JP2000205035A

JP2000205035A - エンジンの失火検出装置

Info

Publication number: JP2000205035A
Application number: JP11002636A
Authority: JP
Inventors: Takanori Taga; 尊孝多賀; Mamoru Yoshioka; 衛吉岡; Yukihide Hashiguchi; 幸秀橋口
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-07-25
Anticipated expiration: 2019-01-08
Also published as: JP3643250B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クランクシャフトの角速度の変動に基づき失
火を判定し、点火時期の違いに応じて失火を判定するも
のにおいて、失火の検出精度を向上させること。【解決手段】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、エンジ
ン１の各気筒＃１〜＃６の点火時期を制御する。ＥＣＵ
３０は、３０°ＣＡ毎にセンサ２４で検出される角速度
に基づいてその３０°ＣＡ毎の所要時間を算出する。Ｅ
ＣＵ３０は、算出される所要時間に基づき各気筒＃１〜
＃６の燃焼行程に対応する回転変動量を算出し、今回と
今回以前に算出される二つの回転変動量の偏差を所定の
失火判定値と比較することにより失火を判定する。ここ
で、ＥＣＵ３０は、各気筒＃１〜＃６の燃焼行程におけ
る所要時間の極大値及び極小値の差を回転変動量として
算出すると共に、所要時間の極小値の算出時期を点火時
期の遅角値に応じて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クランクシャフ
トの角速度の変動に基づいてエンジンの失火を検出する
ようにしたエンジンの失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの失火（ミスファイヤ）は、エ
ンジンの燃焼室に吸入された混合気が完全に燃焼しない
ことを意味する。このため、失火が発生すると、未燃焼
の混合気が排気ガスと共にエンジンから排出され、エン
ジンの出力低下や回転変動を招くという問題がある。そ
こで、この問題に対処するために、エンジンの失火を検
出するようにした失火検出装置が種々提案されている。

【０００３】実開平４−１９６４３号公報は、この種の
失火検出装置の一例を開示する。この失火検出装置は、
ノッキング制御等により点火時期が遅角されるのに伴
い、図６に示すように、最大燃焼圧力の発生時期が実線
で示す状態から１点鎖線で示す状態へ遅角されたとき
に、その遅角の影響を抑え、クランクシャフトの回転角
変動に基づいて行われる失火の判定精度を高めるように
している。そのために、この失火検出装置では、複数気
筒を有するエンジンにおいて、各気筒に対応した基準ク
ランク角位置で基準信号を発するクランク角センサと、
この基準クランク角位置からの回転角度を検出するため
のリングギアセンサとを設けている。そして、コントロ
ールユニットは、基準クランク角位置を基準として計測
が開始される計測開始クランク角位置から計測が終了す
る計測終了クランク角位置までクランクシャフトが回転
するのに要する所要時間を各気筒毎に順次に計測し、そ
れら計測される所要時間の変動に基づいて失火を判定
し、計測開始クランク角位置及び計測終了クランク角位
置を、点火時期の違いに応じて可変的に設定するように
している。

