JPH07208255A - 内燃エンジンの不点火検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特定のシリンダ事象の動力損失値を近隣のシリ
ンダ事象の動力損失値と比較することにより不点火の誤
った分類（間違った警報の可能性）を減少させる。 【構成】エンジンの運転時に複数個のシリンダ点火の各
々に対応するエンジン加速度が測定される。他のシリン
ダ点火に対する各シリンダ点火の動力損失値が決定され
る。各動力損失値は不点火を表わす第１の所定の損失値
と比較される。各々の動力損失値が第１の所定の損失値
より大きい場合、（１）各動力損失値の直近の動力損失
値を第２の所定の損失値と比較し、（２）第２の所定の
損失値より大きい直近の動力損失値の数に応答して各動
力損失値に対応する不点火が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの正常な使
用中の車両運転時に発生する不点火の検出に一般的に関
係し、特に個々の不点火の発生を識別して間違った警報
や他の誤りを減少させることに関係する。

【０００２】

【従来の技術】触媒コンバータを自動車に用いてエンジ
ン排気中の汚染物質を減少させる。シリンダが不点火を
起こして不燃焼又は不完全燃焼が発生すると、未燃焼の
燃料が排気中に放出され、これは熱い触媒コンバータ中
で燃焼する。触媒コンバータ中で燃焼する燃料から発生
する熱は触媒を破壊する。従って、過大な不点火の発生
時にエンジン不点火を検出カウントし、車両の運転者に
信号を与えて触媒コンバータを保護するために処置をと
るようにすることが望ましい。

【０００３】不点火を検出する最良の技術の一つは、引
用により本明細書に含まれる共通に所有される米国特許
第５，０４４，１９４号、第５，０４４，１９５号、第
５，０５６，３６０号、第５，０９５，７４２号、第
５，１０９，６９５号、第５，１１７，６８１号に記述
されるようなエンジン・クランクシャフトの加速度を監
視することであった。これらの装置では、各エンジンシ
リンダに附随する角度間隔を介して回転する時間を測定
する。時間間隔を基に加速度が計算され、この加速度値
を処理して各シリンダに附随する動力損失値を決定す
る。動力損失値を閾値と比較して不点火を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの不点火検出器
の成功動作のためのパラメータは非常に需要が多い。例
えば、約１または２％の不点火率は放出レベルに反対に
影響するためこれを検出することが望ましい。加えて、
エンジンの以後のサービス保守を容易にして不点火につ
ながる状態を補正するため、個々の不点火に関連する不
点火シリンダの識別を決定し記憶しなければならない。
標準的には、このような診断戦略は非常に低い誤り警報
率を有さなければならず、特に検出器を多数の車両に用
いるときにはそうである。

【０００５】エンジンのシリンダ数が４以上に増大する
と動力行程の重なりにより不点火検出はより困難とな
る。重なりにより、あるシリンダの加速度効果が点火順
序の隣接するシリンダの加速度測定にはみ出す。従っ
て、あるシリンダの不点火は隣接する正常点火シリンダ
の加速度値にたいして「引っ張り効果」を有する。これ
は、隣接する点火を誤って不点火として断言する危険性
を増大させる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はエンジンの重な
り動力行程から起因する誤った不点火の検出を減少させ
る利点を有する。従って、各不点火の可能性はその近隣
と比較されて、引っ張り効果に起因する不点火の検出を
減少させる。

【０００７】ある面では、本発明は、個々のシリンダ点
火を不点火と正常点火とに分類する内燃エンジンの個々
のシリンダ点火の不点火を検出する方法を提供する。エ
ンジンの運転時に複数個のシリンダ点火の各々に対応す
るエンジン加速度が測定される。他のシリンダ点火に対
する各シリンダ点火の動力損失値が決定される。各動力
損失値は不点火を表わす第１の所定の損失値と比較され
る。各々の動力損失値が第１の所定の損失値より大きい
場合、（１）各動力損失値の直近の動力損失値を第２の
所定の損失値と比較し、（２）第２の所定の損失値より
大きい直近の動力損失値の数に応答して各動力損失値に
対応する不点火が検出される。

【０００８】

【実施例】図１の曲線１０はエンジン運転時の近似的な
加速度揺らぎを示す。瞬間的な加速度ピーク１１がシリ
ンダNo.1の動力行程中に発生している。加速度曲線中に
生じる他のピークは他の正常点火シリンダに対応するも
のとして図示されている。従って、４シリンダ以上のエ
ンジン（例えば図１に示すような６シリンダ・エンジ
ン）では動力行程は重なるが、その個々の効果は、シリ
ンダ点火当り１回の割合で行われる速度測定から決定可
能な相異なる加速度揺らぎに少なくとも部分的に分離さ
れる。

【０００９】あるシリンダによりその動力行程中に相当
の動力が発生しないような不点火が生じた時、クランク
シャフトは１２に図示するようにその回転を通して減速
し続ける。減速は、少なくとも不点火シリンダがその動
力行程で唯一のシリンダである時間は続行する。

