JP2009191709A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 失火を判定するための判定パラメータの気筒間ばらつきを低減することにより、特に高回転速度における失火判定の精度を向上させることができる内燃機関の失火検出装置を提供する。
【解決手段】 機関の回転速度を示す回転速度パラメータ（ＣＲＭＥ、ＯＭＧ）に基づいて、気筒毎に判定パラメータＭＦＪＵＤを算出する（Ｓ３１）。気筒毎に予め設定されている補正量テーブルを検索し、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを算出する（Ｓ３２〜Ｓ４２）。判定パラメータＭＦＪＵＤに補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを加算して補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣを算出する（Ｓ４３）。補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣが負の値となったとき、対応する気筒で失火が発生したと判定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内燃機関の失火検出装置に関し、特に機関回転速度に応じた回転速度パラメータに基づいて失火の有無を判定するものに関する。

特許文献１には、回転速度パラメータに基づいて失火判定を行う失火検出装置が示されている。この装置では、判定の対象となる気筒のピストンが上死点近傍に位置するときに検出される基準回転速度パラメータと、所定クランク角度（６度）毎に検出される回転速度パラメータとの偏差を積算して算出される積算値が判定パラメータとして使用され、判定パラメータと判定閾値との比較結果から失火の有無が判定される。

特許文献２は、内燃機関の出力変動測定方法を開示する。この方法によれば、出力変動を表すパラメータとして、回転速度変化量が使用され、回転速度変化量を回転速度が大きくなるほど大きく補正することにより、回転速度に拘わらず正確な出力変動が得られる。

特開２００７−１９８３６８号公報 特公平４−６１２９１号公報

特許文献１に示された装置では、失火が全く発生していない状態における判定パラメータの気筒間のばらつきが、回転速度の増加に伴って増加する場合があることが確認されており、そのような場合には高回転速度において誤判定が行われる可能性が高くなる。

また特許文献２に示された手法は、回転速度変化量と図示平均有効圧との関係がほぼ直線的な関係を示し、かつその直線の傾きが機関回転速度によって変化することに着目したものであるため、特許文献１に示された装置に、特許文献２で示された手法を適用しても、上記課題を解決することは困難であった。

