JP2006336498A - 内燃機関の燃焼状態診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク角センサの角度信号の周期ばらつきを補正する制御が完了状態にない場合において発生する失火誤判定を防ぎ、全回転数域で高い失火検出率を確保可能とする。
【解決手段】ピッチエラーの補正回数が特定回数に到達した場合にはピッチエラー補正完了と判定し、達しない場合は未完了状態と判定する。ピッチエラー補正未完了判定時には、異常燃焼判定値を特定の比率で上方へ補正する、もしくは燃焼状態パラメータを特定比率で下方へ補正する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の燃焼状態診断装置に係り、特に、エンジン回転数変動よりエンジンの燃焼状態を検出し、間接的に失火を検出する内燃機関の燃焼状態診断装置に関する。

従来より、エンジンの燃焼によって発生するトルクとエンジン回転数（回転速度）との関係を利用して、エンジン回転数を計測することによって燃焼状態を検出し、間接的に失火を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

この技術は、前回の点火から今回の点火までの１点火サイクル内の少なくとも２点以上でエンジンの回転速度を検出し、回転速度の差により、１点火サイクル内におけるエンジン回転速度の変動値を逐次求め、逐次求められた回転速度変動値を統計的に演算処理し、該演算処理の結果を用いてエンジンの燃焼状態の判定を行うものである。
特開昭５８−５１２４３号公報

しかしながら、回転速度変動値を利用した診断技術では、エンジンクランク軸に設けられたクランク角度センサが出力する信号の周期により、回転速度の演算するため、クランク角度センサ信号の周期誤差（以下ピッチエラーと称す）が大きいと、安定してエンジンが回転している状態でも演算される回転速度は変動し、回転速度の微分値である燃焼状態パラメータのレベルが大きくなる。その結果、正常燃焼状態でも燃焼状態パラメータが異常燃焼判定値を超え、失火の誤判定が発生してしまう。

このため、燃焼状態診断装置には、これらピッチエラーによる失火誤判定を防止するため、ピッチエラー量を補正するピッチエラー補正制御が採用されている。

ピッチエラー補正制御とは、正常燃焼状態での定常運転時や、減速燃料カット中に、各気筒毎に検出されるクランク角度の周期が同一となる様に補正するものである。この補正は、フィルタリングにより徐々に補正する方法が一般的である。

そのため、ピッチエラー補正制御が採用されていても、補正が完了するまでの間は、失火誤判定を生じやすい状態が存在する。言い換えれば、従来の技術では、ピッチエラー補正が完了するまでの間は、ピッチエラーの影響により、正常燃焼状態を誤って失火と判定してしまう問題が存在する。

この問題は、Ｓ／Ｎ比（シグナルとノイズの比率）の比較的小さい高回転数領域で発生しやすいことから、これまでこの領域では、失火検出用の異常燃焼判定値を低く設定できず、その結果、一部の運転領域では、高い失火検出性を確保できない可能性があった。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エンジンの燃焼状態診断において、クランク軸の回転所要時間の計測に用いるクランク角度センサの周期誤差を補正する制御が完了状態にない場合において発生する失火誤判定の解消し、全回転数領域で高い失火検出性の確保できる内燃機関の燃焼状態診断装置を提供することにある。