【０００４】失火検出のためにコントロールユニットが
行う具体的な処理内容を図８にフローチャートに示す。
即ち、ステップ５００では、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を判断する。診断領域内に
ない場合、ステップ５０２で、所要時間Ｔの計測を停止
し、更にステップ５１３で、後述するＴＲＡＶＭＸ等の
値をクリアする。診断領域内にある場合、ステップ５０
３で、所要時間Ｔの計測を開始する。図７に示すよう
に、１２０°ＣＡ毎にクランク角センサから出力される
ＲＥＦ信号が検出された後、リングギアセンサの出力パ
ルスのカウントが開始され、計測開始クランク角位置に
対応する個数（例えばＰ１個）の歯数が検出された時点
でプリセットカウンタにより第１のトリガが出力され
る。更に、ＲＥＦ信号の検出から計測終了クランク角位
置に対応する個数（例えばＰ２個）の歯数が検出された
時点でプリセットカウンタにより第２のトリガが出力さ
れる。そして、第１のトリガから第２のトリガまでの期
間が所要時間Ｔとして計測される。ここでは、エンジン
の気筒数をＮとし、最新の所要時間Ｔ１、その前の所要
時間Ｔ２、更にその前の所要時間Ｔ３、・・・所要時間
Ｔ（Ｎ＋１）というように（Ｎ＋１）個のデータが、順
次更新される形でメモリに保存され、それらが失火判定
のために使用される。その後、ステップ５０４で、複数
の所要時間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。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ある。
ラフネス度ＲＯは、所要時間Ｔが計測される度、即ちＲ
ＥＦ信号が出力される度に演算される。従って、個々の
気筒番号ｎのＲＥＦ信号について演算されたラフネス度
ＲＯは各気筒のラフネス度ＲＯ（ｎ）として定義され、
点火順序に従ったラフネス度ＲＯ（ｎ）が順次求められ
る。ラフネス度ＲＯは、クランクシャフトの角速度に変
動が全く無ければ「０」となる。失火があれば、対応す
る気筒のラフネス度ＲＯは負の値を示し、その他の気筒
のラフネス度ＲＯは相対的に正の値を示すことになる。
次に、ステップ５０５で、ラフネス度ＲＯ（ｎ）の絶対
値の移動平均ＴＲＡＶＬＵを、ＲＥＦ信号が出力される
度に演算する。次に、ステップ５０６で、移動平均ＴＲ
ＡＶＬＵをデータ収集期間中の過去の最大値ＴＲＡＶＭ
Ｘと比較し、これを上回った場合には、新たな最大値Ｔ
ＲＡＶＭＸとしてメモリ内容を更新する。その後、ステ
ップ５０７で、各気筒ｎの正負規則性を示す指標ＦＵ
（ｎ）を演算する。即ち、ある気筒ｎのラフネス度ＲＯ
（ｎ）が正であれば指標ＦＵ（ｎ）をインクリメント
し、負であれば指標ＦＵ（ｎ）はデクリメントする。あ
る気筒ｎで失火が繰り返し起こるときには、その気筒ｎ
の指標ＦＵ（ｎ）は負側に大きく減少することになる。
次に、ステップ５０８で、リングギアの欠け歯を検出す
る。更に、ステップ５０９で、演算された移動平均ＴＲ
ＡＶＬＵの値が所定の基準値ＴＲＡＶＣＯ以上であるか
否かを判断する。この判断が肯定の場合のみ、ステップ
５１０で、第１のパラメータＭＭＦ１の値をインクリメ
ントする。そして、ステップ５１１で、所定のデータ収
集期間が経過したか否かを判断する。このデータ収集期
間が経過する場合のみ、ステップ５１２で、故障判定、
即ち失火判定を行う。この判定は、前述したラフネス度
ＲＯから求められる移動平均ＴＲＡＶＬＵの最大値ＴＲ
ＡＶＭＸ及び指標ＦＵ（ｎ）の値に基づいて行われる。
その後、ステップ５１３で、ＴＲＡＶＭＸ等の値をクリ
アし、その後の処理を一旦終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の失火検出装置では、失火判定を行うために、ラフネ
ス度ＲＯが参照される。このラフネス度ＲＯが、第１の
トリガから第２のトリガまでの所要時間Ｔにつき、今回
の所要時間Ｔとその１サイクル前（７２０°ＣＡ前）の
前回の所要時間Ｔとの偏差を所要時間Ｔの平均値で除し
たものとして各気筒毎に定義される。従って、ラフネス
度ＲＯにつき、正常時の値と失火時の値との間で区別が
つき難く、これにより、ラフネス度ＲＯから求められる
最大値ＴＲＡＶＭＸ及び指標ＦＵ（ｎ）についても正常
時の値と失火時の値との間で区別がつき難くなる傾向に
あった。このため、失火の判定精度が低下するおそれが
あった。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、クランクシャフトの角速度の変
動に基づいて失火を判定すると共に点火時期の違いに応
じて失火を判定するものにおいて、失火の検出精度を向
上させることを可能にしたエンジンの失火検出装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、点火時期が制御される複
数気筒を有するエンジンのクランクシャフトの角速度を
所定の回転角度毎に検出するための角速度検出手段と、
所定の回転角度毎に検出される角速度に基づいて各気筒
の燃焼行程に対応する回転変動量を算出するための回転
変動量算出手段と、今回算出される回転変動量と今回以
前に算出された回転変動量との偏差を所定の判定値と比
較することにより各気筒の燃焼行程に対応する失火を判
定するための失火判定手段とを備えたエンジンの失火検
出装置において、回転変動量算出手段は、各気筒の燃焼
行程において異なる二つの時期に検出される角速度の差
を回転変動量として算出することと、異なる二つの角速
度が検出される時期の少なくとも一方を制御される点火
時期の違いに応じて補正するための時期補正手段とを備
えたことを趣旨とする。

【０００８】上記の発明の構成によれば、点火時期が制
御されることにより、各気筒の燃焼行程における燃焼圧
力の極大時期が変わる。ここで、角速度検出手段により
検出される個々の角速度に基づいて各気筒の燃焼行程に
対応する回転変動量が回転変動量算出手段により算出さ
れる。そして、今回算出される回転変動量と今回以前に
算出された回転変動量との偏差が所定の判定値と比較さ
れることにより、各気筒の燃焼行程に対応する失火が失
火判定手段により判定される。例えば、今回算出される
回転変動量が正常時のものであり、今回以前に算出され
た回転変動量も正常時のものである場合には、回転変動
量の偏差が相対的に小さくなり、正常判定がなされるこ
とになる。一方、今回算出される回転変動量が失火時の
ものであり、今回以前に算出された回転変動量が正常時
のものである場合には、回転変動量の偏差が相対的に大
きくなり、失火判定がなされることになる。特に、この
発明では、各気筒の燃焼行程において異なる二つの時期
に検出される角速度の差が回転変動量として回転変動量
算出手段により算出される。そして、上記異なる二つの
角速度が検出される時期の少なくとも一方が点火時期の
違いに応じて時期補正手段により補正される。従って、
この発明では、各気筒に対応して算出される回転変動量
が、異なる二つの角速度の差によって明確に定義される
ことになる。しかも、各気筒に対応した回転変動量を算
出するために参照される異なる二つの角速度が検出され
る時期の少なくとも一方が、点火時期の違いに応じて補
正される。例えば、点火時期が遅角されるか否かにより
角速度の検出時期が補正される。このため、それら二つ
の角速度が検出される時期が、点火時期の違いにより変
わる燃焼圧力の極大時期に応じて補正され、各気筒の間
で均質に定義された回転変動量が失火判定のために使わ
れることになる。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明は請求項１に記載の発明の失火検出装置におい
て、異なる二つの角速度が検出される時期は、角転速度
が極小となる時期及び極大となる時期であることと、時
期補正手段により補正される時期は、角速度が極大とな
る方の時期であることとを備えたことを趣旨とする。

