JPH10259754A - 内燃機関の失火診断装置 - Google Patents

内燃機関の失火診断装置

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JPH10259754A
JPH10259754A JP9065854A JP6585497A JPH10259754A JP H10259754 A JPH10259754 A JP H10259754A JP 9065854 A JP9065854 A JP 9065854A JP 6585497 A JP6585497 A JP 6585497A JP H10259754 A JPH10259754 A JP H10259754A
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JP
Japan
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misfire
angular velocity
crank angle
cylinder
value
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Pending
Application number
JP9065854A
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English (en)
Inventor
Yutaka Kanbara
豊 神原
Akira Uchikawa
晶 内川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関の単一気筒の失火と複数気筒の失火とを区
別して診断する。 【解決手段】運転領域毎に気筒別の角速度検出用のクラ
ンク角区間を変えて設定し (S1,S2) 、該クランク
角区間の周期TINTの最新複数個の値から失火判定値
M1 を算出し (S3,S4) 、それらのn個分の積算値
SMMの平均値xを算出し (S5〜S8) 、機関回転速
度Nに対応する失火平均値x0 に対する比率kがk<a
のときは非失火、a≦k<bのときは単一気筒が失火、
k>bのときは複数気筒が失火と診断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の失火診
断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関の失火診断装置として、
クランク角センサからクランク角720°/n (nは気筒
数) 毎に発生し、連続して検出された基準信号の周期に
基づきこれらの変動状態に応じて失火の有無を判定する
ようにしたものがある (実開平5−17172号参照)
。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに基準信号の周期 (角速度) の変動状態に応じて失火
診断を行う場合、例えば機関の燃焼変動の影響が出にく
い高回転、低負荷域ほど単一気筒の失火と複数気筒の失
火とが区別できず、誤検出してしまうことがあった (図
5参照) 。
【0004】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたもので、単一気筒の失火と複数気筒の失火とを明
確に区別して診断できるようにした内燃機関の失火診断
装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は図1に示すように、各気筒に対応する所定クラ
ンク角区間毎に回転の角速度を検出する角速度検出手段
と、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前
記検出された機関運転状態に応じた運転領域毎に前記角
速度検出用のクランク角区間を変更して設定する検出区
間設定手段と、前記各気筒に対応する所定クランク角毎
に角速度検出値に基づいて失火判定値を算出する失火判
定値算出手段と、前記失火判定値を算出毎に積算する失
火判定値積算手段と、前記失火判定値の積算値又はその
平均値を、基準値と比較して単一気筒の失火と複数気筒
の失火とを区別して失火の有無を診断する失火診断手段
と、を含んで構成したことを特徴とする。
【0006】このようにすれば、燃焼性の異なる運転領
域では気筒毎の角速度の検出に適した計測クランク角区
間が異なるので、運転領域毎に前記角速度の検出に適し
た計測クランク角区間に変更することで、角速度の検出
精度を高めることができる。また、失火判定値を積算す
ることで単一気筒が失火した場合と複数気筒が失火した
場合とで積算値 (又は平均値) が失火気筒数に比例的に
変化するので、該積算値 (又は平均値) を基準値と比較
して失火判定を行うことで、単一気筒の失火と複数気筒
の失火とを明確に区別して失火判定を行うことができ
る。
【0007】また、請求項2に係る発明は、前記計測区
