JP2973507B2 - Engine misfire detection device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、エンジン失火検出装置に関するものであ
る。The present invention relates to an engine misfire detection device.

【従来の技術】[Prior art]

エンジンが点火失敗により失火したことを検出する技
術としては、例えば、特開昭58−19532号公報に示され
ているように、エンジンの膨張工程前と膨張工程後とで
のクランク軸の回転速度差を検出し、それが設定値以下
の時に失火と判定する技術が知られている。As a technique for detecting misfire of an engine due to ignition failure, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-19532, the rotational speed of a crankshaft before and after an expansion step of an engine is disclosed. A technique is known in which a difference is detected and a misfire is determined when the difference is equal to or less than a set value.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

（問題点） しかしながら、前記した従来の技術には、車両減速時
や車両が道路段差を乗り越えた時には、失火が判定でき
なかったり、誤判定をしてしまうという問題点があっ
た。 （問題点の説明） 車両が道路段差を乗り越えた時、タイヤは路面からシ
ョックを受け、これがトランスミッションを経てクラン
ク軸に伝わる。このショック力はロードノイズと言わ
れ、クランク軸の回転速度に変動をもたらす。 そのため、これが原因となって失火と判定すべき時な
のに失火と判定できなかったり、失火ではないのに失火
と判定してしまうようなことがあり、失火を正確に検出
することが出来なかった。 本発明は、このような問題点を解決することを課題と
するものである。(Problems) However, the above-described conventional technology has a problem that misfire cannot be determined or erroneous determination is performed when the vehicle decelerates or the vehicle gets over a road step. (Explanation of Problems) When the vehicle gets over a road step, the tire receives a shock from the road surface, which is transmitted to a crankshaft via a transmission. This shock force is called road noise, and causes fluctuations in the rotational speed of the crankshaft. For this reason, misfire may not be determined when misfire should be determined, or misfire may be determined when misfire has not occurred, and misfire cannot be accurately detected. An object of the present invention is to solve such a problem.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前記課題を解決するため、本発明のエンジンの失火検
出装置では、クランク軸の前部および後部に設けたクラ
ンク軸捩れ量検出手段と、エンジン運転状態に応じてク
ランク軸捩れ量比較基準値を定める手段と、クランク軸
捩れ量とクランク軸捩れ量比較基準値とを比較し失火し
たか否かを判定する手段とを具えることとした。In order to solve the above-mentioned problems, in the engine misfire detection device of the present invention, a crankshaft torsion amount detecting means provided at a front portion and a rear portion of a crankshaft and a crankshaft torsion amount comparison reference value are determined according to an engine operating state. Means, and means for comparing the crankshaft torsion amount with the crankshaft torsion amount comparison reference value to determine whether or not a misfire has occurred.

【作用】[Action]

クランク軸のエンジン前部にある部分と後部にある部
分とでは、失火時と非失火時とで捩れ量が異なる。そこ
で、それらの部分での捩れ量を検出し、それを基準値と
比較することにより失火を検出する。 エンジン内部の爆発力に起因するクランク軸の捩れ
と、ロードノイズ等のエンジン外部の力に起因する捩れ
とは区別することが出来るので、失火を確実に検出する
ことが可能となる。The amount of torsion differs between a portion at the front of the engine and a portion at the rear of the crankshaft at the time of misfire and at the time of non-fire. Therefore, the amount of twist in those portions is detected, and a misfire is detected by comparing the detected amount with a reference value. Since the torsion of the crankshaft caused by the explosive force inside the engine can be distinguished from the torsion caused by the force outside the engine such as road noise, misfire can be reliably detected.