【００１０】上記の発明の構成によれば、請求項１の作
用に加え、極小の角速度と極大の角速度とにより回転変
動量が算出され、その極大の角速度が検出される時期
が、点火時期の違いに応じて補正されることになる。従
って、各気筒に対応して算出される回転変動量が、極小
の角速度と極大の角速度との差によって明確に定義され
ることになる。しかも、その極大の角速度が点火時期の
違いに応じて補正される。このため、極大の角速度が検
出される時期が、点火時期の違いにより変わる燃焼圧力
の極大時期に応じて補正されることになり、各気筒の間
で均質に定義された回転変動量が失火判定のために使わ
れることになる。

【００１１】上記目的を達成するために、請求項３に記
載の発明の失火検出装置は、点火時期が制御される複数
気筒を有するエンジンのクランクシャフトの角速度を所
定の回転角度毎に検出するための角速度検出手段と、各
気筒の燃焼行程に対応して所定の回転角度毎に検出され
る角速度が極小となる時期の角速度と、検出される角速
度が制御される点火時期の違いに応じて極大となる時期
の角速度との差を回転変動量として算出するための回転
変動量算出手段と、回転変動量算出手段により各気筒の
燃焼行程に対応して今回算出される回転変動量と、今回
以前に算出される回転変動量との偏差を所定の判定値と
比較することにより前記各気筒の燃焼行程に対応した失
火を判定するための失火判定手段とを備えたことを趣旨
とする。

【００１２】上記の発明の構成によれば、請求項１及び
請求項２の発明の作用と異なり、各気筒に対応して算出
される回転変動量が、極小の角速度と極大の角速度との
差によって明確に定義されることになる。しかも、各気
筒に対応した回転変動量を算出するのに参照される極大
の角速度が点火時期の違いに応じて検出されることにな
り、各気筒の間で均質に定義された回転変動量が失火判
定のために使われることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明（請求項１〜３に係
る発明）のエンジンの失火検出装置を具体化した一実施
の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１には、自動車に搭載されたエンジンシ
ステムに係る概略構成を示す。エンジン１は周知の構造
を有する多気筒タイプのものであり、この実施の形態で
は、１番気筒＃１〜６番気筒＃６の６つの気筒を有する
ものである。エンジン１は、吸気通路２を通じて供給さ
れる燃料及び空気、即ち可燃混合気を、各気筒＃１〜＃
６の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを
排気通路３を通じて排出させることにより、ピストン
（図示しない）を駆動させクランクシャフト４を回転さ
せて動力を得るものである。

【００１５】吸気通路２に設けられたスロットルバルブ
５は、同通路２を流れて各気筒＃１〜＃６に吸入される
空気量（吸気量）Ｑａを調節するために開閉されるもの
である。このバルブ５は、運転席に設けられたアクセル
ペダル６の操作に連動して作動するものである。スロッ
トルバルブ５に対して設けられたスロットルセンサ２１
は、このバルブ５の開度（スロットル開度）ＴＡを検出
し、その検出値に応じた電気信号を出力するものであ
る。吸気通路２に設けられた吸気圧センサ２２は、スロ
ットルバルブ５より下流の吸気通路２における吸気圧力
ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する
ものである。

【００１６】各気筒＃１〜＃６に対応する吸気ポートに
設けられた複数のインジェクタ７は、各気筒＃１〜＃６
に対応して燃料を噴射供給するためのものである。これ
らインジェクタ７は、共通するデリバリパイプ８に設け
られる。デリバリパイプ８は、燃料タンク９から圧送さ
れる燃料を、各インジェクタ７へ分配するためのもので
ある。

【００１７】各気筒＃１〜＃６に対応してエンジン１に
設けられた複数の点火プラグ１０は、ディストリビュー
タ１１から分配される点火信号を受けて作動する。ディ
ストリビュータ１１は、イグナイタ１２から出力される
高電圧をクランクシャフト４の回転角、即ち「クランク
角（°ＣＡ）」の変化に対応して各点火プラグ１０へ分
配するものである。各点火プラグ１０の作動時期、即ち
点火時期は、イグナイタ１２から出力される高電圧の出
力タイミングにより決定される。従って、イグナイタ１
２を制御することにより、各気筒＃１〜＃６における各
点火プラグ１３による点火時期が制御される。

【００１８】排気通路３に設けられた酸素センサ２３
は、各気筒＃１〜＃６から同通路３へ排出される排気ガ
ス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気
信号を出力するものである。

【００１９】ディストリビュータ１１に設けられた回転
速度センサ２４は、クランクシャフト４の角速度、即
ち、エンジン回転速度ＮＥを検出し、その検出値に応じ
た電気信号を出力するものである。ディストリビュータ
１１には、クランクシャフト４の回転に連動して回転す
ると共に外周に複数の歯を有するロータ（図示しない）
が内蔵される。回転速度センサ２４は、このロータと、
ロータの外周に対向配置された電磁ピックアップ（図示
しない）とを備える。このロータの回転に伴って電磁ピ
ックアップが各歯の通過を検出する毎に、回転速度セン
サ２４からは一つのパルス信号が出力される。この実施
の形態では、クランク角が３０°ＣＡ進む毎に、回転速
度センサ２４から一つのパルス信号が出力されることに
なる。この実施の形態では、回転速度センサ２４によ
り、クランクシャフト４の角速度を所定の回転角度毎、
即ち「３０°ＣＡ」毎に検出するための角速度検出手段
が構成される。同じく、ディストリビュータ１１には、
ロータの回転に応じてクランク角の変化を所定の割合で
検出するための気筒判別センサ２５が設けられる。この
実施の形態では、１番気筒＃１〜６番気筒＃６の全てが
順次に燃焼行程を終了するまでにクランクシャフト４が
２回転するものとして、７２０°ＣＡ毎の割合で、気筒
判別センサ２５から基準位置信号ＧＳとしての一つのパ
ルス信号が出力されるようになっている。エンジン１に
設けられ水温センサ２６は、エンジン１の内部を流れる
冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出値
に応じた電気信号を出力するものである。

