JPH04321751A - 内燃機関用失火検出装置 - Google Patents

内燃機関用失火検出装置

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JPH04321751A
JPH04321751A JP9215991A JP9215991A JPH04321751A JP H04321751 A JPH04321751 A JP H04321751A JP 9215991 A JP9215991 A JP 9215991A JP 9215991 A JP9215991 A JP 9215991A JP H04321751 A JPH04321751 A JP H04321751A
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Shigeru Miyata
繁 宮田
Hideji Yoshida
秀治 吉田
Yasuo Ito
康生 伊藤
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサの内圧出力
に基づいて内燃機関の失火状態を検出する内燃機関用失
火検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関のスパークプラグの
座金の代わりに圧力センサをスパークプラグに装着して
、内燃機関の圧力変動を検出するものがある。そして、
このような圧力センサの内圧出力に基づいて内燃機関の
失火状態を検出する内燃機関用失火検出装置が各種提案
されている。例えば特公昭60−8327号公報におい
ては、図4に示したように、シリンダ内圧が失火状態の
ときに、圧力センサの内圧出力を積分した積分出力が上
死点前後で略対称(S1 ≒S3 )になることを利用
して、内燃機関の上死点から等クランク角度(α°)だ
け前後のクランク位置のときの内圧出力を積分した後に
、この積分出力からS2 −(S1 +S4 )を計算
して、その計算値が0になったとき失火状態と判定する
内燃機関用失火検出装置(以下従来技術と呼ぶ)が記載
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
おいては、上死点前後のS4 部分をS2 部分から減
算していることによって、上死点前後のS1 部分とS
2 部分との面積差が小さくなってしまうので、上死点
前後のS1 部分とS2 部分との分解能が低下してし
まう。また、図5に示したように、内燃機関を低速回転
、低負荷で運転した場合に上死点近傍は、その上死点前
後で面積差があまり大きくなく、結果的に上死点前後の
S1 部分とS2 部分との分解能を低下させている。 この結果、従来技術においては、上死点前後のS1 部
分とS2 部分との分解能が低下することによって失火
状態の検出精度が悪いという課題があった。
【0004】本発明は、内燃機関の失火状態の検出精度
を向上した内燃機関用失火検出装置の提供を目的とする
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関のシ
リンダ内圧を検出する圧力センサと、前記内燃機関の上
死点前後のクランク角度が、その上死点近傍を除く所定
クランク角度内にあることを検出する4つの回転角セン
サと、これらの回転角センサの出力に基づいて、前記圧
力センサの内圧出力を前記上死点前後でそれぞれ積分す
る積分手段と、この積分手段から出力された前記上死点
前後の積分出力を比較して、内燃機関が失火状態か否か
を判定する判定手段とを備えた技術手段を採用した。
【0006】
【作用】本発明は、内燃機関の上死点前後のクランク角
度が所定クランク角度内にあるときの圧力センサから出
力された内圧出力を、積分手段によって内燃機関の上死
点前後でそれぞれ積分する。そして、判定手段によって
、積分手段から出力された上死点前後の積分出力を比較
して、内燃機関の失火状態か否かの判定を行う。この結
果、内燃機関の運転状態により変化する上死点近傍のシ
リンダ内圧を除いた、内燃機関の上死点前後における所
定クランク角度内の内圧出力を積分しているので、内燃
機関の上死点前後の積分出力の分解能が向上し、それに
よって内燃機関の失火状態の検出精度が向上する。
【0007】
【実施例】本発明の内燃機関用失火検出装置を図1ない
し図3に示す一実施例に基づき説明する。図1は内燃機
関用失火検出装置を示した図である。
【0008】内燃機関用失火検出装置1は、圧力センサ
2、電荷電圧増幅器3、回転角センサ4〜7、アナログ
スイッチ回路8、積分回路9、10、演算処理判定回路
11および表示回路12を備える。
【0009】圧力センサ2は、内燃機関13に装着され
たスパークプラグ14の座金の位置にスパークプラグ1
4とシリンダブロックとの間に取り付けられている。こ
の圧力センサ2は、内燃機関のシリンダの内部圧力に比
例した変位または歪みを電荷値に変換する圧電素子から
構成されている。
【0010】電荷電圧増幅器3は、オペアンプ15、零
点ドリフトを防ぐ帰還抵抗16および帰還容量を定める
コンデンサ17から構成され、圧力センサ2から出力さ
れた電荷を、V(電圧値)=Q(電荷値)/C(帰還容
