JP2673754B2 - Multi-cylinder engine misfire detection device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジン等の
多気筒エンジンにおいて、ある気筒に点火が正常に行わ
れない失火が発生したとき、その失火を検出する失火検
出装置に関するもので、特に、エンジンの回転速度変動
から失火を判別するようにした多気筒エンジンの失火検
出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-cylinder engine such as an automobile engine, and more particularly to a misfire detecting device for detecting a misfire when a certain cylinder is misfired. The present invention relates to a misfire detection device for a multi-cylinder engine, which determines misfire from fluctuations in engine rotation speed.

【０００２】[0002]

【従来の技術】自動車においては、環境問題等から、エ
ンジンの失火を検出することが求められるようになって
きている。その場合、自動車用エンジンは多気筒エンジ
ンであるので、どの気筒が失火したかも検出することが
求められる。そのような多気筒エンジンの失火検出装置
としては、例えば特開平2-112646号公報に開示されてい
るように、エンジンの回転速度変動から失火を検出する
ようにしたものがある。その失火検出装置においては、
エンジンの各気筒の特定位置、例えば上死点近傍におけ
るクランク軸の瞬時の回転速度が検出され、その回転速
度の変動に基づいて失火が判定される。2. Description of the Related Art In automobiles, it has been required to detect engine misfires due to environmental problems and the like. In this case, since the automobile engine is a multi-cylinder engine, it is necessary to detect which cylinder has misfired. As such a misfire detection device for a multi-cylinder engine, there is a device which detects misfire from the fluctuation of the rotational speed of the engine, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-112646. In the misfire detection device,
The instantaneous rotation speed of the crankshaft in the specific position of each cylinder of the engine, for example, near the top dead center is detected, and misfire is determined based on the fluctuation of the rotation speed.

【０００３】一般に、多気筒エンジンの瞬時の回転速度
は、各気筒の上死点付近で最も落ち込み、その間で高く
なるという周期性を有している。すなわち、ある気筒が
圧縮行程において上死点近傍に達し、点火されて爆発行
程に入ると、ガス圧によってクランク軸が加速されるの
で、その回転速度が上昇する。次いで、その回転速度は
負荷の抵抗により徐々に低下する。そして、次の気筒に
点火されることによって再び加速される。したがって、
上述のような周期性を示す。ところが、ある気筒が失火
すると、その気筒によるクランク軸の加速が行われない
ので、その気筒の上死点を超えても回転速度は低下し続
けることになる。したがって、上記公報に示されている
ように各気筒の上死点近傍におけるエンジンの瞬時の回
転速度を検出すれば、その回転速度が変動しないときに
は正常であり、低下したときには失火と判断することが
できる。そして、回転速度の低下が検出されたとき、そ
の一つ前に上死点近傍にあった気筒が失火気筒であると
いうことがわかる。In general, the instantaneous rotation speed of a multi-cylinder engine has a periodicity in which it falls most near the top dead center of each cylinder, and rises during that period. That is, when a certain cylinder reaches the vicinity of the top dead center in the compression stroke and is ignited and enters the explosion stroke, the crankshaft is accelerated by the gas pressure, and the rotation speed increases. Then, the rotation speed gradually decreases due to the resistance of the load. Then, the next cylinder is ignited to be accelerated again. Therefore,
It exhibits the periodicity as described above. However, when a certain cylinder misfires, the crankshaft is not accelerated by that cylinder, so that the rotation speed continues to decrease even if the cylinder exceeds the top dead center. Therefore, when the instantaneous rotation speed of the engine in the vicinity of the top dead center of each cylinder is detected as shown in the above publication, it is normal when the rotation speed does not fluctuate, and when it decreases, it can be judged that a misfire has occurred. it can. Then, when a decrease in the rotational speed is detected, it can be understood that the cylinder that was in the vicinity of the top dead center immediately before that was a misfired cylinder.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな失火検出装置の場合には、各気筒の特定位置におけ
るエンジン回転速度検出信号の時間変化を直接見ている
ので、失火以外の要因による回転速度変動があっても、
失火によるものかどうかを判別することができない。一
方、エンジン回転速度の検出信号上には、例えば４サイ
クル４気筒エンジンであればエンジン回転数の２倍（２
次）の回転速度変動が、また、４サイクル６気筒エンジ
ンであればエンジン回転数の３倍（３次）の回転速度変
動が表れる。更に、自動車用エンジンの場合には、自動
車の通常走行中においてもエンジン回転速度は変動す
る。したがって、エンジン回転速度の検出信号は、その
ような失火以外の要因による回転速度変動をも含むもの
となる。そのために、上述のようにエンジンの回転速度
変動を直接見る失火検出装置では、失火時の回転速度変
動が不明瞭となり、失火検知性が悪く、失火気筒の決定
も困難になるという問題がある。However, in the case of such a misfire detection device, since the time change of the engine rotation speed detection signal at the specific position of each cylinder is directly observed, the rotation speed due to a factor other than misfire occurs. Even if there is fluctuation,
It is impossible to determine whether it is due to a misfire. On the other hand, in the engine rotation speed detection signal, for example, in the case of a 4-cycle 4-cylinder engine, twice the engine rotation speed (2
The rotation speed fluctuation of (next), and the rotation speed fluctuation of three times (third order) of the engine speed appear in the case of a 4-cycle 6-cylinder engine. Furthermore, in the case of an automobile engine, the engine rotation speed fluctuates even during normal traveling of the automobile. Therefore, the engine rotation speed detection signal also includes rotation speed fluctuations due to factors other than such misfire. Therefore, as described above, in the misfire detection device that directly looks at the engine speed fluctuation, the engine speed fluctuation at the time of misfire becomes unclear, the misfire detectability is poor, and it is difficult to determine the misfiring cylinder.

