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JP2606413B2 - Ring gear sensor abnormality diagnosis device in misfire detection device of internal combustion engine - Google Patents

Ring gear sensor abnormality diagnosis device in misfire detection device of internal combustion engine

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Publication number
JP2606413B2
JP2606413B2 JP2146610A JP14661090A JP2606413B2 JP 2606413 B2 JP2606413 B2 JP 2606413B2 JP 2146610 A JP2146610 A JP 2146610A JP 14661090 A JP14661090 A JP 14661090A JP 2606413 B2 JP2606413 B2 JP 2606413B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ring gear
cylinder
misfire
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2146610A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0440337A (en
Inventor
英之 田村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/709,573 priority patent/US5197325A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、クランク軸の角速度の微小な変動から内
燃機関の失火を検出するようにした失火検出装置におい
て、上記角速度の検出のために設けられるリングギヤセ
ンサの異常の有無を診断する異常診断装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ring gear provided for detecting the angular velocity in a misfire detecting apparatus for detecting a misfire of an internal combustion engine from a minute change in an angular velocity of a crankshaft. The present invention relates to an abnormality diagnosis device for diagnosing the presence or absence of a sensor abnormality.

従来の技術 内燃機関で失火が生じると、未燃焼の混合気がそのま
ま排出されるので、排気中の有害成分の増加を来すのは
勿論のこと、出力の低下や機関の安定性の低下を招く。
そのため、近年、失火が発生しているか否かを容易に、
例えば通常の運転状態のまま検出する失火検出装置が要
請されている。
2. Description of the Related Art When a misfire occurs in an internal combustion engine, unburned air-fuel mixture is discharged as it is, which not only causes an increase in harmful components in the exhaust gas, but also causes a decrease in output and a decrease in engine stability. Invite.
Therefore, it is easy to determine whether a misfire has occurred in recent years.
For example, there is a demand for a misfire detection device that detects a fire in a normal operation state.

この失火検出の方法の一つとして、クランク軸の角速
度の微小な変動を例えば電磁ピックアップ等を用いて検
出する方法が考えられている(例えば特開昭57−188748
号公報等)。
As one of the methods for detecting the misfire, a method of detecting a minute change in the angular velocity of the crankshaft using, for example, an electromagnetic pickup or the like has been considered (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-188748)
No.).

しかし、失火に伴う微小な角速度変動を正確に検出す
ることは実際には非常に難しい。そこで、クランク軸の
端部に固着されるスタータモータ用のリングギヤに着目
し、該リングギヤに近接してリングギヤセンサを設け
て、所定歯数の検出に要する所要時間の変動から失火の
有無を判定するようにした失火検出装置を本出願人は先
に提案した。
However, it is actually very difficult to accurately detect minute angular velocity fluctuations due to a misfire. Therefore, focusing on a ring gear for a starter motor fixed to an end of a crankshaft, a ring gear sensor is provided in proximity to the ring gear, and the presence or absence of a misfire is determined based on a change in a required time required to detect a predetermined number of teeth. The applicant has previously proposed such a misfire detection device.

発明が解決しようとする課題 ところで、スタータモータが噛み合うリングギヤにお
いては、長年の使用により歯が欠損する恐れがある。も
し、歯が欠損すると、その歯数を検出するリングギヤセ
ンサの出力が異常となり、最終的な失火検出が不正確に
なってしまう。また、ハーネスの断線等によりリングギ
ヤセンサの出力自体が得られず、その結果、失火検出を
行わないままに運転が継続される可能性もある。
Problems to be Solved by the Invention Meanwhile, in a ring gear in which the starter motor meshes, there is a possibility that teeth may be lost due to long-term use. If a tooth is missing, the output of the ring gear sensor for detecting the number of teeth becomes abnormal, and the final misfire detection becomes inaccurate. In addition, the output itself of the ring gear sensor cannot be obtained due to a disconnection of the harness or the like, and as a result, the operation may be continued without performing the misfire detection.

課題を解決するための手段 そこで、この発明は、失火検出のためにリングギヤセ
ンサによって計測される所定歯数に対する所要時間を利
用して、リングギヤセンサの異常の有無を診断するよう
にしたものである。すなわち、この発明に係る内燃機関
の失火検出装置におけるリングギヤセンサ異常診断装置
は、第1図に示すように、各気筒の基準クランク角位置
で基準位置信号を発する基準位置検出手段1と、スター
タモータが噛み合うクランク軸端部のリングギヤに近接
して設けられ、かつリングギヤの通過歯数に応じた出力
を発するリングギヤセンサ2と、上記基準位置信号を基
準とした所定の位相から所定歯数通過したことを検出す
るカウンタ手段7と、この所定歯数の検出に要する所要
時間を計測する計測手段3と、上記所要時間の変動に基
づいて内燃機関の失火を判定する失火判定手段4とを備
えてなる内燃機関の失火検出装置において、ある気筒の
基準位置信号と次の気筒の基準位置信号との間の気筒間
経過時間を計測する気筒間経過時間計測手段5と、この
気筒間経過時間と上記所要時間との比が所定範囲にある
か否かを判別する異常判別手段6とを備えて構成されて
いる。
Means for Solving the Problems Therefore, the present invention diagnoses the presence or absence of an abnormality in the ring gear sensor by using the time required for a predetermined number of teeth measured by the ring gear sensor for misfire detection. . That is, as shown in FIG. 1, a ring gear sensor abnormality diagnostic device in a misfire detection device for an internal combustion engine according to the present invention includes: a reference position detecting means 1 for issuing a reference position signal at a reference crank angle position of each cylinder; A ring gear sensor 2 that is provided close to the ring gear at the end of the crankshaft with which it meshes, and that outputs an output according to the number of passing teeth of the ring gear; and that a predetermined number of teeth have passed through a predetermined phase based on the reference position signal. Counter means 7 for detecting the number of teeth, measuring means 3 for measuring a required time required to detect the predetermined number of teeth, and misfire determining means 4 for determining misfire of the internal combustion engine based on the fluctuation of the required time. In an internal combustion engine misfire detection device, an inter-cylinder elapsed time meter that measures an inter-cylinder elapsed time between a reference position signal of a certain cylinder and a reference position signal of a next cylinder. And means 5, the ratio of the inter-cylinder elapsed time and the required time is configured and a fault determination unit 6 for determining whether or not within a predetermined range.

