JP2000248989A - 多気筒エンジンの失火検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】触媒コンバータを保護しつつ失火気筒を特定す
る多気筒エンジンの失火検出装置を得ること。 【解決手段】多気筒エンジンの失火検出装置は、排気ガ
スの状態を失火診断パラメータとして検出する失火診断
パラメータ検出手段と、失火診断パラメータの変化に基
づいて多気筒エンジンにおける失火の有無を診断する失
火診断手段と、失火診断手段が失火有りと診断した場合
にエンジンの全ての気筒に対する燃料カットを実施して
排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、排気温
度の上昇を抑制した後に失火気筒の特定を行う失火気筒
特定手段とを備える。これにより、エンジンに失火が生
じていると診断した場合には、全気筒の燃料カットを行
い、排気温度の上昇を抑制し、それから失火気筒の特定
を行う。したがって、失火気筒の特定の実施中における
排気温度の更なる上昇を抑制することができ、排気通路
に設けられた触媒コンバータを失火による熱から確実に
保護することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒エンジンに
おいて失火が生じた場合に失火気筒を判別する多気筒エ
ンジンの失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンに失火が生じた場合には、未燃
ガスが排気通路に流れ込み、排気通路が有する熱により
通路内で燃えるいわゆる後燃えを生じ、排気通路途中に
設けられている触媒コンバータを劣化させるおそれがあ
る。したがって、失火を検出した場合には、運転者に知
らせて点検を促すことにより触媒コンバータを保護する
必要がある。

【０００３】また、従来より、例えば特開平５−２０３
５３９号公報や特公平６−８９７０７号公報に示される
ように、エンジンの失火気筒を迅速に特定し、失火気筒
に対する燃料噴射を停止することにより未燃ガスの排出
を防止して触媒コンバータを保護する方法が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン運転状態が高回転高負荷領域にある場合には、失火に
より大量の未燃ガスが排出され、未燃ガスが後燃えする
ことにより排気温度が急激に上昇する。したがって、こ
のような高回転高負荷運転領域においては、上述のよう
な失火気筒を特定し失火気筒に対する燃料カットを行う
方法では、それまでの間に排気ガスが高温となり、触媒
コンバータに影響を与えるおそれがある。

【０００５】また、特に近年、ターボを搭載した車両に
おいては冷間始動時における未燃ガスの排出を抑制すべ
く、排気通路のターボ上流側位置に触媒コンバータを設
けたタイプのものがある。このような位置に設けられた
触媒コンバータは、エンジンの燃焼室により接近した位
置に配置されることから、更に高温になり易い。触媒コ
ンバータは自己が有する限界温度を超えると溶損するお
それがあり、仮に溶損した場合にはその下流に位置する
ターボのタービンに影響を与えるおそれがある。

【０００６】本発明は、上述した点を解決すべくなされ
たものであり、その目的は、触媒コンバータを保護しつ
つ失火気筒を特定する多気筒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記載の発明による多気筒エンジンの失火検
出装置は、排気ガスの状態を失火診断パラメータとして
検出する失火診断パラメータ検出手段と、失火診断パラ
メータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失火の
有無を診断する失火診断手段と、失火診断手段が失火有
りと診断した場合にエンジンの全ての気筒に対する燃料
カットを実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑
制手段と、排気温度の上昇を抑制した後に失火気筒の特
定を行う失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００８】これによれば、エンジンに失火が生じてい
ると診断した場合には、全気筒の燃料カットを行い、こ
れにより排気温度の上昇を抑制し、それから失火気筒の
特定を行う。

【０００９】燃料カットを行った場合、エンジンは、自
己が有する慣性エネルギにより所定期間エンジン回転を
継続するため、失火気筒にて未燃ガスは発生せず、ま
た、吸入空気は燃焼室を通過してそのまま排気通路へと
流れ込む。したがって、失火により上昇した排気温度は
低減される。そして、それから失火気筒の特定が行われ
る。

【００１０】この結果、失火気筒の特定の実施中におけ
る排気温度の更なる上昇を抑制することができ、排気通
路に設けられた触媒コンバータを失火による熱から確実
に保護することができる。

【００１１】特に、エンジン運転状態が高負荷運転領域
内であって失火が生じた場合には排気温度は高騰する
が、最初に全気筒燃料カットを行うため、排気温度の上
昇を抑制して確実に低減することができ、触媒コンバー
タを確実に保護することができる。

【００１２】請求項２記載の発明による多気筒エンジン
の失火検出装置は、排気温度抑制手段が、エンジンの全
ての気筒に対する燃料カットを所定時間継続することを
特徴とする。これにより、エンジンは、慣性エネルギに
よりエンジン回転を所定時間継続することとなり、失火
により上昇した排気温度を適切な温度まで確実に低減す
ることができる。

【００１３】請求項３の発明による失火気筒特定手段
は、全気筒燃料カットから１気筒ずつ順番に燃料カット
を解除し、解除した際の失火診断パラメータの変化に基
づいて失火気筒を特定することを特徴とする。

【００１４】これによれば、失火気筒の燃料カットを解
除した際に再び失火が生じるため、失火診断パラメータ
に変化が生ずる。したがって、当該燃料カットを解除し
た気筒が失火気筒であると特定することができる。