【０００５】本発明者らは、このような問題を解消する
ための検討を行った結果、エンジンの瞬時の回転速度を
連続的に検出して波形信号として出力し、それをフィル
タに通すことによって特定の周波数成分のみを取り出す
ようにすれば、失火以外の要因による回転速度変動をか
なりの程度除去することができるということを見いだし
た。そのようにすれば、失火による回転速度変動が明瞭
となるので、失火検知性を向上させることができる。し
かしながら、エンジンが失火したときには、その失火に
よってエンジンの回転速度が低下した後、揺り返しとい
う現象のために、回転速度が上昇し、再び低下するとい
う振動を繰り返す。その揺り返しの周波数は失火による
回転速度変動の周波数より小さいが、その周波数にかな
り近い。したがって、単にフィルタに通すだけでは、揺
り返しの影響を除去することは難しい。すなわち、揺り
返しの影響を除去するためにはフィルタによって濾波す
る低周波の設定周波数を高くすることが必要となるが、
そのようにすると、失火による回転速度低下の信号自体
が小さくなり、しかも、揺り返しによる振動は相対的に
は小さくならないので、揺り返しによる回転速度低下を
失火と誤検知する可能性が生ずる。As a result of studies to solve such a problem, the inventors of the present invention have continuously detected the instantaneous rotation speed of the engine, output it as a waveform signal, and pass it through a filter. It was found that by extracting only a specific frequency component, it is possible to remove the rotational speed fluctuation due to factors other than misfire to a large extent. By doing so, the rotational speed fluctuation due to the misfire becomes clear, and the misfire detectability can be improved. However, when the engine misfires, the engine speed decreases due to the misfire, and then the rotation speed increases and decreases again due to the phenomenon of swinging back and forth. The frequency of the swingback is smaller than the frequency of the rotational speed fluctuation due to misfire, but it is quite close to the frequency. Therefore, it is difficult to remove the influence of swinging back by simply passing it through a filter. That is, it is necessary to increase the set frequency of the low frequency to be filtered by the filter in order to remove the effect of swingback.
By doing so, the signal itself for reducing the rotational speed due to the misfire becomes small, and the vibration due to the rolling back does not become relatively small, so that the rotational speed reduction due to the rolling back may be erroneously detected as a misfire.

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、失火以外の要因による回
転速度変動及び失火による回転速度低下後に生ずる揺り
返しの影響が低減されるようにし、それによって失火検
知性を高めるとともに、失火気筒の正確な確定を可能と
した多気筒エンジンの失火検出装置を得ることである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce the influence of fluctuations in rotation speed due to factors other than misfire and the effects of swinging back caused by a decrease in rotation speed due to misfire. Therefore, it is possible to obtain a misfire detection device for a multi-cylinder engine that enhances misfire detectability and enables accurate determination of the misfire cylinder.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、回転速度検出手段により検出された多
気筒エンジンの瞬時の回転速度を回転速度変動の波形に
変え、その出力波形を第１及び第２フィルタに通してそ
の第１フィルタから特定周波数成分を取り出すととも
に、第２フィルタから第１フィルタの出力信号に対して
位相のずれを有する特定周波数成分の信号を取り出し、
それら第１及び第２フィルタの各出力信号を混合器によ
り合成した後、その混合器の出力値と基準値とを比較す
ることにより失火を判別するようにしている。第２フィ
ルタから出力される信号の、第１フィルタの出力信号に
対する位相のずれは、揺り返しの振動周期の１／２ある
いは整数倍とされる。そして、その位相のずれが１／２
のときには、混合器において第１及び第２フィルタの各
出力信号の和が取られ、整数倍のときにはその差が取ら
れる。 In order to achieve this object, in the present invention, the instantaneous rotational speed of the multi-cylinder engine detected by the rotational speed detecting means is converted into a rotational speed fluctuation waveform, and its output waveform is changed. The specific frequency component is extracted from the first filter through the first and second filters, and the specific frequency component signal having a phase shift with respect to the output signal of the first filter is extracted from the second filter,
After the output signals of the first and second filters are combined by the mixer, the output value of the mixer is compared with the reference value to determine the misfire. Second Phil
The output signal of the first filter of the signal output from the
The phase shift with respect to it is 1/2 of the vibration period of the swingback.
It is an integer multiple. And the phase shift is 1/2
In the case of, each of the first and second filters in the mixer is
The sum of the output signals is taken, and when it is an integer multiple, the difference is taken.
It is.

【０００８】[0008]

【作用】このように、回転速度変動の波形信号を第１フ
ィルタに通し、低周波成分や高周波成分を除去した特定
周波数成分のみを取り出すことにより、自動車の通常走
行中に生じるエンジン回転速度変動やエンジン回転数の
２次あるいは３次の回転速度変動が除去される。そし
て、その第１フィルタの出力信号と、その信号に対して
位相のずれた第２フィルタからの出力信号とを合成する
ことにより、失火後の揺り返しによる回転数変動の影響
が低減される。一方、それらのフィルタからの出力波形
は失火前はほとんど平坦であるので、失火による回転速
度変動の波形は、そのような合成によってもほとんど低
減しない。したがって、それらの信号を合成する混合器
通過後の波形は、失火による回転速度変動が顕著なもの
となる。こうして、失火による回転速度変動が明確な信
号が混合器から出力されるので、その出力値が基準値よ
り低くなったときには失火と判断することができる。As described above, by passing the waveform signal of the rotational speed fluctuation through the first filter and extracting only the specific frequency component from which the low frequency component and the high frequency component are removed, the engine rotational speed fluctuation that occurs during the normal running of the automobile and The secondary or tertiary rotational speed fluctuation of the engine speed is eliminated. Then, by synthesizing the output signal of the first filter and the output signal of the second filter that is out of phase with respect to the signal, the influence of the rotation speed fluctuation due to the swingback after the misfire is reduced. On the other hand, since the output waveforms from these filters are almost flat before the misfire, the waveform of the rotation speed fluctuation due to the misfire is hardly reduced even by such synthesis. Therefore, in the waveform after passing through the mixer that synthesizes these signals, the rotation speed fluctuation due to misfire becomes significant. In this way, the mixer outputs a signal in which the fluctuation of the rotation speed due to the misfire is clear. Therefore, when the output value becomes lower than the reference value, the misfire can be determined.

