JPH04101071A - 内燃機関の失火検出装置 - 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、内燃機関の失火を検出する装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の着火ミス等による失火を検出する装置として
、回転角センサ（磁気センサ）の信号から機関クランク
軸の角速度を計測し、その角速度の変動状態から気筒の
失火を判別するものがある。

磁気センサは機関クランク軸に同期回転するリングギヤ
に対峙して、リングギヤが磁界を断続する毎に信号を出
力する。そして、磁気センサの所定信号間の時間を計る
ことで各気筒の燃焼行程中の角速度を計測し、この角速
度が相対的に低下してときに該当気筒の失火を判別する
ようになっている（特開昭５８−１９５３２号公報等参
照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような装置にあっては、リングギヤ
の精度に起因して機関クランク軸の角速度の計測に狂い
を生じ、失火の判別にミスを生じることがある。

即ち、機関が一定速度で回転していても、リングギヤの
摩耗や変形により精度が悪いと、第９図。

第１０図のように所定のアングル間の計測時間に誤差を
生じ、角速度の計測に狂いを生じる。ただし、図は６気
筒エンジンの場合で、（ａ）は＃１゜４気筒、（ｂ）は
＃２．５気筒、（ｃ）は＃３゜６気筒の燃焼行程に対す
る区間を示す。

このため、リングギヤの精度が悪ければ、失火以外の要
因による回転変動があった場合、第１１図（Ａ）、（Ｂ
）のように実際の角速度変動は小さくても、計測される
見かけの角速度変動が大きくなってしまい、これにより
誤って失火と判定してしまうのである。

また、各気筒間の発生トルクのバラツキやフリクション
トルクのバラツキによっても、角速度の計測に狂いを生
じて失火を誤判定することがあり、したがって信頼性に
劣るのである。

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
している。

（課題を解決するための手段） この発明は、第１図に示すように機関に同期回転するリ
ングギヤに対峙する磁気センサ１と、磁気センサ１の信
号から所定のクランクアングル間の角速度を計測する手
段２とを備え、その角速度の変動状態から気筒の失火を
判別する内燃機関の失火検出装置において、所定の運転
域に前記リングギヤの摩耗、変形状態を推定学習する手
段３と、気筒間の発生トルクの差および気筒間のフリク
ショントルクの差を学習する手段４と、これらの学習値
に応じて前記角速度の計測値を補正する手段５とを設け
る。

（作用） 角速度は磁気センサの所定の信号間の回転時間を計るこ
とで計測するが、失火があった場合、その回転時間の変
化は、第２図のようにエンジン回転数の３乗に反比例し
てエンジンの低回転時はど大きく、エンジン回転数が高
いときは小さくなる。

これに対し、リングギヤの精度が悪い場合、前記回転時
間は基準値から外れるものの、この回転時間への影響は
、失火があった場合の回転時間の変化との比較ては、第
２図のようにエンジンの高回転時はど顕著になる。また
、気筒間の発生トルク、フリクショントルクのバラツキ
による前記回転時間への影響は、エンジンの低回転時は
ど太きいのである。

即ち、リングギヤの摩耗、変形は、エンジンの高回転時
に磁気センサの所定の信号間の回転時間を学習すること
により推定でき、その回転時間の基準値からの差が摩耗
、変形による誤差となる。

また、気筒間の発生トルク、フリクショントルクのバラ
ツキは、各運転時に同じく回転時間の基準値からの差か
ら学習できる。

したがって、リングギヤの摩耗、変形状態ならびに気筒
間の各トルクの差を学習し、これにより角速度の計測値
を補正することで、正確な角速度を得ることができる。

（実施例） 第３図は本発明の実施例を示すもので、２０はエンジン
本体、２１はクランク軸、２２はクランク軸２１端のフ
ライホイールの外周に形成したリングギヤである。

リングギヤ２２は、エンジンの始動時に図示しないスタ
ータモータと噛み合い、その回転をクランク軸２１に伝
達する。

そして、リングギヤ２２に対峙して、リングギヤ２２の
歯が磁界を断続することで信号を出力する磁気センサ２
３が設置される。

磁気センサ２３は、リングギヤ２２の歯数に応じクラン
クアングルの数度毎に角度信号を出力し、その角度信号
はコントロールユニット２４に送られる。

また、磁気センサ２３とは別に、クランク軸２１に駆動
される図示しないカム軸側にクランクアングルを検出す
るクランク角センサ２５が設けられ、その信号もコント
ロールユニット２４に送られる。