【実 施 例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は、本発明にかかわるエンジン失火検出装置の
ブロック構成図である。このブロック構成図で本発明の
概要を述べ、第２図以下で詳細に説明する。 本発明は、失火時と非失火時とではクランク軸の前端
と後端に捩れ量の差が生ずることに着目したものであ
り、クランク軸捩れ量検出手段10は、その捩れ量を検出
する。 また、捩れ量は、エンジンの運転状態（回転数とか負
荷の大きさ）によっても影響を受けるから、それを考慮
してやる必要がある。エンジン運転状態検出手段11は、
そのために設けられている。具体的には、エンジン回転
数センサ，燃料噴射センサ等が用いられる。 気筒判別手段12は、複数個の気筒を具えている場合
に、どの気筒かを判別するためのものである。 基準値決定手段13は、クランク軸捩れ量検出手段10で
検出したクランク軸捩れ量と比較するための基準値を決
定する。これは、その時のエンジン運転状態を考慮し
て、気筒別に決定する。従って、エンジン運転状態検出
手段11,気筒判別手段12,基準値決定手段13で、基準値設
定部15を構成している。 検出した捩れ量と基準値との比較を失火判定手段14で
行い、失火が否かを判定する。 第２図は、クランク軸捩れ量検出手段10および気筒判
別手段12に対応する各種センサの取り付け箇所を示す図
である。１はエンジン、２は気筒判別センサ、３はクラ
ンクプーリー、４はフライホイール、5,6は電磁ピック
アップである。 クランクプーリー３はエンジンの前部にあり、フライ
ホイール４はエンジンの後部にある。図示されていない
が、エンジン後部側にはトランスミッションが接続され
ており、クランクプーリー３とフライホイール４との間
には、クランク軸が存在している。 本発明では、クランクプーリー３とフライホイール４
の周縁部に、各気筒の上死点と最大トルク発生点に対応
させて溝を設ける。 第４図は、そのようにしたクランクプーリー３とフラ
イホイールイ４の正面図を示す。符号は第２図のものに
対応し、３−１〜３−４および４−１〜４−４は溝、α
は角度である。この例では気筒の数は４個とし、それら
を＃１〜＃４で表している。 第４図（イ）は、第２図の矢印Ｓの方向に見たクラン
クプーリー３と、電磁ピックアップ５を示している。溝
３−１は、＃1,＃４の気筒の上死点に対応した位置に設
けられた溝であり、溝３−２はそれらの気筒の最大トル
ク発生点に対応した位置に設けられた溝である。角度α
は、これらの溝の間の回転角であり、約15〜20度であ
る。溝３−3,溝３−４も、＃2,＃３の気筒につき同様に
して設けられた溝である。 第４図（ロ）は、第２図の矢印Ｔの方向に見たフライ
ホイール４と、電磁ピックアップ６を示している。溝４
−１は、＃1,＃４の気筒の上死点に対応した位置に設け
られた溝であり、溝４−２はそれらの気筒の最大トルク
発生点に対応した位置に設けられた溝である。角度α
は、第２図（イ）で説明した角度である。溝４−3,溝４
−４も、＃2,＃３の気筒につき同様にして設けられた溝
である。 フライホイール４の回転方向を示す矢印は、クランク
プーリー３のそれとは逆方向になっているが、それは、
第２図でS,T逆の方向から見て描いた図であるからであ
る。 電磁ピックアップ5,6は、それぞれ溝が通過するのを
検出する。 第５図は、第２図の各センサからの検出信号波形を１
例を示す。第５図（イ）は電磁ピックアップ５からの検
出信号であり、近接して連続している２つのパルスの
内、先行するパルスイ−１は上死点に対応する溝が通過
したことを検出した信号であり、次のパルスイ−２は最
大トルク発生点に対応する溝が通過したことを検出した
信号である。 第５図（ロ）は、第５図（イ）の波形を矩形波に整形
したパルスであり、T_Fはその時間幅である（Ｆ…Front,
前部）。 第５図（ハ）は、電磁ピックアップ６からの検出信号
であり、先行するパルスハ−１はやはり上死点に対応す
る溝が通過したことを検出した信号であり、パルスハ−
２は最大トルク発生点に対応する溝が通過したことを検
出した信号である。第５図（ニ）はそれを整形したパル
スであり、T_Rはその時間幅T_Rである（Ｒ…Rear,後
部）。 本発明では、この時間幅T_FとT_Rとを基に、次に述べる
ようにして失火か否かを判定する。 第６図は、失火の判定の仕方の１例を説明する拡大波
形図である。ここでは、加速走行している場合を例にと
っている。第６図（ａ）は非失火時の波形、第６図
（ｂ）は失火時の波形を示す。符号は第５図のものに対
応している。 加速走行ないしは定常運転をしている場合には、エン
ジンの駆動力で、エンジン後部に連結されているトラン
スミッション以降の部分を回しているので、クランク軸
の捩れが大きく、エンジン後部にあるフライホイール４
の回転は、前部にあるクランクプーリー３に比べて遅れ
る。そのため、非失火時には第６図（ａ）に示すよう
に、T_F＜T_Rとなり、その時間差D_Tは大きい。 しかし、失火した時には、爆発がないから、それによ
るクランク軸の捩れは生ぜず、エンジン前部の回転速度
が後部に比べて格段速いということもない。従って、略
T_F＝T_Rである。たとえT_F＜T_Rであったとしても、その時
間差D_Tは極めて小さい。 従って、時間差D_Tが或る一定値以下であるか否かとい
うことをチェックすることにより、失火か否かを判定す
ることが出来る。時間差D_Tは、エンジンの運転状態にも
関係するから、前記の一定値は、エンジンの回転数や今
かかっている負荷の大きさ（これは、例えば燃料噴射量
から知ることが出来る）を考慮して決める。 なお、ロードノイズ発生時には、エンジンは、トラン
スミッション側より一瞬力を受けて駆動されるので、T_F
＞T_Rとなる。従って、失火とは区別することが出来る。 次に減速時について説明する。なお、減速時か否か
は、スロットルバルブの絞り具合によって知ることが出