【００１５】請求項４の発明による失火気筒特定手段
は、任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カット
を各気筒に対して順次実施し、該１気筒燃料カットを実
施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気
筒を特定することを特徴とする。

【００１６】これによれば、１気筒燃料カットを失火気
筒以外の気筒に実施した場合には、燃料噴射を行ってい
る気筒に失火気筒が含まれているために、失火診断パラ
メータは失火有りを示す。これに対して、１気筒燃料カ
ットを失火気筒に実施した場合には、失火気筒に燃料噴
射が行われなくなるため、失火診断パラメータは、失火
なしを示す。したがって、１気筒燃料カットを実施した
気筒が失火気筒であると特定することができる。

【００１７】請求項５の発明による失火気筒特定手段
は、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化によ
り気筒失火を特定することを特徴とする。これによれ
ば、所定クランク角毎のエンジン回転状態量として、各
気筒間におけるエンジン回転速度を採用し、今回算出し
たエンジン回転速度から前回算出したエンジン回転速度
を減算して各気筒毎に燃焼行程時のエンジン回転速度の
差である差回転を算出する。

【００１８】そして、各気筒毎の所定期間における差回
転最大値と差回転平均値との差を判定レベルと比較す
る。ここで、差回転最大値と差回転平均値との差が判定
レベルよりも大きい気筒は、その気筒における燃焼が正
常に行われておらず正常なエンジン回転速度が維持され
ていないと判断され、その気筒が失火気筒と特定され
る。

【００１９】請求項６の発明による失火気筒特定手段
は、エンジン運転状態が高回転領域内にある場合は、任
意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気
筒に対して順次実施して１気筒燃料カットを実施した際
の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定
し、エンジン運転状態が低・中回転領域内にある場合
は、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化によ
り失火気筒を特定することを特徴とする。

【００２０】これによれば、エンジン回転状態量にバラ
ツキを生じる高回転領域では、１気筒燃料カットを各気
筒に対して順次実施することによる失火気筒の特定が行
われ、それ以外の低・中回転領域では、エンジン回転状
態量の変化による失火気筒の特定が行われる。したがっ
て、エンジンの全回転領域にて正確に失火気筒の特定を
行うことができる。

【００２１】請求項７の発明による多気筒エンジンの失
火検出装置は、排気ガスの状態を失火診断パラメータと
して検出する失火診断パラメータ検出手段と、失火診断
パラメータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失
火の有無を診断する失火診断手段と、失火発生と診断し
た場合に任意の１気筒のみ燃料噴射を行う１気筒燃料噴
射を実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手
段と、１気筒燃料噴射を他の各気筒に対してそれぞれ実
施し、該１気筒燃料噴射を実施した際の失火診断パラメ
ータの変化に基づいて失火気筒の特定を行う失火気筒特
定手段とを備えたことを特徴とする。

【００２２】これによれば、エンジンに失火が生じてい
ると診断した場合には、１気筒のみ燃料噴射を行う１気
筒燃料噴射を実施し、これにより排気温度の上昇を抑制
し、同時に、失火気筒の特定を行う。

【００２３】１気筒燃料噴射を実施した場合、エンジン
は、１気筒のみでエンジン運転を継続する。したがっ
て、エンジン出力は低下し、全気筒燃料カットよりは緩
やかではあるが、排気温度は確実に低減される。

【００２４】また、その際に、失火気筒のみを燃料噴射
状態とした場合と、正常な気筒を燃料噴射状態とした場
合とでは、失火診断パラメータの変化に顕著な相違が生
じる。したがって、１気筒燃料噴射を各気筒に順番に実
施し、失火診断パラメータの変化を検出することによっ
て、失火気筒を特定することができる。

【００２５】これにより、排気温度の上昇の抑制と失火
気筒の特定を同時に行うことができ、排気通路に設けら
れた触媒コンバータを失火による熱から確実に保護する
ことができる。

【００２６】請求項８に記載の発明は、前記失火診断パ
ラメータに排気温度と空燃比の少なくとも一方が用いら
れ、失火の有無は排気温度の変化量或いは空燃比のリー
ン側への変化量に基づいて判断されることを特徴とす
る。

【００２７】これによれば、排気温度と空燃比の少なく
とも一方が失火診断パラメータとして用いられ、排気温
度の変化量或いは空燃比のリーン側への変化量に基づい
て失火の有無が判断される。

【００２８】たとえば、１気筒の燃料カットを解除した
際にその気筒が失火気筒である場合は、未燃ガスが発生
して排気通路内における後燃えが生じ、排気温度が所定
の変化量以上に増加する。また、未燃ガスには多量の酸
素が残留し、空燃比は所定の変化量以上にリーン側に変
化する。したがって、気筒に失火が生じているか否かを
正確に判断することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図に基づいて説明する。図１は、本発明の失火検出
装置を備えたエンジン装置を概念的に示した全体構成図
である。エンジン装置１は、車両に用いられており、エ
ンジン本体２と、エンジン本体２に連結されている吸気
通路３及び排気通路４を備えている。