【０００９】[0009]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図中、図１は本発明による失火検出装置の第１実施
例を示すブロック図である。この図から明らかなよう
に、この失火検出装置は、エンジンの回転速度を検出す
る回転速度検出手段１と、その回転速度検出手段１の出
力信号が導かれるフィルタ回路２と、そのフィルタ回路
２の出力信号から失火を判別する失火判別手段３とを備
えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a misfire detection device according to the present invention. As is clear from this figure, this misfire detection device includes a rotational speed detection means 1 for detecting the rotational speed of the engine, a filter circuit 2 to which an output signal of the rotational speed detection means 1 is guided, and a filter circuit 2 thereof. There is provided misfire discrimination means 3 for discriminating misfire from the output signal.

【００１０】回転速度検出手段１は、クランク軸によっ
て回転されるフライホイール４に取り付けられたリング
ギヤ５と、そのリングギヤ５に近接して配設されるピッ
クアップ６と、そのピックアップ６の出力信号を電圧に
変換するＦＶコンバータ７とによって構成されている。
ピックアップ６は、磁石のまわりにコイルを巻き付けた
もので、そのピックアップ６に対してリングギヤ５の歯
が通過するたびに生ずる磁束変化によりコイルに電圧が
誘起される。したがって、そのピックアップ６からはパ
ルスが出力される。そして、そのパルスの幅がそのとき
のエンジンの瞬時の回転速度となる。リングギヤ５には
１２０個の歯が設けられている。したがって、そのピッ
クアップ６により、エンジン１回転につき１２０回の瞬
時の回転速度が検出される。そのピックアップ６の出力
パルスは、ＦＶコンバータ７によって電圧波形に変換さ
れる。こうして、回転速度検出手段１から、エンジンの
瞬時の回転速度をつないだ回転速度変動の波形が出力さ
れるようになっている。The rotation speed detecting means 1 includes a ring gear 5 attached to a flywheel 4 rotated by a crankshaft, a pickup 6 arranged near the ring gear 5, and an output signal of the pickup 6 as a voltage. And an FV converter 7 for converting to.
The pickup 6 is formed by winding a coil around a magnet, and a voltage is induced in the coil by a change in magnetic flux that occurs each time the teeth of the ring gear 5 pass through the pickup 6. Therefore, a pulse is output from the pickup 6. Then, the width of the pulse becomes the instantaneous rotation speed of the engine at that time. The ring gear 5 has 120 teeth. Therefore, the pickup 6 detects the instantaneous rotation speed of 120 times per one rotation of the engine. The output pulse of the pickup 6 is converted into a voltage waveform by the FV converter 7. In this way, the rotational speed detecting means 1 outputs a waveform of the rotational speed fluctuation that connects the instantaneous rotational speeds of the engine.

