JPS6230932A - エンジンの失火検出装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの失火検出装置、特に燃焼室内におけ
る筒内圧を検出する筒内圧センサからの出力値に基づい
て失火状態を検出するエンジンの失火検出装置に関する
。

（従　　来　　技　　術） 燃焼室内におｔプる圧縮圧の低下や混合気の稀薄、或は
点火プラグの着火不良等によって生じる失火（ミスフッ
イヤ）は・不快な振動や１ンジン出力　　　　　１の低
下等の種々の弊害を招く原因となる。そこで、このよう
な失火の発生を防止するために、特に失火を生じ易いア
イドル時に燃料供給量を増加させ或は点火時期をリター
ド（遅角）させることが行われているが、従来において
は失火の発生状態が個々のエンジンに応じて異なるにも
拘らず、全てのエンジンに対して一律に燃Ｙ１の増量等
の失火対策が行われているのが通例である。そのため個
々のエンジンにおいては、燃料供給量が必要以−１二に
多くなって燃費が悪化する等の不具合が生じることにな
る。このような不具合に対処するために、近年、個々の
エンジンにおける失火状態を検出し、この検出結果に基
づいて失火を防止すべく燃ＩＩ供給量や点火時期等を最
適制御することが試みられている。

ところで、上記のような失火状態を検出する失火検出装
置として、例えば実公昭５９−２８０８５号公報に開示
されたものが存在する。これは、先端間口部が排気ガス
の流れ方向に略平行と４するように排気通路内に突出さ
れた第１パイプと、先端開口部が排気ガスの流れ方向に
略直交し口つＩＪＩ気通路の下流側を向くように該通路
内に突出された第２パイプと、これらの第１．第２パイ
プに接続されて両パイプ内における排気ガスの差圧を検
出する差圧検出器とによって構成されたものである。そ
して、失火時に、排気通路内に生じるす１気ガスの逆流
ににって上記第２パイプ内における排気ガスの圧力のみ
が変化（上菅）シ、これに伴って第１．第２パイプ内に
おける排気ガスの差圧も変化した際に、この差圧の変化
を上記差圧検出器によって検知して失火が発生したこと
を判定するようになっている。

しかし、上記のような構成によれば、排気通路内を通過
する排気ガスに基づいて失火の検出が行われるために検
出に時間遅れが生じ、また排気ガスの脈動等によって第
１．第２パイプ内の圧力が常に変動するため、この圧力
変動を考慮に入れた十で」−記失火の検出をせねばなら
ないことに４ｆる。

従って、差圧検出器からの出力伯に基づく失火状態であ
るか否かの判定動作が複層１化され、；Ｌｌこ上記圧力
変動が著しい場合には失火の判定時に誤動作を生じる虞
れがあり、そのため失火状態を正確に判定できないとい
う問題が生じる。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明は、エンジンの失火検出装置にお（）る上記のＪ
ζうな問題に対処する１ンので、燃焼室にお１ノる筒内
圧を検出づる筒内圧１ごンリを設（」、該センサーによ
って検出された１ｎ内圧に基づいて失火状態の判定を行
うようにする。これにより、簡素な構成でしかも迅速１
つ正確に失火状態の検出が行えるエンジンの失火検出装
置を実現することを目的と覆る。

（発　　明　　の　　構　　成） 本発明は上記目的達成の！こめ次のにうにＩＮ成したこ
とを特徴とする。

即ち、エンジンの燃焼室内にお【プる筒内圧を検出する
筒内圧センサを備えると共に、圧縮上死点を基準位置と
して、この基準位置よりも所定のクランク角だＣ前の位
置ど、この基準位置より−し上記所定のクランク角に等
しいクランク角だり後の位置とにおける筒内圧を上記筒
内圧センサーにＪ：り検出し、これら２位置で検出され
た筒内圧が略等しい時に失火状態と判定する判定手段を
設（）たことを特徴とする。

ところで、エンジンの圧縮行程開始時から膨張行程終了
時までの間における燃焼室内の筒内圧特性によると、エ
ンジンの運転状態が、特に失火が発生し易いアイドル領
域を含む低回転低負荷領域においては、圧縮上死点で圧
縮圧によるピークが発生ずると共に、圧縮上死点を過ぎ
た時点で混合気の燃焼に起因する燃焼圧のピークが発生
ザる。

また、エンジンの運転領域が上記低回転低０荷領域以外
の通常の運転領域における筒内圧特性によると、圧縮上
死点で圧縮圧のピークが発生した後にこのピークに連続
してより大きな燃焼■＝のピークが発生する。一方、失
火時における筒内圧特性によると、いずれの運転領域に
おいても圧縮上列５一 点で圧縮圧のピークが発生ηるのみで上記のＪ、う４Ｔ
燃焼圧のピークは発生しない。そのため、この失火時に
おける筒内圧曲線は、圧縮圧のピークが発生する圧縮」
二死魚の前側と後側とでは略対称となり、従って圧縮−
１二死点を基準位置として、この基準位置から前側と後
側とに夫々等しいクランク角だけ偏位した位置にＪ３い
ては筒内圧は略等しくなる。そこで、このにうな２つの
クランク位置にお（−）る筒内圧を筒内圧センサＣ検出
し、その結果、両筒内圧が略等しい場合には失火状態で
あると判定し、また両筒内圧にか’＋Ｔりの差があれば
混合気が燃焼して燃焼圧が発生しているものとして、失
火状態でないと判定することができるのである。