コントロールユニット２４は、角速度の計測回路と、学
習補正回路と、失火判別回路がら構成される。計測回路
は、第４図、第５図のように気筒判別部２６．２つのプ
リセットカウンタ２７，２８、発信器２９、タイマ３０
がらなり、クランク角センサ２５の気筒判別信号（ＰＯ
３信号）、基準位置信号（ＲＥＦ信号）を基準に磁気セ
ンサ２３からの信号をカウントし、このカウント値がら
所定のクランクアングル間の回転時間ＴＩＮＴを測定し
、この回転時間ＴＩＮＴから燃焼行程中の角速度を計測
する。

そして、学習補正回路、失火判別回路は、所定の運転域
に前記回転時間ＴＩＮＴからリングギヤ２２の摩耗、変
形状態および気筒間の各トルクの差を学習し、これらの
学習値に応じて前記角速度を補正すると共に、この補正
後の角速度をもとに各気筒の失火を判別する。

次に、各学習制復を第６図、第７図のフローチャートに
基づいて説明する。

第６図はリングギヤ２２の摩耗、変形状態の学習を示す
もので、エンジンが所定の高回転、低負荷にあり、適正
空燃比の運転時に学習条件の成立となる（ステップ１０
１〜１０４）。

そして、学習条件が成立すると、クランク角センサ２５
の信号を基準に磁気センサ２３の信号をカウントして、
エンジンの１回転中にそれぞれ所定のクランクアングル
間の回転時間ＴＩＮＴを測定する。この場合、６気筒で
あれば、６気筒の半分の３つの気筒に対するクランクア
ングル間の回転時間ＴＩＮＴを測定する。

そして、これらの回転時間ＴＩＮＴの平均値ＴＩ　ＮＴ
Ｏを算出し、回転時間ＴＩＮＴの平均値ＴＩ　ＮＴＯか
らの差分をもとに各クランクアングル間の補正値を求め
る（ステップ１０５〜１０７）。

この補正値の計算は、例えば次式（１〉により行う。

補正値　中　補正値（旧）−（（時間測定値×補正値（
旧）−時間平均値）７７時間平均値）×学習速度係数　
　　　　　−・・・・・（１）ここて６気筒の場合、Ａ
区間の回転時間の測定値が平均値の１１０％、Ｂ、Ｃ区
間の回転時間の測定値が平均値の９５％のときの計算例
を示す（ただし、学習速度係数−〇、５）と、Ａ区間の
補正値は、 １００％−＋（１１０％×１００％） １００％ｌＸ０．５＝９５％ ↓ ９５％−＋（１１０％×９５％〉 １００％ｌ　　Ｘｏ、５＝９２．７５．％↓ ９２．７５％−１１１０％Ｘ９２．７５％）１００％ｌ
　　ｘｏ、５＝９１．７３６％９０．９０９％ となる。

各区間の補正値にそれぞれ回転時間の測定値を乗算する
と、各値は第８図のように平均値に一致する。

即ち、失火があった場合ならびに気筒間のトルクのバラ
ツキに対し回転時間の変動の影響が小さいエンジンの高
回転時に、各クランクアングル間の回転時間の平均値か
らの差分を求め、この差分から回転時間の補正値を学習
するので、リングギア２２の摩耗、変形に対する各クラ
ンクアングル間の正確な補正値を得ることができる。

そして、各区間の補正値の学習を終えると、リングギア
学習収束フラグを立てる（ステップ１０８．１０９＞。

なお、補正値が大きすぎるときは、フラグをＯに戻して
再度学習を行う。

第一７図は気筒間の発生トルク、フリクショントルクの
差の学習を示すもので、前記リングギア２２の摩耗、変
形に対する学習の終了後であり、暖機終了後の各定常運
転時に学習に入る（ステップ２０１．２０’２）。