作用 リングギヤの所定歯数に対応する上記所要時間は、ク
ランク軸の角速度を示すものとなり、その所要時間の変
動から失火状態が検出される。
The required time corresponding to the predetermined number of teeth of the ring gear indicates the angular velocity of the crankshaft, and a misfire state is detected from a change in the required time.

一方、上記基準位置信号もクランク軸の回転に同期し
て出力されるものであるから、ある気筒の基準位置信号
から次の基準位置信号に至るまでの気筒間経過時間とリ
ングギヤセンサ2による上記所要時間とは、本来一定の
比率となる。従って、リングギヤの歯の欠損あるいはリ
ングギヤセンサ2自体の何らかの異常があれば、両者の
比が所定範囲外となり、その異常を容易に検知すること
ができる。
On the other hand, since the reference position signal is also output in synchronization with the rotation of the crankshaft, the inter-cylinder elapsed time from the reference position signal of a certain cylinder to the next reference position signal and the required time by the ring gear sensor 2 are determined. Time is essentially a constant ratio. Therefore, if there is a missing tooth of the ring gear or any abnormality of the ring gear sensor 2 itself, the ratio between the two becomes outside the predetermined range, and the abnormality can be easily detected.

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図はこの発明の一実施例の機械的構成を示す説明
図であって、11は内燃機関、12はその吸気通路、13は排
気通路を示している。尚、この実施例では、4サイクル
直列6気筒の内燃機関を例にとって説明する。
FIG. 2 is an explanatory view showing a mechanical structure of one embodiment of the present invention, wherein 11 is an internal combustion engine, 12 is an intake passage, and 13 is an exhaust passage. In this embodiment, a 4-cycle in-line 6-cylinder internal combustion engine will be described as an example.

上記吸気通路12には、各吸気ポートへ向けて燃料を供
給する燃料噴射弁14が気筒毎に配設されているととも
に、絞弁15が介装されており、この絞弁15の上流側に、
吸入空気量Qを検出する例えば熱線式のエアフロメータ
16が配設されている。上記絞弁15には、その開度TVOを
検出する絞弁開度センサ17が設けられている。
In the intake passage 12, a fuel injection valve 14 for supplying fuel toward each intake port is provided for each cylinder, and a throttle valve 15 is interposed.The throttle valve 15 is provided upstream of the throttle valve 15. ,
For example, a hot wire type air flow meter for detecting the intake air amount Q
Sixteen are arranged. The throttle valve 15 is provided with a throttle valve opening sensor 17 for detecting the opening TVO.

尚、18は車速VSPを検出する車速センサである。 Reference numeral 18 denotes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed VSP.

また19は、機関回転数Neやクランク角位置を検出する
ために、カムシャフト端部やディストリビュータ内部等
に設けられるクランク角センサを示している。このクラ
ンク角センサ19は、各気筒の基準位置例えば上死点位置
を検出するためのパルス信号(REF信号)と、この基準
位置からの回転角を検出するための単位クランク角(例
えば2℃A)毎のパルス信号(POS信号)とを出力する
ようになっている。上記REF信号は、6気筒機関であれ
ば120℃A毎に出力され、それぞれ各気筒の上死点前所
定角度で出力される。更に詳しくは、各気筒毎に対応す
るパルスのパルス幅が異なっており、これによって#1
気筒の圧縮上死点位置の検出ひいては各気筒の気筒判別
が、可能となっている(第3図(a)参照)。従って、
この実施例では、基準位置信号として上記REF信号が用
いられている。
Reference numeral 19 denotes a crank angle sensor provided at the end of the camshaft, inside the distributor, or the like to detect the engine speed Ne and the crank angle position. The crank angle sensor 19 includes a pulse signal (REF signal) for detecting a reference position of each cylinder, for example, a top dead center position, and a unit crank angle (for example, 2 ° C. A) for detecting a rotation angle from the reference position. ) And a pulse signal (POS signal). The REF signal is output at every 120 ° C. for a six-cylinder engine, and is output at a predetermined angle before the top dead center of each cylinder. More specifically, the pulse width of the pulse corresponding to each cylinder is different.
It is possible to detect the compression top dead center position of the cylinder and thereby determine the cylinder of each cylinder (see FIG. 3A). Therefore,
In this embodiment, the REF signal is used as a reference position signal.