尚、上記筒内圧センサーにより筒内圧を検出する２つの
位置のうちの圧縮上死点を過ぎた方の位置は、低回転低
負荷領域にＪ３いて燃焼圧のピークが発４１するクラン
ク角の近傍に設定するのが望ましい。

Ｊ［た、上記筒内圧セン→Ｊとして、例えば燃焼圧のピ
ーク位置に応じた点火時期の制御等に用いられるものが
既に備えられている場合は、これを使用することによっ
て失火状態を検出するために別途レンサを設ける必要が
なくなる。

（発　　明　　の　　効　　県） 以上のように本発明に係るエンジンの失火検出装置によ
れば、燃焼室に面して筒内圧センサーを設けると共に、
この筒内圧センサにより圧縮行程開始時から膨張行程終
了時までの間でクランク角の所定の２位置で筒内圧を検
出し、且つこの検出された筒内圧が略等しいか否かによ
って失火状態を検出づ゛るようにしたので、簡素な構成
でしかも迅速且つ正確に失火の発生が検出できることに
なる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、エンジン１の燃焼室２は、シリン
ダブロック３に形成されたシリンダ４と、該シリンダ４
内を往復運動するピストン５と、シリンダブロック３の
上方に結合されたシリンダヘッド６どで構成されている
。そして、上記シリンダヘッド６には、吸気ポート７及
び排気ボート８が夫々形成されていると共に、両ポー１
〜７．８の燃焼室２への開口部を開通、遮断する吸気弁
９及び排気弁１０が夫々配設されている。また、このエ
ンジン１においては、上記ピストン５にコネクティング
ロッド１１を介して連結されたクランク軸１２に、第１
貫通孔１３と、第２貫通孔１４とが夫々所定の位置に形
成されたディスク１５が同容され、口っこのディスク１
５を挾むようにして発光索子１６と受光素子１７とが配
設されている。

そして、クランク軸１２つまりディスク１５の×方向の
回転時においてクランク角が所定の第１クランク角とな
った時に、上記発光素子１６から照射された光が該ディ
スク１５における第１貫通孔１３を先ず通過し、また所
定の第２クランク角となった時に、第２貫通孔１１！Ｉ
を通過して夫々受光素子１７によって受光されることに
より、クランク角が上記の第１．第２所定クランク角と
なった時に受光素子１７から°リーンプリング用パルス
信号ａが出力されるようになっている。

以上の構成に加えて、このエンジン１には、上記燃焼室
２に面して設けられて該室２の筒内圧を検出する筒内圧
センサ１８が備えられていると共に、このセンサ１８か
らの筒内圧信号すど、吸気通路に配設されたスロットル
バルブ（図示せず）の開度を検出するスロットル開度セ
ンサ１９からのスロットル開度信号Ｃと、上記受光素子
１７からのサンプリング用パルス信号ａとが入力される
失火判定回路２０が備えられている。この失火判定回路
２０は、上記サンプリング用パルス信号ａから求められ
るエンジン回転数と、上記スロットル開度信号Ｃが示す
スロットル開度とに基づいてエンジン１の運転領域がア
イドル領域にあるか否かを判定すると共に、アイドル領
域にある時には、上記サンプリング用パルス信号ａが入
力される所定の第１．第２クランク角となる時期に上記
筒内圧信号すが示す筒内圧を検出し、更にこの検出結果
に基づいて失火状態を判定するようになっている。尚、
上記失火判定回・路２０は、失火状態であることを判定
した時に、この失火を解消すべく燃料供給量を増量し或
は点火時期を遅らせる等の制御を行うための制御信号ｄ
を出力するようになっている。

次に、上記失火判定回路２０の作動を第３図に示すフロ
ーチャー１・に従って説明する。

エンジン１が始動されると、上記判定回路２０は先ずス
テップ×１でサンプリング用パルス信号ａどスロットル
−１ｉｆｊ度信号Ｃとに基づいてエンジン１の運転領域
がアイドル領域にあるか否かを判定し、アイドル領域に
ある場合には次のステップ×２及びステップ×３を実行
する。つまり、第１図に示寸ようにクランク軸１２及び
ディスク１５が×方向に回転するものとして、発光素子
１７から照射された光が該ディスク１５にお（ブる第１
貫通孔１３を通過し、この光を受光索子１７が受光する
ことによって発生したパルスがサンプリング用パルス信
号ａとして上記判定回路２０に入力された時、換言すれ
ばクランク角が第１所定クランク角α１に達した時に、
該判定回路２０はステップ×２でこのクランク角α１に
対応する第１筒内圧Ｐ１を筒内圧センサ１８からの筒内
圧信号すに基　　　　　二づいて検出する。また、上記
発光素子１６からの光がディスク１５における第２貫通
孔１４を通過し、これを受光素子１７が受光することに
Ｊ、つ−Ｃ発生したパルスがサンプリング用パルス信号
ａどして判定回路２０に入力された時、つまりクランク
角が第２所定クランク角α２に達した時に、該判定回路
２０はステップ×３でこのクランク角α２に対応する第
２筒内圧Ｐ２を上記筒内圧信号Ｉ）に基づいて検出する
。

