JP2855969B2 - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents
内燃機関の失火検出装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/1015—Engines misfires
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の失火を検出す
る装置に関し、特に機関の回転変動を利用して失火を検
出する際にその検出性能を高めることができる内燃機関
の失火検出装置に関するものである。
る装置に関し、特に機関の回転変動を利用して失火を検
出する際にその検出性能を高めることができる内燃機関
の失火検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の失火検出装置としては従来よ
り種々の方式があるが、機関の回転変動を利用したもの
としては例えば特開昭58-19532号公報に記載のものがあ
る。この装置は、機関の膨張行程前期と後期とに対応し
た回転検出区間を有し、それぞれの回転速度差が設定値
を越えた時失火と判定するものである。また、点火周期
毎に回転周期の偏差をとり、これを所定の回転周期の平
均値で除した演算により回転変動率を求め、これから失
火判定を行うものも知られている。
り種々の方式があるが、機関の回転変動を利用したもの
としては例えば特開昭58-19532号公報に記載のものがあ
る。この装置は、機関の膨張行程前期と後期とに対応し
た回転検出区間を有し、それぞれの回転速度差が設定値
を越えた時失火と判定するものである。また、点火周期
毎に回転周期の偏差をとり、これを所定の回転周期の平
均値で除した演算により回転変動率を求め、これから失
火判定を行うものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の方式
は、機関の回転変動に着目し、機関失火時に失火気筒の
回転周期が長くなることを検出して失火を判定するもの
であるが、多気筒エンジンで特定の１気筒が連続して失
火する時と間欠的に失火する時では回転変動のパターン
が異なり、精度良い失火の検出（米国のＯＢＤ−II規制
を満たすには２％程度の失火率まで検出しなくてはなら
ない）ができないという問題点があった。
は、機関の回転変動に着目し、機関失火時に失火気筒の
回転周期が長くなることを検出して失火を判定するもの
であるが、多気筒エンジンで特定の１気筒が連続して失
火する時と間欠的に失火する時では回転変動のパターン
が異なり、精度良い失火の検出（米国のＯＢＤ−II規制
を満たすには２％程度の失火率まで検出しなくてはなら
ない）ができないという問題点があった。
【０００４】本発明は以上の点に鑑み、上記のような問
題点を解消するためになされたもので、その目的は、機
関の回転変動を利用して失火を検出する際に各気筒の連
続失火，間欠失火を精度良く弁別して、それぞれに最適
な検出性を有する失火検出装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、この検出性能の向上と併せて
回転検出手段の機械的な寸法誤差の影響が出にくい高精
度の失火検出装置を提供することにある。
題点を解消するためになされたもので、その目的は、機
関の回転変動を利用して失火を検出する際に各気筒の連
続失火，間欠失火を精度良く弁別して、それぞれに最適
な検出性を有する失火検出装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、この検出性能の向上と併せて
回転検出手段の機械的な寸法誤差の影響が出にくい高精
度の失火検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る失火検出装置は、機関のクランク軸に配
設された回転検出用ロータとセンサからなり各気筒の点
火時期に対応した回転信号を検出する回転検出手段と、
この回転検出手段から得られる回転信号に基づいて各気
筒の連続失火と間欠失火をそれぞれ検出する連続失火検
出手段と間欠失火手段とを設け、連続失火検出手段によ
り、気筒の回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、回転
変動率Ｓ R （ｉ）を
め本発明に係る失火検出装置は、機関のクランク軸に配
設された回転検出用ロータとセンサからなり各気筒の点
火時期に対応した回転信号を検出する回転検出手段と、
この回転検出手段から得られる回転信号に基づいて各気
筒の連続失火と間欠失火をそれぞれ検出する連続失火検
出手段と間欠失火手段とを設け、連続失火検出手段によ
り、気筒の回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、回転
変動率Ｓ R （ｉ）を
【数３】 の式により演算し、さらにその差分ΔＳ R （ｉ）を ΔＳ R (i)＝Ｓ R (i)−Ｓ R （ｉ−ｃ／２） の式により演算するとともに、機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎの関数をｆ（Ｌ，Ｎ）とし、ΔＳ R (i)≧ｆ
（Ｌ，Ｎ）の失火判定式を満たしたとき連続失火と判定
するようにしたものである。 また、間欠失火検出手段に
より、気筒の回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、回
転変動率Ｓ k （ｉ）を
Ｌと回転数Ｎの関数をｆ（Ｌ，Ｎ）とし、ΔＳ R (i)≧ｆ
（Ｌ，Ｎ）の失火判定式を満たしたとき連続失火と判定
するようにしたものである。 また、間欠失火検出手段に
より、気筒の回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、回
転変動率Ｓ k （ｉ）を
【数４】 の式により演算し、さらに気筒Ｊの回転変動率の平均値