【００１０】不点火を検出する装置は図２に図示されて
いる。クランクシャフトと共に回転する多重歯車１５を
エンジンに取付ける。複数個の歯１６が所定の角度間隔
で車１５の周囲に配置されている。各歯がセンサ１７を
通過する時を検出するため可変リラクタンス・センサ１
７を歯１６に近接した固定位置に配置する。車１５には
歯なし位置１８が設けられて、絶体位置基準、例えば図
２に示すようにシリンダNo.1の上死点前９０°を与え
る。当該技術においてこれも使用される回転ベーンに附
随するホール効果センサのような別の位置検出装置も使
用可能である。

【００１１】センサ１７はカウンタ２１へデコード出力
を与えるデコーダ２０に接続される。クロック発生器２
２によりクロック信号がカウンタ２１へ与えられる。デ
コードした位置間の時間間隔ΔTを定めるカウンタ出力
が損失計算器２３に与えられる。所定のシリンダ動力行
程に対する角度回転間隔を定めるデコード位置間で発生
されたカウントを元に速度と加速度が損失計算器で計算
される。シリンダ識別センサ（図示せず）を用いて、ど
のシリンダが実際に排気行程に対して動力行程にあるか
を識別することが望ましい。加速度値を基に、損失計算
器２３は例えば前述の特許第5,109,695号に記載されて
いるように各シリンダ点火に対する動力損失値を決定す
る。従って、損失計算器２３は動力損失値を導くため期
待トルクを決定するために空気流量や燃料速度のような
エンジン・パラメータを特徴づける入力信号（図示せ
ず）を受け取ることが望ましい。動力損失値は正常点火
シリンダにより発生されるべき期待動力値に対する％動
力損失として表わされる（すなわち、０％動力損失は正
常な全動力点火を表わし、１００％動力損失は不点火に
起因する完全な動力損失を表わす）。

【００１２】図３は本発明の図解動作用の複数個の仮想
的な連続した動力損失値を示す。従来の技術では、ＴＨ
ＲＥＳＨＨＯＬＤ１（例えば７０％）を用いて不点火と
正常点火との間の事象を区別する。動力行程が重なるエ
ンジン（特に８および１０シリンダ・エンジン）では、
不点火シリンダ事象は隣接する動力行程計算に顕著な引
っ張り効果を与える（すなわち、隣接する動力損失値は
増大する）。特許第５，０５６，３６０号に記載されて
いるような加速度測定を決定するための適正な行程まと
め化は両方の近隣に引っ張り効果を等化可能ではある
が、除去不能である。従って、単発の不点火が隣接する
動力損失値を増加させ、隣接値を不点火の様に見せるこ
とも可能である。

【００１３】本発明は、シリンダ事象が不点火を表わし
ているかどうか決定する際に各シリンダ事象の直近を検
査することにより引っ張り効果による間違った警報を減
少させる。図３は複数個の動力損失値３０−４４を示し
ている。不点火の可能性は各動力損失値のＴＨＲＥＳＨ
ＯＬＤ１との比較によりまず検出される。近隣（すなわ
ち、前と以後の動力損失値）を検査して「大きな近隣」
を識別する。大きな近隣はＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１より小
さい第２の閾値ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ２（例えば５０％）
を超える動力損失値として定義される。本発明は引っ張
り効果により作られた不点火の可能性を識別しこれを廃
棄するために大きな近隣の存在とその相対的大きさを使
用している。

【００１４】本発明によると、特定の損失値がＴＨＲＥ
ＳＨＯＬＤ１より小さい場合はシリンダ事象は正常点火
として分類される。各損失値がＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１よ
り大きい場合、大きな近隣の数（すなわち０、１、また
は２）を決定する。大きな近隣がない場合、引っ張り効
果はなく、シリンダ事象は不点火として分類される。大
きな近隣が１個だけある場合、被検査シリンダ事象の動
力損失値を大きな近隣の動力損失値と比較する。現在の
シリンダの動力損失値が大きな近隣より大きい場合、シ
リンダ事象は不点火として分類される。大きな近隣のほ
うが現在の動力損失値より大きい場合、引っ張り効果が
生じたものと推定され、正常な点火が検出される。大き
な近隣が２個ある場合、現在の動力損失値が大きな近隣
の内の少なくとも一方より大きいかまたは等しい場合に
は不点火が検出され、他の場合は正常点火が検出され
る。

【００１５】図３に示したサンプル値に戻ると、動力損
失値３１を導くシリンダ事象は、これがＴＨＲＥＳＨＯ
ＬＤ１より大きいため不点火の可能性がある。動力損失
値３０、３２はＴＨＲＥＳＨＯＬＤ２より小さいため、
動力損失値３１は０個の大きな近隣を有し、不点火とし
て分類される。動力損失値３５は１個の大きな近隣を有
する不点火の可能性である。動力損失値３５はその大き
な近隣３４より大きいため、動力損失値３５は不点火と
して分類される。動力損失値３９も１個の大きな近隣を
有する不点火の可能性である。しかしながら、大きな近
隣の動力損失値４０は動力損失値３９より大きいため、
動力損失３９に対応するシリンダ事象は正常点火として
分類される、何故ならこれは引っ張り効果により生じた
ものらしいからである。