本発明は上述した点に着目してなれたものであり、失火を判定するための判定パラメータの気筒間ばらつきを低減することにより、特に高回転速度における失火判定の精度を向上させることができる内燃機関の失火検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータ（ＯＭＧ）を検出する回転速度パラメータ検出手段を備え、検出される回転速度パラメータ（ＯＭＧ）に基づいて前記機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置において、失火判定の対象となる気筒のピストンが圧縮上死点近傍にあるときに検出される前記回転速度パラメータを基準値（ＯＭＧＲ((k-1)NTDC)）として算出する基準値算出手段と、前記基準値（ＯＭＧＲ((k-1)NTDC)）と所定クランク角度毎に検出される回転速度パラメータ（ＯＭＧＲ(i)）との偏差に応じて相対速度パラメータ（ＯＭＧＲＥＦＭｂ）を算出する相対速度パラメータ算出手段と、前記相対速度パラメータ（ＯＭＧＲＥＦＭｂ）をクランク角度７２０／Ｎ（Ｎは前記機関の気筒数）度の期間に亘って積算することにより判定パラメータ（ＭＦＪＵＤ）を算出する判定パラメータ算出手段と、前記回転速度（ＮＥ）の変化に伴う前記回転速度パラメータ検出手段の検出特性の変化に応じて前記判定パラメータ（ＭＦＪＵＤ）を補正する補正手段と、補正後の判定パラメータ（ＭＦＪＵＤＣ）に基づいて失火判定を行う判定手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の失火検出装置において、前記補正手段は、前記機関のクランク軸１回転周期で変化する前記回転速度パラメータ検出手段の検出特性に応じた補正量（ＭＦＪＯＦＦＳＴ）により前記判定パラメータ（ＭＦＪＵＤ）を補正することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の失火検出装置において、前記補正手段は、前記回転速度（ＮＥ）が増加するほど絶対値が増加するように前記補正量（ＭＦＪＯＦＦＳＴ）を算出し、気筒数Ｎが偶数である機関においては、燃焼行程がクランク軸１回転分ずれている２つ気筒（＃１と＃４の組、＃２と＃３の組）について同一の補正量（ＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ１、ＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ２）を適用することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、失火判定の対象となる気筒のピストンが圧縮上死点近傍にあるときに検出される回転速度パラメータが基準値として算出され、この基準値と所定クランク角度毎に検出される回転速度パラメータとの偏差に応じて相対速度パラメータが算出される。そして、相対速度パラメータをクランク角度７２０／Ｎ度の期間に亘って積算することにより判定パラメータが算出され、さらに回転速度の変化に伴う回転速度パラメータ検出手段の検出特性の変化に応じて判定パラメータが補正され、補正後の判定パラメータに基づいて失火判定が行われる。上述した気筒間ばらつきの原因は、回転速度パラメータ検出手段の検出特性の変化に起因することが検討の結果判明しているので、その検出特性変化に応じて判定パラメータを補正することにより、気筒間ばらつきを低減し、特に高回転速度における失火判定の精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、機関のクランク軸１回転周期で変化する回転速度パラメータ検出手段の検出特性に応じた補正量により判定パラメータが補正される。検出特性の変化はクランク軸１回転の周期であることが検討の結果判明しているので、その変化周期に応じた補正量を用いることにより、適切な補正を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、回転速度が増加するほど絶対値が増加するように補正量が算出され、気筒数Ｎが偶数である機関においては、燃焼行程がクランク軸１回転分ずれている２つ気筒について同一の補正量が適用される。回転速度パラメータ検出手段の検出特性の変化量は回転速度が増加するほど大きくなるので、回転速度が増加するほど絶対値が増加するように補正量を算出することにより、適切な補正を行うことができる。また回転速度パラメータ検出手段の検出特性は、クランク軸１回転周期で変化するため、偶数気筒の機関では燃焼行程がクランク軸１回転分ずれている２つの気筒にそれぞれ同一の補正量を適用して補正を行うことが可能である。これにより、各気筒に対応して補正量を演算する場合に比べて、演算負荷及びメモリ容量を低減することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、例えば４気筒を有し、吸気管２及び排気管５を備えている。吸気管２にはスロットル弁３が設けられている。また排気管５には排気の浄化を行う触媒コンバータ６が設けられている。

燃料噴射弁４はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共に電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に電気的に接続されてＥＣＵ２０からの制御信号により燃料噴射弁４の開弁時間が制御される。

スロットル弁３の直ぐ下流には吸気管２内の吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ１１が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２０に供給される。

ＥＣＵ２０には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ２０に供給される。クランク角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ２０に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。またＥＣＵ２０は、ＣＲＫパルスの発生時間間隔（以下「時間パラメータ」という）ＣＲＭＥに基づいて、エンジン１における失火の検出を行う。

ＣＲＫセンサは、クランク軸に固定され、外周部に一定角度間隔で歯が形成されたパルスホイールと、該パルスホイールに対向して配置されたピックアップコイルとを備える。パルスホイールの回転によりピックアップコイルに交流信号が発生し、その交流信号がＣＲＫパルスに変換されて出力される。

ＥＣＵ２０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁４などに制御信号を供給する出力回路等から構成される。ＥＣＵ２０のＣＰＵは、以下に説明する失火検出を実行する。

本実施形態における失火判定手法は、上述した特許文献１に記載されたものと基本的には同一のものであり、本実施形態は、失火判定を行うための判定パラメータＭＦＪＵＤを、エンジン回転数ＮＥが比較的高い高回転領域において、ＣＲＫセンサの検出特性の変化に応じて補正するようにしたものである。

