JPH04198732A - Internal combustion engine misfire detection device - Google Patents
Internal combustion engine misfire detection deviceInfo
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- JPH04198732A JPH04198732A JP33542990A JP33542990A JPH04198732A JP H04198732 A JPH04198732 A JP H04198732A JP 33542990 A JP33542990 A JP 33542990A JP 33542990 A JP33542990 A JP 33542990A JP H04198732 A JPH04198732 A JP H04198732A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関の失火検出装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a misfire detection device for an internal combustion engine.
従来、内燃機関の失火検出装置としては種々の方式があ
るが、回転速度の変化による失火検出方法を備えたもの
として、例えば特開昭58−19532号公報に開示さ
れたものがある。この装置は、内燃機関の膨張行程前期
と後期とに対応したクランク角度検出センサを有し、そ
れぞれの回転速度差が設定値以下のとき失火と判定する
ものとなっている。Conventionally, there are various types of misfire detection devices for internal combustion engines, and one equipped with a misfire detection method based on a change in rotational speed is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 19532/1983. This device has crank angle detection sensors corresponding to the first and second stages of the expansion stroke of the internal combustion engine, and determines that a misfire has occurred when the difference in rotational speed between the two is equal to or less than a set value.
ところで、内燃機関の失火は未燃ガスによる直接的な大
気汚染のみならず、未燃ガスが触媒内で反応し、異常昇
温しで触媒を焼損してしまうことがあり、出来るだけ早
期に検出して故障箇所の修理を行う必要がある。By the way, a misfire in an internal combustion engine not only causes direct air pollution due to unburned gas, but also causes unburned gas to react within the catalyst, causing abnormal temperature rise and burning out the catalyst.It is important to detect this as early as possible. It is necessary to repair the malfunctioning part.
しかし、上記した従来装置においても、回転速度の変化
の大きいところで回転速度差を検出することで失火判定
の感度アップを狙ってはいるが、クランク軸の固定角度
での偏差なので、点火タイミングが変わり回転速度変化
の大きい角度がかわることには対応できなかった。(通
常点火時期はBTDC40”〜ATDCIO°位(幅で
約50°)、回転数と負荷とで決定される運転領域で変
化する。)本発明は以上の点に鑑み、かかる問題点を解
消するためになされたもので、運転領域の広い範囲にわ
たって感度よく失火を検出することができる内燃機関の
失火検出装置を提供することを目的とする。However, even with the conventional device described above, the aim is to increase the sensitivity of misfire detection by detecting the difference in rotational speed at locations where the rotational speed changes greatly, but since the deviation is at a fixed angle of the crankshaft, the ignition timing changes. It was not possible to cope with changes in the angle where the rotational speed changed significantly. (Normally, ignition timing varies from BTDC40" to ATDCIO° (width: about 50°), which is determined by the rotational speed and load.) The present invention solves these problems in view of the above points. It is an object of the present invention to provide a misfire detection device for an internal combustion engine that can detect misfires with high sensitivity over a wide range of operating regions.
本発明に係る失火検出装置は、内燃機関の運転状態に応
じて点火時期を最適に制御する点火制御手段を備えたも
のにおいて、内燃機関のクランク軸の1回転につき複数
のパルスを角度信号として発生する角度信号発生手段と
、この角度信号と前記点火制御手段に伴う点火時期信号
を基にしてその点火時期近傍の第1の回転角速度と該点
火時期より所定のクランク角度を経た点での第2の回転
角速度を求め、これら第1の回転角速度と第2の回転角
速度とに基づき機関の異常燃焼気筒を判定する失火検出
手段を有するものである。The misfire detection device according to the present invention is equipped with an ignition control means that optimally controls the ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine, and generates a plurality of pulses as an angle signal per revolution of the crankshaft of the internal combustion engine. and a first rotation angular velocity near the ignition timing and a second rotational angular velocity at a point a predetermined crank angle from the ignition timing based on the angle signal and the ignition timing signal accompanying the ignition control means. The misfire detection means determines the rotational angular velocity of the engine and determines an abnormal combustion cylinder of the engine based on the first rotational angular velocity and the second rotational angular velocity.