前記目的を達成するべく、本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、基本的には、クランク角検出手段が出力するクランク角度信号から内燃機関のクランク軸が所定角度を回転する経過時間を測定し、所定条件成立時に前記クランク角度信号の周期誤差を補償するピッチエラー補正量を求め、当該ピッチエラー補正量に従って前記経過時間のピッチエラー補正を行い、前記経過時間から内燃機関の燃焼状態を検出するための燃焼状態パラメータを演算し、前記燃焼状態パラメータを異常燃焼判定値と比較して異常燃焼の有無を判定する内燃機関の燃焼状態診断装置であって、前記経過時間のピッチエラー補正が完了したか否かを判定するピッチエラー補正完了判定手段と、前記ピッチエラー補正完了判定手段によりピッチエラー補正が完了状態にないと判定された場合には、前記異常燃焼判定値を上方補正するか、前記燃焼状態パラメータを下方補正するかの少なくとも何れか一方を行う演算手段とを有し、ピッチエラー補正未完了時には、上方補正された異常燃焼判定値と、下方補正された燃焼状態パラメータの少なくとも何れか一方を用いて異常燃焼の有無を判定する。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記ピッチエラー補正完了判定手段は、クランク角信号周期のピッチエラー補正を実施した回数が所定値以上となった場合に、ピッチエラー補正完了と判定する。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記ピッチエラー補正完了判定手段は、ピッチエラー補正完了の判定値を、内燃機関に接続されるトランスミッションがオートマチックトランスミッションとマニュアルトランスミッションとで個別に設定する。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記演算手段は、ピッチエラー補正未完了時には前記異常燃焼判定値を特定比率で上方へ補正する。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記燃焼状態判定値を特定比率で補正する補正係数は、内燃機関の回転数の関数である。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記演算手段は、ピッチエラー補正未完了時には前記燃焼状態パラメータを特定比率で下方へ補正する。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、前記燃焼状態パラメータを特定比率で補正する補正係数は，内燃機関の回転数の関数である。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、ピッチエラー補正未完了時の異常燃焼判定値補正と燃焼状態パラメータ補正は、許可条件により任意に選択できる。

本発明による内燃機関の燃焼状態診断装置は、好ましくは、ピッチエラー補正未完了時の前記異常燃焼判定値または前記燃焼状態パラメータの補正は、内燃機関回転数が所定回転数以上である場合に限って行う。

本発明による燃焼状態診断装置では、クランク角度センサのピッチエラー補正が完了状態にない場合には、異常燃焼判定値もしくは燃焼状態パラメータを特定比率で上方もしくは下方へ補正するため、演算回転数ばらつきによる失火誤判定を解消できる。本発明による燃焼状態診断装置は、ピッチエラー補正未完了状態時に発生する失火誤判定の対策を、クランク角度センサの製造誤差を狭める方策ではなく、制御構築により実現している。

本発明に係る内燃機関の燃焼状態診断装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、内燃機関の燃焼状態診断装置が適用された車載用エンジンの概略構成図である。

図１において、エンジン１０は、燃焼室２１４を有する。エンジン１０には点火プラグ２０１１を含む点火装置２０１が設けられてている。エンジン１０の吸気通路２２０には、エアクリーナ２００、スロットル弁２１３、エアフロセンサ２０４が順に接続されている。

エアクリーナ２００から取り込まれる空気は、スロットル弁２１３によってその流量を調整され、その後、エアフロセンサ２０４によってそこを通過する流量を計測され、燃料噴射弁２０２から所定の角度をもって吸気通路２２０内に噴射される燃料と混合されて各気筒（＃１、＃２、＃３、＃４）の燃焼室２１４に供給される。

エンジン１０の排気通路２３０には、空燃比センサ２０５、三元触媒２０６等が設けられており、排気ガスは、三元触媒２０６で浄化された後に、大気に排出される。

燃料タンク２０９内の燃料は、燃料ポンプ２１０によって、吸引・加圧された後、プレッシャーレギュレータ２１１を備えた燃料配管系２１２を通って燃料噴射弁２０２の燃料入口に導かれ、余分な燃料は、燃料タンク２０９に戻される。

なお、本実施形態では直列４気筒エンジンを例にとって説明するが、それに限られるわけではないことは勿論である。

点火装置２０１による点火時期、燃料噴射弁２０２による燃料噴射量（空燃比）等の制御を行うべく、それ自体の構成はよく知られている電子制御式のコントロールユニット２０７が備えられている。

コントロールユニット２０７は、ＭＰＵ２０７１、ＲＯＭ２０７２、ＲＡＭ２０７３、クロック信号発生回路２０７４、タイマ／カウンタ回路２０７５、Ｉ／Ｏインターフェース部２０７６、出力回路２０７８、デジタル入力部２０７９、Ａ／Ｄ変換器２０７７、アナログ入力部２０８０を含む。