図２は特許文献１に示された失火検出装置における課題を説明するための図であり、図２（ａ）は、フュエルカット運転を行ったとき（ＮＥ＝６８００ｒｐｍ）に得られる気筒毎の判定パラメータＭＦＪＵＤを示す。原理的にはすべての気筒の判定パラメータＭＦＪＵＤが同じ値をとるはずであるが、＃１気筒及び＃４気筒の値と、＃２気筒及び＃３気筒の値とに差が生じている。図２（ｂ）は、判定パラメータＭＦＪＵＤの分散（気筒間のばらつきを示す）と、エンジン回転数ＮＥとの関係を示す図であり、エンジン回転数ＮＥが増加するほど分散が増加することが確認できる。

この原因を調査した結果、図３（ａ）に示すように、高エンジン回転数領域では、ＣＲＫセンサのパルスホイールとピックアップコイルとの間隔（以下「エアギャップ」という）ＤＧＡＰが、クランク軸の振動によってクランク軸１回転周期で変動していることが判明した。同図の振幅ＷＤは、ＮＥ＝６８００ｒｐｍで０．０２ｍｍ程度である。図３（ｂ）は、エアギャップＤＧＡＰと、ＣＲＫセンサにより検出されるクランク角度ＣＡとの関係を示す図であり、エアギャップＤＧＡＰが変化すると、検出されるクランク角度ＣＡも変化し、ＣＲＫセンサ出力に基づいて算出される判定パラメータＭＦＪＵＤが影響を受ける。その結果、図２に示すような、判定パラメータＭＦＪＵＤの気筒間のばらつきが発生する。

そこで本実施形態では、制御対象となるエンジンについて、エンジン回転数ＮＥに対するエアギャップＤＧＡＰの変化特性を計測し、エンジン回転数ＮＥに応じた補正量テーブルを予め作成し、判定パラメータＭＦＪＵＤを補正するようにしている。

図４は、ＣＲＫセンサにより検出される時間パラメータＣＲＭＥに基づいて失火判定を行う処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２０のＣＰＵでＴＤＣパルスに同期して実行される。なお、クランク角度６度毎に発生するＣＲＫパルスの発生時間間隔である時間パラメータＣＲＭＥ(i)は、クランク角度７２０度分のデータ（ｉ＝０〜ＮＤ−１，データ数ＮＤは１２０）が、記憶回路内のバッファメモリに格納されている。また、点火順の気筒識別番号をｋ（＝１〜４）とし、１ＴＤＣ期間内のデータ数をＮＴＤＣ（本実施形態ではＮＴＤＣ＝３０）とすると、本処理の１回の実行で、パラメータｉが（ｋ−１）ＮＴＤＣから（ｋＮＴＤＣ−１）までの演算が行われる。例えば今回の処理が１番目の気筒（ｋ＝１）に対応する演算を行うときは、パラメータｉは０から（ＮＴＤＣ−１）までの値をとり、今回の処理が３番目の気筒（ｋ＝３）に対応する演算を行うときは、パラメータｉは２ＮＴＤＣから（３ＮＴＤＣ−１）までの値をとる。

ステップＳ１１では、下記式（１）により、時間パラメータＣＲＭＥ(i)を回転速度ＯＭＧ(i)[rad/s]に変換する。
ＯＭＧ(i)＝Ｄθ／ＣＲＭＥ(i) （１）
ここで、Ｄθは、時間パラメータＣＲＭＥを計測する角度間隔４π／ＮＤであり、本実施形態では、π／３０［ｒａｄ］である。