来る。 燃料カットをして減速している時は、当然のことなが
ら失火検出の問題は生じない。生じるのは、燃料カット
をしないで減速している時である。 点火しつつも、駆動ではなく減速を行っているのであ
るから、正常時（つまり非失火時）には、エンジンはト
ランスミッションからの駆動力で定常的に回されるの
で、エンジン前部の回転速度は後部のそれに等しくほぼ
T_F＝T_Rである。 失火すると、パルス状にエンジン駆動力がなくなるの
で、トランスミッションからの力によりクランク軸は一
瞬間いままでより速く回され、エンジン前部の回転は、
トランスミッション側に引きずられるようになる。その
結果、T_F＞T_Rとなる。従って、失火は、やはり時間幅T_F
と時間幅T_Rの時間差D_Tをチェックすることによって検出
できる。この時間差D_Tも、やはりエンジンの運転状態に
よって多少異なるから、その比較基準値はエンジンの運
転状態を考慮して決めてやる必要がある。 ロードノイズ発生時には、車両は、パルス状の負の力
により更に減速されるため、トランスミッションがエン
ジンを回す力は一瞬弱まり、且つエンジンは慣性力で回
ろうとするので、エンジン前部の方がエンジン後部より
も一瞬速く回る。その結果、T_F＜T_Rとなる。 第３図は、以上のようなエンジン失火検出動作を説明
するフローチャートである。以下の説明における項番
〜は、フローチャートのステップ〜に対応してい
る。 電磁ピックアップ5,6からの検出信号を基に、その
整形パルスの時間幅T_F,時間幅T_Rを検出する。 減速中か否かを判断する。これはスロットルバルブ
の絞り程度を検出することによって行う。 減速を、燃料カットをしながらやっているか否かチ
ェックする。燃料カットをしているのであれば、失火と
いうことは有り得ないから、失火でないと判定を下すと
ころのステップに進む。 加速走行ないし定常運転の場合には、時間幅T_Fと時
間幅T_Rとの時間差D_Tと比べて失火か否かを判定するため
の、失火判定レベルT_Aを設定する。この設定は、回転数
や負荷の状態に応じて行われる。 燃料カットをしないで減速している場合について
も、同様にして失火判定レベルT_Bを設定する。 時間幅T_Fと時間幅T_Rとの差、つまり時間差D_Tを失火
判定レベルT_Aと比較する。なお、加速ないしは定常運転
の時はT_R＞T_Fとなり、ロードノイズ発生時には、逆にT_R
＜T_Fとなるので、これらと失火時（T_R≒T_F）とを区別す
るため、T_F−T_Rの絶対値をとり、これと失火判定レベル
T_Aとを比較している。 減速時には、時間差を失火判定レベルT_Bと比較す
る。 ， 比較結果に応じて、それぞれ失火あるいは非失
火と判定する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an engine misfire detection device according to the present invention. The outline of the present invention will be described with reference to this block diagram, and will be described in detail with reference to FIG. The present invention focuses on the fact that there is a difference in the amount of twist between the front end and the rear end of the crankshaft between a misfire and a non-misfire, and the crankshaft torsion detecting means 10 detects the amount of torsion. Also, the amount of torsion is affected by the operating state of the engine (the number of revolutions or the load), and it is necessary to take this into consideration. The engine operating state detecting means 11
It is provided for that purpose. Specifically, an engine speed sensor, a fuel injection sensor, or the like is used. The cylinder discriminating means 12 is for discriminating which cylinder, when a plurality of cylinders are provided. The reference value determining means 13 determines a reference value to be compared with the crankshaft torsion amount detected by the crankshaft torsion amount detecting means 10. This is determined for each cylinder in consideration of the engine operating state at that time. Therefore, the engine operating state detecting means 11, the cylinder discriminating means 12, and the reference value determining means 13 constitute a reference value setting section 15. The detected amount of torsion is compared with the reference value by the misfire determining means 14 to determine whether or not a misfire has occurred. FIG. 2 is a diagram showing locations where various sensors corresponding to the crankshaft torsion amount detecting means 10 and the cylinder discriminating means 12 are mounted. 