コントロールユニット２０７にはエアフロセンサ２０４により検出される吸入空気量（Ｑａ）に応じた信号と、クランク角センサ２０３により検出されるクランク軸２０８の回転数（エンジン回転数（Ｎｅ））を示す信号と、空燃比センサ２０５により検出される空燃比に応じた信号等が供給される。

コントロールユニット２０７は、それらの信号に基づいて、点火時期制御、燃料噴射（空燃比）制御等を行うと共に、燃焼状態の診断（失火等、異常燃焼の有無の判定）を行う。つまり、コントロールユニット２０７がコンピュータプログラムを実行することにより、燃焼状態診断装置が具現化される。

次に、コントロールユニット２０７が実行する燃焼状態診断プログラム（燃焼状態診断装置）の機能ブロックを、図２を参照して説明する。

燃焼状態診断装置は、所要時間計測手段１０１と、ピッチエラー補正量演算手段１０２と、燃焼状態パラメータ演算手段１０３と、ピッチエラー補正完了判定手段１０４と、異常燃焼判定値演算手段１０５と、異常燃焼状態判定手段１０６と、補正係数演算手段１０７とを備える。

所要時間計測手段１０１は、クランク角センサが出力するクランク角度信号よりクランク軸２０８が所定角度を回転するのに要する所要時間を計測する。

ピッチエラー補正量演算手段１０２は、正常燃焼状態での定常運転時や減速燃料カット中に、各気筒毎に検出されるクランク角度の周期が同一となるようにピッチエラー補正量（ピッチエラー補正係数）を演算する。ピッチエラー補正量演算手段１０２によるピッチエラー補正の実施回数はバックアップ保存される。

ピッチエラー補正完了判定手段１０４は、ピッチエラー補正が完了したか否かを判定する。ピッチエラー補正が完了したか否かを判定は、ピッチエラー補正量演算手段１０２がクランク角信号周期のピッチエラー補正を実施した回数が所定値以上となったか否かにより判定する。つまり、ピッチエラー補正実施回数が所定値以上になれば、ピッチエラー補正完了と判定する。

補正係数演算手段１０７は、ピッチエラー補正未完了時の補正係数を演算する。ピッチエラー補正未完了時補正係数には、燃焼状態パラメータを補正する補正係数と、異常燃焼判定値を補正する補正係数とがある。

燃焼状態パラメータ演算手段１０３は、所要時間計測手段１０１によって計測された所要時間と補正係数演算手段１０７によって演算されたピッチエラー補正未完了時補正係数から燃焼状態パラメータを演算する。燃焼状態パラメータは、ピッチエラー補正未完了時には、ピッチエラー補正未完了時補正係数による特定比率で下方へ補正される。

異常燃焼判定値演算手段１０５は、エンジン回転数、エンジン負荷および補正係数演算手段１０７によって演算されたピッチエラー補正未完了時補正係数から異常燃焼判定値を演算する。異常燃焼判定値は、ピッチエラー補正未完了時には、ピッチエラー補正未完了時補正係数による特定比率で上方へ補正される。

燃焼状態パラメータ演算手段１０３によるピッチエラー補正未完了時の燃焼状態パラメータ補正と、異常燃焼判定値演算手段１０５によるピッチエラー補正未完了時の異常燃焼判定値補正は、許可条件により任意に選択できることができる。

燃焼状態判定手段１０６は、燃焼状態パラメータ演算手段１０３によって演算された燃焼状態パラメータと異常燃焼判定値演算手段１０５によって演算された異常燃焼判定値に基づいて失火等の異常燃焼の有無を判定する。本実施形態では、燃焼状態判定手段１０６は、ピッチエラー補正未完了時には、特定比率で上方へ補正された異常燃焼判定値と、特定比率で下方へ補正された燃焼状態パラメータの少なくとも何れか一方を用いて異常燃焼の有無を判定する。