本発明においては、点火時期を基準としてその点火時期
近傍と所定角後とで回転角速度を検出し、この角速度偏
差または角速度変化つまり角速度比によって失火を判定
するので、運転領域の広い範囲にわたって感度良く失火
を検出できる。In the present invention, the rotational angular velocity is detected near the ignition timing and after a predetermined angle using the ignition timing as a reference, and a misfire is determined based on the angular velocity deviation or angular velocity change, that is, the angular velocity ratio. Misfires can be detected.
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明による失火検出装置を車両の電子制御シ
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。第1図において、11は4気筒ガソリンエンジンで
あり、その吸気通路には熱式エアフローセンサ12が配
置され、その出力の空気流量信号Saが後述する制御ユ
ニット15に入力されている。13はエンジン11の気
筒識別や回転情報を得るためにそのカム軸に取付けられ
た気筒識別センサ13.と回転信号センサ13゜からな
るセンサ部であり、該カム軸の1回転につき1個のパル
スを気筒識別信号Sb(第2図(a)参照)として検出
するとともに、4個のパルスを回転信号Sc(第2図(
b))として検出し、これら信号Sb、Scが制御ユニ
ット15へ入力されている。14はクランク軸に取付け
られたクランク角度信号発生手段であり、例えば1°角
毎のクランク角パルスSd(第2図(C))が角度信号
として制御ユニット15に入力されている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which a misfire detection device according to the present invention is applied to a vehicle electronic control system. In FIG. 1, reference numeral 11 indicates a four-cylinder gasoline engine, and a thermal air flow sensor 12 is disposed in its intake passage, and an air flow rate signal Sa output from the sensor is input to a control unit 15, which will be described later. 13 is a cylinder identification sensor 13 attached to the camshaft of the engine 11 to obtain cylinder identification and rotation information. and a rotation signal sensor 13°, which detects one pulse per rotation of the camshaft as a cylinder identification signal Sb (see Fig. 2 (a)), and detects four pulses as a rotation signal. Sc (Figure 2 (
b)), and these signals Sb and Sc are input to the control unit 15. Reference numeral 14 denotes a crank angle signal generating means attached to the crankshaft, and, for example, a crank angle pulse Sd (FIG. 2(C)) every 1° is inputted to the control unit 15 as an angle signal.
この制御ユニット15は、前記気筒識別信号Sbおよび
回転信号Scとクランク角パルスSdが入力されるディ
ジタルインタフェース(DIF)15、と、空気流量信
号Sa等が入力されるアナログインタフェース(AIF
)15□と、マイクロコンピュータとしてのCP U
15 xと、インジェクタ16を駆動するドライバ(I
DR)154と、イグナイタ17やコイル内蔵ディスト
リビュータ18等の点火装置を駆動する点火ドライバ(
TDR)15sと、失火検出用警報ランプ19を駆動す
るランプドライバ(RDR)156等から構成される。This control unit 15 includes a digital interface (DIF) 15 to which the cylinder identification signal Sb, rotation signal Sc, and crank angle pulse Sd are input, and an analog interface (AIF) to which the air flow signal Sa and the like are input.
)15□ and CPU as a microcomputer
15 x and a driver (I
DR) 154 and an ignition driver (
TDR) 15s, a lamp driver (RDR) 156 that drives the misfire detection warning lamp 19, and the like.
そしてこの制御ユニット15は、エンジン11の運転状
態に応じて点火時期を最適に制御する点火制御や燃料制
御などの機能をもつ他に、点火装置へ出力する点火信号
Se(第2図(d))の点火時期を基準として点火時期
直後の回転角速度とその点火時期より所定のクランク角
度を経た点での回転角速度を求めて、その角速度偏差ま
たは角速度比に基づき機関の異常燃焼気筒を判定して失
火を検出する機能を有し、その失火時にドライバ15.
を介して警報ランプ19を駆動するようになっている。The control unit 15 has functions such as ignition control and fuel control that optimally control the ignition timing according to the operating state of the engine 11, and also has functions such as ignition control and fuel control that output the ignition signal Se (see FIG. 2(d)) to the ignition system. ), the rotational angular velocity immediately after the ignition timing and the rotational angular velocity at a point after a predetermined crank angle from the ignition timing are determined, and the abnormal combustion cylinder of the engine is determined based on the angular velocity deviation or angular velocity ratio. It has a function to detect a misfire, and in the event of a misfire, the driver 15.
The alarm lamp 19 is driven through the alarm lamp 19.