ステップＳ１２では、下記式（２）により、７２０度フィルタ処理を実行し、フィルタ処理後回転速度ＯＭＧＲ(i)を算出する。７２０度フィルタ処理は、１サイクルの期間における線形変化分をキャンセルし、比較的周期の短い変動を抽出する処理である。７２０度フィルタ処理は、エンジン１の負荷側からエンジン１に加わるトルク（エンジン１により駆動される車両のタイヤや補機から加わるトルク、あるいはエンジン１の摺動部品の摩擦によるトルクなど）に起因する回転変動成分を除くために行うものである。
ＯＭＧＲ(i)＝ＯＭＧ(i)−（ＯＭＧ(ND)−ＯＭＧ(0)）×Ｄθ×ｉ／４π
（２）

ステップＳ１３では、下記式（３）により、相対回転速度ＯＭＧＲＥＦを算出する。
ＯＭＧＲＥＦ(i)＝ＯＭＧＲ(i)−ＯＭＧＲ（(k-1)NTDC） （３）
ここで、ＯＭＧＲ（(k-1)NTDC）は基準回転速度であり、判定対象の気筒のピストンが圧縮上死点（燃焼行程が開始される上死点）にあるときのフィルタ処理後回転速度に相当する。

ステップＳ１４では、下記式（４）により、慣性力回転速度ＯＭＧＩ(k)を算出する。慣性力回転速度ＯＭＧＩは、エンジン１の往復運動部品（ピストン及びコンロッド）の質量、コンロッドの長さ、クランク半径、及びクランクプーリ、トルクコンバータ、ロックアップクラッチなどのエンジン１の負荷側の回転部品の慣性モーメントＩに応じて算出される。式（４）のＫは所定の値に設定される定数であり、慣性モーメントＩはエンジンの仕様にしたがって予め算出される。
ＯＭＧＩ(k)＝Ｋ・ＯＭＧ（(k-1)NTDC）／２Ｉ （４）

ステップＳ１５では、式（４）により算出される慣性力回転速度ＯＭＧＩ(k)を下記式（５）に適用し、各サンプルタイミングにおける慣性力回転速度ＯＭＧＩａ（i)を算出する。式（５）において、２ＴＤＣ期間前の慣性力回転速度ＯＭＧＩ(k-2)を適用するのは、上述した７２０度フィルタ処理における中央の値を用いた方が演算精度が高くなるからである。なお、パラメータｋは気筒識別番号であるので、ｋ＝０，−１は、それぞれｋ＝Ｎ（＝４），Ｎ−１（＝３）に対応する。
ＯＭＧＩａ(i)＝ＯＭＧＩ(k-2)×｛ｃｏｓ（Ｎ・Ｄθ・ｉ／２）−１｝
（５）

ステップＳ１６では、下記式（６）にステップＳ１５で算出した慣性力回転速度ＯＭＧＩａ(i)を適用し、第１修正相対回転速度ＯＭＧＲＥＦＭａ(i)を算出する。
ＯＭＧＲＥＦＭａ(i)＝ＯＭＧＲＥＦ(i)−ＯＭＧＩａ(i) （６）

ステップＳ１７では、ステップＳ１６で算出した第１修正相対回転速度ＯＭＧＲＥＦＭａ(i)、及び下記式（７）により算出される燃焼相関関数ＦＣＲ(i)を下記式（８）に適用し、第２修正相対回転速度ＯＭＧＲＥＦＭｂ(i)を算出する。燃焼相関関数ＦＣＲ(i)は、エンジンにおいて正常燃焼が行われ、かつクランク角度位置センサの検出値に影響を与える外乱がない場合の回転速度変化を近似する関数である。燃焼相関関数ＦＣＲ(i)を乗算することにより、クランク軸の捩れやクランク角度位置センサによる時間パラメータＣＲＭＥの検出誤差などに起因する外乱の影響を排除することができる。
ＦＣＲ(i)＝｛１−２ｃｏｓ（Ｎ・Ｄθ・ｉ／２）｝／２ （７）
ＯＭＧＲＥＦＭｂ(i)＝ＯＭＧＲＥＦＭａ(i)×ＦＣＲ(i) （８）