【００１１】フィルタ回路２は、設定周波数より低い周
波数の信号を濾波するハイパスフィルタ８と、設定周波
数より高い周波数の信号を濾波する第１及び第２ローパ
スフィルタ９，１０とを備えている。第２ローパスフィ
ルタ１０にはその出力信号のゲインを制御する増幅器１
１が接続されており、それら第２ローパスフィルタ１０
及び増幅器１１が第１ローパスフィルタ９に対して並列
に接続されている。そして、第１ローパスフィルタ９の
出力信号と増幅器１１の出力信号とが混合器１２におい
て合成されるようになっている。ハイパスフィルタ８は
自動車の通常走行時に生じるエンジン回転速度変動を除
去するもので、その設定周波数は、その回転速度変動の
周波数より高くされるが、失火時の回転速度変動の波形
を鈍らせないようにするために、例えば３Hz程度とされ
る。第１ローパスフィルタ９はエンジン回転数の２次
（４気筒エンジンの場合）あるいは３次（６気筒エンジ
ンの場合）の周波数の回転速度変動を除去するもので、
その設定周波数はエンジン回転数の２次あるいは３次の
周波数より低くされる。そのために、そのローパスフィ
ルタ９には周波数変更手段１３が設けられ、エンジン回
転数に応じてその設定周波数が直線的あるいは多段的に
変化するようにされている。第２ローパスフィルタ１０
の設定周波数は、エンジンの失火後に第１ローパスフィ
ルタ９から出力される揺り返しの振動波形に対して位相
が１／２遅れた信号を出力するように決定される。した
がって、その設定周波数は第１ローパスフィルタ９より
も低くなる。そして、揺り返しの周波数は、トランスミ
ッションのギヤ比によって変化する。そこで、その第２
ローパスフィルタ１０にも周波数変更手段１４が設けら
れ、シフト位置信号発生器１５から送られるトランスミ
ッションギヤのシフト位置信号によって、その設定周波
数が変更されるようになっている。混合器１２は、これ
ら第１ローパスフィルタ９の出力信号と第２ローパスフ
ィルタ１０の出力信号とを重ね合わせる演算器で、この
とき、第２ローパスフィルタ１０の出力信号には増幅器
１１によって所定の倍率が掛けられる。こうして、フィ
ルタ回路２からは、ハイパスフィルタ８の設定周波数と
第１ローパスフィルタ９の設定周波数との間の特定周波
数成分の信号のみが、第２ローパスフィルタ１０の出力
信号と重ね合わされた上で出力されるようになってい
る。The filter circuit 2 comprises a high-pass filter 8 for filtering a signal having a frequency lower than a set frequency, and first and second low-pass filters 9, 10 for filtering a signal having a frequency higher than the set frequency. The second low-pass filter 10 has an amplifier 1 for controlling the gain of its output signal.
1 are connected to the second low-pass filter 10
And an amplifier 11 are connected in parallel to the first low pass filter 9. Then, the output signal of the first low-pass filter 9 and the output signal of the amplifier 11 are combined in the mixer 12. The high-pass filter 8 removes engine speed fluctuations that occur during normal running of an automobile, and its set frequency is made higher than the frequency of the speed fluctuations, but it does not make the waveform of the speed fluctuations during misfire blunt. In order to do so, for example, it is set to about 3 Hz. The first low-pass filter 9 removes the rotational speed fluctuation of the frequency of the second order (in the case of a four cylinder engine) or the third order (in the case of a six cylinder engine) of the engine speed,
The set frequency is set lower than the secondary or tertiary frequency of the engine speed. For this purpose, the low-pass filter 9 is provided with a frequency changing means 13 so that its set frequency changes linearly or in multiple stages according to the engine speed. Second low pass filter 10
The set frequency is determined so as to output a signal whose phase is delayed by 1/2 with respect to the swinging vibration waveform output from the first low-pass filter 9 after engine misfire. Therefore, the set frequency becomes lower than that of the first low pass filter 9. Then, the swing-back frequency changes depending on the gear ratio of the transmission. So the second
The low-pass filter 10 is also provided with a frequency changing means 14, and its set frequency is changed by a shift position signal of the transmission gear sent from the shift position signal generator 15. The mixer 12 is an arithmetic unit that superimposes the output signal of the first low-pass filter 9 and the output signal of the second low-pass filter 10. At this time, the output signal of the second low-pass filter 10 is multiplied by the amplifier 11 to a predetermined magnification. Can be hung. Thus, only the signal of the specific frequency component between the set frequency of the high pass filter 8 and the set frequency of the first low pass filter 9 is output from the filter circuit 2 after being superimposed on the output signal of the second low pass filter 10. It is supposed to be done.

【００１２】失火判別手段３は、フィルタ回路２の出力
値と基準値設定器１６から導かれる基準値とを比較する
比較器１７を備えている。そして、その基準値よりフィ
ルタ回路２の出力値の方が小さいときに、その比較器１
７から失火信号が出力されるようになっている。その失
火信号は、失火気筒確定手段１８において、気筒判別信
号発生器１９から導かれる気筒判別信号と比べられ、ハ
イパスフィルタ８及び第１ローパスフィルタ９による信
号の時間遅れを補正した上で、失火気筒が確定されるよ
うになっている。The misfire discrimination means 3 is provided with a comparator 17 for comparing the output value of the filter circuit 2 with the reference value derived from the reference value setting device 16. When the output value of the filter circuit 2 is smaller than the reference value, the comparator 1
A misfire signal is output from 7. The misfire signal is compared with the cylinder discrimination signal introduced from the cylinder discrimination signal generator 19 in the misfire cylinder determining means 18, the time delay of the signal by the high pass filter 8 and the first low pass filter 9 is corrected, and then the misfire cylinder is detected. Has been decided.

【００１３】次に、このように構成された失火検出装置
の作用について説明する。４サイクル４気筒エンジンの
場合には、気筒判別信号発生器１９から、図２（Ａ）に
示されているような、各気筒の上死点（ＴＤＣ）信号ｄ
とシリンダ信号ｃとを組み合わせた気筒判別信号が出力
される。各気筒の点火は＃４、＃２、＃１、＃３の順に
行われる。このとき、回転速度検出手段１のＦＶコンバ
ータ７から出力される波形は、図２（Ｂ）に示されてい
るような種々の周波数成分を含んだ複雑な波形となる。
しかしながら、各気筒の点火が正常に行われているとき
には、同図の左端部分に示されているように比較的周期
性のある波形となる。Next, the operation of the misfire detecting device constructed as described above will be described. In the case of a four-cycle four-cylinder engine, the cylinder discrimination signal generator 19 outputs the top dead center (TDC) signal d of each cylinder as shown in FIG.
And a cylinder discrimination signal combining the cylinder signal c. Ignition of each cylinder is performed in the order of # 4, # 2, # 1, and # 3. At this time, the waveform output from the FV converter 7 of the rotation speed detecting means 1 is a complicated waveform including various frequency components as shown in FIG.
However, when the ignition of each cylinder is normally performed, the waveform has a relatively periodic waveform as shown in the left end portion of FIG.

【００１４】いま、同図のｓ点、すなわち第４気筒＃４
で失火が生じたとする。すると、クランク軸の回転速度
が低下するので、回転速度検出手段１の出力波形は大き
く落ち込む。そして、その失火の揺り返しにより、回転
速度が上昇し、次いで再び低下する。したがって、回転
速度検出手段１の出力波形は、同図に示されているよう
に大きなうねりを持つことになる。Now, the point s in the figure, that is, the fourth cylinder # 4
Suppose there was a misfire. Then, since the rotation speed of the crankshaft decreases, the output waveform of the rotation speed detecting means 1 drops significantly. Then, due to the resurgence of the misfire, the rotation speed increases and then decreases again. Therefore, the output waveform of the rotation speed detecting means 1 has a large swell as shown in FIG.