をＴｈ j （ｉ−１）とした時、失火判定のしきい値Ｔｈ
j (i)を Ｔｈ j (i)＝（１−ｋ）・Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｋ・Ｓ kj (i) 但し０＜ｋ＜１ ｊ：ある気筒Ｊのサフィックス の式により演算するとともに、機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎとの関数をｇ（Ｌ，Ｎ）とし、 Ｓ k (i)≧Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｇ（Ｌ，Ｎ） の失火判定式を満たしたとき間欠失火と判定するように
したものである。 また、連続失火検出手段および間欠失
火手段により、所定の点火回数または時間の検出区間内
での失火気筒が複数の場合、失火回数が最も多い気筒の
失火率が第１の所定値以上であり、他の気筒の失火回数
の総和が第２の所定値以下のとき該気筒を失火と判定す
るようにしたものである。
をＴｈ j （ｉ−１）とした時、失火判定のしきい値Ｔｈ
j (i)を Ｔｈ j (i)＝（１−ｋ）・Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｋ・Ｓ kj (i) 但し０＜ｋ＜１ ｊ：ある気筒Ｊのサフィックス の式により演算するとともに、機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎとの関数をｇ（Ｌ，Ｎ）とし、 Ｓ k (i)≧Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｇ（Ｌ，Ｎ） の失火判定式を満たしたとき間欠失火と判定するように
したものである。 また、連続失火検出手段および間欠失
火手段により、所定の点火回数または時間の検出区間内
での失火気筒が複数の場合、失火回数が最も多い気筒の
失火率が第１の所定値以上であり、他の気筒の失火回数
の総和が第２の所定値以下のとき該気筒を失火と判定す
るようにしたものである。
【０００６】
【作用】したがって本発明における失火検出装置は、連
続失火，間欠失火各々の失火パターンに最適な検出方法
をとることにより検出性を高めるとともに、連続失火，
間欠失火のいずれも気筒毎に失火率を判定し、それによ
り最終的な失火判定を行うことにより、悪路走行時正常
燃焼にも拘らず失火と誤判定することを防止することが
できる。
続失火，間欠失火各々の失火パターンに最適な検出方法
をとることにより検出性を高めるとともに、連続失火，
間欠失火のいずれも気筒毎に失火率を判定し、それによ
り最終的な失火判定を行うことにより、悪路走行時正常
燃焼にも拘らず失火と誤判定することを防止することが
できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例と共に説明
する。図１は本発明の失火検出装置を機関の電子制御シ
ステムに適用したときの一実施例を示す概略構成図であ
る。同図において、１は４気筒ガソリンエンジンで、熱
式エアフローセンサ２が吸気通路に配設され、吸気量信
号２ａが制御ユニット５に入力される。３は機関のクラ
ンク軸に取り付けられた回転検出センサであり、その回
転信号３ａが制御ユニット５に入力されている。また、
４は機関のカム軸に取り付けられたディストリビュータ
であるが、気筒識別センサ４１を内蔵している。このセ
ンサ４１による気筒識別信号４１ａも制御ユニット５に
入力されている。
する。図１は本発明の失火検出装置を機関の電子制御シ
ステムに適用したときの一実施例を示す概略構成図であ
る。同図において、１は４気筒ガソリンエンジンで、熱
式エアフローセンサ２が吸気通路に配設され、吸気量信
号２ａが制御ユニット５に入力される。３は機関のクラ
ンク軸に取り付けられた回転検出センサであり、その回
転信号３ａが制御ユニット５に入力されている。また、
４は機関のカム軸に取り付けられたディストリビュータ
であるが、気筒識別センサ４１を内蔵している。このセ
ンサ４１による気筒識別信号４１ａも制御ユニット５に
入力されている。
【０００８】この制御ユニット５は、各々の吸気量信号
２ａ，回転信号３ａ，気筒識別信号４１ａ及び図示しな
い各種信号（例えば水温信号，スロットル開度信号な
ど）を入力信号として、インジェクタ６，イグナイタ７
を駆動する燃料，点火制御機能を備えている他、同時に
失火を検出して、警報ランプ８を点灯する失火検出機能
を備えている。警報ランプ８は失火検出に専用しなくて
も良い。また制御ユニット５において、５１はアナログ
インタフェース（ＡＩＦ）、５２はディジタルインタフ
ェース（ＤＩＦ）であり、これらの出力はＣＰＵ５３に
入力され、後述する所定のプログラムにより演算され、
インジェクタドライバ（ＩＤＲ）５４，点火ドライバ
（ＴＤＲ）５５，ランプドライバ（ＲＤＲ）５６を通じ
て燃料，点火制御及び失火検出，表示制御を行うように
なっている。
２ａ，回転信号３ａ，気筒識別信号４１ａ及び図示しな
い各種信号（例えば水温信号，スロットル開度信号な
ど）を入力信号として、インジェクタ６，イグナイタ７
を駆動する燃料，点火制御機能を備えている他、同時に
失火を検出して、警報ランプ８を点灯する失火検出機能
を備えている。警報ランプ８は失火検出に専用しなくて
も良い。また制御ユニット５において、５１はアナログ
インタフェース（ＡＩＦ）、５２はディジタルインタフ
ェース（ＤＩＦ）であり、これらの出力はＣＰＵ５３に
入力され、後述する所定のプログラムにより演算され、
インジェクタドライバ（ＩＤＲ）５４，点火ドライバ
（ＴＤＲ）５５，ランプドライバ（ＲＤＲ）５６を通じ
て燃料，点火制御及び失火検出，表示制御を行うように
なっている。
【０００９】図２は回転検出センサ３及び気筒識別セン
サ４１から得られる回転信号，気筒識別信号などのタイ
ミングを説明する図であり、気筒識別信号４１ａは回転
信号３ａの４サイクルに対し１サイクルの信号であり、