【００３０】エンジン本体２は、気筒＃１〜＃４までの
４つの気筒を有し、各気筒の吸気側には吸気ポート５を
備え、吸気ポート５の上流側にはエンジン本体２と吸気
通路３との間を連結するインテークマニホールド６が接
続されている。インテークマニホールド６には、吸気ポ
ート５の直上流位置にて各気筒毎に独立して燃料噴射を
行うインジェクタ７が設けられている。

【００３１】インジェクタ７は、図示していない燃料供
給路を介して燃料タンクと連通されており、燃料を所定
タイミングで所定量だけ噴射することができる。また、
シリンダヘッドには、各気筒の燃焼室９内の点火を行う
点火プラグ１０が設けられており、点火プラグ１０はイ
グナイタ１１に接続されている。

【００３２】吸気通路３は、上流側からエアクリーナボ
ックス１２、ターボ１３のコンプレッサハウジング１３
ａ、インタークーラ１４、スロットルバルブ１５、タン
ブル生成バルブ１６を備え、排気通路４は、エンジン本
体１側からプリ触媒２０、ターボ１３のタービンハウジ
ング１３ｂ、ウエストゲートバルブ２１、フロント触媒
２２、リヤ触媒２３を備えている。

【００３３】タンブル生成バルブ１６は、タンブル駆動
装置１７により閉状態とされることにより燃焼室９内に
タンブル流を生成することができる。また、ウエストゲ
ートバルブ２１は、アクチュエータ２４により開閉され
過給圧を調整するものであり、開状態により過給圧の上
昇を抑制することができる。アクチュエータ２４は、吸
気通路３の負圧を駆動源とし、ソレノイドバルブ２５に
より負圧を調整することによりウエストゲートバルブ２
１の開度を調整する。

【００３４】また、エンジン本体２、吸気通路３及び排
気通路４には、エンジン動作状態を検出するための各種
センサが設けられている。具体的には、エンジン本体２
には、クランクシャフトの回転角度を検出するクランク
角センサ３１、カムシャフトの回転角度を検出するカム
角センサ３２、エンジン冷却水の温度を検出する水温セ
ンサ３３が設けられている。また、吸気通路３には、コ
ンプレッサハウジング１３ａの上流位置に吸入空気量を
計測するためのエアフローメータ３４、スロットルバル
ブ１５のスロットル開度を検出するためのスロットル開
度センサ３５、吸入空気の温度を検出するための吸気温
センサ３６が設けられている。

【００３５】更に、排気通路４には、プリ触媒２０の上
流位置にて排気ガス中に残留する酸素量を検出して空燃
比を算出するためのＡ／Ｆ空燃比センサ４１、プリ触媒
２０の下流位置にて排気ガスの排気温度を検出するため
の排気温センサ４２、フロント触媒２２の下流位置に空
燃比フィードバック制御用のリヤＯ₂センサ４３が設け
られている。

【００３６】上記構成を有するエンジン装置１の制御
は、電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）５０
により行われる。図２は、ＥＣＵ５０の概略構成説明図
である。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心と
して構成され、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、ＣＰＵ５３、
入力ポート５４、出力ポート５５がバスライン５６を介
して互いに接続されている。

【００３７】また、各種センサから受け取ったアナログ
信号をデジタル信号に変換して入力ポート５４に引き渡
すＡ／Ｄ変換器５７、及び出力ポート５５から受けた制
御信号を駆動信号に変換して各種アクチュエータ類に出
力するための駆動回路５８を内蔵している。

【００３８】入力ポート５４には、クランク角センサ３
１、カム角センサ３２が接続され、また、Ａ／Ｄ変換器
５７を介してエアフローメータ３４、Ａ／Ｆ空燃比セン
サ４１、リアＯ₂センサ４３、排気温センサ４２、吸気
温センサ３６が接続されている。出力ポート５５には、
イグナイタ１１が接続され、また、駆動回路５８を介し
てタンブル駆動装置１７、インジェクタ７、ソレノイド
バルブ２５、及び図示していないインストルメントメー
タパネルに設けられる警告ランプ２６が接続されてい
る。

【００３９】ＲＯＭ５１は、制御プログラムや予め設定
された固定データを記憶し、ＲＡＭ５２は、各種センサ
からの検出信号や学習値等を格納する。ＣＰＵ５３は、
予め設定された固定データや各種センサからの検出信号
等を用いてＲＯＭ５１に記憶した制御プログラムに従っ
て演算処理を行い、燃料噴射制御、点火時期制御等を行
う。そして、ＥＣＵ５０では失火の検知を行い、失火を
検知した場合は排気温度の上昇を抑制して失火気筒の判
別を行う失火検出制御が実施される。

【００４０】次に、上記構成を有するエンジン装置１の
失火検出方法について図３のフローチャートに基づいて
説明する。まず最初に、ステップＳ１では、失火の有無
を診断するための失火診断パラメータの入手が行われ
る。失火診断パラメータは、排気温度と空燃比が用いら
れ、排気温度は排気温度センサ４２により検出され、空
燃比は、プリ触媒２０の上流位置に設けられたＡ／Ｆ空
燃比センサ４１により検出される。

