JPH05195856A - 内燃機関の失火検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多気筒エンジンの失火を広範囲な運転負荷範囲
でより正確に検出する。 【構成】各気筒に対する速度計測期間を、４５°クラン
クアングル以上、１８０°クランクアングル以下の範囲
で一定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点から
終点に至る経過時間Ｓ_（ｉ）ｎを順次計測する。そして
同一気筒の前回計測された経過時間Ｓ_{（ｉ）ｎ−１}と今
回計測された経過時間Ｓ_（ｉ）ｎとの差を算出し、各気
筒毎に算出された差を失火パラメータＭＩＳＰ_（ｉ）と
する。それぞれの失火パラメータＭＩＳＰ_（ｉ）が予め
設定された所定値を上回った場合にその失火パラメータ
ＭＩＳＰ_（ｉ）の気筒が失火していると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の多
気筒エンジンに適用される内燃機関の失火検出方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の失火検出方法に関する先行技術
として、例えば、特開平２−１１２６４６号に示される
ように、クランクシャフトの回転速度変化に基づいて失
火の有無を検出するようにしたものが知られている。

【０００３】従来、クランクシャフトの回転速度変化に
基づいて失火を検出する場合、例えば、各気筒の上死点
近傍に位置する速度計測期間を、８°クランクアングル
程度に設定しておき、各速度計測期間の始点から終点に
至る経過時間を順次計測すると共に、前回の気筒に対応
する経過時間と、今回の気筒に対応する経過時間との差
を求めて速度変化量を算出し、この速度変化量が一定の
レベルを越えた場合に失火が発生したと判定するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高回転域お
よび軽負荷域では、正常燃焼状態においても、振動また
は気筒間の燃焼差に起因する回転速度変化の影響が無視
できなくなる。そのため、検出された一定レベル以上の
回転速度変化が、実際の失火によるものであるのか否か
の判定が困難になる。したがって、従来の方法では、失
火検出範囲が低回転高負荷運転域に限定されてしまう。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る内燃機関の失火検出方法
は、各気筒に対する速度計測期間を、４５°クランクア
ングル以上、１８０°クランクアングル以下の範囲で一
定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点から終点
に至る経過時間を順次計測するとともに、同一気筒の前
回計測された経過時間と今回計測された経過時間との差
を算出し、各気筒毎に算出された差を各気筒の失火パラ
メータとし、それぞれの失火パラメータが予め設定され
た所定値を上回った場合にその失火パラメータの気筒が
失火したと判定することを特徴とする。

【０００７】ここで、速度計測期間を４５°クランクア
ングル以上としたのは、高回転域における振動の影響を
抑制するためである。すなわち、この種の失火検出に対
しては、回転数の４次成分の周波数の振動の影響が大き
く、速度計測期間を４５°クランクアングル以上にして
おけば、高回転域においても、かかる振動の影響を受け
にくくなる。一方、速度計測期間を１８０°クランクア
ングル以下としたのは、失火の有無を各気筒毎に判定し
得るようにするためである。

【０００８】

【作用】このような構成のものであれば、正常点火が続
いている際には、それぞれの気筒の前回計測された経過
時間と今回計測された経過時間とは略等しくなり、した
がってその差の失火パラメータは略零となり、予め設定
された所定値を上回ることはない。一方、失火が発生す
ると、各気筒の前回計測された経過時間と今回計測され
た経過時間との間には相違が生じるため、その場合だ
け、失火パラメータが、零から離れた値を示して前記所
定値を上回ることになる。したがって、本発明によれ
ば、各気筒毎で失火判定することにより、誤検出するこ
となく失火判定することができる。

【０００９】また、速度計測期間を４５°クランクアン
グル以上としているので、高回転域における振動の影響
をも抑制することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１１】図１に概略的に示した内燃機関１は、４気
筒を具備しており、１８０°ＣＡ（クランクアングル）
毎に、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で
点火が行われるように設定してあり、この点火を制御す
るための電子制御装置２を備えている。なお図示しない
が、この内燃機関１には吸気系のサージタンク内の圧力
を検出するための吸気圧センサやエンジン回転数を検出
するための回転数センサなどを具備しているものであ
る。これらセンサからの信号は後述する電子制御装置２
の入力インターフェース５を介して中央演算処理装置７
に入力されるものである。

【００１２】電子制御装置２は、中央演算処理装置３、
ＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置４、入力インターフ
ェース５及び出力インターフェース６を具備してなるマ
イクロコンピュータユニットを主体に構成されており、
空燃比の制御機能、気筒毎の点火の制御機能等と共に失
火を検出する機能を備えている。入力インターフェース
５には、図示しないディストリビュータに内蔵されたク
ランク角基準位置センサ７から、図３に示すように、各
気筒の圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）を示すＮ（気筒判別）
信号が１８０°ＣＡ毎に入力されると共に、電磁ピック
アップ８から、出力回転速度を知るためのＰ信号が、例
えば、１８°ＣＡ毎に入力されるようになっている。