一方、クランク軸20の後端部には、図示せぬスタータ
モータと噛合可能なリングギヤ21がフライホイールとと
もに取り付けられている。このリングギヤ21の歯は、例
えは6℃A毎に等間隔に形成されている。そして、この
リングギヤ21に近接して、電磁ピックアップ等からなる
リングギヤセンサ22が設けられている。このリングギヤ
センサ22は、リングギヤ21の歯の通過によって発生する
交流電流をON−OFFパルス信号に成形して出力するよう
になっており、これによって第3図(b)に示すような
パルス列が得られる。尚、クランク角センサ19をカムシ
ャフト等に対し設けた場合に、POS信号の精度が動弁機
構のバックラッシュ等によって影響されるので、該POS
信号から失火による角速度変動を検出することは困難で
ある。これに対し、上記リングギヤセンサ22は、クラン
ク軸20に直結されたリングギヤ21の回転速度を検出する
ので、角速度変動の確実な検出が可能である。
On the other hand, a ring gear 21 that can mesh with a starter motor (not shown) is attached to the rear end of the crankshaft 20 together with a flywheel. The teeth of the ring gear 21 are formed at equal intervals, for example, every 6 ° C. A ring gear sensor 22 including an electromagnetic pickup or the like is provided near the ring gear 21. The ring gear sensor 22 forms an ON-OFF pulse signal and outputs an AC current generated by the passage of the teeth of the ring gear 21, thereby obtaining a pulse train as shown in FIG. 3 (b). Can be When the crank angle sensor 19 is provided for a camshaft or the like, the accuracy of the POS signal is affected by the backlash of the valve operating mechanism or the like.
It is difficult to detect angular velocity fluctuation due to misfire from the signal. On the other hand, since the ring gear sensor 22 detects the rotation speed of the ring gear 21 directly connected to the crankshaft 20, it is possible to reliably detect angular velocity fluctuation.

上記の各センサの検出信号が入力されるコントロール
ユニット23は、所謂マイクロコンピュータシステムを用
いたもので、燃料噴射弁14による空燃比制御や図示せぬ
点火系の点火時期制御等を行っている。また、上記リン
グギヤセンサ22の検出信号に基づく失火判定および該リ
ングギヤセンサ22自体の異常診断を行い、所定の失火や
リングギヤセンサ22の異常を検出した場合には、警報ラ
ンプ24等の警報手段を作動させるとともに、点検,整備
のためにその異常状態を記憶しておくようになってい
る。
The control unit 23 to which the detection signals of the above-described sensors are input uses a so-called microcomputer system, and controls the air-fuel ratio by the fuel injection valve 14, controls the ignition timing of an ignition system (not shown), and the like. Further, misfire determination based on the detection signal of the ring gear sensor 22 and abnormality diagnosis of the ring gear sensor 22 itself are performed, and when a predetermined misfire or abnormality of the ring gear sensor 22 is detected, an alarm means such as an alarm lamp 24 is activated. At the same time, the abnormal state is stored for inspection and maintenance.

次に上記実施例の作用について失火判定を含めて詳細
に説明する。
Next, the operation of the above embodiment will be described in detail including determination of misfire.

初めに、第3図を参照して各気筒毎の角速度の検出に
ついて説明すると、第3図(a)に示すように120℃A
毎に出力されるREF信号の検出後、リングギヤセンサ22
の出力パルスのカウントが開始され、所定歯数、例えば
P個の歯数を検出した時点で、コントロールユニット23
内の図示せぬプリセットカウンタによって同図(c)に
示すような第1トリガが出力される。更に、これからm
個の歯数を検出した時点で、図示せぬプリセットカウン
タによって同図(d)に示すような第2トリガが出力さ
れる。つまり、この間にm個の歯数に相当するクランク
角だけクランク軸20が回転したことになる。そして、コ
ントロールユニット23内のタイマによって、上記第1ト
リガから第2トリガに至る期間の所要時間Tが計測され
る。
First, the detection of the angular velocity for each cylinder will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG.
After detecting the REF signal output every time, the ring gear sensor 22
Is started, and when a predetermined number of teeth, for example, P teeth are detected, the control unit 23
A first trigger as shown in FIG. 4C is output by a preset counter (not shown). Furthermore, from now on
When the number of teeth is detected, a preset counter (not shown) outputs a second trigger as shown in FIG. That is, during this time, the crankshaft 20 rotates by the crank angle corresponding to the number of m teeth. The timer in the control unit 23 measures the required time T during the period from the first trigger to the second trigger.

この所要時間Tの計測は、REF信号の出力の度につま
り120℃A毎に繰り返し行われる。そして、気筒数をN
(本実施例ではN=6)として(N+1)個のデータが
常に保存される。具体的には、最新のデータをT1とし
て、前回のデータをT2として、順にT(N+1)までの
データが、順次更新する形で保存され、これらに基づい
て後述するように失火判定がなされる。
The measurement of the required time T is repeatedly performed every time the REF signal is output, that is, every 120 ° C. A. And the number of cylinders is N
(N + 1) data is always stored as (N = 6 in this embodiment). More specifically, the data up to T (N + 1) is stored in a sequentially updated manner, with the latest data being T1 and the previous data being T2, and a misfire determination is made based on these, as described later. .