【００１５】このような回転速度検出手段１の出力波形
がフィルタ回路２に通されると、まず、ハイパスフィル
タ８によって低周波成分が除去される。次いで、第１ロ
ーパスフィルタ９によって高周波成分が除去される。し
たがって、そのローパスフィルタ９からの出力波形は、
図２（Ｃ）にａで示されているように、失火による落ち
込みと、その揺り返しによるうねりとのみが顕著な波形
となる。また、ハイパスフィルタ８からの出力信号が第
２ローパスフィルタ１０に通されることにより、そのロ
ーパスフィルタ１０から、第１ローパスフィルタ９の出
力波形に比べて１／２位相の遅れた波形信号が出力され
る。その場合、第２ローパスフィルタ１０の設定周波数
は第１ローパスフィルタ９の設定周波数より低いので、
第２ローパスフィルタ１０の出力信号の振幅は第１ロー
パスフィルタ９の出力信号の振幅より小さくなる。した
がって、第２ローパスフィルタ１０から出力される信号
は、図２（Ｃ）にｂで示されているような波形となる。
そして、その出力信号が増幅器１１によって増幅され、
その振幅が第１ローパスフィルタ９の出力信号の振幅に
できるだけ近付くように調整される。次いで、それらの
波形信号が混合器１２において重ね合わされる。それに
よって、１／２位相のずれた振動が互いに打ち消し合
い、揺り返しによるうねりが低減される。その場合、第
１ローパスフィルタ９から出力された失火による回転速
度低下の波形信号は、第２ローパスフィルタ１０の出力
波形の平坦な部分に重ね合わされるので、ほとんどその
まま残る。こうして、混合器１２から、図２（Ｄ）に示
されているように失火による回転速度低下が明瞭な波形
信号が出力される。When the output waveform of the rotational speed detecting means 1 is passed through the filter circuit 2, the high-pass filter 8 first removes low frequency components. Then, the first low-pass filter 9 removes high frequency components. Therefore, the output waveform from the low-pass filter 9 is
As shown by a in FIG. 2 (C), only the depression due to the misfire and the undulation due to the swing back have a remarkable waveform. Further, since the output signal from the high-pass filter 8 is passed through the second low-pass filter 10, the low-pass filter 10 outputs a waveform signal delayed by 1/2 phase as compared with the output waveform of the first low-pass filter 9. To be done. In that case, since the set frequency of the second low-pass filter 10 is lower than the set frequency of the first low-pass filter 9,
The amplitude of the output signal of the second low pass filter 10 becomes smaller than the amplitude of the output signal of the first low pass filter 9. Therefore, the signal output from the second low-pass filter 10 has a waveform as shown by b in FIG.
Then, the output signal is amplified by the amplifier 11,
The amplitude is adjusted so as to come as close as possible to the amplitude of the output signal of the first low pass filter 9. The waveform signals are then superimposed in mixer 12. As a result, vibrations that are out of phase with each other cancel each other out, and the swell due to the swing back is reduced. In that case, the waveform signal of the rotational speed decrease due to the misfire output from the first low-pass filter 9 is superposed on the flat portion of the output waveform of the second low-pass filter 10, and thus remains almost unchanged. In this way, the mixer 12 outputs a waveform signal whose decrease in rotation speed due to misfire is clear as shown in FIG. 2 (D).

【００１６】そして、そのフィルタ回路２、すなわち混
合器１２からの出力波形信号が失火判別手段３に送ら
れ、比較器１７において基準値設定器１６が発生する基
準値と比較される。その基準値は、図２（Ｄ）にｈで示
されているようなレベルである。したがって、失火によ
る波形の落ち込みはその基準値より低くなる。また、そ
れ以外のときに基準値より低くなることはない。こうし
て、混合器１２の出力値と基準値とを比較することによ
り、その出力値が基準値より低いとき失火が発生したと
判定され、比較器１７から失火信号が出力される。そし
て、その失火信号が失火気筒確定手段１８に送られ、ど
の気筒に失火が生じたかが判別される。この場合、ハイ
パスフィルタ８及びローパスフィルタ９，１０による信
号の時間遅れのために、失火の判定は第１気筒＃１が上
死点近傍にあるときに行われる。そこで、その失火気筒
確定手段１８においては、その時間遅れを補正し、失火
気筒が＃４であると判定する。The output waveform signal from the filter circuit 2, that is, the mixer 12 is sent to the misfire determination means 3 and compared with the reference value generated by the reference value setting device 16 in the comparator 17. The reference value is a level as indicated by h in FIG. Therefore, the drop of the waveform due to misfire becomes lower than the reference value. At other times, it does not become lower than the reference value. Thus, by comparing the output value of the mixer 12 with the reference value, it is determined that a misfire has occurred when the output value is lower than the reference value, and the comparator 17 outputs a misfire signal. Then, the misfire signal is sent to the misfire cylinder determination means 18, and it is determined which cylinder has misfire. In this case, the misfire is determined when the first cylinder # 1 is near the top dead center because of the signal delay due to the high pass filter 8 and the low pass filters 9 and 10. Therefore, the misfiring cylinder determining means 18 corrects the time delay and determines that the misfiring cylinder is # 4.

