JPS6321532A - 失火検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの筒内圧力に基づいて失火を検出
する失火検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の失火検出装置としては１例えば特願昭６
０−１６４０１２号に所載されているようなものがある
。この装置によれば、基本的には筒内圧力が最大になる
クランク角度から失火を検出するもので、失火が起ると
筒内圧力が上死点で最大になることを利用して失火の判
別を行なえるようにしている。勿論、筒内圧力を直接高
速でＡ／Ｄ変換して筒内圧力最大時期を求めるようにす
ることもできる。

また、特開昭４８−１６０３１号には１点火栓の近傍に
ネオン管を取り付けて、点火による瞬間的な高圧電流の
発生の有無を検出することにより。

エンジンの失火の有無を検出するようにしたものが開示
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の失火検出装置にあって
は、夫々次のような問題があった。

前者の特願昭６０−１６４０１２号に所載の装置の場合
、ピーク検出を行なうために筒内圧力波形を微分してい
るため、ノイズによる誤検出が生じる恐れがあり、また
筒内圧力を直接高速でＡ／Ｄ変換する場合には、筒内圧
力ピークの検出精度を上げるために細か＜Ａ／Ｄ変換（
例えばクランク角度２°毎）を行なおうとすると、やは
りノイズによる誤判定を起し易くなるし、失火の有無を
判゛刑するマイクロコンピュータの負荷も過大になるの
で、さらに改良の余地があった。

また、後者の装置では、点火栓に火花が発生しても１例
えば空燃比の大幅なずれ等の別の要因で失火した場合に
は、それを検出できないと云う間層点があった。

この発明は、このような従来の問題点を解決することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明による失火検出装置は、第１図に機能
ブロック図で示すように、エンジンの気筒内の燃焼圧力
を検出する筒内圧センサＡと、予め定めた特定のクラン
ク角度区間を規定するタイミング手段Ｂと、これによっ
て規定される特定のクランク角度区間における筒内圧セ
ンサＡの出力に基づく燃焼圧力波形を確率密度関数と見
做してそれに基づく予め定めた統計量を算出する統Ｒｆ
ｆｉ演算手段Ｃと、この統計量演算手段Ｃによって算出
された統計量から失火の有無を判別する判別手段りとに
よって構成される。

〔作　用〕

このように構成することにより、統計的諸量が比較的荒
い層数的なサンプルからでも、原因の如何にかかわらず
失火現象のみをノイズに影響されずに精度良く捕えるこ
とができ、しかもこの統計的諸量では例えば確率密度関
数の重心位はのように失火時とアイドル時とでその値が
異なるため、より正確な失火検出を行なうことができる
ようになる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面の第２図乃至第Ｓ図を参
照しながら説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。

同図において、１は筒内圧センサであり、エンジンの気
筒内の燃焼圧力を検出する。２は入力アンプ（チャージ
アンプ）であり、筒内圧センサ１の出力を入力してそれ
に応じた電圧信号を出力する。

３はＡ／Ｄ変換器、４はマイクロコンピュータ。

５はクランク角センサであり、マイクロコンピュータ４
にはクランク角センサ５からの所要のクランク角度信号
が入力され、マイクロコンピュータ４は後述する特定の
クランク角度区間における所定クランク角度毎にＡ／Ｄ
変換器３を起動して、入力アンプ２からの電圧信号をＡ
／Ｄ変換させると共に、その変換データを読み込む。

なお、マイクロコンピュータ４は、後述する第３図のフ
ロー図に基づくプログラムを実行することによって、第
１図におけるタイミング手段Ｂ。

統計量算手段Ｃ９及び判別手段りの各機能を果す。

次に、第３図のフロー図を参照しながら、この実施例の
作用を説明する。

なお、第４図及び第５図は、筒内圧力波形の一例を示し
、ｆｆ５４［ｍはアイドル時の筒内圧力波形。

第５図は通常運転時の筒内圧力波形であり１両図中の破
線は失火時の波形を示す。また１両図中に斜線を施した
部分が筒内圧力波形のバラツキ範囲を示している。

第３図において、マイクロコンピュータ４のＣＰＵは、
先ずステップ１でクランク角センサ５がらのクランク角
度信号に基づいてエンジンの現在のクランク角度Ｘを検
出する。

そして、その検出したクランク角度Ｘが第４図及び第５
図に示す予め定めた特定のクランク角度区間−４０°　
（上死点前４０°ＣＡ）〜＋４０゜（上死点後４０°Ｃ
Ａ）の範囲にあるか否かをステップ２でチェックし、−
４０’≦Ｘ≦＋４０″でなければステップ１の処理に戻
り。

−４０”≦Ｘ≦＋４０°であれば次のステップ３の処理
に進む。

ステップ３では、現在のクランク角度工が第４図及び第
５図に示す特定クランク角度区間における予め定めたク
ランク角度毎の離散的な値、即ち一４０＠ＣＡ、−２０
”　ＣＡ、０”　　（ＴＤＣ）。

＋２０°ＣＡ、＋４０°ＣＡの何れかのサンプリングタ
イミングか否かをチェックし、Ｘが上記何れでもない場
合には最初のステップ１に戻り、Ｘが上記何れかの値な
ら次のステップに４進む。

ステップ４では、Ａ／Ｄ変換器３を起動して、当該クラ
ンク角度時の筒内圧力を示す電圧信号をＡ／Ｄ変換し、
その変換データを読み込むサンプリング処理を行ない、
それに引き続きステップ５でその読み込んだデータをデ
ータメモリ（ＲＡＭ）に−時格納する。

