JPH0539746A - 火花点火式内燃機関の失火判定装置 - Google Patents

火花点火式内燃機関の失火判定装置

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JPH0539746A
JPH0539746A JP22092991A JP22092991A JPH0539746A JP H0539746 A JPH0539746 A JP H0539746A JP 22092991 A JP22092991 A JP 22092991A JP 22092991 A JP22092991 A JP 22092991A JP H0539746 A JPH0539746 A JP H0539746A
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徹 中園
Akihiro Nishimura
章広 西村
Koji Furuta
孝司 古田
Hironori Nishizawa
廣紀 西澤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 火花点火式内燃機関における失火の判定を的
確に行う。 【構成】 運転状態に応じた各気筒の排気温度を記憶手
段Bに記憶し、この記憶された排気温度と排気温度検出
手段A1により検出された排気温度とを判定手段C1で各
気筒ごとに比較し、一定の判定値以上の差がある場合に
該当する気筒の失火と判定する。 【効果】 各気筒の排気温度にバラツキがあり、しかも
その差が大きい場合でも個々の気筒の失火を的確に判定
することができ、共通のしきい値を利用する場合と比較
して判定の信頼度が大幅に向上される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、火花点火式内燃機関
における失火の判定を各気筒ごとに行うようにした失火
判定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の失火判定装置としては、排気温
度に一定のしきい値を設定して各気筒の排気温度がしき
い値を下回ると失火と判定することが最も一般的であ
る。しかしながら、このような方式は比較的小形な機関
など各気筒の排気温度間の差が大きいものでは、適切な
失火判定が困難になる場合があった。また、希薄燃焼ガ
ス機関では混合気が薄いため排気温度が低く、上記のよ
うな判定方式では失火の検出が困難となる。更に、排気
温度の低下は失火が数回続かないと検出できないことが
多く、たまたま1回だけ失火してもこれを的確に検出す
ることは困難であり、また失火の回数から劣化の状況を
事前に把握することはできない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの点
に着目し、火花点火式内燃機関における失火の判定を的
確に行うことを課題としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、第1の発明では、排気温度を各気筒ごとに検出す
る排気温度検出手段と、正常運転時における負荷及び機
関回転数に応じた各気筒の排気温度を記憶する記憶手段
と、検出された排気温度を上記記憶手段に記憶された排
気温度と比較し、一定の判定値以上の差がある場合に該
当する気筒の失火と判定する判定手段、とを備えてい
る。図1はこの発明の構成を示す図であり、A1は排気
温度検出手段、Bは記憶手段、C1は判定手段、Dは負
荷検出手段、E1は回転数検出手段である。
【0005】また、第2の発明は希薄燃焼ガス機関に関
するものであって、一定速度で運転されている時に排気
温度を各気筒ごとに繰り返し検出する排気温度検出手段
と、全気筒の排気温度の平均値とこの平均値に対する各
気筒ごとの排気温度の偏差値を逐次算出する演算手段
と、算出された偏差値を一定の判定値と比較し、偏差値
が判定値を越えた場合に該当する気筒の失火と判定する
判定手段、とを備えている。図2はこの発明の構成を示
す図であり、A2は排気温度検出手段、Fは演算手段、
2は判定手段である。
【0006】また第3の発明では、機関回転数を常時検
出する回転数検出手段と、回転数の平均値を算出すると
共にこの平均値と検出された回転数を逐次比較し、一定
の判定値以上の差がある場合に回転数を低下させる原因
となった気筒を点火時期との関係から判別してその気筒
を失火と判定する判定手段、とを備えている。図3はこ
の発明の構成を示す図であり、E2は回転数検出手段、
Gは点火装置、C3は判定手段である。
【0007】
【作用】第1の発明は、運転状態に応じた各気筒の排気
温度を記憶し、これと検出された排気温度とを各気筒ご
とに比較するので、共通のしきい値と比較する場合より
も個々の気筒の失火が的確に判定される。また第2の発
明は、一定速度での運転状態において全気筒の排気温度
の平均値に対する各気筒ごとの排気温度の偏差値を逐次
算出し、これを判定値と比較するので、排気温度が低い
希薄燃焼ガス機関であっても個々の気筒の失火が的確に
判定される。更に第3の発明は、回転数の平均値と検出
された回転数とを逐次比較し、回転数が低下した場合に
はその原因となった気筒を点火時期との関係から判別し
てその気筒を失火と判定するので、1回だけの失火でも
確実に検出される。
【0008】
【第1の発明の実施例】以下、図示の実施例について説
明する。まず、図4乃至図6により第1の発明の実施例
を説明する。図4において、1は火花点火式の内燃機
関、2はマイコンを使用した制御部、3は機関1の吸気
負圧により負荷を検出する負荷センサ、4は機関1の各
気筒ごとにその排気管に設けられて排気温度を検出する
温度センサ、5は機関1の回転数を検出する回転数セン
