmospheres and environments that generate electrical noise with good response, and can also perform signal processing. devised a misfire detection sensor that uses a fluid logic element to perform the entire process from detecting changes in the total exhaust pressure to determining misfire or normal combustion and outputting the output.

すなわち、一般に内燃機関は、その運転状態に
応して単位時間当たりの排気流量が大きく変化す
るので排気管内における排気ガス流の速さおよび
圧力の脈動流の全体レベル(第2図中Pdで示す
直流成分)が変動する。このため本発明者らは、
このレベル変動の影響を受けずに内燃機関の失火
状態を精確に検出するためには、検出しようとす
る圧力を直接流体論理素子の入力ポートに導き基
準圧と比較するのには必ずしも充分ではなく、流
体論理素子により排気総圧とその直流成分に対す
る差(相対量)で検出する方が望ましいという知
見に達した。またこれを実現するため、いずれの
入力ポートも排気ガス導入管の他方の開口部に連
通させるとともに、一方の入力ポートに連通する
配管には適当な絞りを配設するとともに適当な容
量に連動させるという本発明に到達した。
In other words, in general, in an internal combustion engine, the exhaust flow rate per unit time varies greatly depending on the operating state of the engine, so the speed of the exhaust gas flow in the exhaust pipe and the overall level of the pressure pulsating flow (indicated by Pd in Figure 2) DC component) fluctuates. For this reason, the inventors
In order to accurately detect a misfire condition in an internal combustion engine without being affected by this level fluctuation, it is not always sufficient to directly introduce the pressure to be detected into the input port of the fluid logic element and compare it with the reference pressure. It has been found that it is preferable to detect the total exhaust pressure and its difference (relative amount) with respect to the DC component using a fluid logic element. In order to achieve this, both input ports are connected to the other opening of the exhaust gas introduction pipe, and the piping that communicates with one input port is equipped with an appropriate restriction and linked to an appropriate capacity. We have arrived at the present invention.

本発明は、両端に開口部を有する連通管状に形
成し、一方の開口部を該開口部より排気ガスを導
入すべく容積型内燃機関の燃焼室と排気孔を介し
て連通する排気通路内に配設するとともに他方の
開口部の前記容積型内燃機関の排気通路外に配設
した排気ガス導入管と、一方の入力ポートを前記
排気ガス導入管の他方の開口部に連通させて燃焼
室からの排気ガス流の圧力を導き、他方の入力ポ
ートは絞りを配設した配管を介して前記排気ガス
導入管の他方の開口部に連通させるとともに、配
管を介して容量に連通させて排気ガス流の排気総
圧の高い周波数成分をカツトし、全体的レベルに
相当する直流成分を導き、一方の入力ポートに導
かれている排気ガス流の総圧と他方の入力ポート
に供給されている排気ガス流の排気総圧の直流成
分とを比較し、その差が設定値以内の時は供給ポ
ートより供給される供給空気流を一方の出力ポー
トより吐出し、一方の入力ポートに導かれている
排気ガス流の圧力が内燃機関の失火に基づき一時
的に下がり他方の入力ポートに供給されている排
気総圧の直流成分との差が設定値以上に大きくな
つた時は供給ポートより供給される供給空気流を
吐出するポートを切換え、他方の出力ポートより
吐出する流体論理素子とから成る。
The present invention is formed into a communicating tubular shape having openings at both ends, and one opening is inserted into an exhaust passage communicating with a combustion chamber of a positive displacement internal combustion engine via an exhaust hole to introduce exhaust gas from the opening. and an exhaust gas introduction pipe disposed outside the exhaust passage of the positive displacement internal combustion engine at the other opening, and one input port communicating with the other opening of the exhaust gas introduction pipe from the combustion chamber. The other input port communicates with the other opening of the exhaust gas introduction pipe through a piping provided with a restriction, and communicates with the volume through the piping to control the exhaust gas flow. It cuts out the high frequency components of the total exhaust pressure and derives a DC component corresponding to the overall level, which reduces the total pressure of the exhaust gas flow being directed to one input port and the exhaust gas being supplied to the other input port. If the difference is within the set value, the supply air flow supplied from the supply port is discharged from one output port, and the exhaust gas guided to one input port is compared with the DC component of the total exhaust pressure. When the pressure of the gas flow temporarily decreases due to a misfire in the internal combustion engine and the difference between it and the DC component of the exhaust total pressure supplied to the other input port becomes larger than the set value, the gas is supplied from the supply port. It consists of a fluid logic element that switches the port that discharges the air flow and discharges the air flow from the other output port.

上述の構成より成る本発明は、燃焼室が排気す
る排気ガスを排気通路内に配設した排気ガス導入
管により圧力として導入して、流体論理素子の一
方の入力ポートに導くもので、内燃機関の失火に
基づきこの一方の入力ポートに導かれた排気ガス
流の圧力と、他方の入力ポートに供給されている
排気総圧の直流成分とを比較し、その差が設定値
以上に大きくなつた時は、それまで供給ポートか
ら一方の出力ポートに供給されていた供給空気流
が他方の入力ポートに供給されている空気流によ
り切換えられ、他方の出力ポートから吐出するこ
とにより、内燃機関の失火を検出するという作用
を奏する。
The present invention configured as described above introduces the exhaust gas exhausted by the combustion chamber as pressure through the exhaust gas introduction pipe arranged in the exhaust passage, and guides it to one input port of the fluid logic element. The pressure of the exhaust gas flow led to one input port based on a misfire is compared with the DC component of the total exhaust pressure supplied to the other input port, and the difference is greater than the set value. When the internal combustion engine misfires, the supply air flow that was previously supplied from the supply port to one output port is switched by the air flow supplied to the other input port and discharged from the other output port. It has the function of detecting.

上述の構成および作用を奏する本発明は、内燃
機関が失火すれば、燃焼室からの排気ガス流の排
気総圧が急激に低下し、絞りと容量とにより電気
回路におけるローバスフイルターを等価的に構成
する配管系を付加された他方の入力ポートに供給
されている排気総圧の直流成分との差が設定値以
上になるので、他方の入力ポートに供給されてい
る空気量により供給空気流の出力ポートを一方の
出力ポートからただちに他方の出力ポートに切換
えることによつて、上述の従来技術に比べ内燃機
関の失火状態を応答性良く迅速に検出するととも
に、とりわけ運転状態に応じて変動する排気総圧
の直流成分の影響を受けずに精度良く検出するこ
とができるという効果を奏する。
According to the present invention, which has the above-described structure and function, when an internal combustion engine misfires, the total exhaust pressure of the exhaust gas flow from the combustion chamber rapidly decreases, and the throttle and capacity equivalently reduce the low-pass filter in the electric circuit. Since the difference between the DC component of the exhaust total pressure supplied to the other input port connected to the constituting piping system is greater than the set value, the supply air flow is adjusted by the amount of air supplied to the other input port. By immediately switching the output port from one output port to the other, a misfire condition in an internal combustion engine can be detected more responsively and quickly than the above-mentioned conventional technology, and in particular, it is possible to detect a misfire condition in an internal combustion engine more quickly than the above-mentioned conventional technology. This has the effect of being able to accurately detect the total pressure without being affected by the direct current component.

さらに本発明は、上述の構成からも明らかな様
に、簡単且つコンパクトな構成より成るという利
点を有するとともに、安価であり、耐久性が高い
という利点をする。
Further, as is clear from the above-mentioned structure, the present invention has the advantage of being simple and compact, and has the advantage of being inexpensive and having high durability.

以下本発明の内燃機関の失火センサーが検出す
る内燃機関の排気総圧の変動を説明するために、
参考例を詳細に説明する。
Below, in order to explain the fluctuations in the exhaust gas pressure of the internal combustion engine detected by the internal combustion engine misfire sensor of the present invention,
A reference example will be explained in detail.

参考例の内燃機関の失火センサーは、排気ガス
導入管と流体論理素子とから成り、以下第1
図および第2図を用いて説明する。
The reference example misfire sensor for an internal combustion engine consists of an exhaust gas introduction pipe and a fluid logic element.
This will be explained using the diagram and FIG.

参考例は排気ガス導入管としての排気総圧を
検知する導入管2と、論理素子としてオア・ノ
ア(OR/NOR)素子によるシユミツト回路とで
構成される信号処理回路3とから成る。
The reference example consists of an inlet pipe 2 as an exhaust gas inlet pipe for detecting the total exhaust pressure, and a signal processing circuit 3 composed of a Schmitt circuit using an OR/NOR element as a logic element.

参考例においては、排気孔後流の排気ガス流の
速度変動に応ずる総圧変動に応ずる総圧変動を検
知すべく導入管2を排気通路内の所定位置に設置
するために、前記内燃機関1のシリンダブロツク
17の側壁と排気管11との間に連結管7を介挿
し、排気弁12およびシリンダブロツク17の排
気通路14を介して燃焼室と排気管11とを連通
させる。
In the reference example, in order to install the inlet pipe 2 at a predetermined position in the exhaust passage in order to detect the total pressure fluctuation corresponding to the total pressure fluctuation corresponding to the speed fluctuation of the exhaust gas flow downstream of the exhaust hole, the internal combustion engine 1 A connecting pipe 7 is inserted between the side wall of the cylinder block 17 and the exhaust pipe 11, and the combustion chamber and the exhaust pipe 11 are communicated through the exhaust valve 12 and the exhaust passage 14 of the cylinder block 17.

