(57)【要約】【課題】内燃機関の失火時における回転速度変動を、簡便なシステム構成で、然も、速い処理速度でシミュレーションできるようにする。【解決手段】擬似気筒判別信号ＲＥＦを各気筒に対応させ、そのときの擬似気筒判別信号ＲＥＦに対応する気筒が失火指定されている場合には、擬似気筒判別信号ＲＥＦ，擬似ポジション信号ＰＯＳの周波数を決定するための目標回転速度Ｎｅｔを所定の変動幅ΔＮｅだけステップ的に減少させ、失火指定がなされていない場合には、目標回転速度Ｎｅｔが基準回転速度Ｎｅｂよりも低ければ、前記所定の変動幅ΔＮｅだけ目標回転速度Ｎｅｔをステップ的に増大させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の失火時における回転速度変動をシミュレーションする失火時回転変動シミュレーション装置であって、
気筒間の行程位相差毎のタイミングにおいて、失火パターンに従って擬似回転速度をステップ的に変化させることを特徴とする失火時回転変動シミュレーション装置。
【請求項２】
前記気筒間の行程位相差毎のタイミングを各気筒に対応させ、失火気筒の指定に基づいて前記タイミングにおいて擬似回転速度をステップ的に変化させることを特徴とする請求項１記載の失火時回転変動シミュレーション装置。
【請求項３】
失火気筒に対応する前記タイミングにおいて、擬似回転速度を所定速度だけステップ的に低下させ、非失火気筒に対応する前記タイミングにおいて前記擬似回転速度が基準回転速度よりも低いときには、前記所定速度だけ擬似回転速度をステップ的に増大させることを特徴とする請求項２記載の失火時回転変動シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の失火時における回転速度変動をシミュレーションする失火時回転変動シミュレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の失火時における回転センサのパルス信号を擬似的に出力する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このものは、各気筒それぞれに対応させてクロックジェネレータ及び気筒判別用パタンメモリ回路を設け、前記クロックジェネレータに周波数を設定し、これらクロックジェネレータのパルス信号を擬似的な機関回転に従って順次合成することで、失火時のセンサ信号のパルスパターンを擬似的に出力する構成である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０６２３３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来装置では、気筒毎にクロックジェネレータ及び気筒判別用パタンメモリ回路を設けて、これら回路からの出力を演算処理して最終的なパルスパターンを出力する構成であるため、処理が複雑で処理速度が遅くなり、シミュレーションの精度が低下すると共に、コスト高になってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、内燃機関の失火時における回転速度変動を、簡便なシステム構成で、然も、速い処理速度でシミュレーションできる失火時回転変動シミュレーション装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、気筒間の行程位相差毎のタイミングにおいて、失火パターンに従って擬似回転速度をステップ的に変化させる構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、例えば直列４気筒機関においてクランク角で１８０°である気筒間の行程位相差毎のタイミング、換言すれば、各気筒の基準ピストン位置毎のタイミングにおいて、失火による擬似的な回転変動を生じさせる。
【０００９】
従って、気筒毎に回転変動を算出する必要がなく、演算処理速度を向上させることができると共に、システム構成を簡略化してコストの低減を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、気筒間の行程位相差毎のタイミングを各気筒に対応させ、失火気筒の指定に基づいて前記タイミングにおいて擬似回転速度をステップ的に変化させる構成とした。
【００１１】
かかる構成によると、気筒間の行程位相差毎のタイミングを各気筒に対応させ、ある気筒に対応するタイミングにおいて当該気筒が失火気筒として指定されているか否かによって、擬似回転速度を変化させる。
【００１２】
従って、失火気筒を特定して、失火時の回転変動をシミュレーションさせることができる。
請求項３記載の発明では、失火気筒に対応する前記タイミングにおいて、擬似回転速度を所定速度だけステップ的に低下させ、非失火気筒に対応する前記タイミングにおいて前記擬似回転速度が基準回転速度よりも低いときには、前記所定速度だけ擬似回転速度をステップ的に増大させる構成とした。
【００１３】
かかる構成によると、例えば、４気筒機関における＃１気筒のみの失火をシミュレーションするときには、＃１気筒に対応するタイミングであるときに擬似回転速度を基準回転速度から低下させ、非失火気筒に対応する次のタイミングで基準回転速度に復帰させる。
【００１４】
また、２気筒連続失火のパターンでは、擬似回転速度を２回連続で段階的に低下させたのち、非失火気筒が続くことで、２回連続して回転速度が増大されて基準回転速度に復帰する。
【００１５】