量)の関係から電圧値(V)に変換して増幅する。
【0011】回転角センサ4、5は、内燃機関13の上
死点前のクランク角度α°(例えば60°)と上死点前
のクランク角度β°(例えば30°)に内燃機関13の
クランク軸が到達したときにクランク角度信号をアナロ
グスイッチ回路8に送る。回転角センサ6、7は、内燃
機関13の上死点後のクランク角度α°(例えば60°
)と上死点前のクランク角度β°(例えば30°)に内
燃機関13のクランク軸が到達したときにクランク角度
信号をアナログスイッチ回路8に送る。
【0012】アナログスイッチ回路8は、各シリンダの
燃焼状態における上死点前のクランク角度α°から上死
点前のクランク角度β°までの電荷電圧増幅器3から入
力した電圧値を積分回路9に出力し、さらに上死点後の
クランク角度β°から上死点後のクランク角度α°まで
の電荷電圧増幅器3から入力した電圧値を積分回路10
に出力する。
【0013】積分回路9は、本発明の積分手段であって
、アナログスイッチ回路8から入力した上死点前の所定
範囲内の電圧値を積分して演算処理判定回路11に出力
する。積分回路10は、本発明の積分手段であって、ア
ナログスイッチ回路8から入力した上死点後の所定範囲
内の電圧値を積分して演算処理判定回路11に出力する
【0014】演算処理判定回路11は、本発明の判定手
段であって、積分回路10から出力された上死点後の積
分出力から、積分回路9から出力された上死点前の積分
出力を除算して、この除算したものと積分回路9から出
力された上死点前の積分出力との比を演算する。
【0015】そして、演算処理判定回路11は、車速セ
ンサ18の出力する車速および吸気量センサ19の出力
する内燃機関13の吸入空気量に基づく燃料噴射量の相
関値(設定値)と演算した積分出力の値とを比較して、
積分出力の値が燃料噴射量の相関値以下に低下している
とき失火状態と判定し、出力がハイレベルとなる。逆に
積分出力の値が燃料噴射量の相関値より上昇していると
き正常燃焼状態と判定し、出力がローレベルとなる。表
示回路12は、入力がハイレベルとなると、すなわち、
通電されると発光する発光ダイオードやランプ等から構
成されている。
【0016】この内燃機関用失火検出装置1の作用を図
1ないし図3に基づき説明する。内燃機関13が始動さ
れると、回転角センサ4〜7からクランク角度信号がア
ナログスイッチ回路8に送られる。すなわち、内燃機関
13の上死点前後のクランク角度α°、β°にクランク
軸が到達したことがアナログスイッチ回路8に入力され
る。
【0017】一方、圧力センサ2によって、内燃機関1
3のシリンダ内圧が常に検出され、この内部圧力に比例
した変位または歪みが電荷値に変換されて電荷電圧増幅
器3に送られ、電荷電圧増幅器3で電荷値が電圧値に変
換されて、さらに増幅される。
【0018】そして、電荷電圧増幅器3の出力が入力す
るアナログスイッチ回路8では、クランク角度信号に基
づき、各シリンダの燃焼状態における上死点前のクラン
ク角度α°(例えば60°)から上死点前のクランク角
度β°(例えば30°)までの圧力信号、さらに上死点
後のクランク角度β°(例えば30°)から上死点後の
クランク角度α°(例えば60°)までの圧力信号をそ
れぞれの積分回路9、10に送る。そして、積分回路9
、10では、上死点前後の圧力信号をそれぞれ積分して
、これらの積分出力を演算処理判定回路11に出力する
【0019】つぎに、失火状態の判定原理について図2
および図3に基づいて説明する。図2は中速回転で高負
荷で運転中の内燃機関13の正常燃焼状態と失火状態と
における圧力センサ2の出力波形、すなわち、シリンダ
内圧出力波形のモデル図で、図3は低速回転で低負荷で
運転中の内燃機関13の正常燃焼状態と失火状態とにお
ける圧力センサ2の出力波形、すなわち、シリンダ内圧
出力波形のモデル図である。
【0020】正常燃焼状態には、シリンダ内圧は上死点
後に急上昇する波形を示す。これに対して失火状態には
上死点を最大圧として上死点を中心とした略対称な波形
を示す。このため、上死点前のあるクランク角度α°か
ら上死点前のあるクランク角度β°までの所定範囲内の
シリンダ内圧の積分値S1 と、上死点後のあるクラン
ク角度β°から上死点後のあるクランク角度α°までの
所定範囲内のシリンダ内圧の積分値S2 、S3 とを
比較することによって、失火状態か否かを判定すること
ができる。失火状態においてはS3 /S1 =1であ
り、正常燃焼状態においてはS2 /S1 >1である
【0021】上記の判定原理に基づき、演算処理判定回
路11では、(S2 −S1 )/S1を演算して、こ
の演算した演算値と燃焼噴射量相関値とを比較し、演算
値が燃焼噴射量の相関値以下に低下しているときに失火
状態と判定して表示回路12を点灯する。逆に、演算値
が燃焼噴射量の相関値よりに上昇しているときに正常燃
焼状態と判定して表示回路12を消灯する出力を生ずる
【0022】つぎに、回転角センサ4〜7で検出するク
ランク角度を変化させて、(S2 −S1 )/S1 
の値について調べた実験結果について説明する。中速回
転で高負荷の運転状態における、β゜=0°、β゜=3
0°のときの(S2 −S1 )/S1 の値は、2.