尚、上記所要時間Tを計測する位相は、失火による角
速度変動が最も顕著に現れる期間を選択して設定すべき
ことは勿論である。このように、ある範囲内の位相のみ
に着目することで、それ以外の期間でフリクション等に
よる角速度変動があったとしても影響を受けることがな
い。
The phase for measuring the required time T should, of course, be set by selecting a period in which the angular velocity fluctuation due to misfire appears most remarkably. In this way, by focusing only on the phase within a certain range, there is no influence even if there is a change in angular velocity due to friction or the like in other periods.

また上記の所要時間Tの計測と並行して、ある気筒の
REF信号から次の点火気筒のREF信号までの時間、つまり
気筒間経過時間TREFが逐次計測される。
In parallel with the measurement of the required time T,
The time from the REF signal to the REF signal of the next ignition cylinder, that is, the inter-cylinder elapsed time TREF is sequentially measured.

次に、第4図はコントロールユニット23において実行
される具体的な処理の流れを示すメインフローチャート
である。尚、この第4図の処理は、リングギヤセンサ22
によるm個の歯数の検出終了時点つまり第2トリガに同
期して実行される。
Next, FIG. 4 is a main flowchart showing a specific processing flow executed in the control unit 23. The processing shown in FIG.
At the end of the detection of the number of m teeth, ie, in synchronization with the second trigger.

先ず、初めに、m個の歯数の検出つまり上述した所要
時間Tの計測が次のREF信号発生前までに終了したこと
を示すフラグFTを「1」とする(ステップ1)。次い
で、種々の条件が失火判定の可能な診断領域内にあるか
否か判別し(ステップ2)、診断領域内にある場合に限
ってステップ4以降に進む。診断領域外であれば、所要
時間Tの読込を停止し(ステップ3)、後述するTRAVMX
等の値をクリアする(ステップ14)。この診断領域内に
あるか否かの判定は、基本的には、機関の角速度が変化
するような他の要因が存在するか否かを判定するもの
で、種々の方法が考えられるが、その一例を第5図に示
す。すなわち、車速VSPの変化量ΔVSPが所定値ΔVSP1以
下であること(ステップ21)、絞弁開度TVOの変化量ΔT
VOが所定値ΔTVO1以下であること(ステップ22)、スタ
ータスイッチがOFFであること(ステップ23)、電気的
負荷が一定であること、つまりヘッドライトスイッチ等
のON,OFF変化直後でないこと(ステップ24)、パワース
テアリング負荷が一定つまりパワーステアリング操作中
でないこと(ステップ25)、機関回転数Neが略一定つま
り所定のNe1〜Ne2の範囲内にあること(ステップ26)、
機関の負荷、例えば基本燃料噴射量Tpが略一定つまり所
定のTp1〜Tp2の範囲内にあること(ステップ27)、を診
断条件としており、これら総ての条件が成立した場合に
診断領域内とし(ステップ29)、いずれか1つでも条件
が成立しない場合には診断領域外としている(ステップ
28)。上記の処理により診断領域内と判定した場合に
は、ステップ4に進んで前述した所要時間Tの読込が行
われる。
First, a flag FT indicating that the detection of the number of m teeth, that is, the measurement of the required time T described above is completed before the generation of the next REF signal, is set to "1" (step 1). Next, it is determined whether or not various conditions are within the diagnostic region where misfire can be determined (step 2), and the process proceeds to step 4 and subsequent steps only when the condition is within the diagnostic region. If it is out of the diagnosis area, the reading of the required time T is stopped (step 3), and TRAVMX described later is used.
Are cleared (step 14). The determination as to whether or not it is within the diagnostic region is basically a determination as to whether or not there is another factor such as a change in the angular velocity of the engine, and various methods can be considered. An example is shown in FIG. That is, the change amount ΔVSP of the vehicle speed VSP is equal to or smaller than the predetermined value ΔVSP1 (step 21), and the change amount ΔT of the throttle valve opening TVO is set.
VO is less than or equal to a predetermined value ΔTVO1 (step 22), the starter switch is OFF (step 23), and the electrical load is constant, that is, not immediately after the ON / OFF change of the headlight switch (step 22). 24) that the power steering load is constant, that is, the power steering operation is not being performed (step 25), that the engine speed Ne is substantially constant, that is, that the engine speed Ne is within a predetermined range of Ne1 to Ne2 (step 26);
The load of the engine, for example, that the basic fuel injection amount Tp is substantially constant, that is, within a predetermined range of Tp1 to Tp2 (step 27) is set as a diagnosis condition, and when all of these conditions are satisfied, it is set as a diagnosis region. (Step 29) If any one of the conditions is not satisfied, it is determined to be out of the diagnostic region (Step 29).
28). If it is determined in the above-described processing that the area is within the diagnostic area, the process proceeds to step 4 and the required time T described above is read.

そして計測した所要時間T、詳しくはその時点で保持
しているT1〜T(N+1)のデータに基づいて、ラフネ
ス度ROを逐次演算する(ステップ5)。
Then, the roughness degree RO is sequentially calculated based on the measured required time T, specifically, the data of T1 to T (N + 1) held at that time (step 5).