ここで、本実施形態の燃焼状態診断の前提となる事実およびそれに基づく考察から説明する。

図３は、エンジンのクランク角度に対する回転数の変化を示している。図３において、実線は第３気筒＃３において失火した時の回転数変化を、破線は燃焼状態が正常であるときの回転数変化を各々示している。

まず、各気筒（＃１、＃２、＃３、＃４）毎に設定される所定クランク角度による回転数計測区間（以下、ウインドウ幅と称す）について説明する。クランク角センサ２０３の基準信号ＲＥＦにより、各気筒のＴＤＣ（ピストン上死点）を検出する。該ＴＤＣからクランク角センサ２０３によるクランク角度信号ＰＯＳを用いて第一のクランク角度を求め、ウインドウ開始点Ｗｓとする。ウインドウ開始点Ｗｓから同じクランク角度信号ＰＯＳを用いて第二のクランク角度を求め、第一のクランク角度から第二のクランク角度までをウインドウ幅Ｗとする。

そして、ウインドウ幅Ｗの経過時間（クランク軸が所定角度を回転するに要する所要時間）Ｔｗを計測し、経過時間Ｔｗより気筒毎のピッチエラー補正係数ＦＣＰＥＣｎを演算する。ただし、ピッチエラー補正係数ＦＣＰＥＣｎの演算は、当該補正係数の演算条件が成立した時のみ行う。

今、点火サイクルにある気筒のウインドウ経過時間をＴｗ[ｉ]、その気筒のピッチエラー補正係数をＦＣＰＥＣ[ｉ]とすると、下記の式（１）より、ピッチエラー補正後のウインドウ経過時間ＴＭｗ[ｉ]を演算する。
ＴＭｗ[ｉ] ＝ Ｔｗ[ｉ]（１＋ＦＣＰＥＣ[ｉ]・Ｆｋ） …式（１）
但し、Ｔｗ[ｉ] ：現在点火サイクルにある気筒のウインドウ幅Ｗのピッチエラー 補正後の経過時間（補正ウインドウ経過時間）
ＦＣＰＥＣ[ｉ]：現在点火サイクルにある気筒のピッチエラー補正係数
Ｆｋ ：係数

次に、式（１）で求めたウインドウ経過時間ＴＭｗ[ｉ]により、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を下記の式（２）より求める。
Ｄ１Ａ１ ＝（ＴＭｗ[ｉ]−ＴＭｗ[ｉ−１]）／ＴＭｗ３ [ｉ]・ｋ …式（２）
但し、Ｄ１Ａ１ ：燃焼状態パラメータ
ＴＭｗ[ｉ] ：現在点火サイクルにある気筒の補正ウインドウ経過時間
ＴＭｗ[ｉ−１]：前回点火サイクルにある気筒の補正ウインドウ経過時間
ｋ ：演算係数

図４は、第１気筒＃１が失火した場合のウインドウ経過時間Ｔｗ[ｉ]と、式（２）で求まる燃焼状態パラメータＤ１Ａ１の挙動を示している。なお、ウインドウ幅＝１２０°（ＣＡ）、エンジン回転数＝４０００ｒ／ｍｉｎの場合である。

エンジンの燃焼状態が正常な時は、各気筒のウインドウ経過時間が略等しいため、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１は略０を示すが、失火した時は失火気筒のトルク発生がなくなり回転数が低下するため、図４（Ａ）に示される如くに、ウインドウ経過時間Ｔｗ[ｉ]の値は大きくなる。この時、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１は、図４（Ｂ）に示されるように、ある正の値を示す。そこで、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を予め設定した値（異常燃焼判定値）と比較することによって，失火気筒の有無を判定することができる。

具体的には、図５に示すように、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１と、予め設定された異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨとを比較し、Ｄ１Ａ１≧Ｄ１ＣＴＨの時には、失火と判定して失火カウンターＣＭＦＴＬＢをカウントアップし、Ｄ１Ａ１＜Ｄ１ＣＴＨの時には、正常燃焼状態として失火カウントアップを行わない。その失火カウンターＣＭＦＴＬＢのカウント数が予め設定した値（ＭＩＬ点灯しきい値）以上になると、メータパネル上の警告ランプ（ＭＩＬ）を点灯させ、ドライバーに警告する。