連結管7の側壁71には導入管2の外径と略同
径の穴72を穿設し、該穴72よ導入管2を前記
内燃機関の排気弁12の後流のシリンダブロツク
17内の排気通路14内に挿入し、前記側壁71
おいて溶接手段により連結管に固着する。
A hole 72 having approximately the same diameter as the outside diameter of the introduction pipe 2 is bored in the side wall 71 of the connecting pipe 7, and the introduction pipe 2 is inserted into the cylinder block 17 downstream of the exhaust valve 12 of the internal combustion engine through the hole 72. inserted into the exhaust passage 14 and the side wall 71
Then, it is fixed to the connecting pipe by welding means.

導入管2は図示するごとく、略L字形状に屈曲
させたもので、内径6ミリメートル(6φ)外径
8ミリメートル(8φ)のステンレス製パイプで
構成する。内径6φのものを選んだ理由は、排気
ガス分に含まれる未燃成分等を考慮したためであ
る。この内径6φの通路が両端部の開口部を連通
させる連通通路26を構成する。
As shown in the figure, the introduction pipe 2 is bent into a substantially L-shape and is constructed of a stainless steel pipe with an inner diameter of 6 mm (6φ) and an outer diameter of 8 mm (8φ). The reason why we chose the one with an inner diameter of 6φ was to take into account unburned components contained in the exhaust gas. This passage having an inner diameter of 6φ constitutes a communication passage 26 that communicates the openings at both ends.

導入管2の一方の開口部21は排気ガスの流れ
の乱れを最小限にするために先端部を尖鋭形状と
し、前記排気通路14の排気弁12より略10〜20
センチメートル後流であつて排気通路14の側壁
より略中央位置に設置する。
One opening 21 of the introduction pipe 2 has a sharp tip in order to minimize disturbance in the flow of exhaust gas, and has a tip approximately 10 to 20 mm away from the exhaust valve 12 of the exhaust passage 14.
It is installed at a position centimeter downstream from the side wall of the exhaust passage 14 and approximately at the center.

すなわち、これら設置条件は正常燃焼時および
失火時の排気ガス流の流速変化に応ずる排気総圧
変化の再現性を考慮して決定したものである。
That is, these installation conditions were determined in consideration of the reproducibility of the change in the exhaust total pressure in response to the change in the flow velocity of the exhaust gas flow during normal combustion and misfire.

一方導入管2の他方端は、流体論理素子により
構成される信号処理回路3の配管91に接続す
る。
The other end of the introduction pipe 2 is connected to a pipe 91 of the signal processing circuit 3 constituted by a fluidic logic element.

信号処理回路3は、論理素子としてオア・ノ
ア素子5によるシユミツト回路で構成される。
The signal processing circuit 3 is constituted by a Schmitt circuit using an OR/NO element 5 as a logic element.

オア・ノア(OR/NOR)素子5は、一方の入
力ポート(セツトポート)51は、配管91を介
して導入管2に連通し、他方の入力ポート(バイ
アスポート)52は、配管92を介して空気圧源
ASに連通する。
In the OR/NOR element 5, one input port (set port) 51 communicates with the introduction pipe 2 via a pipe 91, and the other input port (bias port) 52 communicates with the introduction pipe 2 via a pipe 92. air pressure source
Communicates with AS.

配管92には、入力ポートへの作用圧力すなわ
ち内燃機関の失火状態を検知するための基準圧力
(第2図中Pr)を設定するために空気圧源ASとの
関連で所定の絞り径を有する絞り921を介挿す
る。
The piping 92 is equipped with a throttle having a predetermined diameter in relation to the air pressure source AS in order to set the working pressure to the input port, that is, the reference pressure (Pr in Fig. 2) for detecting a misfire state of the internal combustion engine. 921 is inserted.

オア・ノア素子5の供給ポート50は、空気圧
源より0.5Kg/cm2の一定圧力の空気流を導きこの
供給空気流は、一方の入力ポート51に作用する
排気ガス流の圧力が他方の入力ポート52に作用
する基準圧力より小の場合は、常に一方の出力ポ
ート53より出力され、一方の入力ポート51に
作用する排気ガス流の圧力が他方の入力ポート5
2に作用する基準圧力よりの大の場合には他方の
出力ポート54より出力される。そしてまた再び
入力ポート51の排気ガス流の圧力が入力ポート
52の基準圧より減じれば、再び供給空気流は出
力ポート53に切換えられ出力されることにな
る。
The supply port 50 of the or-no-no element 5 introduces an air flow with a constant pressure of 0.5 Kg/cm 2 from an air pressure source, and this supply air flow is such that the pressure of the exhaust gas flow acting on one input port 51 is equal to the pressure of the exhaust gas flow acting on the other input port 51. When the pressure of the exhaust gas flow acting on the port 52 is lower than the reference pressure, it is always output from one output port 53, and the pressure of the exhaust gas flow acting on one input port 51 is lower than the reference pressure of the other input port 5.
If the pressure is greater than the reference pressure acting on the second output port 54, the output is output from the other output port 54. When the pressure of the exhaust gas flow at the input port 51 again decreases from the reference pressure at the input port 52, the supply air flow is again switched to the output port 53 and output.

次に上述した構成より成る参考例失火センサー
の作用につき以下説明する。
Next, the operation of the reference example misfire sensor constructed as described above will be explained below.

単気筒火花点火内燃機関1が、燃焼状態(正常
燃焼と先燃え、後燃え等の異常燃焼も含む)にあ
れば、前述したように、排気行程開始時では排気
弁12より、排気通路14に静圧が大、速度大
(失火時に比べ)なる排気ガスが排出され、排気
通路14内の静圧と動圧、すなわち総圧は一時的
に増大する。そして排気弁が閉じ、次の排気行程
が開始されるまでは、排気通路14への排気ガス
の充足が得られないために、先に一時的に増大し
た総圧は減少の一途をたどることになる。そして
次の排気行程が開始されると再び増大することに
なる。
When the single-cylinder spark-ignition internal combustion engine 1 is in a combustion state (including normal combustion and abnormal combustion such as pre-burning and after-burning), at the start of the exhaust stroke, the exhaust valve 12 flows into the exhaust passage 14. Exhaust gas with a high static pressure and high speed (compared to when a misfire occurs) is discharged, and the static pressure and dynamic pressure in the exhaust passage 14, that is, the total pressure, temporarily increases. Then, until the exhaust valve closes and the next exhaust stroke begins, the exhaust passage 14 is not filled with exhaust gas, so the total pressure that temporarily increased continues to decrease. Become. Then, when the next exhaust stroke is started, it will increase again.

すなわち、燃焼状態では、運転条件(機関回転
数、負荷)で決まる排気総圧の直流成分(第2図
中Pd)の上に、サイクル毎の変動周期を有する
変動圧力成分が乗せられた排気総圧変動状態を得
ることになる第2図においてイおよびロがそれを
示す。そして燃焼状態が続く限り、変動圧力成分
の変動振幅はほぼ一定となる。
In other words, in the combustion state, the total exhaust pressure is the DC component (Pd in Figure 2) of the total exhaust pressure, which is determined by the operating conditions (engine speed, load), and the fluctuating pressure component that has a fluctuation period for each cycle. This is shown by A and B in FIG. 2, where a pressure fluctuation state is obtained. As long as the combustion state continues, the fluctuation amplitude of the fluctuating pressure component remains approximately constant.

しかし、機関1が何かの原因で失火したとする
と、その排気行程においては、排気通路14に静
圧が小、速度小(燃焼時に比べ)な排気ガスが排
出され、排気通路14内の総圧は1時的に立下が
ることになる。第2図中ハで示される。すなわち
失火時には排気総圧の直流成分値に対する変動圧
力成分の立下り値が、燃焼時のそれに比べより大
きくなることになる。しかも、失火時における変
動圧力の直流成分値に対する立下がり値の大きさ
は、燃焼時の場合のそれと比べ少なくとも2倍以
上の差が生ずるのが普通である。
However, if the engine 1 misfires for some reason, during its exhaust stroke, exhaust gas with low static pressure and low velocity (compared to combustion) is discharged into the exhaust passage 14, and the total amount of exhaust gas in the exhaust passage 14 is The pressure will drop temporarily. It is indicated by C in FIG. That is, at the time of misfire, the fall value of the fluctuating pressure component with respect to the DC component value of the total exhaust pressure becomes larger than that at the time of combustion. Moreover, the magnitude of the falling value of the fluctuating pressure relative to the DC component value during a misfire is usually at least twice as large as that during combustion.