このラフネス度ROは、所要時間Tの偏差を所要時間T
の平均値で除したもので、例えば、 として求められる。この例は、T1〜T(N+1)のデー
タの中央点となるT(N/2)を重視したもので、最新のT
1と同一気筒の1サイクル前(720℃A前)のT(N+
1)とを用いることで、特定位置で毎回生じるフリクシ
ョン等の影響を軽減できる。
This roughness degree RO is obtained by calculating the deviation of the required time T from the required time T
Divided by the average of, for example, Is required. This example focuses on T (N / 2) which is the center point of the data of T1 to T (N + 1).
T (N +) one cycle before (before 720 ° C A) of the same cylinder as 1
By using 1), it is possible to reduce the influence of friction or the like that occurs each time at a specific position.

尚、上記の式の分子として、 T(N/2+1)−T(N/2) 等を用いることもできる。 Note that T (N / 2 + 1) -T (N / 2) and the like can be used as the numerator of the above formula.

また分母として、 T(N/2)あるいは {T1+T2…T(N/2)}×2/N 等を用いることもできる。 Alternatively, T (N / 2) or {T1 + T2... T (N / 2)} × 2 / N may be used as the denominator.

上記のラフネス度ROの演算は、所要時間Tの計測の度
つまりREF信号の出力の度に該REF信号に続く第2トリガ
に同期して行われるので、気筒番号nのREF信号につい
て演算されたラフネス度ROをn気筒のラフネス度RO
(n)と定義する。従って、点火順序に従って各気筒の
ラフネス度RO(n)が順次求められる。
Since the above calculation of the roughness degree RO is performed in synchronization with the second trigger following the REF signal every time the required time T is measured, that is, every time the REF signal is output, the calculation is performed on the REF signal of the cylinder number n. Roughness degree RO for n cylinders
(N). Therefore, the roughness degree RO (n) of each cylinder is sequentially obtained according to the ignition order.

ここで、上記ラフネス度ROは、角速度変動が全く無い
と仮定すれば0となる。失火があれば、これに対応する
ある気筒のラフネス度ROは負の値を示し、他の気筒のラ
フネス度ROは相対的に正の値を示す。尚、ラフネス度RO
(n)における気筒番号nと失火気筒とは必ずしも一致
しない。
Here, the roughness degree RO is 0 assuming that there is no angular velocity fluctuation. If there is a misfire, the roughness degree RO of a certain cylinder corresponding to the misfire indicates a negative value, and the roughness degree RO of another cylinder indicates a relatively positive value. In addition, roughness degree RO
The cylinder number n in (n) does not always match the misfiring cylinder.

次に、上記のラフネス度RO(n)を用いて、その絶対
値の移動平均TRAVLUを演算する。すなわち、 としてREF信号の度つまり所要時間Tの計測の度に演算
を行う(ステップ6)。
Next, a moving average TRAVLU of the absolute value is calculated using the roughness degree RO (n). That is, Is calculated every time the REF signal is measured, that is, every time the required time T is measured (step 6).

更に上記のTRAVLUをデータ収集期間中の過去の最大値
TRAVMXと比較し、これを上廻っていた場合には新たな最
大値TRAVMXとしてメモリ内容を更新する(ステップ
7)。これは、最終的に1回のデータ収集期間における
TRAVLUの最大値を示すことになる。
In addition, the above TRAVLU is set to the past maximum value during the data collection period.
Compare with TRAVMX, and if it exceeds, update the memory content as a new maximum value TRAMMX (step 7). This is the final result of one data collection period
This indicates the maximum value of TRAVLU.

そして、ステップ8で、各気筒nの正負規則性を示す
指標FU(n)の演算を行う。これはFU(1)〜FU(N)
のN個のカウンタによって気筒別に示されるもので、あ
る気筒nのラフネス度RO(n)が正であったらFU(n)
をインクリメントし、かつ負であったらFU(n)をデク
リメントする。従って、ある気筒nで失火が繰り返し生
じると、その気筒nが指標FU(n)は負側に大きく減少
して行く。
Then, in step 8, an index FU (n) indicating the positive / negative regularity of each cylinder n is calculated. This is FU (1)-FU (N)
Are indicated for each cylinder by N counters. If the roughness degree RO (n) of a certain cylinder n is positive, FU (n)
Is incremented, and if negative, FU (n) is decremented. Therefore, if misfire repeatedly occurs in a certain cylinder n, the index FU (n) of that cylinder n greatly decreases to the negative side.

次にステップ9では、リングギヤセンサ22の異常診断
を行う。これについては後述する。
Next, in step 9, abnormality diagnosis of the ring gear sensor 22 is performed. This will be described later.

ステップ10では、上記ステップ6で求めた移動平均TR
AVLUを基準値TRAVCOと比較し、基準値以上であった場合
には、第1パラメータMMF1の値をインクリメントする
(ステップ11)。上記の基準値TRAVCOは、機関回転数Ne
あるいは機関回転数Neと基本燃料噴射量Tpとのマップか
ら逐次ルックアップされる基準値COMPLの移動平均とし
て与えられる。
In step 10, the moving average TR obtained in step 6 above
The AVLU is compared with the reference value TRAVCO. If the AVLU is equal to or larger than the reference value, the value of the first parameter MMF1 is incremented (step 11). The above reference value TRAVCO is the engine speed Ne.
Alternatively, it is given as a moving average of a reference value COMPL that is sequentially looked up from a map of the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Tp.