ここで、制御ユニット15つまりCP U 153は、
第2図中)に示す回転信号Scの立下がりエツジ(図示
のマーク)を機関のTDCとし、またその信号Scの立
上がりでは気筒識別信号sbの状態で特定気筒(図示は
1気筒(Ill))を判定し、後は配電順序で各気筒(
#2〜#4)を決定するものとなっている。ただし、第
2図(e)に示す筒内圧波形は回転速度を考えるための
参考図であり、正常(#4)時はA部のように点火時期
以降爆発により急激に筒内圧は上昇し、回転角速度も上
昇する。一方、失火(暑2)時はB部のように爆発がな
いため、筒内圧の上昇は小さく回転角速度上昇が小さく
なる。Here, the control unit 15, that is, the CPU 153,
The falling edge (mark in the figure) of the rotation signal Sc shown in Figure 2 is the engine TDC, and at the rising edge of the signal Sc, the cylinder identification signal sb is used to identify a specific cylinder (in the figure, 1 cylinder (Ill)). After that, each cylinder (
#2 to #4). However, the in-cylinder pressure waveform shown in Fig. 2(e) is a reference diagram for considering the rotation speed; under normal conditions (#4), as shown in part A, the in-cylinder pressure rises rapidly due to the explosion after the ignition timing; The rotational angular velocity also increases. On the other hand, when there is a misfire (heat 2), there is no explosion as in part B, so the increase in cylinder pressure is small and the increase in rotational angular velocity is small.
本発明はこの点に着目して、機関の点火時期を基準とし
てその点火時期から所定のクランク角での回転角速度を
求めて失火を検出しようとするものであり、その動作原
理を第3図を用いて説明する。The present invention focuses on this point and attempts to detect a misfire by determining the rotational angular velocity at a predetermined crank angle based on the ignition timing of the engine.The principle of operation is shown in Fig. 3. I will explain using
すなわち本発明は、点火直後のクランク角パルス間の周
期をtl、点火直後から所定のクランク角例えば45°
後のクランク角パルス間の周期をt7とすると、これら
点火直後の瞬時角速度ω、。That is, in the present invention, the cycle between crank angle pulses immediately after ignition is set to tl, and the period between crank angle pulses is set to a predetermined crank angle, for example, 45°, immediately after ignition.
If the period between subsequent crank angle pulses is t7, then the instantaneous angular velocity ω immediately after these ignitions.
点火後n°での瞬時角速度ω7はそれぞれ次式よって、
これらω1とω7との回転角速度偏差Δω、または角速
度比び、をそれぞれ次式で求めることにより、その演算
結果に基づき失火を判定することができる。The instantaneous angular velocity ω7 at n° after ignition is given by the following formula, respectively:
By calculating the rotational angular velocity deviation Δω or the angular velocity ratio between ω1 and ω7 using the following equations, misfire can be determined based on the calculation results.
ω 1
1゜
; □ ・ ・ ・ ・(4)t
、l
第4図は本実施例において瞬時回転角速度ω(1°毎)
と回転角速度偏差Δω6(=ω、−ω、、)とを正常時
及び失火時に対応してそれぞれ示したものであり、失火
時は同図fc)では第2気筒(#2)が失火しているこ
とがわかる。このため、正常時と失火時とではΔω6の
変動量に有意差があり、これにより失火を判定できる。ω 1 1゜; □ ・ ・ ・ ・(4)t
, l Figure 4 shows the instantaneous rotational angular velocity ω (every 1°) in this embodiment.
and rotational angular velocity deviation Δω6 (=ω, -ω, ,) corresponding to normal conditions and misfires, respectively. In the case of a misfire, the second cylinder (#2) is misfired in fc in the same figure. I know that there is. Therefore, there is a significant difference in the amount of variation in Δω6 between normal conditions and misfires, and misfires can be determined based on this.