【００１７】このようにして、この失火検出装置におい
ては、失火以外の要因によるエンジンの回転速度変動及
び失火後の揺り返しによる回転速度変動をできるだけ除
去した波形によって失火が検出される。したがって、そ
の失火の検出が正確となり、失火気筒の確定も確実とな
る。In this way, in this misfire detection device, misfire is detected by a waveform in which fluctuations in engine speed due to factors other than misfire and fluctuations in rotation speed due to shaking back after misfire are eliminated as much as possible. Therefore, the detection of the misfire becomes accurate, and the determination of the misfiring cylinder is also ensured.

【００１８】図３は、本発明による失火検出装置の第２
実施例を示すブロック図である。なお、以下の実施例の
説明において、対応する部分には同一の符号を付すこと
により、重複する説明は省略する。この失火検出装置の
場合には、第２ローパスフィルタ１０の設定周波数は一
定とされている。その設定周波数は失火後の揺り返しよ
り高い周波数とされるが、失火時の回転速度の低下を鈍
らせるために、できる限り低い周波数とされる。例えば
揺り返しの周波数が８Hzであれば、その設定周波数は１
０Hz程度とされる。そして、第１及び第２ローパスフィ
ルタ９，１０に、それぞれ位相器２０，２１が接続され
る。これらの位相器２０，２１は、ローパスフィルタ
９，１０の出力信号の位相を揺り返しの振動波形が打ち
消されるように同期させるもので、例えば第２ローパス
フィルタ１０の出力信号の位相を第１ローパスフィルタ
９の出力信号の位相より１／２遅らせるもの、あるいは
第２ローパスフィルタ１０の出力信号の位相を第１ロー
パスフィルタ９の出力信号の位相に対して整数倍ずらす
ものとされる。これらの位相器２０，２１の位相変化量
は、位相調整器２２により自動車の運転状態に応じて調
整されるようになっている。第２ローパスフィルタ１０
から位相器２１を通して出力される信号は、増幅器１１
によって増幅された後、第１ローパスフィルタ９から位
相器２０を通して出力される信号とともに混合器１２に
送られる。混合器１２はこれらの信号を処理する演算器
で、第２ローパスフィルタ１０からの出力信号が第１ロ
ーパスフィルタ９からの出力信号より１／２位相遅らさ
れているときにはそれらの信号を単に重ね合わせ、整数
倍位相ずらされているときにはそれらの信号の差を取る
などの演算をする。その他の構成は図１の実施例と同様
である。FIG. 3 shows a second embodiment of the misfire detection device according to the present invention.
It is a block diagram showing an example. In the following description of the embodiments, corresponding parts will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the case of this misfire detection device, the set frequency of the second low pass filter 10 is constant. The set frequency is set to a frequency higher than the swing back after a misfire, but is set to a frequency as low as possible in order to slow down the decrease in the rotation speed at the time of a misfire. For example, if the shaking frequency is 8 Hz, the set frequency is 1
It is about 0 Hz. Then, the phase shifters 20 and 21 are connected to the first and second low-pass filters 9 and 10, respectively. These phase shifters 20 and 21 synchronize the phases of the output signals of the low-pass filters 9 and 10 so that the oscillation waveform of the swinging back is canceled. The phase of the output signal of the filter 9 is delayed by 1/2, or the phase of the output signal of the second low-pass filter 10 is shifted by an integer multiple with respect to the phase of the output signal of the first low-pass filter 9. The phase change amounts of these phase shifters 20 and 21 are adjusted by the phase adjuster 22 according to the driving state of the automobile. Second low pass filter 10
The signal output from the phase shifter 21 is output from the amplifier 11
After being amplified by, it is sent to the mixer 12 together with the signal output from the first low pass filter 9 through the phase shifter 20. The mixer 12 is an arithmetic unit for processing these signals, and when the output signal from the second low-pass filter 10 is delayed by 1/2 phase from the output signal from the first low-pass filter 9, these signals are simply superposed. In addition, when the phases are shifted by an integral multiple, calculation such as taking the difference between these signals is performed. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG.

【００１９】このように構成された失火検出装置におい
ても、第１ローパスフィルタ９側の出力信号に表れる失
火後の揺り返しによる振動波形と第２ローパスフィルタ
１０側の出力信号に表れる同様な振動波形とが混合器１
２において互いに打ち消し合うので、その混合器１２か
らは、図１の実施例の場合と同様に、失火による回転速
度低下のみが顕著な信号が出力されることになり、同様
な作用効果が得られる。その場合、第１ローパスフィル
タ９より設定周波数の低い第２ローパスフィルタ１０か
ら出力される失火時の回転速度低下の波形は鈍くなる
が、その波形は増幅器１１によって増幅されるので、そ
の波形によって揺り返しの初期の大きな振動波形も打ち
消される。また、揺り返しの振動の振幅は第１及び第２
ローパスフィルタ９，１０のいずれ側もほぼ等しくなる
ので、その振動は確実に低減される。そして、この実施
例の場合には、第１及び第２ローパスフィルタ９，１０
通過後の信号の周期を位相器２０，２１によって同期さ
せるので、エンジンの低速回転時にも同期させることが
できるという効果が得られる。Also in the misfire detecting device constructed as described above, the vibration waveform due to the swinging back after the misfire that appears in the output signal of the first low-pass filter 9 side and the similar vibration waveform that appears in the output signal of the second low-pass filter 10 side And is mixer 1
2 cancels each other out, so that, as in the case of the embodiment of FIG. 1, the mixer 12 outputs a signal in which only a decrease in the rotation speed due to a misfire is significant, and similar effects can be obtained. . In that case, the waveform of the decrease in rotational speed at the time of misfire output from the second low-pass filter 10 having a lower set frequency than the first low-pass filter 9 becomes dull, but the waveform is amplified by the amplifier 11 and therefore fluctuates depending on the waveform. The initial large vibration waveform of the return is also canceled. In addition, the amplitude of the vibration of the rolling back is the first and the second.
Since the both sides of the low-pass filters 9 and 10 are substantially equal to each other, the vibration is surely reduced. In the case of this embodiment, the first and second low pass filters 9 and 10 are used.
Since the period of the signal after passing is synchronized by the phase shifters 20 and 21, it is possible to obtain the effect that it can be synchronized even when the engine is rotating at a low speed.