TRAVLUは前述したようにラフネス度ROの絶対値の平均
であるので、上記第1パラメータMMF1は、機関全体につ
いてのあるレベル以上の角速度変動の頻度に関連したも
のとなる。
Since TRAVLU is the average of the absolute values of the roughness degree RO as described above, the first parameter MMF1 is related to the frequency of angular velocity fluctuation of a certain level or more for the entire engine.

ステップ12では、所定のデータ収集期間が経過したか
否かを判定しており、データ収集期間が経過している場
合にはステップ13へ進んで故障判定を行う。上記データ
収集期間は、時間もしくはクランク角によって規定され
るもので、例えば2〜3秒程度で十分である。従って、
所定のデータ収集期間が経過するまでの間、前述したス
テップ4〜ステップ11の処理が繰り返され、TRAVLUの演
算等が行われる。そして、故障判定を実行した後、TRAV
MX等がクリアされて次の判定に備えることになる(ステ
ップ14)。
In step 12, it is determined whether or not a predetermined data collection period has elapsed. If the data collection period has elapsed, the process proceeds to step 13 to perform a failure determination. The data collection period is defined by time or crank angle, and for example, about 2 to 3 seconds is sufficient. Therefore,
Until the predetermined data collection period elapses, the above-described processing of steps 4 to 11 is repeated, and the calculation of TRAVLU and the like are performed. Then, after performing the failure determination, TRAV
MX and the like are cleared to prepare for the next determination (step 14).

第8図は、上記ステップ13の故障判定の詳細を示すも
ので、ステップ51で第2パラメータMMF2と第3パラメー
タMMF3とが演算される。
FIG. 8 shows details of the failure determination in step 13 described above. In step 51, a second parameter MMF2 and a third parameter MMF3 are calculated.

第2パラメータMMF2は、データ収集期間中のTRAVLUの
最大値であるTRAVMXと前述した基準値TRAVCOとを用い
て、 MMF2=TRAVMX/TRAVCO として求められる。尚、TRAVCOはデータ収集終了時点で
の値が用いられる。この第2パラメータMMF2は、大きな
角速度変動があったかどうかを示すものとなる。
The second parameter MMF2 is obtained as MMF2 = TRAVMX / TRAVCO using TRAVMX, which is the maximum value of TRAVLU during the data collection period, and the above-described reference value TRAVCO. The value at the end of data collection is used for TRAVCO. The second parameter MMF2 indicates whether a large angular velocity fluctuation has occurred.

第3パラメータMMF3は、前述した各気筒の正負規則性
を示す指標FU(n)の絶対値の全気筒の和、つまり MMF3=|FU(1)|+|FU(2)|…+|FU(N) として求められる。従って、角速度の低下もしくは増加
が同一気筒で複数回同様の傾向で現れれば、上記第3パ
ラメータMMF3が増大する。また角速度の低下もしくは増
加がランダムに現れれば、上記第3パラメータMMF3の値
はそれ程大きくならない。
The third parameter MMF3 is the sum of all cylinders of the absolute value of the index FU (n) indicating the above-mentioned positive / negative regularity of each cylinder, that is, MMF3 = | FU (1) | + | FU (2) | ... + | FU (N). Therefore, if the angular velocity decreases or increases in the same cylinder a plurality of times with the same tendency, the third parameter MMF3 increases. If the decrease or increase in the angular velocity appears at random, the value of the third parameter MMF3 does not increase so much.

ステップ52では、前述したステップ11でカウントされ
た第1パラメータMMF1の値を基準値JMF1と比較する。こ
こで基準値JMF1未満であれば、ステップ53へ進み、第2
パラメータMMF2の値を基準値JMF2と比較する。ここで基
準値JMF2未満であれば、ステップ59へ進み、「正常」つ
まり失火が殆どないものと判定する。一方、ステップ53
で第2パラメータMMF2の値が基準値JMF2以上であった場
合には、機関全体として角速度変動は少ないものの、時
々大きな角速度変動が現れることを意味するから、ステ
ップ60へ進み、低頻度の失火発生状態と判定する。
In step 52, the value of the first parameter MMF1 counted in step 11 described above is compared with a reference value JMF1. If the value is less than the reference value JMF1, the process proceeds to step 53, and the second
The value of the parameter MMF2 is compared with the reference value JMF2. If the value is less than the reference value JMF2, the process proceeds to step 59, where it is determined that "normal", that is, there is almost no misfire. Meanwhile, step 53
If the value of the second parameter MMF2 is equal to or greater than the reference value JMF2, it means that although the angular velocity fluctuations are small as a whole engine, but large angular velocity fluctuations sometimes appear, the process proceeds to step 60, and a low-frequency misfire occurs. Judge as the state.

またステップ52で第1パラメータMMF1が基準値JMF1以
上の場合は、機関全体として角速度変動が多発している
ことを意味するので、第3パラメータMMF3を第1の基準
値JMF3Hおよび第2の基準値JMF3L(但しJMF3H>JMF3L)
と順次比較する(ステップ54,55)。ここでJMF3H以上の
場合は、前述したように角速度の低下もしくは増加が同
一気筒で同様の傾向で繰り返し現れていることを意味す
るので、特定の1気筒の頻繁な失火発生状態と判定し
(ステップ56)、かつその失火気筒の判別を行う(ステ
ップ57)。尚、失火気筒は、指標FU(n)に基づいて判
別でき、本実施例では、FU(n)が最も小となった気筒
nの1つ前の点火気筒が該当する。
If the first parameter MMF1 is equal to or more than the reference value JMF1 in step 52, it means that the angular velocity fluctuation occurs frequently in the entire engine, so the third parameter MMF3 is changed to the first reference value JMF3H and the second reference value JMF3H. JMF3L (however, JMF3H> JMF3L)
Are sequentially compared (steps 54 and 55). In the case of JMF3H or more, it means that the decrease or increase of the angular velocity repeatedly appears in the same cylinder with the same tendency as described above, and therefore, it is determined that the frequent misfire of one specific cylinder has occurred (step 56) And the misfiring cylinder is determined (step 57). The misfiring cylinder can be determined based on the index FU (n). In the present embodiment, the ignition cylinder immediately before the cylinder n having the smallest FU (n) corresponds to the misfiring cylinder.