【００２０】この実施の形態において、上記のスロット
ルセンサ２１、吸気圧センサ２２、酸素センサ２３、回
転速度センサ２４、気筒判別センサ２５及び水温センサ
２６等は、エンジン１の運転状態を検出するための運転
状態検出手段を構成する。

【００２１】前述した各インジェクタ７、デリバリパイ
プ８及び燃料タンク９等は燃料供給装置を構成する。燃
料タンク９はガソリン等の燃料を貯留するものである。
燃料タンク９に内蔵された電動式の燃料ポンプ１３は、
同タンク９内の燃料を汲み上げ、吐出するものである。
燃料ポンプ１３の吐出ポート側に接続された燃料パイプ
１４は、燃料フィルタ１５を介してデリバリパイプ８に
接続される。ここで、燃料ポンプ１３が作動することに
より、燃料タンク９内の燃料は、同ポンプ１３から燃料
パイプ１４へと吐出され、燃料フィルタ１５で異物が除
去された後、デリバリパイプ８へと圧送され、各インジ
ェクタ７へ分配される。各インジェクタ７に圧送された
燃料は、それらインジェクタ７の作動に伴い吸気ポート
へと噴射さ、各気筒＃１〜＃６へと供給される。

【００２２】運転席に設けられた警告ランプ１６は、エ
ンジン１に異常が発生した場合に点灯してその異常の発
生を運転者に警告するためのものである。

【００２３】この実施の形態で、電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）３０は、前述したスロットルセンサ２１、吸気圧セ
ンサ２２、酸素センサ２３、回転速度センサ２４、気筒
判別センサ２５及び水温センサ２６等から出力される各
種信号を入力する。ＥＣＵ３０は、これらの入力信号に
基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御、点火時期制御
及びエンジン１の失火検出等を実行するために、各イン
ジェクタ７、イグナイタ１２及び警告ランプ１６等をそ
れぞれ制御する。

【００２４】ここで、燃料噴射制御とは、エンジン１の
運転状態に応じて各インジェクタ７から噴射される燃料
量（燃料噴射量）及びその噴射タイミングを制御するこ
とである。空燃比制御とは、少なくとも酸素センサ２３
の検出値に基づいてエンジン１における空燃比をフィー
ドバック制御することである。点火時期制御とは、エン
ジン１の運転状態に応じてイグナイタ１２を制御するこ
とにより、各点火プラグ１０による点火時期を制御する
ことである。この実施の形態では、例えば、ノッキング
制御等において点火時期が遅角されるようになってい
る。この点火時期の遅角により、各気筒＃１〜＃６の燃
焼行程で燃焼圧力が極大となる時期が遅角されることに
なり、これに伴い各気筒＃１〜＃６におけるクランクシ
ャフト４の角速度の周期的な変動に係る位相が遅角され
ることになる。失火検出とは、クランクシャフト４の角
速度の変動に基づいてエンジン１の失火を検出すること
である。

【００２５】この実施の形態で、ＥＣＵ３０は、本発明
の回転変動量算出手段、失火判定手段及び時期補正手段
に相当する。このＥＣＵ３０は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等よりなる
周知の構成を備えたものである。ＲＯＭは、前述した各
種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶してい
る。ＥＣＵ（ＣＰＵ）３０は、これらの制御プログラム
に従って前述した各種制御等を実行する。

【００２６】次に、ＥＣＵ３０が実行する各種制御のう
ち、エンジン１の失火検出のための処理内容について説
明する。図２に失火検出に関する「３０°ＣＡ割り込み
ルーチン」のフローチャートを示す。図３に失火検出に
おけるクランク角、カウント値ＣＣＲＮＫ、所要時間Ｔ
３０、回転変動量の偏差ＤＬＴＭＦＬ及び燃焼圧力の挙
動をそれぞれ示す。図４に図３の一部を拡大して示す。

【００２７】ＥＣＵ３０は、このルーチンを回転速度セ
ンサ２４からのパルス信号に基づいて３０°ＣＡ毎の割
り込みにより実行する。

【００２８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１００で、ＥＣＵ３０は、回転速度センサ２４及
び気筒判別センサ２５からの信号に基づき、エンジン回
転速度ＮＥのパルス信号、基準位置信号ＧＳのパルス信
号をそれぞれ読み込む。

【００２９】次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ３０は、
前回の３０°ＣＡの割り込みから今回の３０°ＣＡの割
り込みまでの所要時間Ｔ３０を算出する。この所要時間
Ｔ３０は、回転速度センサ２４により３０°ＣＡ毎に検
出されるクランクシャフト４の微小角速度に相当するも
のであり、角速度が高いときに小さくなり、角速度が低
いときに大きくなるものである。つまり、この所要時間
Ｔ３０は、個々の角速度の逆数に比例するものである。
この実施の形態では、３０°ＣＡ毎の所要時間Ｔ３０が
３０°ＣＡ毎の角速度に相当するものとして、３０°Ｃ
Ａ毎の角速度を、大小の関係は逆になるものの、３０°
ＣＡ毎の所要時間Ｔ３０に置き換えて表すものとする。