ステップＳ１８では、図５のＭＦＪＵＤＣ(k)算出処理を実行し、補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣ(k)を算出する。

ステップＳ１９では、補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣ(k)が負の値であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、正常燃焼が行われたと判定し、失火フラグＦＭＦ(k)を「０」に設定する（ステップＳ２０）。一方、ＭＦＪＵＤＣ(k)＜０であるときは、気筒識別番号ｋに対応する気筒（本実施形態では、ｋ＝１，２，３，及び４が、それぞれ＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、及び＃２気筒に対応する）で失火が発生したと判定し、失火フラグＦＭＦ(k)を「１」に設定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２２では、気筒識別番号ｋが気筒数Ｎと等しいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、気筒識別番号ｋを「１」だけインクリメントする（ステップＳ２４）。またｋ＝Ｎであるときは、気筒識別番号ｋを「１」に戻す（ステップＳ２３）。

図４の処理により、各気筒毎に失火判定が行われる。

図５は、図４のステップＳ１８で実行されるＭＦＪＵＤＣ(k)算出処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では、下記式（９）により、第２修正相対回転速度ＯＭＧＲＥＦＭｂ(i)の１ＴＤＣ期間の積算値として、判定パラメータＭＦＪＵＤ(k)を算出する。

ステップＳ３２では、気筒識別番号ｋが「１」であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥに応じて図６に示すＭＦＪＯＦＦＳＴ１テーブル（実線Ｌ１）を検索し、＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１を算出する（ステップＳ３３）。ＭＦＪＯＦＦＳＴ１テーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１が増加するように設定されている。ステップＳ３４では、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１に設定する。その後ステップＳ４３に進む。

ステップＳ３２の答が否定（ＮＯ）であるときは、気筒識別番号ｋが「２」であるか否かを判別し（ステップＳ３５）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥに応じて図６に示すＭＦＪＯＦＦＳＴ３テーブル（破線Ｌ３）を検索し、＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３を算出する（ステップＳ３６）。ＭＦＪＯＦＦＳＴ３テーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３が減少するように設定されている。ステップＳ３７では、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３に設定する。その後ステップＳ４３に進む。

ステップＳ３５の答が否定（ＮＯ）であるときは、気筒識別番号ｋが「３」であるか否かを判別し（ステップＳ３８）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥに応じて図６に示すＭＦＪＯＦＦＳＴ４テーブル（破線Ｌ４）を検索し、＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４を算出する（ステップＳ３９）。ＭＦＪＯＦＦＳＴ４テーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４が増加するように設定されている。ステップＳ４０では、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４に設定する。その後ステップＳ４３に進む。

ステップＳ３８の答が否定（ＮＯ）であるときは、気筒識別番号ｋは「４」である。したがって、ステップＳ４１で、エンジン回転数ＮＥに応じて図６に示すＭＦＪＯＦＦＳＴ２テーブル（実線Ｌ２）を検索し、＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２を算出する。ＭＦＪＯＦＦＳＴ２テーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２が減少するように設定されている。ステップＳ４２では、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２に設定する。その後ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、下記式（１０）にステップＳ３１で算出された判定パラメータＭＦＪＵＤ(k)、及び補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを適用し、補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣ(k)を算出する。
ＭＦＪＵＤＣ(k)＝ＭＦＪＵＤ(k)＋ＭＦＪＯＦＦＳＴ （１０）

図６に示す各テーブルは、上述したように制御対象となるエンジンについて、エンジン回転数ＮＥに対するエアギャップＤＧＡＰの変化特性に対応して、設定されており、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴにより判定パラメータＭＦＪＵＤを補正することにより、判定パラメータＭＦＪＵＤの気筒間ばらつきをほぼ「０」とした補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣが得られる。