サである。制御部2には各センサの検出信号が入力され
ており、制御部2は図5のような手順で失火判定を行っ
て判定出力信号6を出力し、例えば警報を発したり、機
関を停止したりするように構成してある。
【0009】図5において、ステップS1では負荷セン
サ3と回転数センサ5の出力が読み込まれてその時の負
荷と回転数が検出され、この運転状態での各気筒の正常
時の排気温度T1〜TnがステップS2で読み出され
る。機関の排気温度は、負荷と回転数が高いほど高くな
るが、各気筒の排気温度間にはかなりバラツキがあり、
しかもその高低の傾向はその時の運転状態、すなわち負
荷と回転数によって変化する。図6はその例であり、a
は低負荷時、bは中負荷時、cは高負荷時である。この
ように上記の排気温度T1〜Tnは運転状態ごとに異な
るものとなるので、このデータは例えば出荷運転の際に
あらかじめ制御部2のメモリ内にマップの形で記憶させ
ておき、あるいは実際の運転の際に逐次入力される各セ
ンサの出力を記憶させてこれを利用するのであり、該当
するデータが無ければ近いデータを利用して内挿法によ
って求められる。
【0010】次にステップS3で現在の各気筒の排気温
度t1〜tnが入力され、ステップS4で各気筒ごとに
正常時の排気温度との差ΔTi=Ti−tiが算出され
る。そしてステップS5で失火判定値H1と比較し、差
が小さくてH1>ΔTiであれば正常と判定し、差が大
きくてH1>ΔTiでなければi番目の気筒が失火して
いると判定し、判定出力信号6が出力されるのである
(ステップS6)。なお、失火判定値H1は試験運転等に
より適切な値をあらかじめ選定してある。
【0011】以上のように、この実施例ではその時の運
転状態における正常な排気温度と検出された排気温度と
を各気筒ごとに比較するので、気筒間に排気温度の差が
ありしかも運転状態が変化しても、個々の気筒の失火を
的確に判定できる。また上述のように正常運転時の排気
温度を逐次入力して記憶するという学習機能を利用すれ
ば、その変化から劣化の状況を判断することも可能とな
るのである。
【0012】
【第2の発明の実施例】図7乃至図9は第2の発明の実
施例であり、図7において、11は一定速度で運転され
る希薄燃焼ガス機関、12はマイコンを使用した制御
部、13は機関11の各気筒ごとに設けられている排気
温度検出用の温度センサ、14は過給機、15はインタ
ークーラ、16はガバナ、17はガスレギュレータ、1
8はガス遮断弁、19は空気取り入れ管である。
【0013】この実施例では、図8に示すようにまずス
テップS11で各気筒の排気温度を読み込み、ステップ
S12でその平均値M1とこの平均値に対する各気筒ご
との排気温度の偏差値Siが算出される。そしてステッ
プS13でこの偏差値Siをあらかじめ選定された失火
判定値H2と順次比較し、Si>H2であればi番目の気
筒が失火していると判定してガス遮断弁18を閉じる
(ステップS14)。またSi>H2でなければ次のステ
ップS15に進み、失火判定値H2よりも低い値に設定
してあるしきい値Kと比較し、Si>Kであれば完全失
火と判定してガス遮断弁18を閉じるのである。なお、
以上の失火の判定は運転の開始時と終了時には行わず、
所定の回転数で運転されている期間内でのみ行われる。
【0014】すなわち、この実施例では全気筒の排気温
度の平均値と各気筒の排気温度とを比較するので、排気
温度が低い希薄燃焼ガス機関であっても個々の気筒の失
火を的確に判定することができる。またこの判定機能だ
けでは、完全失火の場合に全気筒の排気温度の平均値も
低下し、個々の気筒の排気温度との差が小さくなって失
火の判定ができないため、共通のしきい値による判定も
併用することにより完全失火の判定も支障なく行うこと
ができる。このため、この実施例でのしきい値Kは従来
のしきい値よりもかなり低く、例えば250〜300℃
程度に設定されている。図9は各気筒の排気温度と平均
値M1、しきい値K等の関係を例示したものである。
【0015】
【第3の発明の実施例】図10乃至図12は第3の発明
の実施例であり、図10において、21は機関、22は
マイコンを使用した制御部、23はイグナイタ、24は
点火コイル、25は点火パルサ、26は回転数センサ、
27はF/Vコンバータとバンドパスフィルタからなる
入力変換部である。制御部22には点火パルサ25から
の点火信号と、入力変換部27からの機関回転数を電圧
に変換した電圧信号Vが入力されており、制御部2は図
11の手順で失火を判定するように構成されている。
【0016】まず、ステップS21で電圧信号Vが入力
され、平均値M2が算出される。機関は各気筒の燃焼行
程ごとに加速されるので、電圧信号Vは図12の(b)に
示すように細かく周期的に変動している。波形の数字は
気筒番号であり、例えば2番気筒が失火すると2番気筒
の燃焼行程での加速が行われないので、(b)の破線のよ
うに2番気筒の燃焼行程に対応する時刻の電圧信号Vが
低下する。ステップS22ではこの電圧信号Vを平均値
2よりあらかじめ設定された失火判定値H3だけ低い値
と比較し、V<M2−H3であれば失火が生じていると判
定される。
【0017】一方、制御部22には点火パルサ25から
の点火信号が図12の(a)に示すように入力されている
ので、制御部22ではこの信号の入力時刻と失火が生じ
ていると判定されるまでの経過時間Lから失火したのが
2番気筒であることを判別するのである。なお、以上の
失火の判定は運転の開始時と終了時には行わず、所定の
回転数で運転されている期間内でのみ行われる。このよ
うな手順で失火と判定されると、次のステップS23で
その回数nが加算され、あらかじめ設定された基準値J
を越えると警報を発し、機関の運転が停止されるのであ
