JPH0422745A - 内燃機関の失火検出方法 - 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Ｊ この発明は、内燃機関の失火を検出する方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 内燃機関が失火すると、未燃ガスか大気中に放出されて
大気汚染を引き起こしたり、また、上記未燃ガスか内燃
機関の排気系に設けられた触媒装置内で反応して、該触
媒装置が異常昇温することにより焼損してしまうという
不具合を生じることがある。そのため、このような失火
は、できるだ（す早期に検出して直ちに故障箇所の修理
を行うことか必要となる。

このようなことから、従来、第９図に示すような内燃機
関の失火検出方法が提案されている。すム゛わぢ、図に
示すように、点火時期を電気信号に変換する信号発電機
Ｉが設けられ、この信号発生４１９１において発生した
信号は波形整形回路２により長方形波に変換され、パワ
ートランジスタ回路３に入力される。そして、このパワ
ートランジスタ回路３によって点火コイル４の−・次側
電流が遮断されることにより、点火コイル４の二次側に
高電圧が誘起される。このようにして発生した高電圧は
配電器５によって各シリンダの点火プラグ６に分配され
る。

このような構成の点火回路において、パワートランジス
タ回路３の入力側には、第一のタイマ７を介して第一の
比較回路９が接続されるとと６に、これと並列に、第二
のタイマ８を介して第二の比較回路ＩＯが接続されてい
る。また、これら第一の比較回路９および第二の比較回
路ＩＯには、それぞれパワートランジスタ３の出力信号
が入力され、上記第一の比較回路９および第二の比較回
路１０のそれぞれの出力側はオア回路１１に接続されて
いる。そして、第一のタイマ７および第二のタイマ８に
よりそれぞれ設定された時間間隔におけるパワートラン
ジスタ回路３の入出力信号を第一の比較回路９および第
二の比較回路１０によって比較し、各比較回路９．ＩＯ
の出力によって、点火コイル４の一次側電圧の異常が検
出される。

そして、それによって、ハイテンションコードプラグ側
がオーブン状態にあるかどうか、あるいは、点火プラグ
６がンヨー１−　しているかどうかが検出され、機関が
失火状態にあるかどうかが判断される。

［発明が解決しようとする課題］ 」−記従来の失火検出方法では、点火コイルの一次側電
圧によって機関の失火検出を行っているため、点火コイ
ルの二次側電圧が異常の場合や、あるいは、二次側電圧
が正常であっても、例えば空燃比の異常など他の要因で
燃焼室内での着火が完全に行われず失火するような場合
には、失火検出を行うことができないという問題があっ
た。

この発明は、上記のような問題を解消するためになされ
たものであって、従来の燃料噴射装置を含むエンジンの
構成に何ら変更を加えることなく、種々の要因によって
生じる失火の検出を容易かつ確実に行うことのできる内
燃機関の失火検出方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、通常の燃料噴射装置において必要とされる
入力情報および演算パラメータを利用することにより内
燃機関の失火検出を可能にしたものである。すなわち、
この発明に係る内燃機関の失火検出方法は、機関のアイ
ドリング状態と減速状態の少なくとも一つを含む運転状
態において、機関の回転に同期して得られる機関の負荷
に相当する演算量の変化量によって機関の失火を検出す
るようにしている。

［作用］ この発明においては、内燃機関の燃料噴射装置において
基本演算量として必要な負荷相当演算量の変化量を、機
関のアイドリング状態や減速状態などの特定運転状態で
検出し、この変化量か所定値を越えたとき失火と判定す
る。こうすることで、失火検出を安価な装置により、容
易かつ確実に行うことができる。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す全体システム図であ
る。

この実施例において、内燃機関２１に連結された吸気通
路２２の上流にはエアクリーナ２３が設けられるととも
に、このエアクリーナ２３の下流側の所定箇所には、ポ
ットワイヤ式の吸気量センサ２４およびスロットル弁２
５が設けられている。