したがつて、排気総圧の直流成分に対する燃焼
時変動圧力の立下り値より小さく、失火時変動圧
力のそれより大きい圧力値を“閾値”として設定
してやれば、排気総圧の直流成分に対する変動圧
の立下り値が該“閾値”を超えた場合は失火であ
り、超えない場合は燃焼時であるとして、両状態
を判別することができるものであり、以下に述べ
る流体論理素子回路はこれを行なつているもので
ある。
Therefore, if a pressure value that is smaller than the falling value of the fluctuating pressure during combustion with respect to the DC component of the total exhaust pressure and larger than that of the fluctuating pressure at the time of misfire is set as the "threshold value", the fluctuating pressure with respect to the DC component of the total exhaust pressure can be set as a "threshold value". If the falling value exceeds the "threshold", it is a misfire, and if it does not, it is combustion. Both states can be distinguished, and the fluid logic element circuit described below can distinguish between these two states. This is what is being done.

すなわち、機関1の排気弁12の後流の排気通
路14内に装着した導入管2によつて排気総圧が
検知され、配管91によつてオア・ノア素子5の
一方の入力ポート51に導びかれる。一方のオ
ア・ノア素子の他方の入力ポート52には、前述
の閾値に設定した基準圧力Prを有する空気流が
導びかれている。すなわち該基準圧力は、燃焼時
における排気ガスの総圧より小さく、失火時にお
ける排気ガスの総圧より大きく設定してある。
That is, the total exhaust pressure is detected by the introduction pipe 2 installed in the exhaust passage 14 downstream of the exhaust valve 12 of the engine 1, and is led to one input port 51 of the or-no-no element 5 by the pipe 91. I'm scared. An air flow having a reference pressure Pr set to the above-mentioned threshold value is guided to the other input port 52 of one of the OR/NO elements. That is, the reference pressure is set to be smaller than the total pressure of exhaust gas during combustion and larger than the total pressure of exhaust gas during misfire.

したがつて燃焼時では、一方の入力ポート51
に作用する排気ガスの圧力が他方の入力ポート5
2に作用する基準圧力Prに比べて打勝つている
ため、オア・ノア素子5の供給ポート50から供
給されている空気流はコアンダ効果により常に他
方の出力ポート54に出力され(「有」……
“1”)、一方の出力ポート53の出力圧は等
(「無」……“0”)である。
Therefore, during combustion, one input port 51
The exhaust gas pressure acting on the other input port 5
2, the air flow being supplied from the supply port 50 of the or-no-no element 5 is always outputted to the other output port 54 due to the Coanda effect ("Yes"... …
"1"), and the output pressure of one output port 53 is the same ("no"..."0").

そして失火時の場合は、一方の入力ポート51
に作用する排気ガスの圧力が、他方の入力ポート
52に作用する圧力Prより一時的に小となるた
め、オア・ノア素子5の供給ポート50から供給
されている空気流は燃焼時に出力していた他方の
出力ポート54から一方の出力ポート58へ切換
えられ、一方の出力ポート58から空気流が出力
される。
In case of misfire, one input port 51
Since the pressure of the exhaust gas acting on the other input port 52 is temporarily lower than the pressure Pr acting on the other input port 52, the air flow being supplied from the supply port 50 of the or-no-no element 5 is not output during combustion. The other output port 54 is switched to one output port 58, and the air flow is output from the one output port 58.

そして失火時において一時的に大きく立下がつ
た変動総圧は、次の瞬間には、再び複帰(立上が
る)することになるが、その過渡状態では、一方
の入力ポート51に作用する排気ガスの圧力が他
方の入力ポート52に作用する基準圧力Prより
大となり、オア・ノア素子5は、一方の出力ポー
ト53から他方の出力ポート54へと復帰させ
る。
The fluctuating total pressure, which temporarily dropped significantly at the time of a misfire, will return again (rise) at the next moment, but in that transient state, the exhaust gas acting on one input port 51 The gas pressure becomes higher than the reference pressure Pr acting on the other input port 52, and the or-no-no element 5 returns the gas from the one output port 53 to the other output port 54.

したがつて機関1が失火すれば、機関の失火発
生毎に、該出力ポート54の出力(「有」……
“1”)がインパルス的に発せられることになる。
Therefore, if the engine 1 misfires, the output of the output port 54 ("present"...
“1”) will be emitted in an impulse manner.

流体論理素子は、その入出力間には何ら機械的
可動部分がなく、排気流(もしくは排気圧)が、
供給空気流の流れの方向を切換えるものであり、
入出力間の応答速度は数ミリセカンド以のオーダ
であり、応答性が秒のオーダあるいは数100ミリ
セカンドのオーダの従来の諸装置に比べ非常に応
答が速いという大なる効果を奏する。
A fluid logic element has no mechanically moving parts between its input and output, and the exhaust flow (or exhaust pressure)
It switches the direction of the supply air flow,
The response speed between input and output is on the order of several milliseconds or more, and has the great effect of being much faster than conventional devices, which have response times on the order of seconds or hundreds of milliseconds.

さらに流体論理素子は機械的な可動部分を持た
ないために、信頼性が大切であり、耐久性は半永
久的である。そして素子材料としてセラミツク材
を使用すれば1000℃の高温状態にも耐えること、
電気的ノイズにはまつた影響されないこと、そし
て小型、安価に製作可能なことを考え合わせる
と、非常に実用性に富んでいることが言える。
Furthermore, since fluid logic elements do not have mechanically moving parts, reliability is important and durability is semi-permanent. And if ceramic material is used as the element material, it can withstand high temperature conditions of 1000℃.
Considering that it is not affected by electrical noise, is small, and can be manufactured at low cost, it can be said that it is extremely practical.

参考例においては、空気圧信号として失火状態
を検知したが、この圧力信号を圧力変換器を使つ
て電気信号に変換したり、他の変換手段により油
圧および機械量に変換することが可能で、これら
の変換量により他の部材を駆動制御したり、失火
状態を表示装置に表示することができる。
In the reference example, the misfire condition was detected as a pneumatic pressure signal, but this pressure signal can be converted into an electrical signal using a pressure converter, or converted into hydraulic and mechanical quantities using other conversion means, and these Depending on the conversion amount, other members can be driven and controlled, and the misfire state can be displayed on a display device.

次に本発明の実施例を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described.

第1実施例の失火センサーは、排気ガス導入管
1と流体論理素子aとから成り、第3図および
第4図を用いて説明する。排気ガス導入管は、
前述の参考例の排気ガス導入管と同様の構成か
ら成り、図中同一符号を付し説明を省略する。流
体論理素子aは、前述の参考例とは異なつた論
理構成から成り、新しく付加した比例素子による
加算回路と第1実施例と同様のオア・ノア素子に
よシユミツト回路とで構成される信号処理回路3
aから成り、同一部分に同一符号を付し説明を省
略する。
The misfire sensor of the first embodiment consists of an exhaust gas introduction pipe 1 and a fluid logic element a, and will be explained using FIGS. 3 and 4. The exhaust gas introduction pipe is
It has the same configuration as the exhaust gas introduction pipe of the reference example described above, and the same reference numerals are given in the drawings, and the explanation thereof will be omitted. The fluid logic element a has a logic configuration different from that of the reference example described above, and has a signal processing system consisting of an addition circuit using a newly added proportional element and a Schmitt circuit using an OR/NO element similar to the first embodiment. circuit 3
The same parts are denoted by the same reference numerals and their explanation will be omitted.

信号処理回路3aは、配管81を介して排気ガ
ス導入管の導入管2に連結する。信号処理回路
の加算回路は配管81に接続する配管82と、配
管81より分岐接続された、絞り831と容量8
32とを介挿する配管83と、比例素子4とから
構成される回路で、導入管2によつて導入した排
気総圧の、直流成分に対する変動成分の大きさを
空気圧にて比例変換する回路である。
The signal processing circuit 3a is connected to the introduction pipe 2 of the exhaust gas introduction pipe via a pipe 81. The addition circuit of the signal processing circuit includes a pipe 82 connected to a pipe 81, a throttle 831 and a capacity 8 branched from the pipe 81.
32 and a proportional element 4, the circuit proportionally converts the magnitude of the fluctuation component with respect to the DC component of the total exhaust pressure introduced through the introduction pipe 2 using air pressure. It is.

すなわち、配管81は、配管82と配管83の
2路に分岐させ、配管82は比例素子4の入力ポ
ート41に接続し、配管83は絞り831と容量
832を介挿させた後、比例素子4の入力ポート
42に接続させている。
That is, the piping 81 is branched into two paths, a piping 82 and a piping 83, the piping 82 is connected to the input port 41 of the proportional element 4, and the piping 83 is connected to the proportional element 4 after inserting the throttle 831 and the capacity 832. It is connected to the input port 42 of.

したがつて導入管2によつて検知される排気総
圧の変動状態は、比例素子の入力ポート41には
減衰されずにそのまま導びかれるのに対して、他
方の入力ポート42には、排気総圧の変動成分が
絞りと容量によつて減衰除去された状態、すなわ
ち排気総圧の直流成分が導びかれることになる。
Therefore, the fluctuating state of the exhaust gas total pressure detected by the inlet pipe 2 is directly guided to the input port 41 of the proportional element without being attenuated, while the other input port 42 is connected to the exhaust gas total pressure. A state in which the fluctuating component of the total pressure is attenuated and removed by the throttle and the capacitance, that is, a DC component of the exhaust total pressure is introduced.