第5図は上記実施例における制御ユニットの燃料噴射と
点火制御の概要を示すフローチャートであり、この制御
ユニット15は次のような機能を有している。すなわち
制御ユニット15は、まずステップ51において回転信
号Scの周期からエンジンの回転数Nを求めた後、その
回転信号間の吸気量センサ12の出力の平均から空気量
Aを求め(ステップ52)、それらにより負荷量A/N
を求める(ステップ53)。次にステップ54でインジ
ェクタ16の基本パルス幅τl =に* (A/N)(
ただし、Kは定数)を求めたうえ、種々の燃料補正後最
終パルス幅τ−τm*c(ただし、Cは定数)を決定す
る(ステップ55)。次いで回転数Nと負荷量(A/N
)との2次元マツプにより基本点火時期を決定しくステ
ップ56)、しかる後それら出力によりインジェクタ1
6の燃料制御タイミング制御2煮火装置の点火時期制御
タイミング制御を行う (ステップ57)。FIG. 5 is a flowchart showing an overview of the fuel injection and ignition control of the control unit in the above embodiment, and the control unit 15 has the following functions. That is, the control unit 15 first determines the engine rotation speed N from the cycle of the rotation signal Sc in step 51, and then determines the air amount A from the average of the outputs of the intake air amount sensor 12 between the rotation signals (step 52). Load amount A/N
(Step 53). Next, in step 54, the basic pulse width τl of the injector 16 is set to *(A/N)(
However, K is a constant) and then the final pulse width τ-τm*c (C is a constant) after various fuel corrections is determined (step 55). Next, the rotation speed N and the load amount (A/N
) is used to determine the basic ignition timing (step 56), and then the injector 1 is
6. Fuel control timing control 2 Ignition timing control timing control of the simmering device is performed (step 57).
第6図はこのような制御機能をもつ制御ユニット15に
おいて第4図に示す角速度偏差Δωによる失火判定およ
び警報動作の一例を示すフローチャートである。すなわ
ち制御ユニット15は、まずステップ61において点火
時期直後のクランク角パルス間の周期t1を計測し、次
いで点火時期直後からクランク角でn−n+1のクラン
ク角パルス間の周期t7を計測する(ステップ62)。FIG. 6 is a flowchart showing an example of misfire determination and alarm operation based on the angular velocity deviation Δω shown in FIG. 4 in the control unit 15 having such a control function. That is, the control unit 15 first measures the period t1 between crank angle pulses immediately after the ignition timing in step 61, and then measures the period t7 between crank angle pulses of n-n+1 in crank angle from immediately after the ignition timing (step 62). ).
次にこれらtll tllを基にして上記(1)、
(21式により点火時期直後の回転角速度ω8.所定ク
ランク角後の回転角速度ω7をそれぞれ求めた後(ステ
ップ63)、さらにその角速度偏差Δω4を求める(ス
テップ64)。次にステップ65においてそのΔω4を
予め設定された設定値αと判定し、それがYESとなれ
ばステップ66に進み、対応する気筒の失火フラグをセ
ットして警報ランプ19を点灯する(ステップ67)。Next, based on these tll tll, the above (1),
(After determining the rotational angular velocity ω8 immediately after the ignition timing and the rotational angular velocity ω7 after a predetermined crank angle using Equation 21 (step 63), the angular velocity deviation Δω4 is further determined (step 64).Next, in step 65, the Δω4 is calculated. It is determined that the preset value α is the preset value α, and if the result is YES, the process proceeds to step 66, where the misfire flag for the corresponding cylinder is set and the warning lamp 19 is turned on (step 67).
また、Noとなればステップ68に進み失火フラグをリ
セット。If the answer is No, the process proceeds to step 68 and resets the misfire flag.
セットして、それに応じて警報ランプ19を点灯。Set the alarm lamp 19 accordingly.
消灯する(ステップ67.69)。これによりそのラン
プ190点灯によって失火を報知することができる。The light is turned off (steps 67 and 69). Thereby, a misfire can be notified by lighting the lamp 190.
第7図は上記実施例における失火判定及び警報動作の変
形例を示すフローチャートである。ここで第6図のもの
と異なる点は、Δω4の代わりに回転角速度比Δωr(
=ω7/ω1)での失火判定を行うようにしたことであ
り、その動作は基本的に第6図と同様であるので、その
説明は省略する。なお、第7図中ステップ75のβはΔ
ω、に対応して予め設定された所望の設定値である。FIG. 7 is a flowchart showing a modification of the misfire determination and alarm operation in the above embodiment. Here, the difference from the one in FIG. 6 is that instead of Δω4, the rotational angular velocity ratio Δωr (
=ω7/ω1), and its operation is basically the same as that shown in FIG. 6, so its explanation will be omitted. Note that β in step 75 in FIG. 7 is Δ
This is a desired setting value set in advance corresponding to ω.