回転信号３ａの立上りエッジ（機関の上死点ＴＤＣより
７０°ＣＡ前）で“１”となる気筒が１気筒（＃１）で
あり、“０”となる気筒は以下配電順に＃３，＃４，＃
２となる。この時、後述のフローチャートでの気筒識別
の処理は上記の方法にて行う。図２(c) に示す回転周期
Ｔは各々のＴＤＣ間の周期であり、燃料，点火処理に用
いる回転周期もこの周期を用いる。また、参考のためコ
イル通電波形としてイグナイタ波形を図２(d)に記す。
サ４１から得られる回転信号，気筒識別信号などのタイ
ミングを説明する図であり、気筒識別信号４１ａは回転
信号３ａの４サイクルに対し１サイクルの信号であり、
回転信号３ａの立上りエッジ（機関の上死点ＴＤＣより
７０°ＣＡ前）で“１”となる気筒が１気筒（＃１）で
あり、“０”となる気筒は以下配電順に＃３，＃４，＃
２となる。この時、後述のフローチャートでの気筒識別
の処理は上記の方法にて行う。図２(c) に示す回転周期
Ｔは各々のＴＤＣ間の周期であり、燃料，点火処理に用
いる回転周期もこの周期を用いる。また、参考のためコ
イル通電波形としてイグナイタ波形を図２(d)に記す。
【００１０】次に上記回転信号を検出するための回転検
出部を図３で説明する。図３はホール式回転検出センサ
部３１と検出用ロータ３２を示す。このロータ３２は機
関のクランク軸３３に取り付けられており、１回転（３
６０°ＣＡ）に対して、２個のセグメントＡ，Ｂがホー
ル式回転検出センサ部３１で検出される。すなわち、こ
の回転検出センサ３は、各気筒の点火時期に対応して、
ＴＤＣの位置を基準として各セグメントＡ，Ｂ当たり１
８０°ＣＡの周期で、例えば１１０°の“０”区間と７
０°の“１”区間に振り分けられた回転信号３ａを発生
するものとなっている。
出部を図３で説明する。図３はホール式回転検出センサ
部３１と検出用ロータ３２を示す。このロータ３２は機
関のクランク軸３３に取り付けられており、１回転（３
６０°ＣＡ）に対して、２個のセグメントＡ，Ｂがホー
ル式回転検出センサ部３１で検出される。すなわち、こ
の回転検出センサ３は、各気筒の点火時期に対応して、
ＴＤＣの位置を基準として各セグメントＡ，Ｂ当たり１
８０°ＣＡの周期で、例えば１１０°の“０”区間と７
０°の“１”区間に振り分けられた回転信号３ａを発生
するものとなっている。
【００１１】図４は図３の回転信号３ａとセグメント
Ａ，Ｂを対比した図であり、＃１，＃４気筒はセグメン
トＡを、また＃３，＃２気筒はセグメントＢを使用して
回転検出（周期Ｔ(i) を計測）を行う。従って、セグメ
ントＡ，Ｂの設定角度に対する機械寸法誤差は回転周期
に影響を与える。この影響度合は、ロータ径１００φで
０．１°ＣＡの誤差程度であり、機関回転数6000rpm、
負荷−400mmHg相当の失火時の回転変動に四敵し、決し
て無視できないレベルである。従って、失火検出ロジッ
クとしてはこの影響を受けにくいものが必要である。
Ａ，Ｂを対比した図であり、＃１，＃４気筒はセグメン
トＡを、また＃３，＃２気筒はセグメントＢを使用して
回転検出（周期Ｔ(i) を計測）を行う。従って、セグメ
ントＡ，Ｂの設定角度に対する機械寸法誤差は回転周期
に影響を与える。この影響度合は、ロータ径１００φで
０．１°ＣＡの誤差程度であり、機関回転数6000rpm、
負荷−400mmHg相当の失火時の回転変動に四敵し、決し
て無視できないレベルである。従って、失火検出ロジッ
クとしてはこの影響を受けにくいものが必要である。
【００１２】次に失火検出演算について説明する。機関
の回転変動により失火検出する方法としては各気筒毎の
周期偏差をとる方法が知られている。また、無次元化す
るためこれを平均周期で除したものを用いると、気筒数
をｃとした場合、次式（1.11）の演算式が考えられる。
すなわち、４気筒エンジンでは、次式（1.12）の演算式
が考えられる。
の回転変動により失火検出する方法としては各気筒毎の
周期偏差をとる方法が知られている。また、無次元化す
るためこれを平均周期で除したものを用いると、気筒数
をｃとした場合、次式（1.11）の演算式が考えられる。
すなわち、４気筒エンジンでは、次式（1.12）の演算式
が考えられる。
【００１３】
【数５】
【００１４】この(1.12)式で失火するとＴ(i)＞Ｔ(i-1)
となり、この偏差が大きいこと即ちＳ(i) が大となる
ことで失火を検出すると共に、失火気筒が特定される。
しかし、前記の回転検出センサ３では、その構造から分
かるように配電順の隣り合う気筒での周期偏差｛Ｔ(i)
−Ｔ(i-1)｝をとると、前述のセグメント誤差を含むこ
とになり、特に高回転，軽負荷時の失火を検出すること
は困難となる。
となり、この偏差が大きいこと即ちＳ(i) が大となる
ことで失火を検出すると共に、失火気筒が特定される。
しかし、前記の回転検出センサ３では、その構造から分
かるように配電順の隣り合う気筒での周期偏差｛Ｔ(i)
−Ｔ(i-1)｝をとると、前述のセグメント誤差を含むこ
とになり、特に高回転，軽負荷時の失火を検出すること
は困難となる。
【００１５】また、図５及び図６のＴ(i)は４気筒エン
ジンで3000rpm，−400 mmHgの動作点で、各々＃１気筒
の間欠失火及び連続失火させた時の平均回転周期からの
偏差を示している。同図でわかるように、失火時の周期
変動パターン（Ｔｉ）は間欠失火時，連続失火時でかな
り様相が異なる。上記(1.12) 式の演算を適用する時、
各々の図のＳk(i)で示す挙動となる。失火気筒を図中矢
印で示しているが、間欠失火では失火気筒の検出及び特
定は可能と思われる。逆に連続失火では失火気筒を誤っ
てしまう。
ジンで3000rpm，−400 mmHgの動作点で、各々＃１気筒
の間欠失火及び連続失火させた時の平均回転周期からの
偏差を示している。同図でわかるように、失火時の周期
変動パターン（Ｔｉ）は間欠失火時，連続失火時でかな
り様相が異なる。上記(1.12) 式の演算を適用する時、