比例素子の供給ポート40には、空気圧供給源
(図示せず)より一定圧(たとえば0.5Kg/cm2)な
る空気流が導びかれており、この供給空気流は、
入力ポート41と42に作用する圧力の差圧に比
例する割合にて出力ポート43,44から出力さ
れるべく作動する。
An air flow having a constant pressure (for example, 0.5 Kg/cm 2 ) is guided to the supply port 40 of the proportional element from an air pressure supply source (not shown), and this supply air flow is as follows:
It operates so that the output is output from the output ports 43 and 44 at a rate proportional to the pressure difference between the input ports 41 and 42.

たとえば、入力ポート42に作用する排気総圧
(直流成分)に比べ、入力ポート41に作用する
排気総圧の値が小となれば、出力ポート43の出
力空気圧は前記差圧に比例して大となり、出力ポ
ート44の出力空気圧は、逆に前記差圧に比例し
て小となることになる。
For example, if the value of the total exhaust pressure acting on the input port 41 is smaller than the total exhaust pressure (DC component) acting on the input port 42, the output air pressure of the output port 43 increases in proportion to the differential pressure. Therefore, the output air pressure of the output port 44 becomes smaller in proportion to the differential pressure.

次に、比例素子の出力ポート43の出力圧を導
入した配管91と、空気圧源より所定圧力に設定
された空気流を導入した配管92と、オア・ノア
素子(OR/NOR)素子5とから成る回路は、比
例素子の出力ポート43の出力圧がある所定圧力
以上となつたら、オア・ノア素子5の出力が切換
わるとしたシユミツト回路である。
Next, a pipe 91 introducing the output pressure of the output port 43 of the proportional element, a pipe 92 introducing an air flow set to a predetermined pressure from an air pressure source, and an or/noor element (OR/NOR) element 5 are connected. This circuit is a Schmitt circuit in which the output of the OR/NO element 5 is switched when the output pressure of the output port 43 of the proportional element exceeds a certain predetermined pressure.

すなわち、比例素子4の出力ポート43とオ
ア・ノア素子の入力ポート51(セツトポート)
とは配管91で接続され、他の入力ポート52
(リセツトまたはバイアスポート)には、空気圧
源よりの配管92が接続されている。
That is, the output port 43 of the proportional element 4 and the input port 51 (set port) of the OR/NO element
is connected to the other input port 52 by piping 91.
(Reset or bias port) is connected to a pipe 92 from an air pressure source.

配管92には、入力ポート52への作用圧力を
所定圧力に設定すべく絞り921が介挿されてい
る。
A throttle 921 is inserted into the pipe 92 to set the working pressure on the input port 52 to a predetermined pressure.

オア・ノア素子5の供給ポート50には、空気
圧源より一定圧(たとえば0.5Kg/cm2)なる空気
流が導びかれており、この空気流は、入力ポート
51に作用する圧力が、入力ポート52に作用す
る所定圧力より小の場合には常に出力ポート53
より出力され、入力ポート51の作用圧が入力ポ
ート52の所定圧より大となれば出力ポート54
より出力されるように作動するものである。そし
てまた再び入力ポート51の作用圧が入力ポート
52の所定圧より減じれば再び供給空気流は出力
ポート53に切換えられることになる。
An air flow having a constant pressure (for example, 0.5 kg/cm 2 ) is guided from an air pressure source to the supply port 50 of the or-no-no element 5, and this air flow is caused by the pressure acting on the input port 51 Whenever the pressure acting on port 52 is lower than the predetermined pressure, output port 53
If the working pressure of the input port 51 becomes higher than the predetermined pressure of the input port 52, the output port 54
It operates to produce more output. Then, when the working pressure of the input port 51 becomes lower than the predetermined pressure of the input port 52 again, the supply air flow is switched to the output port 53 again.

次に上述した構成より成る第1実施例失火セン
サーの作用効果につき以下説明する。
Next, the effects of the misfire sensor of the first embodiment having the above-described structure will be explained below.

内燃機関1の排気弁12の後流の排気通路14
内に装着した導入管2によつて、排気総圧が検知
される。
Exhaust passage 14 downstream of exhaust valve 12 of internal combustion engine 1
The total exhaust pressure is detected by the introduction pipe 2 installed inside.

この検知された排気総圧は、配管81で導びか
れた後、配管82を介して、比例素子4の入力ポ
ート41に導びかれる圧力と、配管83を介し
て、比例素子4の入力ポート42に導びかれる圧
力とに分けられる。
This detected total exhaust pressure is introduced into the input port 41 of the proportional element 4 via the piping 82 and the input port of the proportional element 4 via the piping 83. 42 pressure.

入力ポート41に導びかれる圧力は、導入管2
によつて検知された排気総圧そのものであるのに
対して、入力ポート42に導びかれる圧力は、排
気総圧の変動成分が絞り831と容量832によ
つて、減衰除去された圧力すなわち排気総圧の直
流成分が導びかれることになる。
The pressure introduced into the input port 41 is
The pressure led to the input port 42 is the exhaust total pressure itself detected by the exhaust system, whereas the pressure led to the input port 42 is the exhaust pressure after the fluctuating components of the exhaust total pressure are attenuated and removed by the throttle 831 and the capacity 832. The DC component of the total pressure will be derived.

したがつて比例素子4の出力ポート43には入
力ポート41に作用する圧力と入力ポート42に
作用する圧力と差圧に比例した空気圧が得られる
ことになる。しかも出力ポート43の出力圧は、
入力ポート42に作用する圧力より入力ポート4
1に作用する圧力が小の時に大となる極性となつ
ている。
Therefore, at the output port 43 of the proportional element 4, an air pressure proportional to the differential pressure between the pressure acting on the input port 41 and the pressure acting on the input port 42 is obtained. Moreover, the output pressure of the output port 43 is
Due to the pressure acting on input port 42, input port 4
The polarity is high when the pressure acting on 1 is small.

すなわち、比例素子の出力ポート43には、排
気総圧の直流成分に対する排気総圧の変動成分の
立下がりの大きさに比例した空気圧出力が得られ
ることになる。
That is, the output port 43 of the proportional element obtains an air pressure output proportional to the magnitude of the fall of the fluctuating component of the exhaust total pressure with respect to the DC component of the exhaust total pressure.

次にこの比例素子4の出力圧は、配管91によ
つてオア・ノア素子5の入力ポート51に導びか
れる。一方、オア・ノア素子5から他の入力ポー
ト52には、所定圧に設定された空気圧が導びか
れている。そして該所定圧は、燃焼時における比
例素子出力ポート43の最大出力圧より大きく、
失火時における比例素子出力ポート43の最大出
力圧より小さく設定してある。
Next, the output pressure of this proportional element 4 is led to the input port 51 of the or-no-element element 5 through a pipe 91. On the other hand, air pressure set to a predetermined pressure is introduced from the OR/NO element 5 to another input port 52. The predetermined pressure is greater than the maximum output pressure of the proportional element output port 43 during combustion,
It is set smaller than the maximum output pressure of the proportional element output port 43 at the time of misfire.

したがつて燃焼時では、入力ポート51に作用
する圧力に比べ入力ポート52に作用する圧力が
打勝つているため、オア・ノア素子への供給空気
流は、常に出力ポート53に出力され、出力ポー
ト54の出力圧は無……“0”である。
Therefore, during combustion, the pressure acting on the input port 52 exceeds the pressure acting on the input port 51, so the air flow supplied to the or-no-no element is always output to the output port 53, and the output The output pressure of the port 54 is zero..."0".

そして失火時の場合は、入力ポート51に作用
する圧力が入力ポート52に作用する圧力に1時
的に打勝つためその間、オア・ノア素子の出力圧
は出力ポート53から出力ポート54へと切換え
られ、出力ポート54は出力有……“1”の状態
が得られる。
In the case of a misfire, the pressure acting on the input port 51 temporarily overcomes the pressure acting on the input port 52, so during that time, the output pressure of the or-no-element is switched from the output port 53 to the output port 54. As a result, the output port 54 obtains an output state of "1".

そして、失火時において、一時的に大きく立下
がつた変動総圧は次の瞬間には再び復帰(立上が
る)することになるが、その過渡状態では、入力
ポート51に作用する圧力が入力ポート52に作
用する設定圧より小となることにより、オア・ノ
ア素子の出力圧は、再び、出力ポート54から5
3へと復帰される。
In the event of a misfire, the fluctuating total pressure that temporarily drops significantly will return (rise) again at the next moment, but in that transient state, the pressure acting on the input port 51 is 52, the output pressure of the or-no element is again changed from the output port 54 to the set pressure 52.
Returned to 3.

すなわち、上述したように第1実施例失火セン
サーでは、機関1が燃焼状態にあれば、シユミツ
ト・トリガ回路を構成するオア・ノア素子5の出
力ポート54の出力が「無」……“0”の状態に
あり、機関1が失火すれば、失火発生毎に該出力
ポート54の出力(インパルス的「有」……
“1”)が発せられることによつて失火を計測・検
知することができるのである。
That is, in the misfire sensor of the first embodiment, as described above, when the engine 1 is in a combustion state, the output of the output port 54 of the or-nore element 5 constituting the Schmitt trigger circuit is "no"..."0". In this state, if the engine 1 misfires, the output of the output port 54 (impulse "present"...
A misfire can be measured and detected by emitting a signal “1”.