ところで、エンジンの運転領域が特に失火が発生し易い
アイドル領域にある時の圧縮行程開始時（クランク角が
Ｏｏ）から膨張行程終了時（クランク角が３６０’）ま
での間における筒内圧特性は、例えば第２図に実線で示
す曲線（イ）のように、圧縮上死点（クランク角が１８
０’）の近傍で圧縮圧のビークＡが発生し、更に圧縮上
死点を過ぎた時に混合気の燃焼に起因する燃焼圧のビー
クＢが再び発生するといった曲線となる。そこで、上記
ディスク１５における第１貫通孔１３に対応する第１所
定クランク角α１と、第２貫通孔１４に対応−りる第２
所定クランク角α２とを、同図に示すＪ：うに圧縮上死
点Ｊ、りも所定角度βだ＋−）　ｔ）ｎ側と後側とのイ
１′１首に夫々設定し、特に第２所定クランク角α２を
燃焼圧のビーク［３が発生づ゛るクランク角の近傍に設
定Ｊれば、」−記の第２筒内圧１）２として燃焼圧のビ
ークＢにお（Ｊる筒内圧が検出されることに４Ｔる。

このようにして、第１．第２所定クランク角α１、α２
における第１．第２筒内圧Ｐ＋、Ｐ２が検出されると、
−に記判定回路２０はステップ×４を実行して上記両筒
内圧Ｐ＋、Ｐ２を比較し、その結果、Ｐｌど［）２とが
略等しい関係にない場合、即ち燃焼圧のビークＢによっ
てＰＩ＜＜Ｐ２となっている場合は、該判定回路２０は
ステップ×１に戻って同様の制御を繰り返１゜ 然して、判定回路２０が上記スアツブ×４を実行した結
果、上記第１．第２筒内圧Ｐ＋、Ｐ２が略等しい関係に
あることが判定された場合には、該判定回路２０はステ
ップ×５を実行して失火状態であると判定する。つまり
、失火状態でない場合には曲線（イ）で示すような特↑
Ｉｌであった筒内圧曲線が、失火時には燃焼圧によるビ
ークＢが消失する結果、膨張行程においては曲線（ロ）
で示すようになって、筒内圧曲線が圧縮上死点の前側と
後側とで略対称になる。従って、上記第２所定クランク
角α２における第２筒内圧Ｐ２として、第１所定クラン
ク角α１における第１筒内圧Ｐ１に略等しい筒内圧Ｐ２
’が検出され、これにより失火状態が検出されるのであ
る。そして、このようにして失火状態が検出されると、
上記判定回路２０は所要の措置を講じるための制御信号
ｄを出力する。このように、失火時においては燃焼圧の
ビークが生じないことにより筒内圧曲線が圧縮上死点の
前側と後側とでは略対称になるといった特性を利用して
、２つのクランク位置で検出された筒内圧を比較すると
いう簡単な計算処理により失火状態を検出することが可
能となるので、簡素な構成でしかも迅速且つ正確に失火
状態の検出が行えるエンジンの失火検出装置が実現され
ることになる。

尚、この実施例においては、失火状態がＦｆに発生し易
いアイドル領域においてのみ、失火の検出を行うように
１ノだが、アイドル領域以外の通常の運転領域、つまり
筒内圧曲線が第２図に曲線（ハ）で示すような特性どな
る運転領域においても、失火時には上記の場合と同様に
曲線（ロ）で示すような筒内圧特性となるため、このよ
うな運転領域で」二記と同様の失火状態の検出を行うこ
とも可能である。

また、この実施例は、本発明をレシプロエンジンに適用
した場合のものであるが、これをロークリエンジンに適
用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示すもので、第１図は制
御システム図、第２図はクランク角に対重る筒内圧を示
す筒内圧線図、第３図は失火判定回路の作動を示すフロ
ーヂャート図である。 １・・・エンジン、２・・・燃焼室、１８・・・筒内圧
１２ンサ、２０・・・判定手段（失火判定回路）。 第１図 第２図 クランク山−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室内における筒内圧を検出する筒内圧センサ
   を備え、該センサにより圧縮上死点よりも所定クランク
   角だけ前の位置と、圧縮上死点よりも上記所定クランク
   角に等しいクランク角だけ後の位置とにおける筒内圧を
   検出すると共に、この２つのクランク位置で検出された
   筒内圧が略等しい時に失火状態と判定する判定手段を設
   けたことを特徴とするエンジンの失火検出装置。