【００１６】動力損失値４０、４１は不点火の可能性が
あり（すなわちＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１より大きい）、か
つ各々は２つの大きな近隣を有している。動力損失値４
０はその大きな近隣の一方又は両方より大きな動力損失
を表わしているため、これは不点火として検出される。
対照的に、動力損失値４１は隣接するどちらの動力損失
値よりも大きくないため正常点火として分類される。

【００１７】動力損失値４３はＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１よ
り大きく従って不点火の可能性を表わす。これは２個の
大きな近隣を有し、その動力損失値４４はＴＨＲＥＳＨ
ＯＬＤ２より大きいが不点火の可能性を表わす程には大
きくない。それにも係わらず、動力損失値４３は動力損
失値４４より大きいため動力損失値４３に対応する不点
火が検出される。

【００１８】ここで図４に戻ると、本発明で使用される
方法は動力損失値を以下の方法で分類する。上術の特許
に記載されているように、各動力損失値は信頼できる不
点火分類が可能かどうかを決定するための関連する損失
誤りを有している。段階５０で、損失誤りを誤り閾値と
比較する。損失誤りが閾値より大きい場合、段階５１で
検査無し状態を検出する。それ以外の場合、信頼できる
分類が可能であり、動力損失値ＬＯＳＳ(i) を段階５２
でＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１と比較する。ＬＯＳＳ(i) がＴ
ＨＲＥＳＨＯＬＤ１より小さいと決定した場合、段階５
３で正常点火が検出される。

【００１９】ＬＯＳＳ(i) がＴＨＲＥＳＨＯＬＤ１より
大きい場合、不点火の可能性があるもののの大きな近隣
の数を段階５４で決定する。大きな近隣がない場合、段
階５５で不点火が指示される。大きな近隣が１個ある場
合、段階５６でＬＯＳＳ(i)を隣接の動力損失値ＬＯＳ
Ｓ(i-1) とＬＯＳＳ(i+1) と比較する。ＬＯＳＳ(i)が
両方の近隣より大きい場合、不点火が段階５５で指示さ
れ、それ以外は段階５３で正常点火が指示される。この
代りに、大きな近隣が１個ある場合には、どちらの近隣
が大きな近隣であるかに注意を払い、その近隣との比較
のみを行ってもよい。

【００２０】段階５４で２個の大きな近隣を検出した場
合、段階５７でＬＯＳＳ(i) を近隣の動力損失値と比較
する。ＬＯＳＳ(i) が隣接する損失値の少なくとも一方
より大きい場合、段階５５で不点火が指示され、それ以
外は段階５３で正常点火が指示される。

【００２１】特定の動力損失値の分類後に、サンプル番
号 iが増分され次の動力損失値が分類される。各シリン
ダ事象を分類すると、例えば共願の出願一連番号第０８
／０４２，２５７号に記載したように全体の不点火率が
決定される。

【００２２】以上の発明は、隣接するシリンダ点火の実
際の不点火の引っ張り効果に起因する誤って不点火と分
類された事象の間違った警報を減少させる。ＴＨＲＥＳ
ＨＯＬＤ２の値または大きさを較正して、間違った警報
を避けることと連続した不点火を検出する能力との間の
受け入れ可能なトレードオフを与える。ＴＨＲＥＳＨＯ
ＬＤ２の大きさが小さくなればなる程、連続した不点火
を検出する能力が良くなるが、間違った警報を出しやす
くなる。

【００２３】連続した不点火を検出する能力を増加させ
る（間違った警報の増加の犠牲のもとに）他の方法は、
図４の段階５６、５７でのその近隣との比較の前に各動
力損失値に数％のオーダーの増分値Ｙを加算することで
ある。従って、２つの連続する不点火の可能性が互いに
Ｙの範囲内の場合、両方とも不点火として分類される。

【図面の簡単な説明】

【図１】正常および不点火シリンダのクランクシャフト
に対する瞬間的加速度を示すプロット図。

【図２】本発明による測定および計算装置のブロック
図。

【図３】各シリンダ点火に対する仮想的な動力損失値を
図示する棒グラフ図。

【図４】本発明による改良された不点火検出を図示する
流れ図。

【符号の説明】

１０ 加速度グラフ １５ 多重歯車 １７ センサ ２０ デコーダ ２１ カウンタ ２３ 損失計算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 個々のシリンダ点火が不点火と正常点火
   に分類される、内燃エンジンの個々のシリンダ点火の不
   点火検出方法において、 前記エンジンの運転中に複数個のシリンダ点火の各々に
   対応するエンジン加速度を測定する段階と、 前記シリンダ点火の他のものに対する各シリンダ点火の
   動力損失値を決定する段階と、 各動力損失値を不点火を指示する第１の所定の損失値と
   比較する段階と、 各動力損失値が前記第１の所定の損失値より大きい場
   合、（１）前記各動力損失値の直近の動力損失値を第２
   の所定損失値と比較する段階と、（２）前記第２の所定
   損失値より大きい前記直近の動力損失値の数に応答して
   前記各動力損失値に対応する不点火を検出する段階と、
   を含む内燃エンジンの個々のシリンダ点火の不点火検出
   方法。