次に、上：２５ポイントのデータを全て格納してｌサイ
クルのサンプリングを全て終了したか否かをステップ６
でチェックし、終了していなければ最初のステップに戻
り、終了していればステップ７の重心位置Ｇの演算処理
に移る。

ステップ７の重心位［Ｇの演算処理では、データメモリ
（ＲＡＭ）に格納した上記５ポイントの各筒内圧データ
エ１　、　ＯＣ２、Ｚ３　、工４．工５（第４図、第５
図参照）と、−４０’　ＣＡ。

−２０’　ＣＡ、Ｏ’　　（ＴＤＣ）、＋２０″’　Ｃ
Ａ。

＋４０’ＣＡとに基づき１次のような演算を行なって、
！１〜刀５を結ぶ連続な確率密度関数の重心位置Ｇを算
出する６ そして、求めた重心位置Ｇを次のステップ８にて失火判
別用の予め定めた判別基準値Ｑ　ｒｅｆと比較し、Ｇ≧
Ｇｒｅｆなら失火なしとして最初のステップに戻り、Ｇ
＜Ｇｒｅｆなら次のステップ９にて失火があったことを
認識してから最初のステップに戻り、以後上記各処理を
繰り返す。

第６図は、いくつかの運転条件で求めた筒内圧ピーク位
置と重心位置の関係を示す。失火が起った場合、データ
は図中４０で示す範囲に入り、同様に４１はアイドル時
、４２〜４５は通常′Ｍ転時のデータの範囲である。

なお、同図の両軸は上死点のクランク角度でマイナスは
上死点前を示す。

この第６図かられかるように、筒内圧ピーク位置に比べ
て重心位置の方がバラツキが小さく、また筒内圧ピーク
位置では、正常＃；燃焼しているアイドル時と失火時と
を誤判定する可能性があるが、重心位置の場合明確にそ
れ等を区別できる。

また、クランク角度２０°毎の荒いサンプリングでも、
かなり安定したバラツキの小さいデータとなるところに
統計量を用いたメリットがあることがわかる。

さらに、特定クランク角度区間に筒内圧力波形を用いた
のは、本来燃焼部分にのみ着目すれば良いことと、多気
筒エンジンに適用する場合、全区間を着目するためには
回路が複雑になるためである。

さらに、付は加えれば、上死点前後の筒内圧力波形の面
積比（例えば第４図の場合（ｘ　４　＋−ｓ　）／（Ｅ
＋＋”２）に相当する）から失火を判別する方法もある
が、筒内圧力波形に直流バイアス分があると検出精度が
低下する。

しかし、重心位置の場合は、全くバイアスの影響は受け
ない。また、センサ感度すなわちゲインの変動に対して
も重心の場合全く影響は受けないにのような意味で自動
車に応用する場合、筒内圧力波形の統計的諸量を用いる
ことは非常に有益である。

また、単に重心ばかりでなく、特にピーク位置を強調す
る意味で筒内圧力波形のべき乗を使って重心位置を求め
るのも有効である。

なお、上記実施例では、特にエンジンの気筒数には着目
しなかったが、多気筒エンジンにこの発明を適用する場
合は、各気筒毎に筒内圧力を検出してそれ等の検出結果
を順次上記の如く時系列に処理するようにすれば良い。

また、上記実施例では、マイクロコンピュータ４がＡ／
Ｄ変Ｍ″ａ３を所要のタイミングで起動するようにした
例について述べたが、これに限るものではなく、クラン
ク角センサ５から上記の−４０゜ＣＡ、−２０”　ＣＡ
、０°、＋２０’　ＣＡ、＋４０’ＣＡの各クランク角
度毎に信号を発生するようにして、その信号によりＡ／
Ｄ変換器３を起動すると共に、マイクロコンピュータ４
に割込みをかけるようにしても良い。

さらに、クランク角度区間及び該区間における離散的ク
ランク角度は、上記値に限られるものではなく、適宜変
更できることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、特定クラ
ンク角度の筒内圧力波形の統計量から失火の有無を検出
する構成としたため、ノイズにも強く、アイドル時にも
誤判定がない精度の高い失火検出を行なえ、しかも如何
なる要因による失火をも検出できるばかりか、失火判別
を行なうマイクロコンピュータに過大な負荷をかけなく
て済む。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック図。 第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第３図
は第２図のマイクロコンピュータ４におけるＣＰＵが実
行するプログラムの一例を示すフロー図、 第４図はアイドル時の筒内圧力波形の一例を示す線図。 第５図は通常運転時の筒内圧力波形の一例を示す線図、 第６図はこの発明の効果説明に供する線図である。 １・・・筒内圧センサ　　　２・・・入力アンプ３・・
・Ａ／Ｄ変換器　　４・・・マイクロコンピュータ５・
・・クランク角センサ 第１図 第２図 第３囚 μ−−−り？’ｙ：Ｘ；間→　　　　　　　　　　　ク
ランク角度第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　エンジンの気筒内の燃焼圧力を検出する筒内圧セン
   サと、予め定めた特定のクランク角度区間を規定するタ
   イミング手段と、このタイミング手段によつて規定され
   る特定のクランク角度区間における前記筒内圧センサの
   出力に基づく燃焼圧力波形を確率密度関数とみなしてそ
   れに基づく予め定めた統計量を算出する統計量演算手段
   と、この統計量演算手段によつて算出した統計量から失
   火の有無を判別する判別手段とからなることを特徴とす
   る失火検出装置。 ２　統計量演算手段が、前記確率密度関数の重心位置を
   算出する手段である特許請求の範囲第１項記載の失火検
   出装置。