【００２０】図４は、本発明による失火検出装置の第３
実施例を示すブロック図である。この失火検出装置の場
合にも、図３の実施例と同様に、第２ローパスフィルタ
１０の設定周波数は揺り返しの周波数よりやや高い一定
の周波数とされる。そして、第１及び第２ローパスフィ
ルタ９，１０にそれぞれ位相器２０，２１が接続され、
それらのフィルタ９，１０を通る信号が、そのうちの揺
り返しによる振動部分が互いに打ち消されるタイミング
で同期される。第２ローパスフィルタ１０から位相器２
１を通して出力される信号は、増幅器１１によってゲイ
ン調整された後、第１ローパスフィルタ９から位相器２
０を通して出力される信号とともに混合器１２に送られ
る。混合器１２においては、それらの信号の重ね合わせ
あるいは差し引きなどの処理が行われる。失火後の揺り
返しによる振動の振幅は、エンジンの負荷など、その運
転状態によって異なる。例えば低負荷のときには、慣性
によってエンジン回転速度が維持されるので、揺り返し
の振幅は小さい。そこで、増幅器１１にはゲイン調整器
２３が接続され、運転状態に応じて増幅器１１のゲイン
が制御される。FIG. 4 shows a third embodiment of the misfire detection device according to the present invention.
It is a block diagram showing an example. Also in the case of this misfire detection device, the set frequency of the second low-pass filter 10 is set to a constant frequency slightly higher than the swingback frequency, as in the embodiment of FIG. Then, the phase shifters 20 and 21 are connected to the first and second low-pass filters 9 and 10, respectively,
The signals passing through the filters 9 and 10 are synchronized at the timings at which the vibration portions due to the swinging back cancel each other out. From the second low-pass filter 10 to the phase shifter 2
The signal output through 1 is subjected to gain adjustment by the amplifier 11, and then is output from the first low-pass filter 9 to the phase shifter 2
It is sent to mixer 12 with the signal output through 0. In the mixer 12, processing such as superposition or subtraction of these signals is performed. The amplitude of the vibration caused by the rolling back after the misfire differs depending on the operating condition such as the load of the engine. For example, when the load is low, the engine speed is maintained by the inertia, and the swing-back amplitude is small. Therefore, the gain adjuster 23 is connected to the amplifier 11, and the gain of the amplifier 11 is controlled according to the operating state.

【００２１】このように構成された失火検出装置におい
て、いま、回転速度検出手段１のＦＶコンバータ７から
図５（Ａ）に示されているような回転速度変動の波形が
出力されたとする。すると、第１ローパスフィルタ９か
ら位相器２０を通して出力される信号波形は、同図
（Ｂ）のａのようになる。また、第２ローパスフィルタ
１０の位相器２１が第１ローパスフィルタ９の位相器２
０より１／２位相を遅らせるものとされているとする
と、その位相器２１からの出力波形は同図にｂで示され
ているようになる。そして、第２ローパスフィルタ１０
の位相器２１から出力された信号が増幅器１１によって
増幅され、混合器１２において第１ローパスフィルタ９
からの出力信号と重ね合わされることにより、その混合
器１２からは図５（Ｃ）に示されているような波形信号
が出力される。その場合、増幅器１１の増幅率が１．０
であるとａのようになり、増幅率が１．５であるとｂ、
増幅率が２．０であるとｃのようになる。In the misfire detection device thus constructed, it is assumed that the FV converter 7 of the rotation speed detection means 1 outputs a rotation speed fluctuation waveform as shown in FIG. 5 (A). Then, the signal waveform output from the first low-pass filter 9 through the phase shifter 20 becomes as indicated by a in FIG. Further, the phase shifter 21 of the second low pass filter 10 is replaced by the phase shifter 2 of the first low pass filter 9.
Assuming that the 1/2 phase is delayed from 0, the output waveform from the phase shifter 21 is as shown by b in the figure. Then, the second low-pass filter 10
The signal output from the phase shifter 21 is amplified by the amplifier 11, and is mixed in the mixer 12 by the first low-pass filter 9
By being superposed with the output signal from the mixer 12, the mixer 12 outputs a waveform signal as shown in FIG. 5 (C). In that case, the amplification factor of the amplifier 11 is 1.0.
Then becomes a, and if the amplification factor is 1.5, then b,
When the amplification factor is 2.0, it becomes like c.

【００２２】このように、運転状態に応じて増幅器１１
のゲインを変えることにより、運転状態によって異なる
揺り返しの振幅を適切に低減させることができる。した
がって、混合器１２から出力される波形信号は失火によ
る回転速度低下のみが顕著なものとなり、その出力値と
基準値とを比較することによって、失火が正確に判定さ
れるようになる。そして、そのようにして失火が判定さ
れた実時間から、各フィルタ８，９，１０及び位相器２
０，２１による信号の時間遅れを補正した上で気筒判別
信号との関係を見ることによって、失火気筒を確定する
ことができる。In this way, the amplifier 11 is operated according to the operating condition.
By changing the gain of, it is possible to appropriately reduce the swing-back amplitude that varies depending on the driving state. Therefore, in the waveform signal output from the mixer 12, only the decrease in the rotation speed due to the misfire becomes noticeable, and the misfire can be accurately determined by comparing the output value with the reference value. Then, from the real time when the misfire is determined in this way, each filter 8, 9, 10 and the phase shifter 2
The misfiring cylinder can be determined by correcting the time delay of the signals due to 0 and 21 and then checking the relationship with the cylinder discrimination signal.