各々の図のＳk(i)で示す挙動となる。失火気筒を図中矢
印で示しているが、間欠失火では失火気筒の検出及び特
定は可能と思われる。逆に連続失火では失火気筒を誤っ
てしまう。
【００１６】次に上記回転検出センサ３のセグメント誤
差の影響も踏まえて間欠失火，連続失火に適した本実施
例の失火検出方法について説明する。まず、間欠失火に
対してサフィックスｋを用い、気筒の回転周期をＴｉ、
気筒数をｃとした時、その回転変動率Ｓ k （ｉ）を次式
（1.21）により演算する。すなわち、４気筒のエンジン
では、次式（1.22）により演算する。
差の影響も踏まえて間欠失火，連続失火に適した本実施
例の失火検出方法について説明する。まず、間欠失火に
対してサフィックスｋを用い、気筒の回転周期をＴｉ、
気筒数をｃとした時、その回転変動率Ｓ k （ｉ）を次式
（1.21）により演算する。すなわち、４気筒のエンジン
では、次式（1.22）により演算する。
【００１７】
【数６】
【００１８】さらに、気筒Ｊの回転変動率の平均値をＴ
ｈj （ｉ−１）とした時、失火判定のしきい値Ｔｈj(i)
を次式により
ｈj （ｉ−１）とした時、失火判定のしきい値Ｔｈj(i)
を次式により
【００１９】 Ｔｈj(i)＝（１−ｋ）・Ｔｈj（ｉ−１）＋ｋ・Ｓkj(i) ・・・(1.3) 但し、０＜ｋ＜１ ｊ：ある気筒Ｊのサフィックス
【００２０】演算する。そして機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎとの関数をｇ（Ｌ，Ｎ）とし、
Ｌと回転数Ｎとの関数をｇ（Ｌ，Ｎ）とし、
【００２１】 Ｓkj(i)≧Ｔｈj（ｉ）＋ｇ（Ｌ，Ｎ） ・・・・・(1.4)
【００２２】の失火判定式を満たしたとき間欠失火を判
定する。ここで、(1.22)式は上記(1.12)式と実質的に同
じである。次に(1.3) 式は失火判定のしきい値（スレッ
ショルド）を決めるパラメータであり、各気筒毎のＳ kj
(i)の一次フィルタである。つまり各気筒毎のＳ kj (i)
の平均値に相当する。(1.4)式は失火判定式であり、そ
の判定式が成立した時当該気筒（Ｊ）が失火していると
見なす。右辺の関数ｇは左辺Ｓ kj (i)の平均値Ｔｈj
（ｉ）に対して設定が可能なように回転数Ｎと負荷Ｌと
をパラメータとする２次元マップで構成される。
定する。ここで、(1.22)式は上記(1.12)式と実質的に同
じである。次に(1.3) 式は失火判定のしきい値（スレッ
ショルド）を決めるパラメータであり、各気筒毎のＳ kj
(i)の一次フィルタである。つまり各気筒毎のＳ kj (i)
の平均値に相当する。(1.4)式は失火判定式であり、そ
の判定式が成立した時当該気筒（Ｊ）が失火していると
見なす。右辺の関数ｇは左辺Ｓ kj (i)の平均値Ｔｈj
（ｉ）に対して設定が可能なように回転数Ｎと負荷Ｌと
をパラメータとする２次元マップで構成される。
【００２３】このように本実施例によると、上記(1.22)
式，(1.3)式及び (1.4)式により間欠失火を検出するこ
とにより、前述した回転検出センサ３のセグメント誤差
の影響が皆無になる。何故なら失火検出は同一気筒と比
較しているので、即ち同一セグメントでの比較をしてい
るからである。この時、回転検出センサ３のセグメント
の影響をとる意味で、(1.22)式の右辺分子をＴ(i)−Ｔ
(i-2) とすることも可能である。しかし、検出感度の点
で(1.22)式の方が勝る。この様子を図５（Ｓk(i) ・・
(1.22)式、ＳR(i)・・上記）に示す。
式，(1.3)式及び (1.4)式により間欠失火を検出するこ
とにより、前述した回転検出センサ３のセグメント誤差
の影響が皆無になる。何故なら失火検出は同一気筒と比
較しているので、即ち同一セグメントでの比較をしてい
るからである。この時、回転検出センサ３のセグメント
の影響をとる意味で、(1.22)式の右辺分子をＴ(i)−Ｔ
(i-2) とすることも可能である。しかし、検出感度の点
で(1.22)式の方が勝る。この様子を図５（Ｓk(i) ・・
(1.22)式、ＳR(i)・・上記）に示す。
【００２４】次に連続失火に対してサフィックスＲを用
い、回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、その回転変
動率Ｓ R （ｉ）を次式（2.21）により演算する。すなわ
ち、４気筒エンジンでは、次式（2.22）により演算す
る。
い、回転周期をＴｉ、気筒数をｃとした時、その回転変
動率Ｓ R （ｉ）を次式（2.21）により演算する。すなわ
ち、４気筒エンジンでは、次式（2.22）により演算す
る。
【００２５】
【数７】
【００２６】さらに、その差分ΔＳ R （ｉ）を次式（2.3
1）により演算する。すなわち、４気筒エンジンでは、
次式（2.32）により演算する。
1）により演算する。すなわち、４気筒エンジンでは、
次式（2.32）により演算する。
【００２７】 ΔＳ R (i)＝Ｓ R (i)−Ｓ R (i-c/2) ・・・・・(2.31) ΔＳR(i)＝ＳR(i)−ＳR(i-2) ・・・・・(2.32)
【００２８】そして、機関の運転状態での負荷Ｌと回転
数Ｎとの関数をｆ（Ｌ，Ｎ）とし、
数Ｎとの関数をｆ（Ｌ，Ｎ）とし、
【００２９】 ΔＳR(i)≧ｆ（Ｌ，Ｎ） ・・・・・(2.4)
【００３０】の失火判定式を満たしたとき連続失火を判
定する。すなわち、連続失火の場合、気筒数に対応した
周期的な回転変動を生ずる。従って、間欠失火時のよう
に同一気筒同志で比較しても検出はできない。そこで、
他の気筒との比較を行うわけだが、前述のセグメントの
誤差を考慮して、配電順序の近い同一セグメント同志で
比較することが望ましい。よって、４気筒エンジンの場
合、失火検出演算式(2.22) が得られる。
定する。すなわち、連続失火の場合、気筒数に対応した
周期的な回転変動を生ずる。従って、間欠失火時のよう
に同一気筒同志で比較しても検出はできない。そこで、