間変更手段が、機関の高回転領域ではクランク角区間を
短くし、低回転領域ではクランク角区間を長く設定する
ようにした。このようにすれば、高回転領域ではクラン
ク角捩じれ方向の振動が大きく、一方、失火と非失火と
で角速度の差が大きいため、計測用のクランク角区間を
短くし、逆に低回転領域ではクランク角捩じれ方向の振
動が小さく、失火と非失火とで角速度の差は小さいの
で、計測用のクランク角区間を長くすることで、夫々の
領域における角速度の検出精度を高めることができる。
【0008】また、請求項3に係る発明は、角速度計測
手段は、前記所定クランク区間毎の周期を、各気筒に対
応した角速度の逆数として計測するようにした。このよ
うにすれば、角速度に対応する値をタイマで容易に計測
することができ、演算を省略できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。一実施形態を示す図2以降におい
て、内燃機関1は4気筒機関とし、点火順序は♯1→♯
3→♯4→♯2とする。コントロールユニット10はマイ
クロコンピュータを内蔵し、各種センサからの信号に基
づいて演算処理を行い、機関の各気筒 (♯1〜♯4) 毎
に設けられている燃料噴射弁2及び点火コイル3の作動
を制御する。
【0010】前記各種のセンサとしては、クランク角セ
ンサ11、エアフローメータ12などが設けられている。ク
ランク角センサ11は、クランク角180 °毎の基準信号と
単位クランク角 (1〜2°) 毎の単位信号とを出力し、
これらにより、クランク角を検出しうると共に、機関回
転速度Nを検出可能である。また、基準信号には気筒判
別信号が含まれており、例えば♯1気筒に対応する基準
信号のパルス幅を長くするなどして、気筒判別を可能と
してある。
【0011】エアフローメータ12は、例えば熱線式で、
吸入空気流量Qを検出可能である。ここにおいて、コン
トロールユニット10は、吸入空気流量Qと機関回転速度
Nとに基づいて基本燃料噴射量TP =k・Q/N (kは
定数) を演算し、これに各種補正を施して最終的な燃料
噴射量TI =TP ・COEF (COEFは各種補正係
数) を定め、このTI に相当するパルス幅の駆動パルス
信号を機関回転に同期した所定のタイミングで各気筒の
燃料噴射弁2に出力して、燃料噴射を行わせる。
【0012】また、コントロールユニット10は、機関回
転速度Nと基本燃料噴射量TP とに基づいて点火時期を
定め、そのタイミングで点火コイル3の作動を制御して
点火を行わせる。また、コントロールユニット10は、図
3及び図4に示すルーチンに従って、各気筒の失火の有
無を判定し、所定の場合に警報ランプ等により警報を発
する。
【0013】ステップ (図ではSと記す。以下同様) 1
では、現在の運転状態が機関回転速度N及び基本燃料噴
射量TP に基づいて区分された運転領域のいずれに属す
るかを判別する。ステップ2では、前記判別された運転
領域に応じた角速度検出のために計測されるクランク角
区間を設定する。具体的には、高回転領域ではクランク
角捩じれ方向の振動が大きく、一方、失火と非失火とで
角速度の差が大きいため、計測用のクランク角区間を短
くし、逆に低回転領域ではクランク角捩じれ方向の振動
が小さく、失火と非失火とで角速度の差は小さいので、
計測用のクランク角区間を長くする。
【0014】この部分が検出区間設定手段に相当する。
ステップ3では、新しく前記設定されたクランク角区間
の周期TINTを入力したか否かを判定する。即ち、前
記設定されたクランク角区間の開始時期にタイマの計測
を開始し、該クランク角区間の終了時にタイマの計測値
を読み込んでTINTを計測するものであり、該計測値
TINTを入力したか否かを判定する。
【0015】このクランク角センサ11とこのTINTを
計測する機能とが角速度検出手段に相当する。TINT
を新たに入力したときは、該最新のTINTと過去複数
回分計算されたTINTから、当該気筒に対応する失火
判定値M1 を算出する。具体的には、最新のTINTを
T1とし、同様にして求められた最新の5個の値 (T1
〜T5) から、次式に従って、失火判定値M1 を算出す
る。尚、T1は現在気筒判別されている失火判定対象気
筒の現在の周期を示し、T5はその気筒の1サイクル前
の周期を示す。
【0016】M1 =〔3× (T4−T5) + (T4−T
1) 〕/T53 この部分が失火判定値算出手段に相当する。ステップ5
では、前記失火判定値M1 を次式のように積算する。 SMM=SMM+M1 この部分が失火判定値積算手段に相当する。
【0017】ステップ6では、積算回数をカウントする
カウンタの値をインクリメントする。ステップ7では、
前記カウンタの値がnになったか否かを判定する。そし
て、カウント値がnになったときにステップ8へ進み、
前記積算値SMMの平均値x=SMM/nを算出する。
【0018】ステップ9では、積算値の基準値x0 に対
し前記平均値xの比率k=x/x0を算出する。ここ