従って、１気筒のみの失火の他、複数気筒が連続して失火するときの回転変動も簡便な構成でシミュレーションすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における失火シミュレーション装置のシステム構成を示す図である。
【００１７】
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、内燃機関における燃料噴射量，点火時期などを制御する機能や、内燃機関の回転変動に基づいて失火判定を行う診断機能などをソフトウェア的に備える。
【００１８】
前記ＥＣＵ１０１は、実際に内燃機関を制御する場合には、内燃機関の運転条件を検出する各種センサからの検出信号を入力し、これら検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射弁や点火コイルに制御信号を出力する。
【００１９】
前記各種センサとしては、気筒間の行程位相差（例えば４気筒で１８０°ＣＡ）毎の気筒判別信号ＲＥＦを出力するカムセンサ、単位クランク角毎の単位角度信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ、機関の吸入空気量を検出するエアフローメータ、機関の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサなどが設けられる。
【００２０】
そして、前記ＥＣＵ１０１は、前記失火診断においては、前記気筒判別信号ＲＥＦ及び／又は単位角度信号ＰＯＳに応じて検出される回転変動に基づいて失火の有無を診断する。
【００２１】
ここで、前記失火診断機能の検証を行う場合に、失火シミュレーション装置１０２を前記ＥＣＵ１０１に接続し、前記失火シミュレーション装置１０２において擬似的に発生させた擬似ポジション信号ＰＯＳ、及び、擬似気筒判別信号ＲＥＦを、実際のセンサ信号の代わりに前記ＥＣＵ１０１に入力させる。
【００２２】
そして、前記ＥＣＵ１０１が、前記擬似信号に基づき失火診断した結果と、擬似信号の生成時に指定した失火パターンとを比較することで、失火診断機能を検証する。
【００２３】
前記失火シミュレーション装置１０２は、指定される擬似回転速度に応じた周波数の擬似ポジション信号ＰＯＳを発生させる擬似ＰＯＳパルス発生器１０２ａ、及び、指定される回転速度及び気筒数（行程位相差）に応じた周波数の擬似気筒判別信号ＲＥＦを発生させる擬似ＲＥＦパルス発生器１０２ｂを備える。
【００２４】
前記擬似ＰＯＳパルス発生器１０２ａ及び擬似ＲＥＦパルス発生器１０２ｂへの擬似回転速度の指定は、制御ユニット１０２ｃによって行われる。
前記制御ユニット１０２ｃは、前記擬似気筒判別信号ＲＥＦを入力し、前記擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時を前記擬似回転速度の変更タイミングとして、シミュレーションする失火パターンに応じて擬似回転速度を変化させる。
【００２５】
尚、前記制御ユニット１０２ｃは、例えば４気筒であれば前記擬似気筒判別信号ＲＥＦを＃１気筒→＃２気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃１気筒・・・の順に各気筒に対応づける。
【００２６】
また、失火パターンや基準回転速度や失火による回転変動幅などを指定するためのマンマシンインターフェース（キーボードなど）１０２ｄが備えられ、該マンマシンインターフェース１０２ｄによる設定情報は、前記制御ユニット１０２ｃのメモリに格納されるようになっている。
【００２７】
前記失火パターンは、各気筒毎に失火の有無を指定するものであり、各気筒別に失火の有無を指定するためのスイッチを設ける構成としても良い。
また、基準回転速度とは、この基準回転速度から失火による回転変動を生じさせるもので、継続的な非失火時には、擬似回転速度は前記基準回転速度に保持される。
【００２８】
更に、回転変動幅は、失火によるステップ的な回転変動幅の指定であり、例えば０〜１００ｒｐｍの範囲内で、分解能５ｒｐｍとして指定される。
次に、前記制御ユニット１０２ｃによる擬似回転速度の演算処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２９】
まず、ステップＳ１では、マンマシンインターフェース１０２ｄを介して指定される基準回転速度Ｎｅｂ，失火パターン，回転変動幅ΔＮｅを読み込む。
ステップＳ２では、前記基準回転速度Ｎｅｂを、擬似ポジション信号ＰＯＳ及び擬似気筒判別信号ＲＥＦを前記パルス発生器１０２ａ，１０２ｂで発生させるときの目標回転速度Ｎｅｔ（失火時の擬似回転速度）に設定する。
【００３０】
これにより、前記パルス発生器１０２ａ，１０２ｂは、基準回転速度Ｎｅｂに対応する周波数で擬似信号の発生を開始する。
ステップＳ３では、前記擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生タイミングであるか否かを判別する。
【００３１】
そして、擬似気筒判別信号ＲＥＦが発生すると、ステップＳ４へ進み、今回の擬似気筒判別信号ＲＥＦに対応する気筒が、失火気筒として指定されているか否かを判別する。
【００３２】
ここで、失火気筒として指定されているときには、ステップＳ５へ進み、前回までの目標回転速度Ｎｅｔから前記回転変動幅ΔＮｅだけステップ的に低下させた回転速度を新たな目標回転速度Ｎｅｔとする。
【００３３】
Ｎｅｔ←前回Ｎｅｔ−ΔＮｅ
一方、ステップＳ４で失火気筒の指定がなされていないと判断されたとき、即ち、今回の擬似気筒判別信号ＲＥＦに対応する気筒が、非失火気筒として指定されている場合には、ステップＳ６へ進む。