そして、スロットル弁２５の上流と下流の吸気通路とを
連結するバイパス通路２２ａが設けられ、このバイパス
通路２２ａの途中には、後述の吸気制御弁（ＩＳＣバル
ブ）２６１などからなるバイパス通路制御機構２６が設
けられている。また、スロットル弁２５には、該スロッ
トル弁２５の全閉位置を検出するアイドルスイッチ２７
が付設されている。また、吸気通路２２のスロットル弁
２５の下流側に位置して、吸気ボート近傍にイ：／ジエ
クタ２８が配設されている。さらに、内燃機関２１の燃
焼室頂部には点火プラグ２９が配設され、また、燃焼室
の周囲に設けられたつ］−タージャケットには機関温度
を検知する温度センサ３０が設置ｊられている。

点火プラグ２９は、配電器３１を介してイグニッノヨン
コイル３２およびイグナイタ３３に接続さね、また、」
１記配電器３１には、内燃機関２１の回転信号および気
筒識別信号をピックアップする後述のクランク角センザ
３１１が設置」られている。

コントロールユニット３４には、に記吸気量センザ２４
．アイドルスイッチ２７．温度センサ３０　クランク角
センザ３＋１の出力信号のほか、内燃機関２１の始動状
態を検出する始動スイッチ３５等の出力信号が入力され
る。そして、これらの情報に基づいてインジェクタ２８
．イグナイタ３３および吸気制御弁２６１の制御が行わ
れるとともに、機関の失火が検出された時は故障表示ラ
ンプ３６が点灯される。

コントロールユニット３４は、第２図に示すように、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を内蔵するＣＰＵ３４１と、ク
ランク角センサ３１１による回転信号と気筒識別信号、
始動スイッチ３５およびアイドルスイッチ２７のディジ
タル出力が入力されこれらをＣＰＵ３４１に出力するデ
ィジタルインタフェース３４２と、吸気量センサ２４お
よび温度センサ３０からのアナログ信号が入力され、そ
の出力をＡ／Ｄ変換器３４３を介してＣＰＵ３４１に入
力するアナログインタフェース３４４と、インジェクタ
２８．吸気制御弁（ｒｓｃバルブ）２６■、イグナイタ
３３および故障表示ランプ３６にそれぞれ制御信号を出
力する各駆動回路３４５．３４．６，３４７，３４８と
で構成されている第３図はバイパス通路制御機構２６の
構成図である。図に示すように、バイパス通路２２ａは
、並列に配置された３本の通路により構成され、各通路
にはそれぞれ、吸気制御弁（ＩＳＯバルブ）２６１、ワ
ックス式のエアバルブ２６２および空気調節ねし２６３
が設けられている。ここで、吸気制御弁２６１は、デユ
ーティ制御によりバイパス通路２２ａの開口面積を変え
て吸気量を制御するりニアソレノイド弁により構成され
る。また、エアバルブ２６２は、機関温度によりワック
スが固体と液体との間で変化することを利用して通路面
積を調整し、また、空気調節ねじ２６３は、バイパス通
路２２ａの空気量の調整のために設けられており、該空
気調節ねじ２６３により初期のバラツキが吸収される。

一方、スロットル弁２５にはスロットル調整ねじ２６４
が設けられ、これによりスロットル弁２５の全開位置が
調整されて、スロワ）・ル弁の全閉時の漏れ流量か決定
される。

次に、この実施例の動作を第４図〜第８図を参照しなが
ら説明する。第４図は失火していない時のアイドリング
状態または減速状態の動作を説明するタイムチャート、
第５図は第一気筒が失火している時の同上タイムチャー
ト、第６図乃至第８図は制御を実行するフローヂャ−１
・である。

第４図に示す４気筒ガソリン機関において、４つの気筒
（＃１．＃２．＃３．＃４）は＃ｌ→＃３→＃４−→＃
２の順に点火がなされる。

同図（ａ）の気筒識別信号は、＃１気筒の圧縮行程の」
二死点（ＴＤＣ）を含む期間が“ビ信号となるように、
４気筒毎の周期で“１．０”信号を発生ずる。

また、同図（ｂ）！こおける回転信号は、クランク角の
１８０°毎に“１．０“信号を発生ずる。

この回転信号は、上死点（ＴＤＣ）時での立下がり信号
をＣＰＵ３４１．ｉ、ｍ人力し、ＣＩ）ｔＪ３／ＩＩは
これを割込信号として受は付ける。

同図（ｃ）の空気量信号は、吸気量センサ２４の出力（
倉号を示しており、アイドリング状態や減速状態ではス
ロットル弁２５で音速チョークされているので、該信号
はほとんど一定となる。