【００３０】その後、ステップ１０２で、ＥＣＵ３０
は、気筒判別フラグＹＧが「１」であるか否かを判断す
る。この気筒判別フラグＹＧは、気筒判別センサ２５が
７２０°ＣＡ毎のタイミングで基準位置信号ＧＳを出力
するときに「１」にセットされるものである。従って、
ここでは回転速度センサ２４から出力されるパルス信号
による今回の３０°ＣＡの割り込みと、気筒判別センサ
２５から７２０°ＣＡ毎に出力される基準位置信号ＧＳ
とが一致しているか否かが判断されることになる。

【００３１】そして、ステップ１０２で、気筒判別フラ
グＹＧが「１」である場合、ステップ１０３で、ＥＣＵ
３０はクランク角の進度を段階的に表すカウント値ＣＣ
ＲＮＫを「０」にリセットする。この実施の形態では、
図３に示すように、１番気筒＃１のピストンが上死点
（ＴＤＣ）となるタイミングをクランク角で「０°Ｃ
Ａ」と定義し、そのタイミングに対応するカウント値Ｃ
ＣＲＮＫを「０」と表すようにしている。そして、最終
的に６番気筒＃６の燃焼行程が終了するタイミングをク
ランク角で「７２０°ＣＡ」と定義し、そのタイミング
に対応するカウント値ＣＣＲＮＫを「２３」と表すよう
にしている。

【００３２】一方、ステップ１０２で、気筒判別フラグ
ＹＧが「０」である場合、ＥＣＵ３０は、ステップ１０
４で、カウント値ＣＣＲＮＫを「１」だけインクリメン
トし、ステップ１０５で、そのカウント値ＣＣＲＮＫが
「２３」よりも大きいか否かを判断する。図３（ａ），
（ｂ）に示すように、全ての気筒＃１〜＃６が連続的に
燃焼行程を終了するまでに、即ちクランクシャフト４が
２回転（７２０°ＣＡ）するまでに回転速度センサ２４
から３０°ＣＡ毎のパルス信号が２４個出力されること
になる。従って、ステップ１０５では、６番気筒＃６の
燃焼行程が終了して次の１番気筒＃１の燃焼行程へ移行
するタイミングであるか否かが判断されることになる。
ここで、カウント値ＣＣＲＮＫが「２３」よりも大きい
場合、ＥＣＵ３０は処理をステップ１０３へ移行する。
カウント値ＣＣＲＮＫが「２３」よりも大きくない場
合、ＥＣＵ３０は処理をステップ１０６へ移行する。

【００３３】ステップ１０３又はステップ１０５から移
行してステップ１０６において、ＥＣＵ３０は、別途実
行される点火時期制御で算出される点火時期に関する遅
角値を読み込む。即ち、ＥＣＵ３０は、ノッキング制御
等のために点火時期が遅角された場合の遅角値を読み込
む。

【００３４】そして、ステップ１０７で、ＥＣＵ３０
は、後述する回転変動量の偏差ＤＬＴＭＦＬを算出する
タイミングを、読み込まれた遅角値に応じて補正する。
即ち、この実施の形態では、各気筒＃１〜＃６の燃焼行
程に対応して、点火時期が遅角されていない場合には、
カウント値ＣＣＲＮＫが「３，７，１１，１５，１９，
２３」となるときを各気筒＃１〜＃６に対応した偏差Ｄ
ＬＴＭＦＬの算出タイミングとするようにしている。こ
れに対して、点火時期が遅角されている場合には、カウ
ント値ＣＣＲＮＫが「４，８，１２，１６，２０，１」
となるときを各気筒＃１〜＃６に対応した偏差ＤＬＴＭ
ＦＬの算出タイミングとして補正するようにしている。

【００３５】その後、ステップ１０８で、ＥＣＵ３０は
偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミングであるか否かを判断
する。即ち、カウント値ＣＣＲＮＫが、点火時期に遅角
補正がない場合の「３，７，１１，１５，１９，２３」
であるか、或いは、点火時期に遅角補正がある場合の
「４，８，１２，１６，２０，１」であるか否かを判断
する。この判断が否定である場合、ＥＣＵ３０は後述す
るステップ１１４で、所要時間Ｔ３０からメモリに置き
換えられる所要時間Ｔ３１を、それ以前の所要時間Ｔ３
２としてメモリに置き換えたり、所要時間Ｔ３２を、そ
れ以前の所要時間Ｔ３３としてメモリに置き換えたりす
る。その後、ステップ１１４で、ＥＣＵ３０は今回の所
要時間Ｔ３０を前回の所要時間Ｔ３１としてメモリに置
き換え、その後の処理を一旦終了する。