他の気筒との比較を行うわけだが、前述のセグメントの
誤差を考慮して、配電順序の近い同一セグメント同志で
比較することが望ましい。よって、４気筒エンジンの場
合、失火検出演算式(2.22) が得られる。
【００３１】また、回転変動は気筒数に対応した周期な
ので感度を上げるために、この周期の１／２のサイクル
毎に比較することが望ましい。そこで、４気筒エンジン
の場合、(2.32)式でΔＳR(i) としてＳR(i)−ＳR(i-2)
の演算を行う。次に、判定値はやはり運転状態により設
定できるように回転数Ｎと負荷Ｌとをパラメータとして
(2.4)式を用いる。図６は本実施例による連続失火時の
回転周期Ｔ(i)と回転変動率ＳR(i) を示したものであ
り、前記(2.32)式のΔＳR(i) により更に検出感度が高
くなることが容易に分かる。
ので感度を上げるために、この周期の１／２のサイクル
毎に比較することが望ましい。そこで、４気筒エンジン
の場合、(2.32)式でΔＳR(i) としてＳR(i)−ＳR(i-2)
の演算を行う。次に、判定値はやはり運転状態により設
定できるように回転数Ｎと負荷Ｌとをパラメータとして
(2.4)式を用いる。図６は本実施例による連続失火時の
回転周期Ｔ(i)と回転変動率ＳR(i) を示したものであ
り、前記(2.32)式のΔＳR(i) により更に検出感度が高
くなることが容易に分かる。
【００３２】このように本発明によると、回転検出セン
サのセグメントの影響を考慮して、かつ連続失火，間欠
失火をそれぞれ上記各演算式を用いて最適に検出するこ
とが可能となる。また、連続失火，間欠失火を独立して
検出するルーチンを持つことにより、それぞれに特異な
パターンを検出できるとともに、悪路走行等でランダム
に失火に類似の回転変動が生じた場合は、所定の検出区
間（例えば1000点火間隔）内で間欠失火，連続失火を各
々検出できる。
サのセグメントの影響を考慮して、かつ連続失火，間欠
失火をそれぞれ上記各演算式を用いて最適に検出するこ
とが可能となる。また、連続失火，間欠失火を独立して
検出するルーチンを持つことにより、それぞれに特異な
パターンを検出できるとともに、悪路走行等でランダム
に失火に類似の回転変動が生じた場合は、所定の検出区
間（例えば1000点火間隔）内で間欠失火，連続失火を各
々検出できる。
【００３３】このような場合、複数の気筒が失火とみな
される場合は、失火とは考えず、悪路走行時等による誤
検出とみなして失火判定の検出信頼性を高めることがで
きる。本実施例では１気筒のみの失火を失火と判定して
いるが、２気筒までの失火を失火とみなして、それ以上
の複数気筒の回転変動は悪路走行時等の要因によるもの
とみなすこともできる。
される場合は、失火とは考えず、悪路走行時等による誤
検出とみなして失火判定の検出信頼性を高めることがで
きる。本実施例では１気筒のみの失火を失火と判定して
いるが、２気筒までの失火を失火とみなして、それ以上
の複数気筒の回転変動は悪路走行時等の要因によるもの
とみなすこともできる。
【００３４】次に失火検出処理を図７〜図９のフローチ
ャートを参照して説明する。図７は本実施例の動作を説
明するフローチャートである。回転割込信号は図２の回
転信号３ａの立上りエッジ（ＢＴＤＣ７０°ＣＡ）と立
下りエッジ（ＴＤＣ）と２種類あり、ステップ７１では
どちらかの割込みかを識別する。立上りエッジ（ＢＴＤ
Ｃ７０°ＣＡ）の場合は、ステップ７２で前述の気筒識
別（識別した気筒をＪ気筒とする）を行い処理を終了す
る。次に立下りエッジ（ＴＤＣ）の場合は、ステップ７
３へ進み前回の割り込みが入った時刻との差をとって回
転周期Ｔ(i)を得る。ステップ７４ではこれを回転数Ｎ
ｅに変換する。
ャートを参照して説明する。図７は本実施例の動作を説
明するフローチャートである。回転割込信号は図２の回
転信号３ａの立上りエッジ（ＢＴＤＣ７０°ＣＡ）と立
下りエッジ（ＴＤＣ）と２種類あり、ステップ７１では
どちらかの割込みかを識別する。立上りエッジ（ＢＴＤ
Ｃ７０°ＣＡ）の場合は、ステップ７２で前述の気筒識
別（識別した気筒をＪ気筒とする）を行い処理を終了す
る。次に立下りエッジ（ＴＤＣ）の場合は、ステップ７
３へ進み前回の割り込みが入った時刻との差をとって回
転周期Ｔ(i)を得る。ステップ７４ではこれを回転数Ｎ
ｅに変換する。
【００３５】次にステップ７５で吸気量Ｑａを演算で求
める。これは図示しない処理で周期Ｔ(i) 間を所定のサ
ンプリング周期で吸気量演算しておき、ステップ７５で
これらを平均して求める。次にステップ７６で負荷を求
める。負荷としては充填効率ＣＥをパラメータとして選
ぶ。
める。これは図示しない処理で周期Ｔ(i) 間を所定のサ
ンプリング周期で吸気量演算しておき、ステップ７５で
これらを平均して求める。次にステップ７６で負荷を求
める。負荷としては充填効率ＣＥをパラメータとして選
ぶ。
【００３６】次にステップ７７で間欠失火検出演算を行
う。これは前述の(1.22)式，(1.3)式，(1.4) 式によ
る。ここで、負荷はステップ７６で求めたＣＥを、回転
数はステップ７４で求めたＮｅを用いる。次にステップ
７８で間欠失火と判定されたらステップ７９で間欠失火
回数カウンタをインクリメントすると共に、失火気筒に
対する失火回数カウンタをインクリメントしておく。同
様にステップ８０，ステップ８１，ステップ８２で連続
失火の処理を行う。連続失火検出演算式は前述した(2.2
2)式，(2.32)式，(2.4)式による。
う。これは前述の(1.22)式，(1.3)式，(1.4) 式によ
る。ここで、負荷はステップ７６で求めたＣＥを、回転
数はステップ７４で求めたＮｅを用いる。次にステップ
７８で間欠失火と判定されたらステップ７９で間欠失火
回数カウンタをインクリメントすると共に、失火気筒に
対する失火回数カウンタをインクリメントしておく。同
様にステップ８０，ステップ８１，ステップ８２で連続
失火の処理を行う。連続失火検出演算式は前述した(2.2