2、4.6であり、低速回転で低負荷の運転状態におけ
る、β゜=0°、β゜=30°のときの(S2 −S1
 )/S1 の値は、0.5、1.2であった。
【0023】このように、上死点近傍のシリンダ内圧を
検出して積分した積分出力比は小さく、とくに低速回転
で低負荷の運転状態の場合には上死点前後の面積の差が
小さく失火の判定がし難いが、上死点近傍のシリンダ内
圧を除いて所定範囲内のクランク角度でシリンダ内圧を
検出して積分した積分出力比は大きく、失火の判定がし
易いことが分かる。
【0024】したがって、上死点近傍のシリンダ内圧を
除いて上死点前後のクランク角度(30°〜60°)内
で検出したシリンダ内圧を積分して、失火状態か否かを
判定するようにした実施例は、内燃機関13の上死点前
後の分解能が向上し、失火状態の検出精度を向上するこ
とができる。
【0025】すなわち、この内燃機関用失火検出装置1
を採用することによって、触媒に使用される白金やロジ
ウム等の貴金属が未燃焼ガスに晒されることによる触媒
の劣化を防止できる。また、失火による排気管の高温化
によって触媒コンバータ内の温度が上昇して、触媒の機
能が低下することによる排気ガスの浄化作用の悪化を防
止することができる。
【0026】(変形例)本実施例では、設定値として車
速および吸入空気量に基づく燃料噴射量の相関値を用い
たが、設定値として内燃機関の回転速度や負圧に応じて
変化する関数値、あるいは予め設定した設定電圧値を用
いても良い。また、上死点前の積分出力(S1 )と上
死点後の積分出力(S2 )とを比較したり、上死点前
後の積分出力の差(S2 −S1 )と設定値とを比較
したり、上死点前後の積分出力の比(S2 /S1 )
と設定値とを比較することによって、内燃機関が失火状
態か否かを判定しても良い。
【0027】
【発明の効果】本発明は、内燃機関の上死点前後におけ
る分解能が向上することによって失火状態の検出精度を
向上させることができるため、内燃機関の正常燃焼状態
と失火状態との判別を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示したブロック図である。
【図2】実施例で得られた圧力センサの出力波形を示し
たモデル図である。
【図3】実施例で得られた圧力センサの出力波形を示し
たモデル図である。
【図4】従来技術の圧力センサの出力波形を示したモデ
ル図である。
【図5】従来技術の圧力センサの出力波形を示したモデ
ル図である。
【符号の説明】
1  内燃機関用失火検出装置 2  圧力センサ 4  回転角センサ 5  回転角センサ 6  回転角センサ 7  回転角センサ 9  積分回路(積分手段) 10  積分回路(積分手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (a)内燃機関のシリンダ内圧を検出
    する圧力センサと、(b)前記内燃機関の上死点前後の
    クランク角度が、その上死点近傍を除く所定クランク角
    度内にあることを検出する4つの回転角センサと、(c
    )これらの回転角センサの出力に基づいて、前記圧力セ
    ンサの内圧出力を前記上死点前後でそれぞれ積分する積
    分手段と、(d)この積分手段から出力された前記上死
    点前後の積分出力を比較して、内燃機関が失火状態か否
    かを判定する判定手段とを備えた内燃機関用失火検出装
    置。
JP9215991A 1991-04-23 1991-04-23 内燃機関用失火検出装置 Expired - Lifetime JP2937531B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174193A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼状態判定装置
JP2013194527A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼状態判定装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174193A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼状態判定装置
JP2013194527A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の燃焼状態判定装置

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