以上のように本発明の失火検出装置によれば、点火時期
を基準としてその点火時期近傍と所定角度後とで回転角
速度を検出してこの角速度偏差または角速度比によって
失火を判定することにより、運転領域の広い範囲にわた
って感度良く失火を検出することができる。As described above, according to the misfire detection device of the present invention, the rotational angular velocity is detected near the ignition timing and after a predetermined angle based on the ignition timing, and a misfire is determined based on the angular velocity deviation or angular velocity ratio. Misfires can be detected with high sensitivity over a wide range of areas.
第1図は本発明による失火検出装置を車両の電子制御シ
ステムに適用したときの一実施例を示す概略図、第2図
は上記実施例を説明するための各部の信号及び筒内圧波
形を示す図、第3図は本発明の動作原理を示す説明図、
第4図は上記実施例において瞬時回転角速度ωと回転角
速度偏差Δω6とを正常時および失火時にそれぞれ対応
して示した図、第5図は上記実施例における制御ユニッ
トの燃料噴射と点火制御の概要を示すフローチャート、
第6図は上記実施例の制御ユニットにおいて第4図に示
すΔ&dによる失火判定及び警報動作の一例を示すフロ
ーチャート、第7図は第6図の変形例を示すフローチャ
ートである。
11・・・エンジン、12・・・エアフローセンサ、1
3・・・センサ部、13.・・・気筒識別センサ、13
□ ・・・回転信号センサ、14・・・クランク角度信
号発生手段、15・・・制御ユニット、16・・・イン
ジェクタ、17・・・イグナイタ、18・・・コイル内
蔵ディストリビュータ、19・・・警報ランプ。Fig. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the misfire detection device according to the present invention applied to a vehicle electronic control system, and Fig. 2 shows signals and cylinder pressure waveforms of various parts to explain the above embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operating principle of the present invention,
FIG. 4 is a diagram showing the instantaneous rotational angular velocity ω and the rotational angular velocity deviation Δω6 corresponding to normal and misfire conditions in the above embodiment, and FIG. 5 is an overview of the fuel injection and ignition control of the control unit in the above embodiment. A flowchart showing
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the misfire determination and alarm operation based on Δ&d shown in FIG. 4 in the control unit of the above embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing a modification of FIG. 6. 11... Engine, 12... Air flow sensor, 1
3...sensor section, 13. ... Cylinder identification sensor, 13
□ ... Rotation signal sensor, 14 ... Crank angle signal generation means, 15 ... Control unit, 16 ... Injector, 17 ... Igniter, 18 ... Distributor with built-in coil, 19 ... Alarm lamp.
Claims (1)
点火制御手段を備えたものにおいて、内燃機関のクラン
ク軸の1回転につき複数のパルスを角度信号として発生
する角度信号発生手段と、この角度信号と前記点火制御
手段に伴う点火時期信号を基にしてその点火時期近傍の
第1の回転角速度と該点火時期より所定のクランク角度
を経た点での第2の回転角速度を求め、これら第1の回
転角速度と第2の回転角速度とに基づき機関の異常燃焼
気筒を判定する失火検出手段を有することを特徴とする
内燃機関の失火検出装置。In an engine equipped with an ignition control means for optimally controlling ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine, the angle signal generation means generates a plurality of pulses as an angle signal per revolution of the crankshaft of the internal combustion engine; Based on the signal and the ignition timing signal accompanying the ignition control means, a first rotational angular velocity near the ignition timing and a second rotational angular velocity at a point after a predetermined crank angle from the ignition timing are determined, and these first rotational angular velocities are determined. A misfire detection device for an internal combustion engine, comprising a misfire detection means for determining an abnormal combustion cylinder of the engine based on a rotational angular velocity of the engine and a second rotational angular velocity.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33542990A JPH04198732A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Internal combustion engine misfire detection device |
| US07/799,278 US5191788A (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Misfire detection device for an internal combustion engine |
| DE4139204A DE4139204C2 (en) | 1990-11-28 | 1991-11-28 | Misfire detection device for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33542990A JPH04198732A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Internal combustion engine misfire detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198732A true JPH04198732A (en) | 1992-07-20 |
Family
ID=18288463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33542990A Pending JPH04198732A (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Internal combustion engine misfire detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04198732A (en) |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP33542990A patent/JPH04198732A/en active Pending
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