【００４１】ステップＳ２では、いずれかの気筒に失火
が生じているか否かが判断される。この判断は、ステッ
プＳ１にて入手した失火診断パラメータに基づいて行わ
れる。具体的には、排気温度の上昇量と空燃比のリーン
側への変化量に基づいて判断される。

【００４２】ここで、実際にいずれかの気筒に失火が生
じている場合には、失火気筒から未燃ガスが排気通路に
排出される。したがって、排気通路内に流れ込んだ未燃
ガスは、プリ触媒２０の熱により排気通路内にて燃焼す
る、いわゆる後燃えを発生させる。これにより、排気音
センサ４２により検出される排気温度は通常以上に上昇
する。

【００４３】また、排気通路内に流れ込んだ未燃ガス
は、プリ触媒２０の上流位置では多量の酸素を含有して
いる。したがって、プリ触媒２０の上流位置に設けられ
たＡ／Ｆ空燃比センサ４１は、多量の酸素を検出し、空
燃比は通常以上にリーン側に変化する。

【００４４】したがって、排気温度が通常以上に上昇し
た場合若しくは空燃比が通常以上にリーン側に変化した
場合（ＹＥＳ）は、いずれかの気筒に失火が生じている
と判断し、排気温度の上昇を抑制すべくステップＳ３に
進む。

【００４５】また、排気温度の上昇量が通常の範囲内で
ありかつ空燃比のリーン側への変化量が通常の範囲内で
ある場合（ＮＯ）は、失火が生じていないと判断して、
本ルーチンを抜ける（リターン）。ここまでの部分が失
火診断手段に相当する。

【００４６】ステップＳ３では、全ての気筒＃１〜＃４
に対する燃料カットが所定時間行われる。これにより、
エンジン本体２は全気筒燃料カットとされ、失火気筒か
らの未燃ガスの排出は停止され、プリ触媒２０における
後燃えを防止できる。

【００４７】また、エンジン本体２は、慣性力によりエ
ンジン回転を継続するため、吸気通路３より吸入された
空気は、そのまま燃焼室９から排出されて排気通路４に
流れ込み、排気通路４内を冷却する。したがって、プリ
触媒２０が、失火により高騰した排気温度によって熱せ
られていた場合には、迅速に冷却されることとなる。

【００４８】この結果、失火による排気温度の上昇を抑
制することができ、プリ触媒２０への熱による影響を防
止することができる。特に、エンジン動作状態が高負荷
運転領域内の場合には、失火による排気温度の上昇が急
激になされるため、これを迅速に抑制することができ、
プリ触媒２０を確実に保護することができる。

【００４９】したがって、失火に起因したプリ触媒２０
の溶損を確実に防止することができ、その下流に位置す
るターボ１３を保護することができる。この部分が排気
温度抑制手段に相当する。

【００５０】尚、本実施の形態では、全気筒燃料カット
を所定時間継続することによって排気温度を所定温度ま
で低下させているが、全気筒燃料カットの継続を排気温
センサの検出値に基づいて決定しても良い。所定時間は
排気温度が低下するまでの時間を見越して設定した時
間、又は排気温センサの出力値に基づいて設定される時
間、更には、排気温センサの検出値が所定の温度に達す
るまでの時間としても良い。

【００５１】そして、全気筒の燃料カットにより排気温
度の上昇を抑制した後に、失火気筒の特定を行うべく、
ステップＳ４以降に進む。ステップＳ４では、全気筒燃
料カットから燃料カットを解除して燃料噴射を復帰させ
る気筒＃ｎの指示がなされる。ここでは、気筒＃１の燃
料カット解除が指示される（ｎ＝１）。

【００５２】ステップＳ５では、指示された気筒＃ｎの
燃料カットの解除がなされ、燃料噴射の復帰が行われ
る。したがって、ステップＳ４から移行してきた場合は
気筒＃１に対する燃料カットの解除が行われる。そし
て、ステップＳ６へ進む。

【００５３】ステップＳ６では、気筒＃ｎの燃料カット
解除により失火が生じたか否かが判断される。ここで、
燃料カット解除の際における失火診断パラメータの変化
量が算出され、その変化量が予め設定されている失火判
定量よりも大きいか否かが判断される。

【００５４】失火判定量は、ＥＣＵ５０のＲＯＭ５１内
に予め設定されており、失火診断パラメータの変化量と
比較される。失火診断パラメータは、ステップＳ１と同
様に排気温度と空燃比が用いられ、これに対応する失火
判定量も排気温度変化量と空燃比のリーン側への変化量
が設定されている。

【００５５】失火診断パラメータの変化量が失火判定量
よりも大きい場合（ＹＥＳ）はステップＳ９に進み、ス
テップＳ９にて失火気筒が特定される。ステップＳ９で
は、ステップＳ５にて燃料カットを解除したことによっ
て失火が生じたとして、燃料カットを解除した気筒を失
火気筒と特定し、本ルーチンを抜ける（リターン）。

【００５６】また、失火診断パラメータの変化量が失火
判定量よりも小さい場合（ＮＯ）はステップＳ５にて燃
料カット解除した気筒は失火気筒ではないと判断してス
テップＳ７へ進む。