図６は、ピッチエラー補正未実施状態で発生する失火誤判定の実例を示している。図６は、ピッチエラー補正未実施状態（補正値＝０）で、６０００ｒ／ｍｉｎまで緩加速した時の燃焼状態パラメータＤ１Ａ１の挙動を示したもので、クランク角センサのピッチエラーが大きい車輌では、Ｓ／Ｎ比の低い高回転数領域で、正常燃焼状態にもかかわらず燃焼状態パラメータＤ１Ａ１のレベルが大きくなり、その結果、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを越えて失火誤判定に至っている。

この領域で運転し続けることにより、失火カウンターＣＭＦＴＬＢはＭＩＬ点灯レベルにまで到達し、ＭＩＬ誤点灯に至る。

図７は、ピッチエラー補正を実施した状態で、前記同様、正常燃焼状態で６０００ｒ／ｍｉｎまで緩加速した時の燃焼状態パラメータＤ１Ａ１の挙動を示している。この場合、ピッチエラー補正により、エンジン回転のばらつきが抑えられたことで、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１のレベルも低くなり、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを越えることがないため、失火の誤判定も発生しない。

このことから、ピッチエラー補正未完了状態に発生する失火の誤判定を解決する方策のひとつとして、ピッチエラー補正未完了時は、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを特定比率で上方へ補正すること、および、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を特定比率で下方へ補正することが挙げられる。

すなわち、ピッチエラー補正未完了状態時のみ、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨ、または、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を特定の係数で補正することにより、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１が異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを超えることがなくなり、失火の誤判定を対策できる。

そのためには、ピッチエラー補正が完了したか否かを判定する必要がある。次に、その手法について説明する。

図８は、正常燃焼状態で６０００ｒ／ｍｉｎにおける、ピッチエラー補正実施回数と燃焼状態パラメータＤ１Ａ１のレベルの関係を示している。前にも説明したように、ピッチエラー補正はフィルタリングにより徐々に補正されてゆくため、ピッチエラー補正の実施回数が増える毎にピッチエラーが補正され、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１のレベルが特定の値に収束する。

そのため、安定したレベルをピッチエラー補正完了状態とし、補正完了の判定はピッチエラー補正回数が特定値以上となったときに行う。また、ピッチエラー補正完了判定の判定値は、エンジンに接続されているトランスミッションの種類（ＡＴ／ＭＴ）によって収束性が異なることから、別設定できるようにする。

下記に具体的な式を示す。
ピッチエラー補正完了判定：ＳＭＣＯＵＮＴ≧ＫＳＭＦＩＮ
ピッチエラー補正未完了判定：ＳＭＣＯＵＮＴ＜ＫＳＭＦＩＮ

ここで、ＳＭＣＯＵＮＴはピッチエラー補正を実施した回数、ＫＳＭＦＩＮはピッチエラー補正完了判定値である。

次に、ピッチエラー補正未完了状態時の異常燃焼判定値の補正に関し、その手法を説明する。

ピッチエラー補正未完了状態時はピッチエラーの影響で燃焼状態パラメータレベルが大きくなり、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを超えて失火誤判定に至っているため、図９に示すように、ピッチエラー補正未完了状態時のみ、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを特定の係数により燃焼状態パラメータよりも大きい値まで引き上げる。

具体的には、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨは、エンジン回転数とエンジン負荷から設定された値を基本値としており、それに前記ピッチエラー補正未完了時の補正を追加する形とする。式（３）にその計算式を示す。
Ｄ１ＣＴＨ＝ＭＤＴＨＣ・ＣＭＰＳＭＣ１ …式（３）
但し、ＭＤＴＨＣ ：エンジン回転数と負荷から求まる基本の異常燃焼判定値
ＣＭＰＳＭＣ１ ：ピッチエラー補正未完了時係数１