図７は気筒毎に算出された判定パラメータＭＦＪＵＤと、補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣとを対比して示す図である。図７において「○」は失火が発生していない状態に対応し、「●」は＃２気筒及び＃３気筒において失火が発生している状態に対応する。図７（ａ）に示すように、失火が発生しているにも拘わらず＃２気筒及び＃３気筒の判定パラメータＭＦＪＵＤは、「０」より若干大きな値となり、失火していないと誤判定される。＃２気筒及び＃３気筒の補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣは、補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴだけ判定パラメータＭＦＪＵＤより小さくなるため、「０」より小さな値となり、失火が発生していることを検出できる。

以上のように本実施形態では、時間パラメータＣＲＭＥを検出するＣＲＫセンサの検出特性がエンジン回転数ＮＥの増加に伴って変化することに着目し、その特性変化に応じた補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴにより判定パラメータＭＦＪＵＤを補正し、その補正により得られる補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣを用いて失火判定を行うようにした。その結果、補正判定パラメータＭＦＪＵＤＣの気筒間ばらつきが低減され、特に高回転速度における失火判定の精度を向上させることができる。

またＣＲＫセンサの検出特性の変化は、エアギャップＤＧＡＰに変化によるものであり、エアギャップＤＧＡＰの変化は、クランク軸１回転の周期を有する。したがって、その変化周期に対応する補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴを用いることにより、適切な補正を行うことができる。＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１と＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４がほぼ同じ値をとり、＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２と＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３がほぼ同じ値をとることが、クランク軸１回転の周期に対応するものであることを示す。これは、主として２次変動成分（クランク角度１８０度周期の成分）の影響によるものと考えられる。

なお、図６に示すＭＦＪＯＦＦＳＴテーブルの設定値は、実際には判定パラメータＭＦＪＵＤの実測データに基づいて作成しているため、＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１と＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４が完全に同じ値とはなっておらず、また＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２と＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３が完全に同じ値とはなっていない。

ただし、両者の差はわずかであり、＃１気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ１と＃４気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ４の平均値ＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ１、及び＃２気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ２と＃３気筒補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴ３の平均値ＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ２をそれぞれＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ１テーブル及びＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ２テーブルとして設定しておき、＃１気筒及び＃４気筒についてはＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ１テーブルを適用し、＃２気筒及び＃３気筒についてはＭＦＪＯＦＦＳＴＡＶ２テーブルを適用するようにしてもよい。このようにテーブル数を半分にすることにより、制御装置の演算負荷及びメモリ容量を低減することができる。

図８は、ＣＲＫセンサの検出特性がクランク軸１回転周期で変化する場合に、偶数気筒（具体的には４，６，及び８気筒）のエンジンにおける各気筒に対応する補正量ＭＦＪＯＦＦＳＴｎ（ｎ＝１〜Ｎ（Ｎは気筒数））が基本的にどのような関係を有するかを検討するためのタイムチャートである。図８の縦軸は無次元の相対レベルＶＩＢを示す。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、上述した４気筒エンジンに対応し、図８（ａ）は、ＣＲＫセンサ出力の変化に対応する３６０度周期の波形と、慣性力回転速度の変化に対応する１８０度周期の波形とをそれぞれ示し、図８（ｂ）は両者を合成した波形を示す。図８（ｂ）から、基本的には、＃１気筒と＃４気筒の補正量が同一の値となり、＃２気筒と＃３気筒の補正量が同一の値となることが確認できる。

図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、６気筒エンジンに対応する。６気筒エンジンでは、慣性力回転速度は１２０度周期で変化するため、図８（ｄ）から、基本的には、＃１気筒と＃５気筒の補正量が同一の値となり、＃４気筒と＃３気筒の補正量が同一の値となり、＃２気筒と＃６気筒の補正量が同一の値となることが確認できる。

図８（ｅ）及び図８（ｆ）は、８気筒エンジンに対応する。８気筒エンジンでは、慣性力回転速度は９０度周期で変化するため、図８（ｆ）から、基本的には、＃１気筒と＃３気筒の補正量が同一の値となり、＃５気筒と＃７気筒の補正量が同一の値となり、＃２気筒と＃４気筒の補正量が同一の値となり、＃６気筒と＃８気筒の補正量が同一の値となることが確認できる。