【００５７】ステップＳ７では、気筒番号を表すｎに１
が加算される。これにより、次に燃料カット解除を行う
気筒が指示される。したがって、ステップＳ５にて気筒
＃１の燃料カット解除が行われていた場合にはｎ＝２と
なり、次は気筒＃２の燃料カット解除を行うこととな
る。そして、全気筒の燃料カット解除を実施したか否か
を判断すべくステップＳ８へ移行する。

【００５８】ステップＳ８では、ステップＳ７にて１を
加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎと比
較される「４」は、エンジン本体が有する気筒数を示
し、６気筒を有するエンジンでは「６」となる。ここ
で、ｎが４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒の燃
料カット解除を実施しておらず、全気筒に対する失火判
断を行っていないとして、ステップＳ５に戻る。

【００５９】したがって、ｎが４よりも大きい数となる
までは、Ｓ５からＳ７までの処理が繰り返される。これ
により、気筒＃１から＃４まで順番に燃料カット解除が
なされ、燃料カット解除がなされる度にＳ６にて失火有
無の判断が行われる。

【００６０】気筒数ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）
は、全気筒の燃料カット解除を終了しており、全気筒に
対する失火判断を行ったが失火気筒を特定できなかった
として本ルーチンを抜ける（リターン）。この部分が失
火気筒特定手段に相当する。

【００６１】以上の失火検出方法によれば、いずれかの
気筒に失火が生じていると判断した場合には、まず最初
に全気筒燃料カットが実施され、それから失火気筒の特
定が行われる。

【００６２】これにより、失火による排気温度の上昇を
迅速に抑制し、排気通路の上流に位置するプリ触媒２０
への失火による影響を防止することができる。特に、エ
ンジン運転状態が高負荷運転領域内において失火を生じ
た場合でもプリ触媒２０を確実に保護することができ、
かつ保護した状態で失火気筒を特定することができる。
尚、失火気筒を特定した後は、従来と同様に失火気筒へ
の燃料カット制御が行われ、警報ランプ２６（図２参
照）が点灯される。

【００６３】上述の実施の形態における失火気筒の特定
方法については、他の方法を用いても良い。例えば、上
述の実施の形態では、失火気筒の特定は全気筒燃料カッ
トから１気筒ずつ燃料カットを解除する気筒を増加させ
ることにより行われたが、他の失火気筒特定方法として
全気筒燃料カットから１気筒燃料カットとし、この１気
筒燃料カットを全気筒に対して順番に実施した際の失火
診断パラメータの変化に基づいて判断しても良い。

【００６４】図４は、上述の他の失火気筒特定方法を用
いた失火検出用フローチャートである。図において、ス
テップＳ１１〜ステップＳ１３までは図３のステップＳ
１〜ステップＳ３までと同様であるのでその詳細な説明
を省略する。

【００６５】ステップＳ１４では、ステップＳ１３にお
ける全気筒燃料カットから任意の１気筒のみ燃料カット
した１気筒燃料カットとすべく、当該任意の１気筒の指
定がなされる。ここでは、気筒＃１（ｎ＝１）が設定さ
れる。ステップＳ１５では、気筒＃１以外の全ての気筒
＃２、＃３、＃４の燃料カットが解除され、燃料噴射の
復帰が行われ、ステップＳ１６へ進む。

【００６６】ステップＳ１６では、１気筒燃料カットに
より失火が消滅しているか否かが判断される。ここで、
１気筒燃料カットとした際における失火診断パラメータ
の変化量が予め設定されている失火判定量未満である場
合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１９に進み、ステップＳ１
９にて失火気筒が特定される。ここでは、ステップＳ１
５にて気筒＃ｎを１気筒燃料カットとしたために失火が
消滅したとして、気筒＃ｎを失火気筒と特定し、本ルー
チンを抜ける（リターン）。

【００６７】また、ステップＳ１６にて失火診断パラメ
ータの変化量が失火判定量以上である場合（ＮＯ）は、
ステップＳ１５にて１気筒燃料カットとした気筒に失火
は生じていないと判断して、ステップＳ１７へ進む。

【００６８】ステップＳ１７では、気筒番号を表すｎに
１が加算される。これにより、次に１気筒燃料カットさ
れる気筒が指示される。したがって、ステップＳ１５に
て気筒＃１の１気筒燃料カットが実施されていた場合に
はｎ＝２となり、次は気筒＃２に対する１気筒燃料カッ
トが実施されることとなる。そして、全気筒に対して１
気筒燃料カットを実施したか否かを判断すべくステップ
Ｓ１８へ移行する。

【００６９】ステップＳ１８では、ステップＳ１７にて
１を加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎ
と比較される「４」は、エンジン本体が有する気筒数を
示し、６気筒を有するエンジンでは「６」となる。ここ
で、ｎが４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒に対
して１気筒燃料カットを実施しておらず、全気筒に対す
る失火判断を行っていないとして、ステップＳ１５に戻
る。

【００７０】したがって、ｎが４よりも大きい数となる
までは、Ｓ１５からＳ１７までの処理が繰り返され、気
筒＃１から＃４まで順番に１気筒燃料カットが実施され
る。そして、１気筒燃料カットが実施される度にＳ１６
にて失火の有無の判断が行われる。