ピッチエラー補正未完了時係数ＣＭＰＳＭＣ１は、下記により求める。
条件（Ａ） ：ＳＭＣＯＵＮＴ≧ＫＳＭＦＩＮ
条件（Ａ）成立時 ：ＣＭＰＳＭＣ１＝１．０
条件（Ａ）不成立時：ＣＭＰＳＭＣ１＝ＫＤ１ＣＳＭＫ１

ＫＤ１ＣＳＭＫ１は、図１０に示されているように、エンジン回転数により要求値が異なるため、エンジン回転数の関数とする。

次に、ピッチエラー補正未完了状態時の燃焼状態パラメータＤ１Ａ１の補正に関し、その手法を説明する。

ピッチエラー補正未完了状態時は、ピッチエラーの影響で燃焼状態パラメータのレベルが大きくなり、異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを超えて失火誤判定に至っているため、ピッチエラー補正未完了状態時のみ、図１１に示すように、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を特定の係数により異常燃焼判定値よりも小さい値まで引き下げる。

具体的には、クランク軸角度から設定されるウインドウの経過時間変化より、前述の式（２）に従って燃焼状態パラメータを算出するが、それに、ピッチエラー補正未完了時の補正を追加する形とする。その計算式を式（４）に示す。
Ｄ１Ａ１＝（Ｔｗ[ｉ]−Ｔｗ[ｉ−１]）／Ｔｗ３ [ｉ]・ｋ・ＣＭＰＳＭＣ２…式（４）
但し、 Ｄ１Ａ１ ：燃焼状態パラメータ
Ｔｗ[ｉ] ：現在点火サイクルにある気筒のウインドウＷ経過時間
Ｔｗ[ｉ−１] ：前回点火サイクルにある気筒のウインドウＷ経過時間
ｋ ：演算係数
ＣＭＰＳＭＣ２：ピッチエラー補正未完了時係数２

ピッチエラー補正未完了時係数ＣＭＰＳＭＣ２は、下記により求める。
条件（Ａ） ：ＳＭＣＯＵＮＴ≧ＫＳＭＦＩＮ
条件（Ａ）成立時 ：ＣＭＰＳＭＣ２＝１．０
条件（Ａ）不成立時：ＣＭＰＳＭＣ２＝ＫＤ１ＣＳＭＫ２

ＫＤ１ＣＳＭＫ２は、図１２に示されるように、エンジン回転数により要求値が異なるため、エンジン回転数の関数とする。

コントロールユニット２０７が実行する燃焼状態診断ルーチンの一例を、図１３、図１４、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。この燃焼状態診断ルーチンは点火毎に繰り返し実行される。

まず、ウインドウ経過時間（所定クランク角度を回転するのに要した所要時間）Ｔｗ[ｉ]を測定する（ステップ８０１）。

次に、ピッチエラー（クランク角度センサの周期ばらつき）補正の演算条件が成立しているか否かを判別する（ステップ８０２）。補正演算条件は、正常燃焼状態での定常運転や減速燃料カットを行う条件が成立したことである。

補正演算条件成立時には、ピッチエラー補正係数ＦＣＰＥＣｎを演算し（ステップ８０４）、補正演算回数のカウント値（ＳＭＣＯＵＮＴ）を１つカウントアップし（ステップ８０６）、ステップ８０７へ進む。

これに対し、補正演算条件不成立時には、ピッチエラー補正係数ＦＣＰＥＣｎ＝０とし（ステップ８０３）、補正演算回数のカウント値（ＳＭＣＯＵＮＴ）をカウントアップせずに（ステップ８０５）、ステップ８０７に進む。

ステップ８０７では、ステップ８０３あるいは８０４で算出したピッチエラー補正係数ＦＣＰＥＣｎにより、前記Ｔｗ（ｉ）に対しピッチエラーを補正したウインドウ経過時間ＴＭｗ[ｉ]を演算する。