1 is an engine, 2 is a cylinder discrimination sensor, 3 is a crank pulley, 4 is a flywheel, and 5 and 6 are electromagnetic pickups. The crank pulley 3 is at the front of the engine and the flywheel 4 is at the rear of the engine. Although not shown, a transmission is connected to the rear side of the engine, and a crankshaft exists between the crank pulley 3 and the flywheel 4. In the present invention, the crank pulley 3 and the flywheel 4
A groove is provided in the peripheral portion of the cylinder corresponding to the top dead center and the maximum torque generation point of each cylinder. FIG. 4 shows a front view of such a crank pulley 3 and a flywheel B4. The reference numerals correspond to those in FIG. 2, 3-1 to 3-4 and 4-1 to 4-4 are grooves, α
Is the angle. In this example, the number of cylinders is four, and they are represented by # 1 to # 4. FIG. 4 (a) shows the crank pulley 3 and the electromagnetic pickup 5 as viewed in the direction of the arrow S in FIG. The groove 3-1 is a groove provided at a position corresponding to the top dead center of the cylinders # 1 and # 4, and the groove 3-2 is provided at a position corresponding to the maximum torque generation point of those cylinders. It is a groove. Angle α
Is the angle of rotation between these grooves, which is about 15-20 degrees. The grooves 3-3 and 3-4 are also provided similarly for the cylinders # 2 and # 3. FIG. 4 (b) shows the flywheel 4 and the electromagnetic pickup 6 as viewed in the direction of the arrow T in FIG. Groove 4
-1 is a groove provided at a position corresponding to the top dead center of the cylinders # 1 and # 4, and a groove 4-2 is a groove provided at a position corresponding to the maximum torque generation point of those cylinders. is there. Angle α
Is the angle described in FIG. Groove 4-3, Groove 4
Reference numeral -4 denotes a groove similarly provided for the cylinders # 2 and # 3. The arrow indicating the rotation direction of the flywheel 4 is in the opposite direction to that of the crank pulley 3,
This is because it is a drawing viewed from the opposite direction of S and T in FIG. Each of the electromagnetic pickups 5 and 6 detects that the groove passes. FIG. 5 shows a waveform of a detection signal from each sensor shown in FIG.