【００７１】気筒数ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）
は、既に全気筒に対する１気筒燃料カットを実施してお
り、全気筒に対する失火判断を行ったが失火気筒を特定
できなかったとして本ルーチンを抜ける（リターン）。

【００７２】このように、失火気筒の特定を行う際に燃
料カットを行う気筒を１気筒のみとすることによってエ
ンジンの出力トルクの減少度合を小さくすることができ
る。したがって、エンジン出力を極端に低下させること
なく、失火気筒の特定を行うことができる。

【００７３】上述の失火気筒の特定方法については、更
に他の方法を用いても良く、例えば、図５〜図７に示し
た差回転方式により行っても良い。差回転方式とは、各
気筒毎のエンジン回転状態量（エンジン回転角速度）の
変化により失火気筒の特定を行う方式であり、より詳し
くは、本願出願人による特開平１０−２１３０５８号公
報に記載されている。

【００７４】図５は、差回転方式により失火気筒を特定
する方法を用いた失火検出用フローチャートである。図
において、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までは図３
のステップＳ１〜ステップＳ３までと同様であるのでそ
の詳細な説明を省略する。

【００７５】ステップＳ２４では、エンジン回転数Ｎｅ
が規定回転数（ｒｐｍ）以下であるか否かの判断がなさ
れ、エンジン回転数Ｎｅが規定回転数以下である場合
（ＹＥＳ）は、差回転方式で失火気筒の特定を行うこと
が可能な運転領域であるとしてステップＳ２５へ進み、
規定回転数よりも高いエンジン回転数の場合（ＮＯ）
は、ステップＳ２２とステップＳ２３の間に戻り、規定
回転数以下となるまで全気筒燃料カットを継続する。

【００７６】差回転方式の場合、エンジン高回転領域で
はエンジン内の慣性エネルギが大きいために失火時のエ
ンジン回転変化量が小さく、失火判定が困難となるた
め、エンジン回転数Ｎｅが規定回転数以下となった場合
にのみ失火気筒の特定を行う。

【００７７】ステップＳ２５では、ステップＳ２２にて
行われた全気筒燃料カットの解除が行われ、全気筒に対
する燃料噴射が復帰される。これにより、エンジンは、
燃料噴射によるエンジン運転を再開する。そして、ステ
ップＳ２６にて、差回転方式による失火気筒の特定が行
われる。

【００７８】ステップＳ２６では、差回転方式による失
火気筒の特定が行われる。具体的には、図６に示したよ
うに、ステップＳ３１にてクランク角センサ３１より入
力されるクランクパルスと、カム角センサ３２より入力
されるカムパルスにより今回入力されたクランクパルス
がいずれのクランク角に対応する信号かを識別し、ステ
ップＳ３２にてクランクパルス入力間に入力されるカム
パルスの個数、燃焼気筒の順序により現在の燃焼気筒を
識別する。

【００７９】ステップＳ３３にて前回入力されたクラン
クパルスから今回入力されたクランクパルス入力までの
時間を算出し、ステップＳ３４にて所定クランク角毎の
エンジン回転状態量として、各気筒間におけるエンジン
回転速度を算出する。

【００８０】ステップＳ３５では今回算出したエンジン
回転速度から前回の同区間におけるエンジン回転速度を
減算して燃焼行程気筒＃ｎの回転速度の差、すなわち気
筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＥＮＥ＃ｎを算出する。

【００８１】ステップＳ３６では差回転ＤＥＬＥＮＥ＃
ｎの加算値を算出し、ステップＳ３７では点火回数をカ
ウントする。更に、ステップＳ３８では今回算出したエ
ンジン回転速度を前回のエンジン回転速度としてワーク
エリアにストアする。尚、ステップＳ３７における点火
回数は本ルーチンの処理回数と見なしても良い。

【００８２】そして、図７に示したように、ステップＳ
４１にて点火回数が設定回数に達したか否かを判断し、
ステップＳ４２にて各気筒の差回転ＤＥＬＮＥ＃ｉ（ｉ
＝１〜４）を平均処理して各気筒毎の差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ＃ｉを算出し、ステップＳ４３にてこれら各差回
転平均値ＤＮＡＶＥ＃ｉのうちの最大値ＤＮＡＶＥＭＡ
Ｘを判別し、ステップＳ４４にてこの最大値ＤＮＡＶＥ
ＭＡＸと各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ＃ｉをそれ
ぞれ算出する。

【００８３】そして、ステップＳ４５にて各気筒毎の平
均値差ＳＤＮＡＶＥ＃ｉを失火判定レベルＬＶＬＭＩＳ
とそれぞれ比較し、ステップＳ４６にて失火判定レベル
ＬＶＬＭＩＳよりも平均値差ＳＤＮＡＶＥ＃ｉの大きい
気筒を失火気筒と特定する。

【００８４】また、上述の失火気筒の特定方法について
は、更に他の方法を用いても良く、例えば、図８に示し
たように、失火気筒の特定方法をエンジン運転領域に応
じて変更する方法がある。