次に、ピッチエラー補正が完了したか否かをピッチエラー補正の演算回数カウント値（ＳＭＣＯＵＮＴ）から判定する（ステップ８０８）。

（ＳＭＣＯＵＮＴ＜ＫＳＭＦＩＮ）成立時、つまり、ピッチエラー補正未完了時には、ピッチエラー未完了時補正係数の適用回転数条件（ＮＤＡＴＡ≧Ｄ１ＣＳＭＮ）が成立したか否かを判断する。

これは、ピッチエラー未完了時の失火誤判定は、特定の回転数以上で発生することから、補正領域を限定するための条件であり、（ＮＤＡＴＡ≧Ｄ１ＣＳＭＮ）成立時には、ピッチエラー補正未完了時係数ｃｍｐｓｍｃ１＝ＫＤ１ＣＳＭＫ１、ｃｍｐｓｍｃ２＝ＫＤ１ＣＳＭＫ２とする（ステップ８１１）。

これに対し、（ＳＭＣＯＵＮＴ＜ＫＳＭＦＩＮ）不成立時（ピッチエラー補正完了判定時）、あるいは（ＮＤＡＴＡ≧Ｄ１ＣＳＭＮ））不成立時には、ピッチエラー未完了時係数ｃｍｐｓｍｃ１およびｃｍｐｓｍｃ２ともに１．０（補正なし）とする（ステップ８１０）。

次に、診断条件が成立しているか否かを判別する（ステップ８１２）。診断条件不成立時にはこのルーチンを終了する。

これに対し、診断条件成立時には、式（４）より燃焼状態パラメータＤ１Ａ１を演算し（ステップ８１３）、式（３）により異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨを演算する（ステップ８１４）。

そして、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１と異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨの比較を行い、異常燃焼（失火）判定を行う（ステップ８１６）。燃焼状態パラメータＤ１Ａ１≧異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨの場合には、異常燃焼（失火）が発生していると判断し、失火カウンターを１つカウントアップし、このルーチンを終了する。また、燃焼状態パラメータＤ１Ａ１≧異常燃焼判定値Ｄ１ＣＴＨが不成立時もこのルーチンを終了する。

図１６は、ピッチエラー補正未実施状態（補正値＝０）で、６０００ｒ／ｍｉｎまで加速した時の燃焼状態パラメータＤ１Ａ１の挙動を示している。

従来、クランク角センサの周期ばらつきの大きい車輌にて、このモード運転を行った場合、周期ばらつきの影響により、燃焼状態パラメータのレベルが大きくなり、異常燃焼判定値を越えて失火誤判定していたが、本実施形態では、ステップ８０７にてピッチエラー補正未完了状態と判定され、異常燃焼判定値および、燃焼状態パラメータに補正係数ｃｍｐｓｍｃ１またはｃｍｐｓｍｃ２が加味され、この結果、燃焼状態パラメータが異常燃焼判定値を越えることがなく、失火誤判定の発生がないことが理解されよう。

この結果、本実施形態の燃焼状態診断装置では、ピッチエラー補正未完了状態時においても全回転数領域で失火の誤判定が発生しないことから、ピッチエラー補正完了後は異常燃焼判定値を低く設定でき、その結果、全回転数域で高い失火検出性をも確保可能となる。言いかえれば、失火の誤判定対策と失火検出率確保の両立が可能である。