以上の検討から一般に偶数気筒の機関では、２つの気筒のついて同一の補正量を適用することにより、ＣＲＫセンサの検出特性の変化に応じた補正を行うことができる。その結果、補正量算出用テーブルの数を半分にすることができ、制御装置の演算負荷及びメモリ容量を低減することができる。

本実施形態では、クランク角度位置センサ１２及びＥＣＵ２０が回転速度パラメータ検出手段を構成し、ＥＣＵ２０が、基準値算出手段、相対速度パラメータ算出手段、判定パラメータ算出手段、補正手段、及び判定手段を構成する。具体的には、図４のステップＳ１１が回転速度パラメータ検出手段の一部に相当し、ステップＳ１３〜Ｓ１７が基準値算出手段及び相対速度パラメータ算出手段に相当し、ステップＳ１８が判定パラメータ算出手段及び補正手段に相当し、ステップＳ１９〜Ｓ２１が判定手段に相当する。また図５のステップＳ３１が判定パラメータ算出手段に相当し、ステップＳ３２〜Ｓ４３が補正手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、時間パラメータＣＲＭＥを回転速度ＯＭＧに変換して失火判定を行うようにしたが、特許文献１に示されるように時間パラメータＣＲＭＥそのものを回転速度パラメータとして用いて失火判定を行うようにしてもよい。

また上述した実施形態では、４気筒エンジンに本願発明を適用した例を示したが、本願発明は気筒数に拘わらず適用可能である。また、本願発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射するガソリンエンジン、あるいはディーゼルエンジンの失火判定にも適用可能である。さらに本願発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの失火判定にも適用が可能である。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 従来の手法における問題点を説明するための図である。 クランク角度位置センサの特性変化を説明するための図である。 失火判定を行う処理のフローチャートである。 図４の処理で実行される、補正判定パラメータ（ＭＦＪＵＤＣ）を算出する処理のフローチャートである。 図５の処理で参照されるテーブルを示す図である。 判定パラメータの補正の効果を説明するための図である。 偶数気筒の機関における各気筒の補正量の関係を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
１２ クランク角度位置センサ（回転速度パラメータ検出手段）
２０ 電子制御ユニット（回転速度パラメータ検出手段、基準値算出手段、相対速度パラメータ算出手段、判定パラメータ算出手段、補正手段、判定手段）

Claims (3)

1. 内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを検出する回転速度パラメータ検出手段を備え、検出される回転速度パラメータに基づいて前記機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置において、
   失火判定の対象となる気筒のピストンが圧縮上死点近傍にあるときに検出される前記回転速度パラメータを基準値として算出する基準値算出手段と、
   前記基準値と所定クランク角度毎に検出される回転速度パラメータとの偏差に応じて相対速度パラメータを算出する相対速度パラメータ算出手段と、
   前記相対速度パラメータをクランク角度７２０／Ｎ（Ｎは前記機関の気筒数）度の期間に亘って積算することにより判定パラメータを算出する判定パラメータ算出手段と、
   前記回転速度の変化に伴う前記回転速度パラメータ検出手段の検出特性の変化に応じて前記判定パラメータを補正する補正手段と、
   補正後の判定パラメータに基づいて失火判定を行う判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の失火検出装置。
2. 前記補正手段は、前記機関のクランク軸１回転周期で変化する前記回転速度パラメータ検出手段の検出特性に応じた補正量により前記判定パラメータを補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火検出装置。
3. 前記補正手段は、前記回転速度が増加するほど絶対値が増加するように前記補正量を算出し、気筒数Ｎが偶数である機関においては、燃焼行程がクランク軸１回転分ずれている２つ気筒について同一の補正量を適用することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の失火検出装置。

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