Here is an example. FIG. 5 (a) shows a detection signal from the electromagnetic pickup 5, and of the two consecutive pulses which are close to each other, the preceding pulse a-1 has detected that the groove corresponding to the top dead center has passed. The next pulse A-2 is a signal that detects that the groove corresponding to the maximum torque generation point has passed. FIG. 5 (b) is a pulse obtained by shaping the waveform of FIG. 5 (a) into a rectangular wave, and _TF is the time width thereof (F... Front,
front). FIG. 5 (c) is a detection signal from the electromagnetic pickup 6, and the preceding pulse C-1 is also a signal which has detected that the groove corresponding to the top dead center has passed.
Reference numeral 2 denotes a signal indicating that the groove corresponding to the maximum torque generation point has passed. 5 (d) is a pulse shaping it, T _R is the time width T _{R (R} ... Rear, rear). In the present invention, it is determined whether or not a misfire has occurred based on the time widths T _F and T _R as described below. FIG. 6 is an enlarged waveform diagram for explaining an example of a method of determining misfire. Here, a case where the vehicle is accelerating is taken as an example. FIG. 6 (a) shows a waveform at the time of no misfire, and FIG. 6 (b) shows a waveform at the time of misfire. The reference numerals correspond to those in FIG. When the vehicle is accelerating or running steadily, since the driving force of the engine rotates the portion after the transmission connected to the rear of the engine, the crankshaft twists greatly, and the flywheel 4 at the rear of the engine is rotated.
Is slower than the crank pulley 3 at the front. Therefore, when there is no misfire, as shown in FIG. 6A, T _F <T _R and the time difference D _T is large. However, since there is no explosion when a misfire occurs, the crankshaft is not twisted and the rotational speed at the front of the engine is not much higher than that at the rear. Therefore,
T _F = T _R. Even if T _F <T _R , the time difference D _T is extremely small. Therefore, by checking whether or not the time difference _DT is equal to or less than a certain fixed value, it is possible to determine whether or not a misfire has occurred. Since the time difference D _T is also related to the operating state of the engine, the above-mentioned constant value takes into account the engine speed and the magnitude of the load currently applied (this can be known from, for example, the fuel injection amount). Decide. Note that when road noise occurs, the engine is driven with momentary power from the transmission side, so T _F
> The T _R. Therefore, it can be distinguished from misfire. Next, the case of deceleration will be described. Whether or not the vehicle is decelerating can be known from the degree of throttle of the throttle valve. When the vehicle is decelerating with the fuel cut, the problem of misfire detection does not occur naturally. This occurs when decelerating without fuel cut. Because the engine is decelerating, not driving, while igniting, the engine is steadily rotated by the driving force from the transmission during normal operation (that is, during non-misfire). Is almost equal to that of the rear
T _F = T _R. When a misfire occurs, the engine drive power is lost in a pulsed manner, so the power from the transmission causes the crankshaft to rotate faster for a moment, and the rotation at the front of the engine
You will be dragged by the transmission. As a result, T _F > T _R. Therefore, the misfiring still takes time duration T _F
When it detected by checking a time difference D _T of the time width T _R. Since the time difference _DT also varies somewhat depending on the operating state of the engine, the comparison reference value needs to be determined in consideration of the operating state of the engine. When road noise occurs, the vehicle is further decelerated by the pulsed negative force, so that the power of the transmission to turn the engine is momentarily reduced, and the engine tends to rotate by inertia. Turns faster than an instant. As a result, T _F <T _R. FIG. 3 is a flowchart illustrating the engine misfire detection operation as described above. Item numbers in the following description correspond to steps in the flowchart. Based on the detection signal from the electromagnetic pickup 5,6, the time width T _F of the shaped pulse, detects the time width T _R. It is determined whether or not the vehicle is decelerating. This is performed by detecting the degree of throttle of the throttle valve. Check if deceleration is being performed while fuel is cut. If the fuel is cut, it is unlikely that a misfire has occurred, so the process proceeds to the step of determining that there is no misfire. In the case of accelerated running to constant operation, for determining whether a misfire in comparison with the time difference D _T with time width T _F and the time width T _R, sets a misfire determination level T _A. This setting is performed according to the number of rotations and the state of the load. The case where decelerating without fuel cut also sets a misfire determination level T _B in a similar manner. The difference between the time width T _F and the time width T _R, that is, comparing the time difference D _T misfire determination level T _A. Note that T _R > T _F during acceleration or steady operation, and conversely, T _R > T _F when road noise occurs.