また、同図（ｄ）の回転角速度信号は、クランク角１８
０゛内の回転角速度を示しており、周期的な小振幅の波
形となる。したがって、１８ｏ。

毎に得られる回転信号としてほぼは一定回転となる。

同図（ｅ）のＡ／Ｎは、１８０°毎の平均空気量（Ａ）
を上死点（’１”　Ｄ　Ｃ）間の周期から求めた回転数
（Ｎ）で除した値であり、負荷相当演算量を示している
。Ｌ　−、Ｊ　ｅｔｒｏｎｉｃシステムによる燃料噴射
装置を有している場合には、このＡ／Ｈの変化量で機関
の失火が検出される。図に示すように、正常時の値Ａ／
Ｈの変化量は小さい。なお、基本燃料噴射量はこの負荷
相当演算１ｔ（Ａ／Ｎ）に比例して決定される。

同図（ｆ）は吸気圧力を示しており、Ｄ〜、１ｅ［ｒｏ
ｎｉｃシステムによる燃料噴射装置をＨしている場合に
は、この吸気圧力信号により硫本燃料噴射量が決定され
、その場合、上記Ａ／Ｎに代えて吸気圧力が負荷相当演
算量となる。

また、同図（ｇ）は各気筒の行程を示しており、さらに
、同図（ｈ）は、気筒識別信号と回転信号に基づき回転
信号の上記上死点時での割込信号発少時に求められる気
筒フラグを示している。なお、気筒フラグのナンバは圧
縮行程の上死点（ＴＤＣ）の気筒の前の気筒に対応して
いる。

次に、＃Ｉ気筒が失火した場合について、第５図に基づ
いて説明する。

この場合、同図（ｄ）に示すように、回転角速度が大き
く変化し、したがって、１８０°毎の回転数も変化する
。しかし、空気量は、同図（Ｃ）に示ず」；うに、音速
チジークされているためほとんど変化しない。この結果
、Ａ、　／　Ｎは、同図（ｅ）に示すように、時刻ｔｔ
で大きく変化する（この変化量は、通常１０％程度であ
る。）。したがって、このＡ／Ｈの変化量の値によって
、失火状態を検出することができる。

また、同図（ｆ）に示すように、吸気圧力のＩ８０°毎
の平均値も時刻ｔ、で大きく変化する。

なお、この時、気筒フラグは＃２であるが、Ａ／Ｎが変
化した気筒フラグの次の気筒が失火気筒となるので、失
火気筒は＃１気筒である。こうしてどの気筒が失火して
いるかを知ることができる。

また、特定気筒の失火時には、上記失火検出を４気筒毎
に周期的に行うことができるため、より明瞭に失火の検
出が行える。

次に、上記のような制御をフローヂャートにより説明す
る。第６図は、ＴＤＣ毎に処理する割込処理ルーチンで
ある。

このフローにおいて、まず、ステップ＋０１で気筒識別
信号のレベル判定を行い、レベルが“１”であれば、ス
テップ１０２で気筒フラグを＃１とし、また、レベルが
“０”であれば、ステップ１０３で前回の気筒フラグの
更新をする。この更新は配電の順序＃ｌ→＃３→＃４−
＃２に従って決定される。

次いで、ステップ１０４において、ＴＤＣ間の平均空気
Ｉｔ　（Ａ）を求める。この平均空気Ｉｔ　（Ａ）は、
例えばＴＤＣ間の空気流量を所定のサンプリング周期毎
に求めておき、ＴＤＣのタイミングで平均化することに
より求められる。次に、ステップ１０５で、ＴＤＣ間の
周期から周知の方法で回転数（Ｎ）を求める。そして、
次のステップ１０６では、上で求めた平均空気ｆｆ１（
Ａ）、回転数（Ｎ）から、負荷相当演算量（Ａ／Ｎ）、
を算出する。