また第3パラメータMMF3がJMF3H未満でしかもJMF3L未
満の場合は、大きな角速度変動が頻繁にかつランダムに
現れていることを意味するので、複数気筒の頻繁な失火
発生状態と判定する(ステップ58)。
If the third parameter MMF3 is less than JMF3H and less than JMF3L, it means that large angular velocity fluctuations appear frequently and randomly, so that it is determined that a frequent misfire state of a plurality of cylinders has occurred (step 58).

以上の処理によって失火状態のきめ細かな判定を行う
ことができる。尚、失火と判定した場合には、警報ラン
プ24が点灯するとともに、その失火の状況がメモリに記
憶される。
Through the above processing, a detailed determination of the misfire state can be made. When it is determined that a misfire has occurred, the alarm lamp 24 is turned on, and the state of the misfire is stored in the memory.

次に第6図のフローチャートは、前述したステップ9
のセンサ診断Iの処理の詳細を示す。これは、主にリン
グギヤ21の歯の欠損を検出しようとするもので、ステッ
プ31で、計測した所要時間Tとその直前の気筒間経過時
間TREFの比(T/TREF)を求め、これが所定の下限値Lと
上限値Hとの範囲内にあるか否かを判定する。歯の欠損
あるいは何らかの原因によるリングギヤセンサ22の出力
の異常等がなければ、上記の比(T/TREF)は常に一定に
得られる。
Next, the flowchart of FIG.
The details of the processing of the sensor diagnosis I of FIG. This is mainly for detecting missing teeth of the ring gear 21. In step 31, the ratio (T / TREF) between the measured required time T and the immediately preceding inter-cylinder elapsed time TREF is obtained, and this is determined as a predetermined value. It is determined whether or not the range is between the lower limit L and the upper limit H. The ratio (T / TREF) is always constant if there is no tooth loss or abnormal output of the ring gear sensor 22 due to any cause.

上記の比(T/TREF)がL〜Hの範囲外であった場合に
は、カウンタCNGをインクリメントするとともに、カウ
ンタCNを0にリセットする(ステップ35)。そして、上
記のカウンタCNGの値を所定の基準値CJNGと比較して
(ステップ36)、基準値CJNG以上となったならば、リン
グギヤセンサ22が異常(上述したように歯の欠損を含
む)であると判定する(ステップ37)。
If the ratio (T / TREF) is out of the range of L to H, the counter CNG is incremented and the counter CN is reset to 0 (step 35). Then, the value of the counter CNG is compared with a predetermined reference value CJNG (step 36). If the value is equal to or larger than the reference value CJNG, the ring gear sensor 22 is abnormal (including a missing tooth as described above). It is determined that there is (Step 37).

尚、上記の比(T/TREF)が所定範囲内であった場合に
は、カウンタCNをインクリメントし(ステップ33)、こ
れが所定値、例えば気筒数に等しい値Nに達したら、カ
ウンタCNGをリセットするようにしている(ステップ3
4)。従って、本質的な異常ではないノイズ等による誤
判定が防止される。
If the above ratio (T / TREF) is within the predetermined range, the counter CN is incremented (step 33). When the counter CN reaches a predetermined value, for example, a value N equal to the number of cylinders, the counter CNG is reset. (Step 3
Four). Therefore, erroneous determination due to noise or the like which is not essentially abnormal is prevented.

また第7図のフローチャートは、リングギヤセンサ22
から出力が全く得られないような場合に対処するための
もので、この処理は、各気筒のREF信号に同期して実行
される。すなわち、ステップ41において、このREF信号
発生時にフラグFTが「1」になっているか否か、つまり
REF信号発生前に前の気筒についてm個の歯数の検出が
完了しているか否かを判定する。このフラグFTは、REF
信号の発生の度にクリアされる(ステップ48)ので、何
らかの異常で歯数のカウントが順調に進まなければ、FT
=0の状態のままとなる。
The flowchart of FIG.
This process is performed to cope with a case where no output is obtained from the CPU. This process is executed in synchronization with the REF signal of each cylinder. That is, in step 41, it is determined whether or not the flag FT is "1" when the REF signal is generated.
Before the generation of the REF signal, it is determined whether the detection of the number of m teeth is completed for the previous cylinder. This flag FT is
The signal is cleared each time a signal is generated (step 48). If the count of the number of teeth does not proceed smoothly due to some abnormality, the FT
= 0.