2)式，(2.32)式，(2.4)式による。
【００３７】次に図８のフローチャートへ進む。ここで
は間欠失火，連続失火が1000点火の間に何回発生したか
をチェックして、特定の気筒が所定回数以上失火した場
合、当該気筒の失火と見なす処理ルーチンである。ステ
ップ８３で1000点火経過したかどうかチェックして未経
過時はステップ８４で今回の処理は終了する。ステップ
８５〜ステップ８９までが間欠失火の判定ルーチンであ
り、ステップ８５で間欠失火回数Ｎk が例えば２０回以
上かどうか判定する。２０回未満の場合はステップ９０
へ進む。２０回は失火率を決める値で、この場合２％以
上の失火時失火と判定するものである。
は間欠失火，連続失火が1000点火の間に何回発生したか
をチェックして、特定の気筒が所定回数以上失火した場
合、当該気筒の失火と見なす処理ルーチンである。ステ
ップ８３で1000点火経過したかどうかチェックして未経
過時はステップ８４で今回の処理は終了する。ステップ
８５〜ステップ８９までが間欠失火の判定ルーチンであ
り、ステップ８５で間欠失火回数Ｎk が例えば２０回以
上かどうか判定する。２０回未満の場合はステップ９０
へ進む。２０回は失火率を決める値で、この場合２％以
上の失火時失火と判定するものである。
【００３８】次にステップ８６では失火気筒のうち失火
回数Ｎkj（ｊ＝１，２，３，４）が最も多いものを選
び、その数をＮkmaxとする。ステップ８７でＮkmax≧２
０、かつステップ８８でＮ k −Ｎkmax＜１０のときステ
ップ８９でその失火回数がＮ kmax の気筒の間欠失火と判
定する。ステップ８８の意味は、１気筒の失火率が高く
て他気筒の失火率が低い時のみその気筒が失火している
と見なすことにより検出の信頼性を高めるものである。
同様にステップ９０〜ステップ９４は連続失火の場合の
判定ルーチンである。
回数Ｎkj（ｊ＝１，２，３，４）が最も多いものを選
び、その数をＮkmaxとする。ステップ８７でＮkmax≧２
０、かつステップ８８でＮ k −Ｎkmax＜１０のときステ
ップ８９でその失火回数がＮ kmax の気筒の間欠失火と判
定する。ステップ８８の意味は、１気筒の失火率が高く
て他気筒の失火率が低い時のみその気筒が失火している
と見なすことにより検出の信頼性を高めるものである。
同様にステップ９０〜ステップ９４は連続失火の場合の
判定ルーチンである。
【００３９】次に図９のフローチャートへ進む。ステッ
プ９５では間欠失火または連続失火と判定したかをみて
それぞれに対応して、ステップ９６，ステップ９７で警
報ランプの点灯，消灯処理を行う。ステップ９８は次回
の失火判定処理のための各カウンタのリセット処理（Ｎ
k，Ｎkj，ＮR，ＮRj）である。
プ９５では間欠失火または連続失火と判定したかをみて
それぞれに対応して、ステップ９６，ステップ９７で警
報ランプの点灯，消灯処理を行う。ステップ９８は次回
の失火判定処理のための各カウンタのリセット処理（Ｎ
k，Ｎkj，ＮR，ＮRj）である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明の失火検出装置によ
れば、機関の回転変動を検出して失火を検出する装置に
おいて、各気筒の連続失火，間欠失火を各々検出する手
段を設けることにより、失火検出性能を高めることがで
きる。また、前述の (1.21)式，(1.3)式及び(1.4)式を
用いて間欠失火を検出するか、あるいは (2.21)式，(2.
31)式及び(2.4)式を用いて連続失火を検出することによ
り、回転検出センサのセグメント寸法誤差の影響がなく
なり、検出精度をさらに高めることができる。
れば、機関の回転変動を検出して失火を検出する装置に
おいて、各気筒の連続失火，間欠失火を各々検出する手
段を設けることにより、失火検出性能を高めることがで
きる。また、前述の (1.21)式，(1.3)式及び(1.4)式を
用いて間欠失火を検出するか、あるいは (2.21)式，(2.
31)式及び(2.4)式を用いて連続失火を検出することによ
り、回転検出センサのセグメント寸法誤差の影響がなく
なり、検出精度をさらに高めることができる。
【００４１】また、本発明の別の発明によれば、所定の
検出区間内で連続失火と間欠失火を各々独立に検出し、
連続失火と間欠失火のいずれも気筒毎に失火率を判定し
て、それにより最終的な失火判定を行うことにより、悪
路走行時正常燃焼にも拘らず失火と誤判定することを防
止することができる等の効果がある。
検出区間内で連続失火と間欠失火を各々独立に検出し、
連続失火と間欠失火のいずれも気筒毎に失火率を判定し
て、それにより最終的な失火判定を行うことにより、悪
路走行時正常燃焼にも拘らず失火と誤判定することを防
止することができる等の効果がある。
【図１】本発明による失火検出装置を機関の電子制御シ
ステムに適用したときの一実施例を説明する概略図であ
る。
ステムに適用したときの一実施例を説明する概略図であ
る。
【図２】図１の回転信号，気筒識別信号などタイミング
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】回転検出センサとロータとの配置を示す説明図
である。
である。
【図４】図３の回転検出信号とセグメントとの対比図で
ある。
ある。
【図５】本実施例における間欠失火時の信号を示す図で
ある。
ある。
【図６】本実施例における連続失火時の信号を示す図で
ある。
ある。
【図７】本発明の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図８】本発明の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図９】本発明の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
１ エンジン ３ 回転検出センサ ５ 制御ユニット ４１ 気筒識別センサ ５３ ＣＰＵ