る(ステップS24)。
【0018】すなわち、この実施例では回転数の平均値
と検出された回転数を逐次比較し、回転数の低下から失
火した気筒を判定するので、1回だけの失火でも確実に
検出され、しかもこの判定は排気温度による場合のよう
な遅れはなくリアルタイムで行われるため、速やかな対
応が可能となる。また、失火の回数をカウントできるの
で劣化の状況を事前に判断し、点検等の準備を余裕をも
って行うことも可能となる。また排気温度センサを各気
筒ごとに配置する必要がなく、構造が簡単となりコスト
も低減される。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の第1の発明は、運転状態の変化に応じた各気筒の排
気温度を記憶し、この記憶された排気温度と検出された
排気温度とを各気筒ごとに比較するようにしたものであ
る。従って、各気筒の排気温度にバラツキがあり、しか
もその差が大きい場合でも個々の気筒の失火を的確に判
定することができ、共通のしきい値と比較していた従来
例と比べて判定の信頼度が大幅に向上される。
【0020】また第2の発明は、一定速度で運転される
希薄燃焼ガス機関において、全気筒の排気温度の平均値
に対する各気筒ごとの排気温度の偏差値を判定値と比較
するようにしたものである。従って、排気温度が低い希
薄燃焼ガス機関であっても個々の気筒の失火を的確に判
定することが容易となり、判定の信頼度が大幅に向上さ
れる。更に第3の発明は、回転数の平均値と検出された
回転数を比較し、回転数の低下原因となった気筒を判別
して失火と判定するようにしたものである。従って、排
気温度によって失火を判定する場合のように判定が遅れ
たり失火が検出されなかったりすることがなく、1回だ
けの失火でも確実に検出される。また失火の回数から劣
化の状況を事前に把握することができるので、点検等の
準備等を的確に行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の構成を示す図である。
【図2】第2の発明の構成を示す図である。
【図3】第3の発明の構成を示す図である。
【図4】第1の発明の一実施例の概略構成図である。
【図5】同実施例の制御の手順を示すフローチャートで
ある。
【図6】同実施例における気筒の排気温度のバラツキを
例示したグラフである。
【図7】第2の発明の一実施例の概略構成図である。
【図8】同実施例の制御の手順を示すフローチャートで
ある。
【図9】同実施例における気筒の排気温度を例示したグ
ラフである。
【図10】第3の発明の一実施例の概略構成図である。
【図11】同実施例の制御の手順を示すフローチャート
である。
【図12】同実施例における機関回転数の変動を例示し
たグラフである。
【符号の説明】
1,11,21 機関 2,12,22 制御部 3 負荷センサ 4,13 温度センサ 5,26 回転数センサ 14 過給機 18 ガス遮断弁 25 点火パルサ 27 入力変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 廣紀 大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマーデイ ーゼル株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気温度を各気筒ごとに検出する排気温
    度検出手段と、正常運転時における負荷及び機関回転数
    に応じた各気筒の排気温度を記憶する記憶手段と、検出
    された排気温度を上記記憶手段に記憶された排気温度と
    比較し、一定の判定値以上の差がある場合に該当する気
    筒の失火と判定する判定手段、とを備えたことを特徴と
    する火花点火式内燃機関の失火判定装置。
  2. 【請求項2】 希薄燃焼ガス機関において、一定速度で
    運転されている時に排気温度を各気筒ごとに繰り返し検
    出する排気温度検出手段と、全気筒の排気温度の平均値
    とこの平均値に対する各気筒ごとの排気温度の偏差値を
    逐次算出する演算手段と、算出された偏差値を一定の判
    定値と比較し、偏差値が判定値を越えた場合に該当する
    気筒の失火と判定する判定手段、とを備えたことを特徴
    とする火花点火式内燃機関の失火判定装置。
  3. 【請求項3】 機関回転数を常時検出する回転数検出手
    段と、回転数の平均値を算出すると共にこの平均値と検
    出された回転数を逐次比較し、一定の判定値以上の差が
    ある場合に回転数を低下させる原因となった気筒を点火
    時期との関係から判別してその気筒を失火と判定する判
    定手段、とを備えたことを特徴とする火花点火式内燃機
    関の失火判定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100401837B1 (ko) * 2000-12-23 2003-10-17 현대자동차주식회사 자동차의 실화발생 및 배기가스온도 과다상승시의 연료분사제어방법
GB2512102A (en) * 2013-03-20 2014-09-24 Perkins Engines Co Ltd Method and apparatus for identifying unstable combustion in an internal combustion engine
CN117377814A (zh) * 2021-06-03 2024-01-09 三菱重工发动机和增压器株式会社 内燃机的失火检测装置及失火检测方法

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