【００１３】電磁ピックアップ８は、磁気をおびた鉄心
８ａの外周に図示しないコイルを巻装してなる通常のも
ので、前記鉄心８ａをセンシングギャ９の外周に近接さ
せて配置してある。センシングギャ９は、外周に２０枚
の歯９ａを等間隔に突設してなるもので、クランクシャ
フト１０の端部に固着してある。そして、このセンシン
グギャ９が回転すると、鉄心８ａに発生している磁界が
断続されて前記コイルに交流電圧が発生し、その交流電
圧が図示しない波形整形回路で整形されて入力インター
フェース５に前記Ｐ信号として入力されるようになって
いる。

【００１４】電子制御装置２には、本発明の失火検出方
法を実施するために、図２に概略的に示すようなプログ
ラムが内蔵させてある。このプログラムは、失火検出を
実行する条件、例えば、エンジンが過渡運転状態にない
こと、エンジン水温が低すぎないこと、フューエルカッ
ト中でないこと、エンジン回転数が６００ｒｐｍから２
８００ｒｐｍの間にあること、吸気圧が４５０ｍｍＨｇ
以上であること、等の条件を満たしている場合に、１８
０°ＣＡ毎、すなわち、Ｎ信号が入力されるごとに割り
込み処理される（Ｎタイミング割り込み処理）ものであ
る。

【００１５】まずステップ５１において、各気筒ごとに
今回の速度計測期間の始点から終点に至る経過時間Ｓ
_（ｉ）ｎ（ｉは気筒の番号を示し、ｎは計測期間の順序
を示す）を計測する。この実施例では、図３の（ｂ）に
示すように、各気筒に対する速度計測期間を上死点近傍
の７２°クランクアングル（７２°ＣＡ）としている。
出力回転速度Ｔ７２ＣＡ_（ｎ）は、この速度計測期間の
始点から終点に至る経過時間Ｓ_（ｉ）ｎすなわち、下死
点におけるＰ信号を０番とし上死点におけるそれを９番
として、８番のＰ信号から次のサイクルの２番のＰ信号
に至る４個分の信号の経過過時間Ｓ_（ｉ）ｎを計測して
求める。この計測はクランクアングルが１８０°毎に、
かつ第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に行
われ、計測された経過時間Ｓ_（ｉ）ｎは記憶装置４に格
納される。得られた経過時間Ｓ_{（ｉ ）ｎ}は、図４の
（ａ）に示すように、理論的には零であるのに対して各
気筒ごとに固有の特性を有して正または負にずれてい
る。そして、計測された経過時間Ｓ_（ｉ）ｎから各気筒
ごとの失火パラメータＭＩＳＰを、下式により算出す
る。

【００１６】 ＭＩＳＰ_（ｉ）＝Ｓ_（ｉ）ｎ−Ｓ_{（ｉ）ｎ−１} （ｉは、１，３，４，２，） ステップ５２では、得られた失火パラメータＭＩＳＰ
_（ｉ）を予め設定された所定値と比較して失火判定処理
を行い、失火であればステップ５３に移行し、失火でな
ければステップ５４に進む。失火の判定は、失火パラメ
ータＭＩＳＰ_{（ｉ ）}が所定値を上回る場合失火と判定
し、所定値以下の場合は正常点火と判定する。なお、前
記所定値としては、振動などで経過時間が長くなった場
合の誤差を十分に考慮した値に設定すればよい。正常な
点火の場合、失火パラメータＭＩＳＰ_（ｉ）が略零であ
るのに対し、失火した場合の失火パラメータＭＩＳＰ
_（ｉ）は、図４の（ａ）に矢印Ａで示すように、正常時
の値から前記所定値を上回ってずれている。ステップ５
３では、失火した気筒の累積失火回数を計数する処理を
行い、ステップ５４に移行する。累積失火回数の計数
は、それぞれの気筒毎に専用のカウンタを準備してお
き、失火が発生するごとにカウンタをインクリメントす
るようにプログラミングしておけばよい。この後ステッ
プ５４において、１度経過時間Ｓ_（ｉ）ｎの計測が終了
したことを検出するために、現在の経過時間Ｓ_{（ ｉ）ｎ}
の測定回数を示す２００回転フラグＮＣＮＴに１を加え
て２００回転毎処理ＲＡＭに記憶する。

【００１７】次にステップ５５において、２００回転フ
ラグＮＣＮＴが４００であるか否かを判断し、２００回
転フラグＮＣＮＴが４００でないと判断した際には、図
示しないメインルーチンに復帰し、そうでない場合には
ステップ６１に進む。２００回転フラグＮＣＮＴが４０
０である、すなわち最初の経過時間Ｓ_（ｉ）ｎの測定か
らクランクシャフト１０が２００回転した場合は、ステ
ップ６１においてクランクシャフト１０が２００回転し
た時点での累積失火回数が第１基準値ＥＭＳＬ１以上で
あるか否かを判断し、以上である場合はステップ６２に
移行し、そうでない場合はステップ６３に進む。ステッ
プ６２では、異常であることを報知するために警告燈Ｍ
ＩＬを点灯する。この場合の警告方法としては、前記し
た警告燈ＭＩＬを点灯するものの他に、電子制御装置２
にダイアグ出力端子を設けておき、その端子に接続され
るテスタ等により異常を検出し得るようにしておいても
よい。そしてステップ６３では、失火回数の異常判断が
１度実行されたことを検出するために、現在の異常判断
回数を示す１０００回転フラグＪＣＮＴに１を加えて１
０００回転毎処理ＲＡＭに記憶する。ステップ６４にお
いて、１０００回転フラグＪＣＮＴが５であるか否かを
判断し、５である場合はステップ６５に移行し、そうで
ない場合はステップ７１に進む。