ここで、サフィックス（ｉ）は今回のデータであること
を意味する。

次いで、ステップ１０７において、失火検出域の判定を
行うために、アイドリング状態または減速状態かどうか
を、アイドルスイッチ２７がＯＮかとうかで判定する。

そして、その判定がイエスの場合には、ステップ１０８
において、負荷相当演算量の前回と今回との変化量（（
Ａ／Ｎ）□（Ａ／Ｎ）ｉ−、）を求め、この値が所定値
により大きいどうかを判定する。これが所定値により大
きい時には、ステップ＋０９で当該気筒の失火検出フラ
グをセットする。ここで、当該気筒とは、現在の気筒フ
ラグの次の気筒を示す。なお、気筒フラグと失火気筒と
の関係は、機関に対して失火検出域を適宜定めることで
一定の関係となる。

上記ステップＩ０７．１．０８での判定がノーの場合に
は、ステップ１１０において当該気筒の失火検出フラグ
をリセットしてステップ１１３へ進む。

上記ステップ＋０９において失火検出フラグがセットさ
れた後は、ステップｌ　１．　Ｉにおいて、同一気筒で
連続ｎ回失火検出したかどうかを判定する。そして、連
続３回失火の場合は、ステップ１１２て当該気筒の失火
判定フラグをセットし、次のステップ＋１３へ進む。一
方、ステップＩＩ＋の判定がノーの場合には、そのまま
ステップ１１３へ進む。なお、」１記失火判定フラグは
、後述のように、−度セットすると、キースイッチがＯ
Ｆ２作動されても記憶されており、バッテリを外すまで
記憶保持されている。

次に、ステップ＋１３においては、次回に備えるために
、（Ａ／Ｎ）、を（Ａ／Ｎ）、−、に移す。

以下、このＡ／Ｎ値に基づいて燃料噴射パルス幅の決定
処理等が行われる。

第７図は初期化ルーチンを示しており、キースイッチを
ＯＮ作動したときに一度だけ通るルーチンである。この
ルーチンにおいて、ステップ２０１のコールドスタート
の判定はメモリバックアッブ機能を有する制御装置で行
うものである。このような制御装置を有するものにおい
ては、バッテリを接続した直後にギースイッチをＯＮに
したときの初期化ルーチンをコールドスタートと呼び、
また、バッテリを接続したままでギースイッチをＯＦ　
Ｐｔた後、次にＯＮにしたときをポットスター）・と呼
ぶ。このような制御装置は、キースイッヂを切ってもメ
モリ内容を保持しておきたい場合に用いられる。

このフローにおいて、ステップ２０１でコールドスター
トと判定されれば、ステップ２０２で失火検出フラグ、
失火判定フラグを全てリセットし、そうでなければ、こ
れらのフラグの内容は保持状態にしておく。なお、この
フローを通った後、燃料噴射装置のための初期化へと続
く。

次に、第８図はメインルーチンで、所定時間毎の処理ル
ーチンである。このルーチンにおいては、ステップ３０
１で失火検出フラグがセットされていれば、ステップ３
０２で故障表示ランプ３６を点灯し、また、リセットさ
れていれば、ステップ３０３て故障表示ランプ３６を消
灯する。

なお、上記実施例においては、演算を容易に行うために
、失火検出を、前回と今回の負荷相当演算量（Ａ、　／
　Ｎ　）の差で判定するようにしたが、前回値と今回値
の比で判定するようにすることも可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、機関のアイドリング状
態または減速状態において、機関の負荷に相当する演算
量の変化量によって機関の失火を検出するようにしてい
るので、通常の燃料噴射装置で得られる人力情報および
演算パラメータを利用することができ、失火検出を安価
な装置により、容易かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体システム図、第
２図はそのコントロールユニットの構成図、第３図はそ
のバイパス通路制御機構の構成図、第４図はその失火し
ていない時のアイドリングまたは減速状態の動作を説明
するタイムチャー１・、第５図はその第一気筒が失火し
ている時の同上タイムチャー）・、第６図乃至第８図は
その制御を実行するフ［Ｊ−チャー）・、第９図は従来
の失火検出装置の構成図である。 図において、２１は内燃機関、２４は吸気量センサ、２
７はアイドルスイッヂ、３４はコントロールユニット、
３１１はクランク角センザである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関のアイドリング状態と減速状態の少なくとも
   一つを含む運転状態において、機関の回転に同期して得
   られる機関の負荷に相当する演算量の変化量によって機
   関の失火を検出することを特徴とする内燃機関の失火検
   出方法。