ここで、フラグFTが「0」であった場合には、カウン
タCRGNGをインクリメントするとともに、カウンタCN′
を0にリセットする(ステップ45)。そして、上記のカ
ウンタCRGNGの値を所定の基準値CJRGNGと比較して(ス
テップ46)、基準値CJRGNG以上となったならば、リング
ギヤセンサ22が異常であると判定する(ステップ47)。
If the flag FT is "0", the counter CRGNG is incremented and the counter CN 'is incremented.
Is reset to 0 (step 45). Then, the value of the above-mentioned counter CRGNG is compared with a predetermined reference value CJRGNG (step 46), and if it exceeds the reference value CJRGNG, it is determined that the ring gear sensor 22 is abnormal (step 47).

尚、フラグFTが「1」であった場合には、カウンタC
N′をインクリメントし(ステップ42)、これが所定
値、例えば気筒数に等しい値Nに達したら、カウンタCR
GNGをリセットするようにしている(ステップ44)。従
って、前述した第6図のセンサ診断Iの処理と同様にノ
イズ等による誤判定が防止される。
If the flag FT is "1", the counter C
N 'is incremented (step 42), and when this reaches a predetermined value, for example, a value N equal to the number of cylinders, the counter CR is incremented.
GNG is reset (step 44). Accordingly, erroneous determination due to noise or the like is prevented as in the processing of the sensor diagnosis I in FIG.

上記のようにしてリングギヤセンサ22が異常であると
判定された場合には、例えば警報ランプ24の点滅等によ
り報知するとともに、その異常がメモリに記憶される。
When it is determined that the ring gear sensor 22 is abnormal as described above, a notification is made by, for example, blinking of the alarm lamp 24, and the abnormality is stored in the memory.

以上で、この発明の一実施例を説明したが、失火判定
の具体的な方法としては必ずしも上記実施例のものに限
定される訳ではなく、種々の変更が可能である。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the specific method of misfire determination is not necessarily limited to the above embodiment, and various changes can be made.

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機
関のリングギヤセンサ異常診断装置は、失火判定のため
に計測される所定歯数に対応した所要時間を基準位置信
号間の気筒間経過時間と比較して異常の有無を診断する
ようにしたので、新たなセンサやカウンタ等を追加する
ことなくリングギヤセンサの異常を容易に検出でき、例
えばリングギヤの歯の欠損等に起因した失火の誤判定を
未然に防止できる。
As is apparent from the above description, the apparatus for diagnosing abnormality of a ring gear sensor of an internal combustion engine according to the present invention determines a required time corresponding to a predetermined number of teeth measured for misfire determination between cylinders between reference position signals. Diagnosis of the presence or absence of an abnormality is compared with the elapsed time, so that an abnormality of the ring gear sensor can be easily detected without adding a new sensor or counter, and for example, a misfire caused by a missing tooth of the ring gear can be detected. Misjudgment can be prevented beforehand.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の構成を示すクレーム対応図、第2図
はこの発明の一実施例の機械的構成を示す構成説明図、
第3図はこの実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ート、第4図,第5図,第6図,第7図および第8図は
この実施例における処理の一例を示すフローチャートで
ある。 1……基準位置検出手段、2……リングギヤセンサ、3
……所要時間計測手段、4……失火判定手段、5……気
筒間経過時間計測手段、6……異常判別手段、7……カ
ウンタ手段。
FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is a configuration explanatory diagram showing a mechanical configuration of an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of this embodiment, and FIGS. 4, 5, 6, 7, and 8 are flowcharts showing an example of the processing in this embodiment. 1... Reference position detecting means 2... Ring gear sensor 3
... Required time measuring means, 4... Misfire determining means, 5... Inter-cylinder elapsed time measuring means, 6.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各気筒の基準クランク角位置で基準位置信
号を発する基準位置検出手段と、スタータモータが噛み
合うクランク軸端部のリングギヤに近接して設けられ、
かつリングギヤの通過歯数に応じた出力を発するリング
ギヤセンサと、上記基準位置信号を基準とした所定の位
相から所定歯数通過したことを検出するカウンタ手段
と、この所定歯数の検出に要する所要時間を計測する計
測手段と、上記所要時間の変動に基づいて内燃機関の失
火を判定する失火判定手段とを備えてなる内燃機関の失
火検出装置において、ある気筒の基準位置信号と次の気
筒の基準位置信号との間の気筒間経過時間を計測する気
筒間経過時間計測手段と、この気筒間経過時間と上記所
要時間との比が所定範囲にあるか否かを判別する異常判
別手段とを備えてなる内燃機関の失火検出装置における
リングギヤセンサ異常診断装置。
A reference position detecting means for generating a reference position signal at a reference crank angle position of each cylinder, and a ring gear at an end of a crankshaft meshed with a starter motor, provided near the ring gear.
A ring gear sensor for outputting an output corresponding to the number of teeth of the ring gear; counter means for detecting passage of a predetermined number of teeth from a predetermined phase with reference to the reference position signal; In a misfire detection device for an internal combustion engine, comprising: a measurement unit for measuring time, and a misfire determination unit for determining misfire of the internal combustion engine based on the fluctuation of the required time, a reference position signal of a certain cylinder and a next cylinder Inter-cylinder elapsed time measuring means for measuring the inter-cylinder elapsed time between the reference position signal, and abnormality determining means for determining whether a ratio of the inter-cylinder elapsed time to the required time is within a predetermined range. A ring gear sensor abnormality diagnosis device in a misfire detection device for an internal combustion engine provided.
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