<Since the T _F, to distinguish between these and misfire (T _R ≒ T _F), taking the absolute value of T _F -T _R, which the misfire judgment level
It is compared and T _A. During deceleration, compared with the misfire judgment level T _B the time difference. , According to the comparison result, it is judged as misfire or non-misfire, respectively.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上述べた如く、本発明のエンジン失火検出装置で
は、クランク軸のエンジン前部にある部分と後部にある
部分との捩れ量の差を検出することにより、失火を検出
するようにした。 そのため、エンジン内部の爆発力に起因する捩れと、
エンジン外部からの力（例えば、ロードノイズ）に起因
する捩れとを区別することが出来、失火を確実に検出す
ることが出来るようになった。As described above, in the engine misfire detection device according to the present invention, misfire is detected by detecting a difference in the amount of twist between the front portion and the rear portion of the crankshaft. Therefore, the twist caused by the explosive power inside the engine,
The torsion caused by the force from the outside of the engine (for example, road noise) can be distinguished, and a misfire can be reliably detected.

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

第１図…本発明にかかわるエンジン失火検出装置のブロ
ック構成 第２図…各種センサの取り付け箇所を示す図 第３図…エンジン失火検出動作を説明するフローチャー
ト 第４図…クランクプーリーとフライホイールの正面図 第５図…各センサからの検出信号波形の１例を示す図 第６図…失火の判定の仕方の１例を説明する拡大波形図 図において、１はエンジン、２は気筒判別センサ、３は
クランクプーリー、３−１〜３−４は溝、４はフライホ
イール、４−１〜４−４は溝、5,6は電磁ピックアッ
プ、10はクランク軸捩れ量検出手段、11はエンジン運転
状態検出手段、12は気筒判別手段、13は基準値決定手
段、14は失火判定手段、15は基準値設定部である。FIG. 1 is a block diagram of an engine misfire detection apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing attachment positions of various sensors. FIG. 3 is a flowchart for explaining an engine misfire detection operation. FIG. 4 is a front view of a crank pulley and a flywheel. FIG. 5 is a diagram showing an example of a detection signal waveform from each sensor. FIG. 6 is an enlarged waveform diagram for explaining an example of a misfire determination method. In FIG. Is a crank pulley, 3-1 to 3-4 are grooves, 4 is a flywheel, 4-1 to 4-4 are grooves, 5 and 6 are electromagnetic pickups, 10 is a crankshaft torsion detecting means, and 11 is an engine operating state. Detecting means, 12 is a cylinder determining means, 13 is a reference value determining means, 14 is a misfire determining means, and 15 is a reference value setting section.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】クランク軸の前部および後部に設けたクラ
ンク軸捩れ量検出手段と、エンジン運転状態に応じてク
ランク軸捩れ量比較基準値を定める手段と、クランク軸
捩れ量とクランク軸捩れ量比較基準値とを比較し失火し
たか否かを判定する手段とを具えたことを特徴とするエ
ンジン失火検出装置。A crankshaft torsion detecting means provided at a front portion and a rear portion of the crankshaft; a means for determining a crankshaft torsion comparison reference value according to an engine operating state; a crankshaft torsion amount and a crankshaft torsion amount; Means for comparing with a comparison reference value to determine whether or not a misfire has occurred.