【００１８】ステップ７１では、２００回転フラグＮＣ
ＮＴを記憶している２００回転毎処理ＲＡＭの内容をク
リア（ＮＣＮＴ＝０）して、図示しないメインルーチン
に復帰する。一方、ステップ６５では、クランクシャフ
ト１０が１０００回転した時点での累積失火回数が第２
基準値ＥＭＳＬ２（≧第１基準値ＥＭＳＬ１）以上であ
るか否かを判断し、以上である場合はステップ６６に移
行し、そうでない場合はステップ６７に進む。ステップ
６６ではステップ６２と同様に、異常であることを報知
するために警告燈ＭＩＬを点灯する。ステップ６７で
は、１０００回転フラグＪＣＮＴを記憶している１００
０回転毎処理ＲＡＭの内容をクリア（ＪＣＮＴ＝０）し
てステップ７１に移行する。

【００１９】以上の構成において、失火の検出は１８０
°ＣＡ毎に割り込み処理によって、制御がステップ５１
→５２→（５３）→５４→５５と進み、クランクシャフ
ト１０が２００回転していない場合は割り込み処理を終
了してメインルーチンへ戻るが、２００回転した場合は
ステップ６１に移行する。そしてクランクシャフト１０
の回転数に対応して検出された失火の回数が基準値以上
である場合は、警報が発せられるよう制御される。この
場合の制御は前述した失火の検出の制御に続いて、ステ
ップ６１→６２→６３→６４→７１またはステップ６１
→６２→６３→６４→６５→６６→６７→７１と進ん
で、クランクシャフト１０が２００回転し、かつ失火の
累積回数が第１基準値ＥＭＳＬ１以上の場合に警報を発
し、さらに１０００回転し、かつ累積回数が第２基準値
ＥＭＳＬ２以上の場合に警報を発する。 なお、本発明
は以上説明した実施例に限定されるものではなく、各気
筒に対する速度計測期間は、４５°クランクアングル以
上で１８０°クランクアングル以下の範囲で適宜設定す
ればよい。また失火判定において、同一の気筒で２度以
上連続して失火が発生した場合を想定して、最初に失火
が判定され、その次に算出された失火パラメータＭＩＳ
Ｐが、負の設定値以下の負の値とならずに零近傍の値と
なった場合は、その失火パラメータＭＩＳＰの算出され
た速度測定期間も失火したと判定するようプログラミン
グしておくことが望ましい。すなわち前回が失火である
場合、前回計測された経過時間Ｓ_（ｉ）ｎが正常燃焼時
のそれより大きな値となり、また今回計測された経過時
間Ｓ_{（ｉ）ｎ＋１}も同様に正常燃焼時のそれより大きな
値となるので、これらの差である失火パラメータＭＩＳ
Ｐ_（ｉ）は零近傍の値となる。そして、同一気筒で連続
して失火が発生している場合は、失火パラメータＭＩＳ
Ｐ_（ｉ）が連続して零近傍の値を示すこととなる。この
後失火せずに正常な燃焼となると、計測された経過時間
Ｓ_（ｉ）ｎが小さくなるので、失火パラメータＭＩＳＰ
_（ｉ）が負の値となる。したがってこのように失火判定
があった後失火パラメータＭＩＳＰ_（ｉ）が負となるこ
とにより失火していないと判定すればよい。

【００２０】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、各気
筒ごとに独立して失火パラメータを算出して失火判定し
ているので、より確実に誤検出することなく失火を判定
することができる。気筒毎に速度変化量を学習させる必
要がなく、制御が簡潔になり失火判定の精度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。

【図２】同実施例の制御手順を概略的に示すフローチャ
ート図。

【図３】同実施例の制御態様を示すタイミングチャート
図。

【図４】同実施例の経過時間Ｓ_（ｉ）ｎと失火パラメー
タＭＩＳＰ_（ｉ）との関係を示すタイミングチャート
図。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…電子制御装置 ７…クランク角基準位置センサ ８…電磁ピックアップ ９…センシングギャ １０…クランクシャフト ＭＩＳＰ_（ｉ）…失火パラメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒に対する速度計測期間を、４５°ク
   ランクアングル以上、１８０°クランクアングル以下の
   範囲で一定の値に設定しておき、各速度計測期間の始点
   から終点に至る経過時間を順次計測するとともに、同一
   気筒の前回計測された経過時間と今回計測された経過時
   間との差を算出し、各気筒毎に算出された差を各気筒の
   失火パラメータとし、それぞれの失火パラメータが予め
   設定された所定値を上回った場合にその失火パラメータ
   の気筒が失火したと判定することを特徴とする内燃機関
   の失火検出方法。