で、基準値x0 とは、TINT入力時の機関回転速度N
から求めた基準となる失火判定値であり、各気筒の平均
的なTINTの値に対応する失火判定値として求められ
る。ステップ10では、前記比率kを基準値と比較して失
火診断を行う。具体的には、比率k<aのときは、ステ
ップ11へ進んでどの気筒も失火していない (非失火) と
診断し、a≦k<bのときは、ステップ12へ進んで単一
気筒が失火していると診断し、k≧bのときは、ステッ
プ13へ進んで複数気筒が失火していると診断する。
【0019】このようにすれば、機関の運転領域毎に角
速度検出用のクランク角区間を変えて設定し、高精度に
角速度を検出する一方、複数個の角速度に基づいて算出
される失火判定値の積算値 (の平均値) に基づいて単一
気筒の失火と複数気筒の失火とを区別して診断すること
ができる。このステップ9〜ステップ13の部分が失火診
断手段に相当する。
【0020】なお、積算前に算出する失火判定値として
は前記のM1 の代わりに下記のM2を用いることができ
る。 M2 =〔2× (T3−T5) + (T3−T1) 〕/T53 更に、このM2 について、最新値を3個 (M21〜M23)
を記憶しておき、失火判定値として下記のM3 を用いて
もよい。
【0021】M3 =M22−M23 また、本実施形態では、角速度に相当する値として基準
信号の周期 (角速度の逆数) TINTを用いたが、角速
度を直接算出 (例えば所定時間内の単位角信号の入力数
によって算出) して用いるようにしてもよい。更に、失
火判定値M1 と失火判定値の所定回数分の平均値との偏
差の中正の値をとる、つまり角速度が減少してTINT
が増大するときの偏差ΔMを積算して基準値と比較する
ような構成であってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように請求項1に係る
発明によれば、このようにすれば、運転領域毎に前記角
速度の検出に適した計測クランク角区間に変更して角速
度の検出精度を高めつつ、該角速度に基づいて算出され
た失火判定値を積算し、該積算値 (又は平均値) を基準
値と比較して失火判定を行うことにより、単一気筒の失
火と複数気筒の失火とを明確に区別して失火判定を行う
ことができる。
【0023】また、請求項2に係る発明によれば、高回
転領域ではクランク角捩じれ方向の振動が大きく、一
方、失火と非失火とで角速度の差が大きいため、計測用
のクランク角区間を短くし、逆に低回転領域ではクラン
ク角捩じれ方向の振動が小さく、失火と非失火とで角速
度の差は小さいので、計測用のクランク角区間を長くす
ることで、夫々の領域における角速度の検出精度を高め
ることができる。
【0024】また、請求項3に係る発明によれば、角速
度に対応する値をタイマで容易に計測することができ、
演算を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図2】本発明の一実施形態を示すシステム図。
【図3】失火診断ルーチンの前段を示すフローチャー
ト。
【図4】同じく後段を示すフローチャート。
【図5】異なる機関負荷時の回転変動の様子を示すタイ
ムチャート。
【符号の説明】
1 機関 2 燃料噴射弁 3 点火コイル 10 コントロールユニット 11 クランク角センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒に対応する所定クランク角区間毎に
    回転の角速度を検出する角速度検出手段と、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記検出された機関運転状態に応じた運転領域毎に前記
    角速度検出用のクランク角区間を変更して設定する検出
    区間設定手段と、 前記各気筒に対応する所定クランク角毎に角速度検出値
    に基づいて失火判定値を算出する失火判定値算出手段
    と、 前記失火判定値を算出毎に積算する失火判定値積算手段
    と、 前記失火判定値の積算値又はその平均値を、基準値と比
    較して単一気筒の失火と複数気筒の失火とを区別して失
    火の有無を診断する失火診断手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の失火診断
    装置。
  2. 【請求項2】前記検出区間変更手段は、機関の高回転領
    域ではクランク角区間を短くし、低回転領域ではクラン
    ク角区間を長く設定する請求項1に記載の内燃機関の失
    火診断装置。
  3. 【請求項3】角速度検出手段は、前記所定クランク区間
    毎の周期を、各気筒に対応した角速度の逆数として検出
    する請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の失火診断
    装置。
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