Claims (3)
- 【請求項１】 機関のクランク軸に配設された回転検出
用ロータとセンサからなり各気筒の点火周期に対応した
回転信号を検出する回転検出手段と、 この回転検出手段から得られる回転信号に基づき各気筒
の連続失火，間欠失火をそれぞれ検出する連続失火検出
手段と間欠失火手段とを備え、 前記連続失火検出手段は、気筒の回転周期をＴｉ、気筒
数をｃとした時、回転変動率Ｓ R （ｉ）を 【数１】 の式により演算し、さらにその差分ΔＳ R （ｉ）を ΔＳ R (i)＝Ｓ R (i)−Ｓ R （ｉ−ｃ／２） の式により演算するとともに、機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎの関数をｆ（Ｌ，Ｎ）とし、 ΔＳ R (i)≧ｆ（Ｌ，Ｎ） の失火判定式を満たしたとき連続失火と判定する ことを
特徴とする内燃機関の失火検出装置。 - 【請求項２】 機関のクランク軸に配設された回転検出
用ロータとセンサからなり各気筒の点火周期に対応した
回転信号を検出する回転検出手段と、 この回転検出手段から得られる回転信号に基づき気筒の
連続失火，間欠失火をそれぞれ検出する連続失火検出手
段と間欠失火手段とを備え、 前記間欠失火検出手段は、気筒の回転周期をＴｉ、気筒
数をｃとした時、回転変動率Ｓ k （ｉ）を 【数２】 の式により演算し、さらに気筒Ｊの回転変動率の平均値
をＴｈ j （ｉ−１）とした時、失火判定のしきい値Ｔｈ
j (i)を Ｔｈ j (i)＝（１−ｋ）・Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｋ・Ｓ kj (i) 但し０＜ｋ＜１ ｊ：ある気筒Ｊのサフィックス の式により演算するとともに、機関の運転状態での負荷
Ｌと回転数Ｎとの関数をｇ（Ｌ，Ｎ）とし、 Ｓ k (i)≧Ｔｈ j （ｉ−１）＋ｇ（Ｌ，Ｎ） の失火判定式を満たしたとき間欠失火と判定 することを
特徴とする内燃機関の失火検出装置。 - 【請求項３】 機関のクランク軸に配設された回転検出
用ロータとセンサからなり各気筒の点火周期に対応した
回転信号を検出する回転検出手段と、 この回転検出手段から得られる回転信号に基づき各気筒
の連続失火，間欠失火をそれぞれ検出する連続失火検出
手段と間欠失火手段とを備え、 前記連続失火検出手段および間欠失火手段は、 所定の点火回数または時間の検出区間内での失火気筒が
複数の場合、失火回数が最も多い気筒の失火率が第１の
所定値以上であり、他の気筒の失火回数の総和が第２の
所定値以下のとき該気筒を 失火と判定することを特徴と
する内燃機関の失火検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155059A JP2855969B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 内燃機関の失火検出装置 |
| KR1019930009415A KR0137194B1 (ko) | 1992-06-15 | 1993-05-29 | 내연기관의 실화검출장치 |
| US08/070,917 US5415028A (en) | 1992-06-15 | 1993-06-04 | Misfire detecting device for internal combustion engine |
| DE4345417A DE4345417B4 (de) | 1992-06-15 | 1993-06-15 | Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| DE4319787A DE4319787C2 (de) | 1992-06-15 | 1993-06-15 | Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155059A JP2855969B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 内燃機関の失火検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062609A JPH062609A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2855969B2 true JP2855969B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=15597773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4155059A Expired - Lifetime JP2855969B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 内燃機関の失火検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5415028A (ja) |
| JP (1) | JP2855969B2 (ja) |
| KR (1) | KR0137194B1 (ja) |
| DE (1) | DE4319787C2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6437438A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Nippon Chemical Ind | Slag-treating agent |
| JP3360566B2 (ja) * | 1997-05-23 | 2002-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 多気筒内燃機関の失火検出装置 |
| JP2001107799A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の失火検出装置 |