【００３６】一方、ステップ１０８の判断が肯定である
場合、ＥＣＵ３０はステップ１１０で偏差ＤＬＴＭＦＬ
を算出する。即ち、この実施の形態では、点火時期に遅
角補正がない場合に、図３（ｃ），（ｅ）及び図４に実
線で示すように、各気筒＃１〜＃６の燃焼行程に対応し
た燃焼圧力の極大値がＡＴＤＣ３０°ＣＡのタイミング
で発生することから、そのとに極小となる所要時間を
「Ｔ３０」と定義し、それよりも６０°ＣＡ前の所要時
間Ｔ３２との回転変動量ｔＤＴ３ＸＤを算出する（次式
（１）参照）。そして、今回の回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ
とその３点火前（３６０°ＣＡ前）の回転変動量ｔＤＴ
３ＸＤ（ｉ−１）との差を回転変動量ｔＤＴ３ＸＤの偏
差ＤＬＴＭＦＬとして算出する（次式（２）参照）。ｔＤＴ３ＸＤ＝Ｔ３０−Ｔ３２ …（１）ＤＬＴＭＦＬ＝ｔＤＴ３ＸＤ−ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１） …（２）しかし、点火時期が遅角補正された場合には、図３，４
に二点鎖線で示すように、燃焼圧力の極大値がＡＴＤＣ
３０°ＣＡからＡＴＤＣ６０°ＣＡまで遅れることにな
る。そこで、この実施の形態では、点火時期に遅角補正
がある場合に、図３（ｃ），（ｅ）及び図４に二点差線
で示すように、燃焼圧力が極大となるＡＴＤＣ６０°Ｃ
Ａのときに極小となる所要時間を「Ｔ３０」と定義し、
それよりも９０°ＣＡ前の所要時間Ｔ３３との回転変動
量ｔＤＴ３ＸＤを算出する（次式（３）参照）。そし
て、今回の回転変動量ｔＤＴ３ＸＤとその３点火前（３
６０°ＣＡ前）の回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）と
の差を回転変動量ｔＤＴ３ＸＤの偏差ＤＬＴＭＦＬとし
て算出する（次式（４）参照）。ｔＤＴ３ＸＤ＝Ｔ３０−Ｔ３３ …（３）ＤＬＴＭＦＬ＝ｔＤＴ３ＸＤ−ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１） …（４）

【００３７】その後、ステップ１１１で、ＥＣＵ３０
は、算出された偏差ＤＬＴＭＦＬの値が所定の失火判定
値ＬＶＬＭＦＬよりも大きいか否かを判断する。ここ
で、偏差ＤＬＴＭＦＬが失火判定値ＬＶＬＭＦＬよりも
大きくない場合、ステップ１１２で、ＥＣＵ３０はエン
ジン１に失火が発生していないものとして正常判定処理
を実行する。例えば、その処理として、ＥＣＵ３０は、
警告ランプ１６を消灯させたり、正常判定コードをバッ
クアップＲＡＭに記憶させたりする。そして、ＥＣＵ３
０は、ステップ１１４で所要時間Ｔ３０を所要時間Ｔ３
１に置き換え、その後の処理を一旦終了する。一方、偏
差ＤＬＴＭＦＬが失火判定値ＬＶＬＭＦＬよりも大きい
場合、ステップ１１３で、ＥＣＵ３０はエンジン１に失
火が発生しているものとして失火判定処理を実行する。
例えば、その処理として、ＥＣＵ３０は、警告ランプ１
６を点灯させたり、失火判定コードをバックアップＲＡ
Ｍに記憶させたりする。この失火判定コードは、必要に
応じてバックアップＲＡＭより読み出されることによ
り、点検に供されることになる。そして、ＥＣＵ３０
は、ステップ１１４で所要時間Ｔ３０を所要時間Ｔ３１
に置き換え、その後の処理を一旦終了する。

【００３８】上記のように「３０°ＣＡ割り込みルーチ
ン」がＥＣＵ３０により実行される。即ち、ＥＣＵ３０
は、点火時期の遅角補正に応じて所要時間Ｔ３０の回転
変動量ｔＤＴ３ＸＤの偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミン
グを補正することにより、失火を判定する。

【００３９】以上説明したように、この実施の形態の失
火検出装置によれば、点火時期が制御されることによ
り、図３（ｅ）及び図４（ｂ）に示すように、各気筒＃
１〜＃６の燃焼行程における燃焼圧力が極大となる時期
が変わる。ここで、回転速度センサ２４で検出される３
０°ＣＡ毎の角速度により算出される個々の所要時間Ｔ
３０に基づいて各気筒＃１〜＃６の燃焼行程に対応する
回転変動量ｔＤＴ３ＸＤがＥＣＵ３０により算出され
る。そして、その算出される回転変動量ｔＤＴ３ＸＤに
基づいて各気筒＃１〜＃６の燃焼行程に対応する失火の
有無がＥＣＵ３０により判定される。