本発明に係る燃焼状態診断装置のー実施形態を、それが適用された車載用エンジンと共に示す概略構成図。 車載用エンジンのコントロールユニットが実行する燃焼状態診断内容を示す機能ブロック図。 失火時のエンジン回転数のクランク角度に対する変化を示した表図。 気筒＃１の失火時におけるウインドウ経過時間（Ａ）と燃焼状態パラメータ（Ｂ）の変化を示す表図。 失火判定および失火カウントを示す表図。 ピッチエラー補正未実施状態において失火誤判定が生じる原因等を示すタイムチャート。 ピッチエラー補正実施後状態では失火誤判定が生じない等を示すタイムチャート。 ピッチエラー補正実施回数に対する燃焼状態パラメータＤ１Ａ１のレベル変化を示す表図。 ピッチエラー補正未完了時における異常燃焼判定値の補正を示すタイムタイムチャート。 エンジン回転数に対するピッチエラー補正未完了時補正係数１の一例を示す表図。 ピッチエラー補正未完了時における燃焼状態パラメータの補正を示すタイムタイムチャート。 エンジン回転数に対するピッチエラー補正未完了時補正係数２の一例を示す表図。 コントロールユニットが実行する燃焼状態診断ルーチンの一例の前段部分を示すフローチャート。 コントロールユニットが実行する燃焼状態診断ルーチンの一例の中段部分を示すフローチャート。 コントロールユニットが実行する燃焼状態診断ルーチンの一例の後段部分を示すフローチャート。 本発明実施形態における作用を示すタイムタイムチャート。

符号の説明

１０ ：エンジン
１０１：所要時間計測手段
１０２：ピッチエラー補正量演算手段
１０３：燃焼状態パラメータ演算手段
１０４：ピッチエラー補正完了判定手段
１０５：異常燃焼判定値演算手段
１０６：異常燃焼判判定手段
１０７：補正係数演算手段
２００：エアークリーナ
２０１：点火装置
２０２：燃料噴射弁
２０３：クランク角センサ
２０４：エアフロセンサ
２０５：空燃比センサ
２０６：触媒
２０７：コントロールユニット
２０８：クランク軸
２０９：燃料タンク
２１０：燃料ポンプ
２１１：プレッシャーレギュレータ
２１２：燃料管
２１３：スロットル弁
２１４：燃焼室

Claims (9)

1. クランク角検出手段が出力するクランク角度信号から内燃機関のクランク軸が所定角度を回転する経過時間を測定し、所定条件成立時に前記クランク角度信号の周期誤差を補償するピッチエラー補正量を求め、当該ピッチエラー補正量に従って前記経過時間のピッチエラー補正を行い、前記経過時間から内燃機関の燃焼状態を検出するための燃焼状態パラメータを演算し、前記燃焼状態パラメータを異常燃焼判定値と比較して異常燃焼の有無を判定する内燃機関の燃焼状態診断装置であって、
   前記経過時間のピッチエラー補正が完了したか否かを判定するピッチエラー補正完了判定手段と、前記ピッチエラー補正完了判定手段によりピッチエラー補正が完了状態にないと判定された場合には、前記異常燃焼判定値を上方補正するか、前記燃焼状態パラメータを下方補正するかの少なくとも何れか一方を行う演算手段と、を有し、
   ピッチエラー補正未完了時には、上方補正された異常燃焼判定値と、下方補正された燃焼状態パラメータの少なくとも何れか一方を用いて異常燃焼の有無を判定することを特徴とする内燃機関の燃焼状態診断装置。
2. 前記ピッチエラー補正完了判定手段は、クランク角信号周期のピッチエラー補正を実施した回数が所定値以上となった場合に、ピッチエラー補正完了と判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
3. 前記ピッチエラー補正完了判定手段は、ピッチエラー補正完了の判定値を、内燃機関に接続されるトランスミッションがオートマチックトランスミッションとマニュアルトランスミッションとで個別に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
4. 前記演算手段は、ピッチエラー補正未完了時には前記異常燃焼判定値を特定比率で上方へ補正することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
5. 前記燃焼状態判定値を特定比率で補正する補正係数は、内燃機関の回転数の関数であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
6. 前記演算手段は、ピッチエラー補正未完了時には前記燃焼状態パラメータを特定比率で下方へ補正することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
7. 前記燃焼状態パラメータを特定比率で補正する補正係数は、内燃機関の回転数の関数であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
8. ピッチエラー補正未完了時の異常燃焼判定値補正と燃焼状態パラメータ補正は、許可条件により任意に選択できることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。
9. ピッチエラー補正未完了時の前記異常燃焼判定値または前記燃焼状態パラメータの補正は、内燃機関回転数が所定回転数以上である場合に限って行うことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼状態診断装置。

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