また本第2実施例失火センサーは、導入管と比
例素子1個とオア・ノア素子1個より成る信号処
理回路から成る非常に簡単な構成により、機関1
の失火状態を、機関の運転条件の影響を受けるこ
となくS/N比良く出力することができる。
Furthermore, the misfire sensor of the second embodiment has a very simple configuration consisting of an inlet pipe, a signal processing circuit consisting of one proportional element, and one or-no element,
It is possible to output a misfire state with a good S/N ratio without being affected by engine operating conditions.

本第1実施例失火センサーは、参考例と同様に
機械的可動部分が無いので応答性および耐久性に
優れている。
The misfire sensor of the first embodiment, like the reference example, has no mechanically moving parts, so it has excellent responsiveness and durability.

また本第1実施例失火センサーによれば、失火
状態を示す出力信号は、オア・ノア素子の供給空
気圧を0.5Kg/cm2で与えると、約0.1〜0.2Kg/cm2
圧力パルスとして出力されるので、この圧力信号
を半導体歪素子、ワイヤ歪素子、あるいは空気―
電気変換型圧力スイツチ等を使つて電気信号に変
換すること、そしてこの電気信号をトリガーとし
て制御装置等を駆動すること等は、非常に容易な
ことである。また出力される該圧力パルスを電気
信号に変換せずともこの圧力パルスを使つて、ダ
イアフラム弁、ベローフラム弁、アクチユエータ
スプール及びピストン等の機械的部材を直接駆動
できるので、センサ兼アクチユエータの機能を有
するという大きなメリツトも得ることになる。
「信号値」を即「仕事」に使えるということは流
体論理素子の大きな長所のひとつである。
Further, according to the misfire sensor of the first embodiment, the output signal indicating the misfire state is output as a pressure pulse of about 0.1 to 0.2 Kg/cm 2 when the air pressure supplied to the or-no-no element is 0.5 Kg/cm 2 . Therefore, this pressure signal can be transmitted to a semiconductor strain element, wire strain element, or air.
It is very easy to convert this into an electrical signal using an electrical conversion type pressure switch or the like, and to use this electrical signal as a trigger to drive a control device or the like. In addition, the output pressure pulses can be used to directly drive mechanical members such as diaphragm valves, bellows phragm valves, actuator spools, and pistons without converting them into electrical signals, so they function as sensors and actuators. You will also have the great advantage of having .
One of the major advantages of fluid logic elements is that "signal values" can be used immediately for "work."

例えば、第4図a,bおよびcは、本第2実施
例センサーを使つて内燃機関1の失火状態をオシ
ロスコープにて観測しようとした場合の応用例を
示したものである。
For example, FIGS. 4a, 4b, and 4c show an application example in which a misfire state of the internal combustion engine 1 is observed using an oscilloscope using the sensor of the second embodiment.

すなわち第4図a,bおよびcに示す様に、オ
ア・ノア素子5の出力ポート54での出力圧状態
を半導体歪素子を備えた指圧計100にて検知
し、該指圧出力電圧Vpをオシロスコープ200
に導びき、ブラウン管上201に映像される電圧
波形を観測しようとするものである。
That is, as shown in FIGS. 4a, b, and c, the output pressure state at the output port 54 of the or-no-no element 5 is detected by an acupressure meter 100 equipped with a semiconductor strain element, and the acupressure output voltage Vp is detected by an oscilloscope. 200
The purpose is to observe the voltage waveform imaged on the cathode ray tube 201.

指圧計100は例えばピツクアツプ101と増
巾器102とで構成されるものであり、ピツクア
ツプ101は詳細図に示すようなものであり、出
力ポート54に第4図bの拡大図に示すように装
着させている。
The acupressure gauge 100 is composed of, for example, a pick-up 101 and an amplifier 102, and the pick-up 101 is as shown in the detailed drawing, and is attached to the output port 54 as shown in the enlarged view of FIG. 4b. I'm letting you do it.

この構成において、機関1に失火が生ずれば、
オシロスコープ上でインパルス的に電圧が変化す
ることから失火状態を観測することができる。
In this configuration, if a misfire occurs in engine 1,
A misfire condition can be observed because the voltage changes in an impulse manner on an oscilloscope.

第5図は、本発明の第2実施例失火センサーを
示す。この第2実施例の失火センサーは、排気総
圧を導入する導入管2と、比例素子4による加算
回路とフリツプ・フロツプ(Flip―FLop)素子
6によるシユミツト回路とで構成される信号処理
回路3bとで構成されるものであり、第1実施例
との異いは、シユミツト回路302をフリツプ・
フロツプ(Flip―FLop)素子を使つて構成(第
1実施例はオア・ノア素子にて構成)した点に特
徴がある。
FIG. 5 shows a misfire sensor according to a second embodiment of the present invention. The misfire sensor of the second embodiment has a signal processing circuit 3b comprising an inlet pipe 2 for introducing the total exhaust pressure, an addition circuit including a proportional element 4, and a Schmitt circuit including a flip-flop (Flip-FLop) element 6. The difference from the first embodiment is that the Schmitt circuit 302 is flip-flopped.
It is characterized in that it is constructed using a flop (Flip-FLop) element (the first embodiment is constructed using an or-no-element element).

以下、本実施例を第1実施例との相違点を中心
に説明し、同一部分には同一符号を付してその説
明は省略する。
Hereinafter, the present embodiment will be explained focusing on the differences from the first embodiment, and the same parts will be given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

シユミツト回路302は、比例素子4の出力ポ
ート43の出力空気圧を導入すべく配管91と、
空気圧源より所定圧力に設定された空気流を導入
すべく配管92と、フリツプ・フロツプ素子6と
で構成されている。すなわち、比例素子4の出力
ポート43とフリツプ・フロツプ素子の入力ポー
ト61とは配管91で接続され、他方の入力ポー
ト62には空気圧源よりの配管92が接続されて
いる。
The Schmitt circuit 302 includes a pipe 91 to introduce the output air pressure of the output port 43 of the proportional element 4;
It is comprised of a pipe 92 and a flip-flop element 6 for introducing an air flow set at a predetermined pressure from an air pressure source. That is, the output port 43 of the proportional element 4 and the input port 61 of the flip-flop element are connected by a pipe 91, and the other input port 62 is connected to a pipe 92 from an air pressure source.

配管92は、入力ポート62への作用圧力を所
定圧力に設定すべく絞り921が介挿されてあ
る。
A restrictor 921 is inserted into the pipe 92 to set the working pressure to the input port 62 at a predetermined pressure.

フリツプ・フロツプ素子6の供給ポート60に
は、空気圧源より一定圧(たとえば0.5Kg/cm2
なる空気流が導びかれており、この空気流は、入
力ポート61に作用する圧力が入力ポート62に
作用する所定圧力より小の場合には常に出力ポー
ト63より出力され、逆に入力ポート61の作用
圧が入力ポート62の所定圧より大となれば、出
力ポート64より出力されるように作動する。そ
して再び入力ポート61の作用圧が入力ポート6
2の所定圧より減じれば再び供給空気流は、出力
ポート63側に切換えられることになる。
The supply port 60 of the flip-flop element 6 is supplied with a constant pressure (for example, 0.5 kg/cm 2 ) from an air pressure source.
This air flow is always output from the output port 63 when the pressure acting on the input port 61 is lower than the predetermined pressure acting on the input port 62; When the operating pressure becomes higher than the predetermined pressure of the input port 62, the output is output from the output port 64. Then, the working pressure of the input port 61 becomes the input port 6 again.
When the pressure decreases below the predetermined pressure of 2, the supply air flow is switched to the output port 63 side again.

上記動作はオア・ノア素子を使つた前記第1実
施例の場合とまつたく同等である。したがつて上
述した構成より成る本実施例失火センサーの作用
効果は、第1実施例の場合とまつたく同等であ
る。
The above operation is exactly the same as that of the first embodiment using an or-no element. Therefore, the effects of the misfire sensor of this embodiment having the above-described configuration are exactly the same as those of the first embodiment.

第6図は、本発明の第3実施例失火センサーを
示す。
FIG. 6 shows a misfire sensor according to a third embodiment of the present invention.

この第3実施例は、排気総圧を導入する導入管
2と、比例素子4による加算回路とオア・ノア
(OR/NOR)素子5′によるシユミツト回路30
3とで構成される信号処理回路3Cとで構成され
るものであり、本実施例の特徴は、オア・ノア素
子5′によるシユミツト回路303の構成にあ
り、その「閾値」を外部入力第1実施例および第
2実施例の場合のように)で与えるのではなく、
オア・ノア素子内部に存在する固有の「切換抵抗
値」を利用した点にある。
This third embodiment includes an inlet pipe 2 for introducing the total exhaust pressure, an addition circuit with a proportional element 4, and a Schmitt circuit 30 with an OR/NOR element 5'.
The feature of this embodiment lies in the configuration of the Schmitt circuit 303 using an OR/NO element 5', and its "threshold" is set to the external input signal 3C. As in the example and the second example), instead of
The point is that it utilizes the unique "switching resistance value" that exists inside the OR/NO element.