【００４０】特に、この実施の形態では、各気筒＃１〜
＃６の燃焼行程において異なる二つの時期に算出される
所要時間Ｔ３０の差が回転変動量ｔＤＴ３ＸＤとしてＥ
ＣＵ３０により算出される。ここで、回転変動量ｔＤＴ
３ＸＤを算出するために参照される異なる二つの所要時
間Ｔ３０の算出時期の少なくとも一方が、点火時期の違
いに応じて、即ち遅角補正の有無に応じてＥＣＵ３０に
より補正される。そして、今回算出される回転変動量ｔ
ＤＴ３ＸＤと今回以前、即ち３点火前（３６０°ＣＡ
前）に算出された回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）と
の偏差ＤＬＴＭＦＬが所定の失火判定値ＬＶＬＭＦＬと
比較されることにより、ＥＣＵ３０により失火が判定さ
れることになる。即ち、図３（ｃ）に実線及び波線で示
すように、時刻ｔ２において今回算出される回転変動量
ｔＤＴ３ＸＤが正常時のものであり、その３点火前の時
刻ｔ１に算出された回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）
も正常時のものである場合には、回転変動量ｔＤＴ３Ｘ
Ｄの偏差ＤＬＴＭＦＬが相対的に小さくなり、正常判定
がなされることになる。一方、今回算出される回転変動
量ｔＤＴ３ＸＤが失火時のものであり、その３点火前に
算出された回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）が正常時
のものである場合には、回転変動量ｔＤＴ３ＸＤの偏差
ＤＬＴＭＦＬが相対的に大きくなり、失火判定がなされ
ることになる。従って、各気筒＃１〜＃６に対応して算
出される回転変動量ｔＤＴ３ＸＤが、異なる二つの角速
度に対応する所要時間Ｔ３０，Ｔ３２（Ｔ３０，Ｔ３
３）の差、即ち、所要時間Ｔ３０が極大及び極小となる
時期に検出される二つ所要時間Ｔ３０，Ｔ３２（Ｔ３
０，Ｔ３３）の差によって明確に定義されることにな
る。これにより、各気筒＃１〜＃６の間で均質に定義さ
れた回転変動量ｔＤＴ３ＸＤが失火判定のために使われ
ることになる。しかも、上記異なる二つの所要時間Ｔ３
０，Ｔ３２（Ｔ３０，Ｔ３３）の検出時期の一方、即
ち、所要時間Ｔ３０が極小となる方の時期が点火時期が
遅角されるか否かによって補正される。この結果、点火
時期の違いに応じて失火を判定する場合において、正常
時及び失火時のそれぞれで点火時期を遅角させたことに
起因する誤検出を防止することができ、失火の検出精度
を向上させることができるようになる。即ち、図３
（ｃ），（ｄ）に二点鎖線で示すように、時刻ｔ３にお
いて、遅角された点火時期に応じて偏差ＤＬＴＭＦＬが
正確に算出され、その偏差ＤＬＴＭＦＬの値が失火判定
値ＬＶＬＭＦＬを上回わることになり、失火の発生を精
度よく検出することができる。これに対して、図３
（ｃ），（ｄ）に示す二点鎖線において、通常の点火時
期と同様、時刻ｔ２で偏差ＤＬＴＭＦＬが算出された場
合には、その偏差ＤＬＴＭＦＬの値が失火判定値ＬＶＬ
ＭＦＬを下回ることもあり、失火が発生しているにも拘
わらず、その失火を検出することができなくなるおそれ
がある。この点で本実施の形態の失火検出装置の優位性
は明らかである。

【００４１】この実施の形態の失火検出装置の別の側面
として、ＥＣＵ３０は、各気筒＃１〜＃６の燃焼行程に
対応して３０°ＣＡ毎に算出される所要時間Ｔ３０が極
大となる時期の所要時間Ｔ３０と、算出される所要時間
Ｔ３０が点火時期の遅角補正の違いに応じて極小となる
時期の所要時間Ｔ３０との差を回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ
として算出している。そして、ＥＣＵ３０は、各気筒＃
１〜＃６の燃焼行程に対応して今回算出される回転変動
量ｔＤＴ３ＸＤと、その３点火前に算出される回転変動
量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）との偏差ＤＬＴＭＦＬを所定
の失火判定値ＬＶＬＭＦＬと比較することにより、各気
筒＃１〜＃６の燃焼行程に対応した失火を判定すること
になる。従って、この側面においても、各気筒＃１〜＃
６に対応して算出される回転変動量ｔＤＴ３ＸＤが、極
大となる時期の所要時間Ｔ３０と極小となる時期の所要
時間Ｔ３０との差によって明確に定義されることにな
り、回転変動量ｔＤＴ３ＸＤが各気筒＃１〜＃６の間で
均質に定義され、失火の判定に使われることになる。こ
の結果、上記と同様に正常時及び失火時のそれぞれで点
火時期を遅角させたことに起因する誤検出を防止するこ
とができ、失火の検出精度を向上させることができるよ
うになる。

【００４２】尚、この発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で以下のように実施することもできる。

【００４３】（１）前記実施の形態では、各気筒＃１〜
＃６の燃焼行程に対応して、点火時期が遅角されていな
い場合には、カウント値ＣＣＲＮＫが「３，７，１１，
１５，１９，２３」となるときを各気筒＃１〜＃６に対
応した偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミングとし、点火時
期が遅角される場合には、カウント値ＣＣＲＮＫが
「４，８，１２，１６，２０，１」となるときを各気筒
＃１〜＃６に対応した偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミン
グとすることにより、偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミン
グを補正するようにしている。これに対し、図５に示す
ような関数データを参照することにより、点火時期の遅
角値の違いに応じた算出タイミング（ＡＴＤＣにおける
クランク角）を決定し、その決定された算出タイミング
により、偏差ＤＬＴＭＦＬの算出タイミングを補正する
ようにしてもよい。