【００３４】
ステップＳ６では、前回までの目標回転速度Ｎｅｔが基準回転速度Ｎｅｂを下回っているか否かを判別する。
前回までの目標回転速度Ｎｅｔが基準回転速度Ｎｅｂを下回っている状態は、失火気筒の指定に基づいて低下させた目標回転速度Ｎｅｔが基準回転速度Ｎｅｂにまで復帰していない状態であるから、前回までの目標回転速度Ｎｅｔから前記回転変動幅ΔＮｅだけステップ的に増大させた回転速度を新たな目標回転速度Ｎｅｔとする。
【００３５】
例えば、４気筒機関において＃１気筒のみを失火気筒として指定した場合には、図３の（Ａ）に示すように、＃１気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時に、擬似ＲＥＦ，ＰＯＳ信号発生のための目標回転速度Ｎｅｔが、基準回転速度Ｎｅｂから回転変動幅ΔＮｅだけステップ的に減少する。
【００３６】
そして、次の＃２気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時に、目標回転速度Ｎｅｔが基準回転速度Ｎｅｂにまで戻る回転変動パターンが、＃１気筒のみが失火しているときの擬似回転変動として設定される。
【００３７】
また、４気筒機関において＃１気筒と次の＃２気筒が連続して失火するパターンが指定された場合には、図３の（Ｂ）に示すように、＃１気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時に、擬似ＲＥＦ，ＰＯＳ信号発生のための目標回転速度Ｎｅｔが、基準回転速度Ｎｅｂから回転変動幅ΔＮｅだけステップ的に減少し、次の＃２気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時に、更に、回転変動幅ΔＮｅだけステップ的に減少する。
【００３８】
そして、＃３気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時、及び、続く＃４気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦの発生時に目標回転速度Ｎｅｔを回転変動幅ΔＮｅずつステップ的に増大させることで、再度＃１気筒に対応する擬似気筒判別信号ＲＥＦが発生するまでは、目標回転速度Ｎｅｔ＝基準回転速度Ｎｅｂの状態を保持させ、係る回転変動パターンが、＃１気筒及び＃２気筒が連続して失火するときの擬似回転変動として設定される。
【００３９】
このように、上記実施形態によると、気筒毎に回転変動を演算する必要がなく、失火時の回転変動をシミュレーションすることができるので、演算処理の負荷が軽く、応答良くかつ精度良く失火時の回転速度を演算することができ、また、簡便な構成で失火時の回転変動をシミュレーションでき、コスト低減を図ることができる。
【００４０】
尚、本実施形態では、４気筒機関を基本に説明したが、機関の気筒数が４気筒に限定されるものでないことは明らかである。
また、連続する失火パターンの設定時に、最初の失火による回転変動幅と、続けて失火したときの回転変動幅とを個別に設定できるようにしても良い。
【００４１】
更に、本実施形態では、シミュレーションした失火時の回転変動に基づいて、擬似ポジション信号ＰＯＳ及び擬似気筒判別信号ＲＥＦの周波数を変化させる構成としたが、ＥＣＵ１０１においてポジション信号ＰＯＳに基づいて気筒判別信号ＲＥＦを分離生成する場合にも適用することが可能である。
【００４２】
また、擬似ポジション信号ＰＯＳ及び擬似気筒判別信号ＲＥＦを故意にずらして発生させ、同期不良のシミュレーションを行うことも可能である。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の失火回転変動シミュレーション装置において、
前記擬似回転速度に応じて、機関回転に同期するパルス信号の周波数を変化させることを特徴とする失火回転変動シミュレーション装置。
【００４３】
かかる構成によると、シミュレーションした失火時の回転速度変動を、擬似回転検出信号として出力させることができる。
従って、回転センサからの検出信号に基づいて行われる失火診断を、擬似的に実行させることが可能となって、前記失火診断機能の検証が可能となる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の失火回転変動シミュレーション装置において、
前記失火パターンが、各気筒別に失火の有無を設定することで指定されることを特徴とする失火回転変動シミュレーション装置。
【００４４】
かかる構成によると、各気筒別に失火の有無を指定することで、失火気筒の特定、１気筒のみ失火や連続失火などの失火気筒数の設定を、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における失火回転変動シミュレーション装置のシステムブロック図。
【図２】実施の形態における擬似回転速度の演算処理を示すフローチャート。
【図３】実施の形態における擬似回転速度の特性を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０１…エンジンコントロールユニット，１０２…失火シミュレーション装置，１０２ａ…擬似ＰＯＳパルス発生器，１０２ｂ…擬似ＲＥＦパルス発生器，１０２ｃ…制御ユニット，１０２ｄ…マンマシンインターフェース
【図１】
2004346790.tif 000003
【図２】
2004346790.tif 000004
【図３】
2004346790.tif 000005