以下、本第3実施例の前述した実施例と相違点
を中心に説明し、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。
Hereinafter, the differences between the third embodiment and the previously described embodiments will be mainly explained, and the same parts will be given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

シユミツト回路303は、比例素子4の出力ポ
ート43の出力空気圧を導入すべく配管91と、
オア・ノア素子5′とで構成され、配管91は比
例素子の出力ポート43とオア・ノア素子のセツ
ト側入力ポート52′とを結び、オア・ノア素子
の供給ポート50には空気圧源より所定圧(たと
えば0.5Kg/cm2)の空気流を導びき、オア・ノア
素子のリセツト側入力ポート51′は大気に開放
させている。また、セツト入力に対するオア側出
力ポートは53′であり、ノア側出力ポートは5
4′である。すなわち、この構成回路はセツトポ
ート52′への信号が“0”(作用圧が大気圧)で
あれば供給ポート50′からの供給空気流はノア
側出力ポート54′に発せられ、セツトポート5
1′への信号が“1”(切換必要圧力以上の作用圧
が有)であれば、出力がオア側出力ポート53′
に発するとしたオア・ノア素子本体の単安定動作
を行なうべく構成回路である。
The Schmitt circuit 303 is connected to a pipe 91 to introduce the output air pressure of the output port 43 of the proportional element 4;
The piping 91 connects the output port 43 of the proportional element and the set side input port 52' of the OR/NO element, and the supply port 50 of the OR/NO element is connected to a predetermined air pressure source. An air flow of pressure (for example, 0.5 kg/cm 2 ) is introduced, and the reset side input port 51' of the or-no-no element is opened to the atmosphere. Also, the OR side output port for the set input is 53', and the NOR side output port is 53'.
4'. That is, in this configuration circuit, when the signal to the set port 52' is "0" (the working pressure is atmospheric pressure), the supply air flow from the supply port 50' is emitted to the Noah side output port 54', and the set port 52'
If the signal to 1' is "1" (the working pressure is higher than the required switching pressure), the output is from the or side output port 53'.
This circuit is designed to perform monostable operation of the OR/NO element itself, which is assumed to emit light.

しかし、本実施例では、セツトポート52′へ
の作用圧を論理信号すなわち“0”と“1”とし
て与えるものではなく、信号レベルとして“0”
と“1”の間を連続に変化する作用圧を与えてい
る点に特徴が有り、セツトポート52′の作用圧
の大きさが切換必要圧力以下(信号レベルとして
“1”以下)の状態では、オア側出力ポート5
3′は“0”(出力がない)となり、セツトポート
52′への作用圧が切換必要圧力以上(信号レベ
ルとして“1”以上)の状態では、オア側出力ポ
ート53′は“1”(出力が有)となるとした該切
換必要圧力を“閾値”として動作するシユミツト
回路を構成させているものである。
However, in this embodiment, the pressure applied to the set port 52' is not given as logical signals, that is, "0" and "1", but as a signal level "0".
It is characterized in that it applies a working pressure that continuously changes between , OR side output port 5
3' becomes "0" (no output), and when the working pressure on the set port 52' is higher than the required switching pressure (signal level is "1" or higher), the OR side output port 53' becomes "1" ( The Schmitt circuit is configured to operate using the required switching pressure as the "threshold value" when the output is present.

この切換必要圧力の大きさすなわち“閾値”は
素子の流路形状(主流ノズル幅、制御ノズル幅、
オフセツト量、セツトパツク量、側壁傾斜角等)
や供給空気圧で異なるが、市販素子では100〜200
ミリメートル水柱程度であるのが普通である。
The magnitude of this required switching pressure, or "threshold value", is determined by the flow path shape of the element (mainstream nozzle width, control nozzle width,
offset amount, set pack amount, side wall inclination angle, etc.)
Although it varies depending on the supply air pressure and supply air pressure, commercially available elements have a range of 100 to 200
It is usually about a millimeter of water column.

したがつて、今、切換必要圧力が100ミリメー
トル水柱のオア・ノア素子を使用したとすると、
機関1が燃焼状態にある時の加算回路出力圧(比
例素子4の出力ポート43の出力圧)は100ミリ
メートル水柱以下に、そして機関1の失火時の加
算回路出力圧は100ミリメートル水柱以上になる
ように、加算出力ゲインを調節(たとえば、比例
素子の供給圧の大きさを調節)しておけば、以下
に述べる如くして失火を検出することができる。
Therefore, if we use an or-no-no element with a water column of 100 mm of pressure required for switching,
When the engine 1 is in a combustion state, the output pressure of the adder circuit (the output pressure of the output port 43 of the proportional element 4) is less than 100 mm water column, and when the engine 1 misfires, the adder circuit output pressure is more than 100 mm water column. By adjusting the additive output gain (for example, by adjusting the magnitude of the supply pressure of the proportional element), misfire can be detected as described below.

機関1の排気弁後流の排気総圧は導入管2によ
つて検知される。導入管2によつて検知された該
総圧は、該総圧と該総圧の直流成分とに分けられ
る。比例素子4は該総圧の直流成分に対する該総
圧の変動成分の立下りが大なる程大となる出力圧
を出力ポート43に発する。この加算回路出力圧
は、オア・ノア素子5′のセツトポート52′へ導
びかれる。
The total exhaust pressure downstream of the exhaust valve of the engine 1 is detected by the inlet pipe 2. The total pressure sensed by the inlet tube 2 is divided into the total pressure and the DC component of the total pressure. The proportional element 4 emits an output pressure to the output port 43 that increases as the fall of the fluctuating component of the total pressure with respect to the DC component of the total pressure increases. This adder circuit output pressure is guided to the set port 52' of the OR/NOR element 5'.

今オア・ノア素子の切換必要圧力すなわち“閾
値”がPoであるとすると、燃焼時であれば、前
記加算回路の出力圧はPoより小さいので、オ
ア・ノア素子のオア側出力ポート53′は“0”
(出力がない)であり、失火時であれば一時的に
前記出力圧はPoより大となるので、オア側出力
ポート53′は一時的に“1”(出力有)となり再
び“0”に復帰する。
Assuming that the required pressure for switching the OR/NO element, that is, the "threshold value" is Po, during combustion, the output pressure of the adder circuit is smaller than Po, so the OR side output port 53' of the OR/NO element is “0”
(no output), and if there is a misfire, the output pressure will temporarily become higher than Po, so the OR side output port 53' will temporarily become "1" (with output) and become "0" again. Return.

すなわち、失火時には、オア側出力ポート5
3′にパルス的に出力圧が得られることにより失
火を検知計測できることになる。
In other words, in the event of a misfire, the OR side output port 5
Since the output pressure is obtained in a pulsed manner at 3', a misfire can be detected and measured.

したがつて本実施例は、前述の実施例と同様の
作用効果を奏する。
Therefore, this embodiment has the same effects as the above-mentioned embodiments.

第1実施例、及び第2実施例では、シユミツト
回路の閾値を空気圧源により所定値に設定させた
圧力を与えていたものであるが、本第3実施例で
は、これをオア・ノア素子固有の切換必要圧力値
を利用した点に特徴がある。第1実施例、及びそ
の第2実施例では、この閾値の設定に関して、空
気圧源の圧力変動、絞り921での異物混入等に
よる閾値の変動に気を配る必要があるが、本第3
実施例は、これらの影響は皆無であるという利点
がある。
In the first and second embodiments, the threshold value of the Schmitt circuit was set to a predetermined value using a pneumatic pressure source, but in the third embodiment, this pressure was set to a predetermined value by a pneumatic source. The feature is that it uses the required pressure value for switching. In the first embodiment and its second embodiment, it is necessary to pay attention to fluctuations in the threshold value due to pressure fluctuations in the air pressure source, foreign matter contamination at the throttle 921, etc. in setting this threshold value.
The embodiment has the advantage that these effects are absent.

第7図は、本発明の第4実施例の失火センサー
を示す。本実施例は排気総圧を導入する導入管2
と、比例素子4による加算回路とフリツプ・フロ
ツプ(Flip―FLop)素子6′によるシユミツト回
路304とで構成される信号処理回路3dとで構
成されるものであり、特徴は、フリツプ・フロツ
プ素子によるシユミツト回路の構成にある。
FIG. 7 shows a misfire sensor according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the introduction pipe 2 that introduces the exhaust total pressure is
and a signal processing circuit 3d consisting of an addition circuit using a proportional element 4 and a Schmitt circuit 304 using a flip-flop (Flip-FLop) element 6'. It is in the configuration of the Schmitt circuit.