| US7292933B2 (en) * | 2004-11-15 | 2007-11-06 | Lotus Engineering, Inc. | Engine misfire detection |
| JP5705765B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-04-22 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの制御装置および方法 |
| JP7392671B2 (ja) | 2021-01-29 | 2023-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の失火検出装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972230A (en) * | 1975-06-19 | 1976-08-03 | Rca Corporation | Detecting malfunction in cylinders of internal combustion engines |
| JPS5819532A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 往復機関の失火検出方法および装置 |
| JPH07111153B2 (ja) * | 1989-11-22 | 1995-11-29 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の失火気筒検出装置 |
| DE4002209C2 (de) * | 1990-01-26 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Aussetzererkennung bei einem Verbrennungsmotor |
| JPH07122418B2 (ja) * | 1990-04-02 | 1995-12-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の異常気筒検出装置 |
| US5200899A (en) * | 1990-04-20 | 1993-04-06 | Regents Of The University Of Michigan | Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing angular velocity fluctuations |
| US5278760A (en) * | 1990-04-20 | 1994-01-11 | Hitachi America, Ltd. | Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing engine torque nonuniformity |
| JP2757548B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1998-05-25 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の失火検出装置 |
| US5222392A (en) * | 1990-09-21 | 1993-06-29 | Nippondenso Co., Ltd. | Control system with misfire detection function for internal combustion engine |
| US5191788A (en) * | 1990-11-28 | 1993-03-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Misfire detection device for an internal combustion engine |
| JPH04265447A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-21 | Toyota Motor Corp | 多気筒内燃機関の失火気筒判別装置 |
| JPH0781935B2 (ja) * | 1991-08-29 | 1995-09-06 | トヨタ自動車株式会社 | 多気筒内燃機関の失火検出装置 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4155059A patent/JP2855969B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-29 KR KR1019930009415A patent/KR0137194B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-06-04 US US08/070,917 patent/US5415028A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-15 DE DE4319787A patent/DE4319787C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5415028A (en) | 1995-05-16 |
| KR950003618A (ko) | 1995-02-17 |
| JPH062609A (ja) | 1994-01-11 |
| KR0137194B1 (ko) | 1998-04-25 |
| DE4319787A1 (de) | 1993-12-16 |
| DE4319787C2 (de) | 1997-11-20 |
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