【００４４】（２）前記実施の形態では、各気筒＃１〜
＃６の燃焼行程に対応して今回算出される回転変動量ｔ
ＤＴ３ＸＤと、その３点火前に算出される回転変動量ｔ
ＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）とにより偏差ＤＬＴＭＦＬを算出
するようにした。これに対し、各気筒＃１〜＃６の燃焼
行程に対応して今回算出される回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ
と、その１点火前、２点火前、４点火前、５点火前、６
点火前又は同一気筒＃１〜＃６における前回の燃焼行程
で算出される回転変動量ｔＤＴ３ＸＤ（ｉ−１）とによ
り偏差ＤＬＴＭＦＬを算出するようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
各気筒の燃焼行程において異なる二つの時期に検出され
る角速度の差を回転変動量として算出し、それら異なる
二つの角速度が検出される時期の少なくとも一方を制御
される点火時期の違いに応じて補正するようにしてい
る。従って、各気筒に対応して算出される回転変動量が
異なる二つの角速度の差によって明確に定義され、それ
ら角速度の検出時期の少なくとも一方が点火時期の違い
により変わる燃焼圧力の極大時期に応じて補正されるこ
とになり、各気筒の間で均質に定義された回転変動量が
失火の判定に使われることになる。この結果、クランク
シャフトの角速度の変動に基づいて失火を判定すると共
に点火時期の違いに応じて失火を判定するものにおい
て、失火の誤検出を防止して失火の検出精度を向上させ
ることができるという効果を発揮する。

【００４６】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の構成において、異なる二つの角速
度が検出される時期を、角速度が極小となる時期及び極
大となる時期とし、それらのうち角速度が極大となる方
の時期を点火時期に応じて補正するようにしている。従
って、この発明においても、請求項１に記載の発明と同
様、クランクシャフトの角速度の変動に基づいて失火を
判定すると共に点火時期の違いに応じて失火を判定する
ものにおいて、失火の誤検出を防止して失火の検出精度
を向上させることができるという効果を発揮する。

【００４７】請求項３に記載の発明の構成によれば、各
気筒の燃焼行程に対応して所定の回転角度毎に検出され
る角速度が極小となる時期の角速度と、検出される角速
度が制御される点火時期の違いに応じて極大となる時期
の角速度との差を回転変動量として算出し、各気筒の燃
焼行程に対応して今回算出される回転変動量と、今回以
前に算出される回転変動量との偏差を所定の判定値と比
較することにより各気筒の燃焼行程に対応した失火を判
定するようにしている。従って、この発明においても、
請求項１及び請求項２に記載の発明と同様、クランクシ
ャフトの角速度の変動に基づいて失火を判定すると共に
点火時期の違いに応じて失火を判定するものにおいて、
失火の誤検出を防止して失火の検出精度を向上させるこ
とができるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態に係り、エンジンシステムを示す
概略構成図である。

【図２】同じく、「３０°ＣＡ割り込みルーチン」を示
すフローチャートである。

【図３】同じく、失火検出に係る各種パラメータの挙動
を示すタイムチャートである。

【図４】同じく、図３の一部を拡大して示すタイムチャ
ートである。

【図５】別の実施の形態に係り、関数データを示すグラ
フである。

【図６】従来の失火検出装置に係り、燃焼圧力の挙動を
示すグラフである。

【図７】同じく、失火検出に係る各種パラメータの挙動
を示すタイムチャートである。

【図８】同じく、失火検出の内容を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１エンジン４クランクシャフト３０ＥＣＵ（回転変動量算出手段、失火判定
手段及び時期補正手段）＃１〜＃６１番気筒〜６番気筒Ｔ３０所要時間（角速度に相当する。）ｔＤＴ３ＸＤ回転変動量ＤＬＴＭＦＬ偏差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋口幸秀愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA03 BA17 EA05 EA07 EA11 EB22 EB26 EC01 EC03 FA24 FA34 FA38 FA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点火時期が制御される複数気筒を有する
エンジンのクランクシャフトの角速度を所定の回転角度
毎に検出するための角速度検出手段と、前記所定の回転角度毎に検出される角速度に基づいて前
記各気筒の燃焼行程に対応する回転変動量を算出するた
めの回転変動量算出手段と、今回算出される回転変動量と今回以前に算出された回転
変動量との偏差を所定の判定値と比較することにより前
記各気筒の燃焼行程に対応する失火を判定するための失
火判定手段とを備えたエンジンの失火検出装置におい
て、前記回転変動量算出手段は、前記各気筒の燃焼行程にお
いて異なる二つの時期に検出される角速度の差を回転変
動量として算出することと、前記異なる二つの角速度が検出される時期の少なくとも
一方を前記制御される点火時期の違いに応じて補正する
ための時期補正手段とを備えたことを特徴とするエンジ
ンの失火検出装置。
【請求項２】請求項１に記載のエンジンの失火検出装
置において、前記異なる二つの角速度が検出される時期は、前記角速
度が極小となる時期及び極大となる時期であることと、前記時期補正手段により補正される時期は、前記角速度
が極大となる方の時期であることとを備えたことを特徴
とするエンジンの失火検出装置。
【請求項３】点火時期が制御される複数気筒を有する
エンジンのクランクシャフトの角速度を所定の回転角度
毎に検出するための角速度検出手段と、前記各気筒の燃焼行程に対応して前記所定の回転角度毎
に検出される角速度が極小となる時期の角速度と、前記
検出される角速度が前記制御される点火時期の違いに応
じて極大となる時期の角速度との差を回転変動量として
算出するための回転変動量算出手段と、前記回転変動量算出手段により前記各気筒の燃焼行程に
対応して今回算出される回転変動量と、今回以前に算出
される回転変動量との偏差を所定の判定値と比較するこ
とにより前記各気筒の燃焼行程に対応した失火を判定す
るための失火判定手段とを備えたことを特徴とするエン
ジンの失火検出装置。