すなわち、第4実施例では、シユミツト回路の
閾値をオア・ノア素子の切換抵抗値を利用してい
たが、本実施例では、閾値をフリツプ・フロツプ
素子の切換抵抗値を利用したものであり、更にワ
ンシヨツトマルチとしても作動する点である。以
下前述例との相違点を中心に説明し、同一部分に
同一符号を付してその説明は省略する。
That is, in the fourth embodiment, the switching resistance value of the OR/NO element was used as the threshold value of the Schmitt circuit, but in this embodiment, the switching resistance value of the flip-flop element was used as the threshold value. Furthermore, it also works as a one shot multi. Hereinafter, the explanation will focus on the differences from the previous example, and the same parts will be given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

シユミツト回路304は、フリツプ・フロツプ
素子6′と、入力ポート62′と比例素子4の出力
ポート43を結ぶ配管91と、フリツプ・フロツ
プ素子の出力ポート63′の出力圧を導びく配管
93と、該配管93から分岐して、入力ポート6
1′に結ぶ遅延、フイードバツク管92とから構
成されている。なお、60′は空気圧源より供給
空気圧が導びかれる供給ポートであり、64′は
大気開放の出力ポートである。
The Schmitt circuit 304 includes a flip-flop element 6', a pipe 91 connecting the input port 62' and the output port 43 of the proportional element 4, and a pipe 93 leading to the output pressure of the output port 63' of the flip-flop element. Branching from the piping 93, the input port 6
1', and a feedback tube 92. Note that 60' is a supply port to which supply air pressure is introduced from an air pressure source, and 64' is an output port open to the atmosphere.

次に上記構成より成る第4実施例の失火センサ
ーの作動について述べる。フリツプ・フロツプ素
子は本来、双安定動作をする素子であるが、図に
示す如く、出力ポート63′の出力流を入力ポー
ト61′にフイード・バツク(単フイード・バツ
ク)しておくと、単安定動作すなわちオア・ノア
動作を行なう。この場合、入力ポート62′がセ
ツト入力ポートとなり、出力ポート63′はオア
側出力、出力ポート64′はノア側出力ポートと
なり、前述した第3実施例とまつたく同じにな
る。
Next, the operation of the misfire sensor of the fourth embodiment having the above configuration will be described. A flip-flop element is originally a bistable element, but as shown in the figure, if the output flow from the output port 63' is fed back (single feed back) to the input port 61', it becomes simple. Performs stable operation, ie, or-nor operation. In this case, the input port 62' becomes the set input port, the output port 63' becomes the OR side output, and the output port 64' becomes the NOR side output port, which is exactly the same as in the third embodiment described above.

しかも、フリツプ・フロツプ素子6′において
も、前述したオア・ノア素子と同様に100〜200ミ
リメートル水柱の切換抵抗(切換必要圧力)が存
在するので、入力ポート62′への作用圧に対し
てこれを閾値としたシユミツト動作を行なうこと
ができる。
Moreover, in the flip-flop element 6', there is a switching resistance (necessary switching pressure) of 100 to 200 mm of water column, similar to the above-mentioned or-nor element. A Schmitt operation can be performed using a threshold value.

すなわち、機関1が燃焼時であれば、加算回路
出力すなわち入力ポート62′への作用圧は、該
閾値以下であるので、シユミツト回路のオア出力
端93には出力が得れない状態……“0”となつ
ているが、失火時では、入力ポート62′への作
用圧は、一時的に該閾値以上となり、シユミツト
回路のオア出力端93に“1”が発せられること
になる。
That is, when the engine 1 is in combustion mode, the output of the adder circuit, that is, the working pressure on the input port 62' is below the threshold value, so no output is obtained at the OR output terminal 93 of the Schmitt circuit... However, in the event of a misfire, the working pressure on the input port 62' temporarily exceeds the threshold value, and "1" is generated at the OR output terminal 93 of the Schmitt circuit.

そして、オア出力端93に“1”が発せられて
いる状態は、オア側出力に発した出力圧がフイー
ド・バツク配管92を経て、入力ポート61に伝
ばんされる時間、すなわち、空気の音速をa、フ
イード・バツク配管の管長をLとすればL/aで
表わされる時間だけ維持され、その後再び“0”
の状態に復帰することになる。すなわち、失火検
出の出力はL/aなる一定パルス幅を有したワ
ン・シヨツトマルチとして得られることになる。
本実施例は、失火時の出力パルス幅を任意の値に
設定させたい時に有効である。
The state in which "1" is issued to the OR output end 93 means the time it takes for the output pressure issued to the OR side output to be transmitted to the input port 61 via the feed back piping 92, that is, the sound velocity of the air. If a is the pipe length of the feed back piping, then it is maintained for the time expressed by L/a, and then becomes "0" again.
It will return to the state of. In other words, the misfire detection output is obtained as a one-shot multi-shot having a constant pulse width of L/a.
This embodiment is effective when it is desired to set the output pulse width at the time of misfire to an arbitrary value.

上述以外にも本実施例は、前述の実施例と同様
の作用効果を奏する。
In addition to the above, this embodiment has the same effects as the above-mentioned embodiments.

第8図は、本発明の第5実施例の失火センサー
を示す。第1ないし第4実施例は、加算回路を比
例素子、シユミツト回路をオア・ノア素子がフリ
ツプ・フロツプ素子が構成させたものであつた
が、本実施例は比例素子を除き、オア・ノア素子
7によるシユミツト回路のみより成る信号処理回
路3eにて4気筒内燃機関の失火を検出する最も
簡単な構成による実施例である。以下、前述例と
の相違点を中心に説明し、同一部分に同一符号を
付してその説明は省略する。
FIG. 8 shows a misfire sensor according to a fifth embodiment of the present invention. In the first to fourth embodiments, the adder circuit was composed of a proportional element, and the Schmitt circuit was composed of an OR-NO element and a flip-flop element. This is an embodiment with the simplest configuration in which a misfire in a four-cylinder internal combustion engine is detected by a signal processing circuit 3e consisting only of a Schmitt circuit according to No. 7. Hereinafter, differences from the previous example will be mainly explained, and the same parts will be given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

配管81に介挿した可変絞り811は、導入管
2によつて導入された排気総圧の大きさを調節す
べく設置されている。
A variable throttle 811 inserted into the pipe 81 is installed to adjust the magnitude of the total exhaust pressure introduced by the introduction pipe 2.

オア・ノア(OR/NOR)素子7においては、
70が供給ポートであり、72がセツト側ポー
ト、71がリセツト側ポート、73がオア側出力
ポート、74がノア側出力ポートである。
In the OR/NOR element 7,
70 is a supply port, 72 is a set side port, 71 is a reset side port, 73 is an OR side output port, and 74 is a NOR side output port.

排気総圧を直接導びく配管82はリセツトポー
ト71に連通させ、排気総圧の直流成分を導びく
配管83は、セツトポート72に連通させてい
る。この構成においては、供給ポート70に給さ
れた空気流が、オア側出力73に発するノア側出
力に発するかは、リセツト側ポート71に作用す
る排気総圧の大きさと、セツト側ポート72に作
用する排気総圧(直流成分)の大きさとの差圧に
よつて決まることになる。そして、オア側出力に
“1”が発せられるのは、セツト側ポート72へ
の作用圧P72と、リセツト側ポート71への作用
圧P71との間に下記関係が成り立つ場合となる。
A pipe 82 that directly leads the exhaust total pressure is connected to the reset port 71, and a pipe 83 that leads the direct current component of the exhaust total pressure is connected to the set port 72. In this configuration, whether the airflow supplied to the supply port 70 is output to the OR side output 73 depends on the magnitude of the total exhaust pressure acting on the reset side port 71 and the amount of exhaust pressure acting on the set side port 72. It is determined by the difference between the total exhaust pressure (DC component) and the magnitude of the exhaust gas pressure (DC component). Then, "1" is issued to the OR side output when the following relationship holds between the working pressure P 72 to the set side port 72 and the working pressure P 71 to the reset side port 71.

P72―P71≧PS>0 ここでPSは前述した切換抵抗(切換必要圧
力)であり、一般に100〜200ミリメートル水柱と
いう値のものである。
P 72 - P 71 ≧PS>0 Here, PS is the aforementioned switching resistance (required switching pressure), and generally has a value of 100 to 200 mm water column.

したがつて、PSが200ミリメートル水柱のオ
ア・ノア素子を使用した場合失火時における排気
総圧の直流成分に対する立下がりがPS、すなわ
ち200ミリメートル水柱以上であり、燃焼時であ
れば200ミリメートル水柱より充分小さい値であ
るように、可変絞り811で調節できれば、該
PSを閾値としたシユミツト動作が行なわれ、失
火を検出することができる。
Therefore, if an or-no-no element with a PS of 200 mm of water column is used, the fall of the total exhaust pressure relative to the DC component at the time of a misfire will be more than PS, that is, 200 mm of water column, and during combustion, it will be less than 200 mm of water column. If the variable aperture 811 can be adjusted to a sufficiently small value, the corresponding
A Schmitt operation is performed using PS as a threshold, and a misfire can be detected.