【００８５】これは、エンジン高回転領域ではエンジン
内の慣性エネルギが大きいために失火時のエンジン回転
変化量が小さく、差回転方式による失火気筒の特定が困
難となるため、かかる領域では排気温度若しくは空燃比
を用いた失火気筒の特定を行うこととするものである。
この方法によれば、エンジン回転数が所定回転領域にま
で低下するまで待つ必要がなく、失火気筒の特定をより
迅速に行うことができる。尚、本実施の形態ではエンジ
ン回転数が２０００ｒｐｍ以下が差回転方式による失火
気筒判別領域とされている。

【００８６】この方法の場合、失火を検知したときには
まず最初にステップＳ５３にて全気筒燃料カットとさ
れ、排気温度の上昇が抑制され、その後に、ステップＳ
５４にてエンジン運転状態が予め設定された差回転方式
による気筒判別領域内にあるか否かが判断される。

【００８７】そして、失火判別領域内にある場合（ＹＥ
Ｓ）は差回転方式による失火気筒の判別を行い、失火判
別領域内にない場合（ＮＯ）は排気温度若しくは空燃比
を用いた失火気筒の特定を行う。

【００８８】ステップＳ５５により実施される差回転方
式による失火気筒の特定は、図５のステップＳ２６と同
様であり、ステップＳ５６により実施される排気温度若
しくは空燃比を用いた失火気筒の特定は、図４のステッ
プＳ１４〜ステップＳ１９と同様であるのでその詳細な
説明を省略する。

【００８９】次に、本発明の第２の実施の形態について
以下に図９に基づいて説明する。本実施の形態において
特徴的なことは、排気温度の上昇を抑制すると同時に失
火気筒の特定を行うことである。

【００９０】すなわち、上述の第１の実施の形態では、
失火を検知した場合、全気筒燃料カットして排気温度の
上昇を抑制した後に、失火気筒の特定を行っていたが、
本実施の形態では、排気温度の上昇の抑制と失火気筒の
特定を同時に行うものである。

【００９１】具体的には、エンジンの失火を検知すると
燃料噴射を行う気筒を１気筒のみとする１気筒燃料噴射
を行い、エンジン出力を低下させ、排気温度の上昇を抑
制する。そして、同時に排気温度若しくは空燃比の変化
量に基づいて燃料噴射を行っている気筒が失火している
か否かを判断する。失火していない場合は、１気筒燃料
噴射を別の気筒に実施して同様に失火の有無を判断し、
失火気筒の特定を行う。

【００９２】以下に、図９のフローチャートを用いて説
明する。まず最初に、ステップＳ６１及びステップＳ６
２にていずれかの気筒で失火が生じていると判断された
場合にはステップＳ６３に進み、ステップＳ６３では、
燃料噴射させる気筒＃ｎを１とする設定がなされる。

【００９３】ステップＳ６４では、気筒＃ｎのみにより
燃料噴射が行われる。したがって、気筒＃２、＃３、＃
４は、燃料カットされ、気筒＃１のみが燃料噴射を行っ
ている１気筒燃料噴射とされる。これにより、全気筒燃
料カットよりも緩やかではあるが排気温度の上昇を抑制
することができる。そして、失火気筒の特定を行うべく
ステップＳ６５以降へ進む。

【００９４】ステップＳ６５では、１気筒燃料噴射とし
たことにより失火が消滅したか否かが判断される。ここ
で、排気温度の低下量若しくは空燃比のリーン側への変
化量が失火判定量未満である場合（ＹＥＳ）は、ステッ
プＳ６８へ進む。ステップＳ６８では、１気筒燃料噴射
となっている気筒＃ｎに失火が生じているために失火診
断パラメータの変化量が失火判定量よりも大きく変化し
ないと判断して、ステップＳ６４にて１気筒燃料噴射と
した気筒が失火気筒であると特定する。そして、本ルー
チンを抜ける（リターン）。

【００９５】また、ステップＳ６５にて排気温度の低下
量若しくは空燃比のリーン側への変化量が失火判定量以
上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ６４にて１気筒燃
料噴射とされた気筒＃ｎには失火が生じていないと判断
して、ステップＳ６６へ進む。

【００９６】ステップＳ６６では、気筒番号を表すｎに
１が加算される。これにより、次に１気筒燃料噴射とさ
れる気筒が指示される。したがって、ステップＳ６４に
て気筒＃１により１気筒燃料噴射が実施されていた場合
にはｎ＝２となり、次は気筒＃２による１気筒燃料噴射
が実施されることとなる。そして、全気筒により１気筒
燃料噴射を実施したか否かを判断すべくステップＳ６７
へ移行する。

【００９７】ステップＳ６７では、ステップＳ６６にて
１を加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎ
が４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒により１気
筒燃料噴射を実施しておらず、全気筒に対する失火判断
を行っていないとして、ステップＳ６４に戻る。

【００９８】ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）は、既に
全気筒による１気筒燃料噴射を実施しており、全気筒に
対する失火判断を行ったが失火気筒を特定できなかった
として本ルーチンを抜ける（リターン）。

【００９９】したがって、ｎが４よりも大きい数となる
までは、Ｓ６４からＳ６６までの処理が繰り返され、気
筒＃１から＃４まで順番に１気筒燃料噴射が実施され
る。そして、１気筒燃料噴射が実施される度にＳ６５に
て失火有無の判断が行われる。