ここで、気筒＃１〜Ｎ間の発生トルクのバラツキは、燃
料インジェクタのバラツキ、空燃比のバラツキ、ノック
発生に伴うバラツキ、空気分配のバラツキ等により生じ
、気筒＃１〜Ｎ間のフリクショントルクのバラツキは、
補機駆動トルク、シリンダ内の動抵抗等により生じるが
、このうち空気分配のバラツキは、エンジン回転数、吸
入空気量によってバラツキ傾向、バラツキ量が変動する
。

このため、学習はエンジン回転数とエンジン負荷に応じ
て学習領域を小分割し、各領域毎に行う。

即ち、それぞれの領域毎に、各気筒＃１〜Ｎに対する所
定のクランクアングル間の回転時間ＴＩＮＴを測定し、
これらの測定時間ＴＩＮＴを前記リングギア２２の各補
正値により補正すると共に、その平均値ＴＩＮＴＯを算
出し、補正後の時間ＴＩ　ＮＴＡの平均値ＴＩＮＴＯか
らの差分をもとにそれぞれの領域の各気筒＃１〜Ｎに対
する補正値を求める（ステップ２０３〜２０５）。

この補正値の計算は、例えば次式（２）により行う。

補正値　に）　補正値（旧）−（（補正時間時間平均値
）７時間平均値） ×学習速度係数・・・・・（２） なお、この場合も補正値が大きすぎるときは、該当領域
の学習を再度行う。

そして、各気筒毎の補正値を該当領域に記憶する（ステ
ップ２０６〜２０８）。

これにより、前記リングギア２２の摩耗、変形および各
気筒の発生トルクのバラツキ、フリクショントルクのバ
ラツキに対する各クランクアングル間の回転時間の正確
な補正値を得ることができる。

このようにして、リングギア２２の摩耗、変形状態およ
び気筒間のバラツキに対する回転時間の補正値を学習す
ると共に、この学習値をもとに各クランクアングル間の
角速度を補正演算し、この補正後の角速度をもとに各気
筒の失火を判別するのである。

したがって、リングギア２２の摩耗、変形および気筒間
のバラツキがあっても、これにかかわらず各クランクア
ングル間にてエンジンクランク軸の角速度を正確に検出
することができ、この結果角速度の変動状態から各気筒
の失火を的確に検出することができ、信頼性が大幅に向
上する。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、機関に同期回転するリ
ングギヤに対峙する磁気センサと、磁気センサの信号か
ら所定のクランクアングル間の角速度を計測する手段と
を備え、その角速度の変動状態から気筒の失火を判別す
る内燃機関の失火検出装置において、所定の運転域に前
記リングギヤの摩耗、変形状態を推定学習する手段と、
気筒間の発生トルクの差および気筒間のフリクショント
ルクの差を学習する手段と、これらの学習値に応じて前
記角速度の計測値を補正する手段とを設けたので、リン
グギアの摩耗、変形および気筒間のバラツキにかかわら
ず角速度の正確な計測値を得ることができ、各気筒の失
火を的確に検出することができ、高い信頼性を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は失火とギヤ精度によ
る回転への影響を示す説明図、第３図は本発明の実施例
を示す構成図、第４図、第５図は回転時間の計測回路を
示すブロック図とタイミングチャート、第６図、第７図
はその学習制御を示すフローチャート、第８図は学習値
の収束を示すグ→フ、第９図、第１０図、第１１図（Ａ
）、　　（Ｂ）は計測誤差、検出誤差の説明図である。 ２１・・・クランク軸、２２・・・リングギア、２３・
・・磁気センサ、２４・・・コントロールユニット、２
５・・・クランク角センサ 第１図 （外１名が６ 第 図 第 図 フム 箪 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関に同期回転するリングギヤに対峙する磁気センサと
   、磁気センサの信号から所定のクランクアングル間の角
   速度を計測する手段とを備え、その角速度の変動状態か
   ら気筒の失火を判別する内燃機関の失火検出装置におい
   て、所定の運転域に前記リングギヤの摩耗、変形状態を
   推定学習する手段と、気筒間の発生トルクの差および気
   筒間のフリクショントルクの差を学習する手段と、これ
   らの学習値に応じて前記角速度の計測値を補正する手段
   とを設けたことを特徴とする内燃機関の失火検出装置。