すなわち、機関1が燃焼時であれば、前述した
如く、 P72―P71<PS(200ミリメートル水柱) であるから、オア側出力ポート73は常に“0”
の状態となつている。そして機関1が今、失火し
たとすると、排気総圧は、その直流成分に対して
一時的に大きく立下がることになる。その結果、 P72―P71>PS となるから、オア側出力ポート73はその間
“1”の状態を発することになる。そして一時的
に立下がつた総圧は又再び元の状態に復帰する過
程の P72―P71<PS となつた時点で、オア側出力ポート73は再び
“0”の状態となる。
That is, when the engine 1 is in combustion mode, as mentioned above, P 72 - P 71 < PS (200 mm water column), so the OR side output port 73 is always "0".
It is in a state of If engine 1 now misfires, the total exhaust pressure will temporarily drop significantly relative to its DC component. As a result, since P 72 −P 71 >PS, the OR side output port 73 outputs a “1” state during that time. Then, when the total pressure, which has temporarily fallen, returns to its original state again, and P 72 -P 71 <PS, the OR side output port 73 becomes "0" again.

すなわち、失火時には、オア側出力ポート73
にパルス的に“1”が発せられることによつて、
失火を検出することができる。
That is, in the event of a misfire, the OR side output port 73
By emitting “1” in a pulsed manner,
Misfires can be detected.

したがつて本実施例も前述の実施例と同様の作
用効果を奏する。
Therefore, this embodiment also exhibits the same effects as the above-mentioned embodiments.

以上要するに、本発明は、フルーデイスクを用
いた簡単なセンサーにより、内燃機関の失火状態
を精確且つ応答性良く検知するもので、更に安価
で高温の排気ガスに対して充分な耐久性を有する
ものである。
In summary, the present invention uses a simple sensor using a fluid disk to accurately and responsively detect a misfire condition in an internal combustion engine, is inexpensive, and has sufficient durability against high-temperature exhaust gas. It is.

本発明は、前述した実施例以外にも幾多の態様
変形例が可能である。
The present invention can be modified in many ways other than the embodiments described above.

すなわち第1実施例を除く実施例は、空気圧信
号として失火状態を検知したが、この圧力信号を
圧力変換器を使つて電気信号に変換したり、他の
変換手段により油圧機械およびその他の量に変換
するこが可能で、これらの変換量により他の部材
を駆動制御したり、失火状態を表示装置に表示す
ることができる。
In other words, in the embodiments other than the first embodiment, a misfire condition is detected as a pneumatic pressure signal, but this pressure signal is converted into an electrical signal using a pressure transducer, or is converted into an electrical signal by other converting means to a hydraulic machine or other quantity. These conversion amounts can be used to drive and control other members, and to display misfire conditions on a display device.

前述の各実施例は、導入管を燃焼室の排気孔近
傍に配設した例について述べたが、本発明はそれ
に限らず排気係のどの位置で検出しても良く例え
ば、マフラーの下流に配設しても各実施例と同様
の作用効果を奏する。
Although each of the above-mentioned embodiments describes an example in which the inlet pipe is arranged near the exhaust hole of the combustion chamber, the present invention is not limited to this, and the present invention may detect it at any position in the exhaust system, for example, it may be arranged downstream of the muffler. Even if it is set, the same effect as each embodiment is achieved.

第4実施例を除く実施例において、失火検出の
出力パルスをワンシヨツト・マルチとして得たい
場合には、該出力パルスをトリガとして更に第9
図に示すワンシヨツト・マルチ素子を駆動すれば
良いことなる。
In any of the embodiments other than the fourth embodiment, if it is desired to obtain the output pulse for misfire detection as a one-shot/multiple shot, the output pulse may be used as a trigger and a ninth
All that is required is to drive the one-shot multi-element shown in the figure.

また、本発明の失火センサーは単気筒火花点火
内燃機関の失火検出のみならず、第5実施例の失
火センサーを適用した様な4気筒等の多気筒火花
点火内燃機関の失火も検出できるものである。
Further, the misfire sensor of the present invention can detect not only a misfire in a single-cylinder spark-ignition internal combustion engine, but also a misfire in a multi-cylinder spark-ignition internal combustion engine such as a four-cylinder engine to which the misfire sensor of the fifth embodiment is applied. be.

更に、本失火センサーは導入管2で、排気総圧
ではなく排気静圧および動圧のみを導びいた場合
でも失火を良好に検出できる。
Furthermore, this misfire sensor can detect a misfire well even when the inlet pipe 2 introduces only exhaust static pressure and dynamic pressure instead of the total exhaust pressure.

その他、本発明の必須構成要件について、実施
例に示した以外の同様の作用を奏する他の要素の
使用が可能である。
In addition, regarding the essential constituent elements of the present invention, it is possible to use other elements that exhibit similar effects other than those shown in the embodiments.

その他、本発明は特許請求の範囲の精神に反し
ない限り幾多の付加変更および設計変更をなし得
るものである。
In addition, the present invention may be modified in numerous additions and designs without departing from the spirit of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を説明するための参考例の内
燃機関の失火センサーを示す図、第2図は、内燃
機関の排気ガス流の総圧変動を示す図、第3図
は、本発明の第1実施例の内燃機関の失火センサ
ーを示す図、第4図は、第1実施例の応用例を示
す図、第5図は、本発明の第2実施例の内燃機関
の失火センサーを示す図、第6図は、本発明の第
3実施例の内燃機関の失火センサーを示す図、第
7図は、本発明の第4実施例の内燃機関の失火セ
ンサーを示す図、第8図は、本発明の第5実施例
の内燃機関の失火センサーを示す図および第9図
は、本発明の応用例を示す図を夫々示す。 図中、1……内燃機関、,2……導入管、
……論理素子、3……信号処理回路、4……比例
素子、5……オア・ノア素子、6……フリツプ・
フロツプ素子、である。
Fig. 1 is a diagram showing a misfire sensor of an internal combustion engine as a reference example for explaining the present invention, Fig. 2 is a diagram showing total pressure fluctuations of exhaust gas flow of the internal combustion engine, and Fig. 3 is a diagram showing the misfire sensor of an internal combustion engine as a reference example for explaining the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an application example of the first embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing a misfire sensor for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. 6 is a diagram showing a misfire sensor for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a misfire sensor for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a diagram showing a misfire sensor for an internal combustion engine according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a diagram showing an application example of the present invention. In the figure, 1... internal combustion engine, 2... introduction pipe,
...Logic element, 3 ... Signal processing circuit, 4 ... Proportional element, 5 ... Or-Noah element, 6 ... Flip
It is a flop element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 両端に開口部を有する連通管状に形成し、一
方の開口部を該開口部より排気ガスを導入すべく
容積型内燃機関の燃焼室に排気孔を介して連通す
る排気通路内に配設するとともに他方の開口部を
前記容積型内燃機関の排気通路外に配設した排気
ガス導入管と、 一方の入力ポートは前記排気ガス導入管の他方
の開口部に連通させて燃焼室からの排気ガス流の
排気総圧を導き、他方の入力ポートは絞りを配設
した配管を介して前記排気ガス導入管の他方の開
口部に連通させるとともに、配管を介して容量に
連通させて排気ガス流の排気総圧の直流成分を導
き、 一方の入力ポートに導かれている排気ガス流の
排気総圧と他方の入力ポートに供給されている排
気総圧の直流成分とを比較し、その差が設定値以
内の時か供給ポートより供給される供給空気流を
一方の出力ポートより吐出し、 一方の入力ポートに導かれている排気ガス流の
圧力が内燃機関の失火に基づき一時的に下がり他
方の入力ポートに供給されている排気総圧の直流
成分との差が設定値以上に大きくなつた時は供給
ポートより供給される供給空気流を吐出するポー
トを切換え、他方の出力ポートより吐出する流体
論理素子とから成り、 内燃機関の失火時のみ供給ポートから供給され
る供給空気流を他方の出力ポートより吐出するこ
とにより、内燃機関の失火状態を検知することを
特徴とする内燃機関の失火センサー。
[Scope of Claims] 1. An exhaust gas formed into a communicating tube shape having openings at both ends, one opening communicating with the combustion chamber of a positive displacement internal combustion engine via an exhaust hole to introduce exhaust gas through the opening. an exhaust gas introduction pipe disposed within the passage and having the other opening disposed outside the exhaust passage of the positive displacement internal combustion engine; and one input port communicating with the other opening of the exhaust gas introduction pipe. The total exhaust pressure of the exhaust gas flow from the combustion chamber is guided, and the other input port communicates with the other opening of the exhaust gas introduction pipe via a piping provided with a throttle, and communicates with the volume via the piping. to derive the DC component of the total exhaust pressure of the exhaust gas flow, and compare the total exhaust pressure of the exhaust gas flow led to one input port with the DC component of the total exhaust pressure supplied to the other input port. When the difference is within the set value, the supply air flow supplied from the supply port is discharged from one output port, and the pressure of the exhaust gas flow led to one input port is increased due to a misfire in the internal combustion engine. When the difference between the DC component of the exhaust total pressure supplied to the other input port temporarily decreases and becomes larger than the set value, the port that discharges the supply air flow supplied from the supply port is switched, and the and a fluid logic element that discharges air from the output port, and is characterized by detecting a misfire state of the internal combustion engine by discharging the supply air flow supplied from the supply port from the other output port only when the internal combustion engine misfires. Internal combustion engine misfire sensor.
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JPS61114037A (en) * 1984-11-09 1986-05-31 Mitsui Miike Mach Co Ltd Ventilating and ventilating device of storage silo for dust and gas generating material
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