【０１００】以上の失火検出方法によれば、いずれかの
気筒に失火が生じていると判断した場合には、１気筒燃
料噴射とされ、失火による排気温度の上昇が抑制される
と同時に失火気筒の特定が行われる。

【０１０１】したがって、第１の実施の形態と同様に排
気通路の上流に位置するプリ触媒２０への失火による影
響を防止することができ、かつ保護した状態で失火気筒
を迅速に特定することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多気
筒エンジンの失火検出装置によれば、エンジンのいずれ
かの気筒で失火がおきたと判断した場合には、燃料カッ
トが行われ、失火による排気温度の上昇が抑制される。
そして、排気温度を安全な温度まで下げたところで、失
火気筒の特定が行われる。したがって、失火による排気
通路内の高温状態を防止することができ、触媒を確実に
保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の失火検出装置を備えたエンジン装置を
概念的に示した全体構成図である。

【図２】ＥＣＵの概略構成説明図である。

【図３】第１の実施の形態における失火検出ルーチンの
フローチャートである。

【図４】他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ルーチ
ンのフローチャートである。

【図５】更に他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ル
ーチンのフローチャートである。

【図６】差回転を算出するための差回転算出ルーチンの
フローチャートである。

【図７】失火気筒判別ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図８】他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ルーチ
ンのフローチャートである。

【図９】第２の実施の形態における失火検出ルーチンの
フローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン装置 ７ インジェクタ １３ ターボ ２０ プリ触媒 ３１ クランク角センサ ３２ カム各センサ ３６ 吸気温センサ ４１ Ａ／Ｆ空燃比センサ（失火診断パラメータ検出手
段） ４２ 排気温センサ（失火診断パラメータ検出手段） ５０ 電子制御装置（ＥＣＵ）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/22 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３３０Ｄ ３３０Ａ Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｚ Ｆターム(参考） 2G087 AA01 AA15 BB14 CC01 CC03 CC23 3G084 AA03 BA13 CA09 DA27 DA28 EA05 EB12 EC01 FA00 FA02 FA07 FA24 FA27 FA30 FA34 FA38 FA39 3G301 HA06 HA07 HA11 HA17 JA33 JB09 JB10 KA24 KA25 KA26 MA24 MA25 NA01 NA08 ND17 NE15 NE23 PA01B PA10Z PA11Z PC09Z PD03A PD09A PD09Z PD11Z PE01Z PE02Z PE03Z PE05Z PE08Z PE09Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガスの状態を失火診断パラメータと
   して検出する失火診断パラメータ検出手段と、 該失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジン
   における失火の有無を診断する失火診断手段と、 該失火診断手段が失火有りと診断した場合に前記エンジ
   ンの全ての気筒に対する燃料カットを実施して排気温度
   の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、 該排気温度の上昇を抑制した後に失火気筒の特定を行う
   失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とする多気筒エ
   ンジンの失火検出装置。
2. 【請求項２】 前記排気温度抑制手段は、 前記エンジンの全ての気筒に対する燃料カットを一定時
   間継続することを特徴とする請求項１に記載の多気筒エ
   ンジンの失火検出装置。
3. 【請求項３】 前記失火気筒特定手段は、 前記全気筒燃料カットから１気筒ずつ順番に燃料カット
   を解除し、 該解除した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失
   火気筒を特定することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の多気筒エンジンの失火検出装置。
4. 【請求項４】 前記失火気筒特定手段は、 任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各
   気筒に対して順次実施し、 該１気筒燃料カットを実施した際の失火診断パラメータ
   の変化に基づいて失火気筒を特定することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの失火検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記失火気筒特定手段は、 所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により気
   筒失火を特定することを特徴とする請求項１又は２に記
   載の多気筒エンジンの失火検出装置。
6. 【請求項６】 前記失火気筒特定手段は、 エンジン運転状態が高回転領域内にある場合は、任意の
   １気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気筒に
   対して順次実施し、該１気筒燃料カットを実施した際の
   失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定
   し、 エンジン運転状態が低・中回転領域内にある場合は、所
   定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により失火
   気筒を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載
   の多気筒エンジンの失火検出装置。
7. 【請求項７】 排気ガスの状態を失火診断パラメータと
   して検出する失火診断パラメータ検出手段と、 該失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジン
   における失火の有無を診断する失火診断手段と、 該失火発生と診断した場合に任意の１気筒のみ燃料噴射
   を行う１気筒燃料噴射を実施して排気温度の上昇を抑制
   する排気温度抑制手段と、 該１気筒燃料噴射を他の各気筒に対してそれぞれ実施
   し、該１気筒燃料噴射を実施した際の失火診断パラメー
   タの変化に基づいて失火気筒の特定を行う失火気筒特定
   手段とを備えたことを特徴とする多気筒エンジンの失火
   検出装置。
8. 【請求項８】 前記失火診断パラメータは、 排気温度と空燃比の少なくとも一方が用いられ、 失火の有無は、排気温度の変化量或いは空燃比のリーン
   側への変化量に基づいて判断されることを特徴とする請
   求項１〜７のいずれかに記載の多気筒エンジンの失火検
   出装置。