【００２３】なお、上記実施例においては、エンジン回
転速度を検出する回転体としてフライホイール４に取り
付けられるリングギヤ５を用いるものとしているが、そ
の回転速度はクランクパルスによって検出するようにす
ることもできる。また、エンジン回転速度信号をアナロ
グ信号として出力する純機械的な回転速度検出手段を用
いることもできる。In the above embodiment, the ring gear 5 attached to the flywheel 4 is used as the rotating body for detecting the engine rotation speed, but the rotation speed may be detected by the crank pulse. . Further, it is also possible to use a pure mechanical rotation speed detecting means for outputting the engine rotation speed signal as an analog signal.

【００２４】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、エンジン回転速度検出手段からの出力波形を
フィルタに通し、特定周波数の信号のみを取り出すよう
にしているので、エンジン回転数の２次あるいは３次の
周波数を持つ回転速度変動や自動車の通常走行中におけ
るエンジン回転速度変動など、失火以外の要因による回
転速度変動を除去することができる。また、その信号
に、その信号に対して位相のずれを有する信号を合成す
るようにしているので、失火による回転速度変動は残る
ようにしながら、失火後の揺り返しによる波形は低減さ
せることができる。したがって、失火時の回転速度変動
を明確にすることができ、失火の検知性を向上させるこ
とができる。また、失火気筒の確定も容易化することが
できる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the output waveform from the engine rotation speed detecting means is filtered so that only the signal of the specific frequency is taken out. It is possible to eliminate fluctuations in rotation speed due to factors other than misfire, such as fluctuations in rotation speed having a secondary or tertiary frequency and fluctuations in engine speed during normal traveling of an automobile. Further, since a signal having a phase shift with respect to the signal is combined with the signal, the waveform due to the swingback after the misfire can be reduced while leaving the rotation speed fluctuation due to the misfire. . Therefore, it is possible to clarify the rotation speed fluctuation at the time of misfire and improve the misfire detectability. Further, it is possible to easily determine the misfiring cylinder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による多気筒エンジンの失火検出装置の
第１実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a misfire detection device for a multi-cylinder engine according to the present invention.

【図２】その失火検出装置の各部において出力される信
号波形を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing signal waveforms output at various parts of the misfire detection device.

【図３】本発明による多気筒エンジンの失火検出装置の
第２実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the misfire detection device for a multi-cylinder engine according to the present invention.

【図４】本発明による多気筒エンジンの失火検出装置の
第３実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the misfire detection device for a multi-cylinder engine according to the present invention.

【図５】図４の失火検出装置の各部において出力される
信号波形を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform chart showing signal waveforms output from various parts of the misfire detection device of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 回転速度検出手段 ２ フィルタ回路 ３ 失火判別手段 ５ リングギヤ ６ ピックアップ ７ ＦＶコンバータ ８ ハイパスフィルタ ９ 第１ローパスフィルタ １０ 第２ローパスフィルタ １１ 増幅器 １２ 混合器 １６ 基準値設定器 １７ 比較器 １８ 失火気筒確定手段 １９ 気筒判別信号発生器 1 Rotational Speed Detection Means 2 Filter Circuit 3 Misfire Discrimination Means 5 Ring Gear 6 Pickup 7 FV Converter 8 High Pass Filter 9 First Low Pass Filter 10 Second Low Pass Filter 11 Amplifier 12 Mixer 16 Reference Value Setter 17 Comparator 18 Misfire Cylinder Determining Means 19 cylinder discrimination signal generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 茂 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 西村 要一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Maruyama 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Kaichi Nishimura 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Honda R & D Co., Ltd.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 多気筒エンジンの瞬時の回転速度を検出
してそのエンジンの回転速度変動の波形を出力する回転
速度検出手段と、 その回転速度検出手段の出力波形からそのうちの特定周
波数成分を取り出す第１フィルタと、前記回転速度検出手段の出力波形からそのうちの特定周
波数成分を取り出し、前記 第１フィルタの出力信号に対
して揺り返しの振動周期の１／２あるいは整数倍の位相
のずれを有する信号を出力する第２フィルタと、その位相のずれが１／２のときには前記第１フィルタ及
び第２フィルタの各出力信号の和、位相のずれが整数倍
のときにはその差の 合成信号を出力する混合器と、 その混合器の出力値と基準値とを比較して前記エンジン
の失火を判別する失火判別手段と、 を備えてなる、多気筒エンジンの失火検出装置。1. A rotational speed detecting means for detecting an instantaneous rotational speed of a multi-cylinder engine and outputting a waveform of the rotational speed fluctuation of the engine, and a specific frequency component of the rotational speed detecting means is extracted from an output waveform of the rotational speed detecting means. From the output waveform of the first filter and the rotation speed detecting means,
A second filter that extracts a wave number component and outputs a signal having a phase shift of 1/2 or an integral multiple of the oscillation cycle of the swingback with respect to the output signal of the first filter, and the phase shift is 1/2 When, the first filter and
And the sum of the output signals of the second filter, the phase shift is an integer multiple
In the case of, the misfire of the multi-cylinder engine comprising a mixer that outputs a combined signal of the difference and a misfire determination means that determines the engine misfire by comparing the output value of the mixer with a reference value. Detection device.