JP2012026365A

JP2012026365A - 複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置

Info

Publication number: JP2012026365A
Application number: JP2010166089A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ishikawa; 和宏石川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-09
Also published as: EP2410311A1; KR20120011805A; KR101271777B1; EP2410311B1

Abstract

【課題】失火の有無をより高精度に判定することができる複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置を提供する。
【解決手段】エンジンマイコン３０は、クランク軸１５の所定回転角度ごとに出力されるパルスごとに、一の気筒１２の燃焼から次の気筒１２の燃焼までのクランク軸１５の回転角度に相当する周期分のパルスが計数されるまでの経過時間を計時し、現在のパルスが計数された時点での経過時間である第１時間と、現在のパルスよりも前記周期相当の回転角度分だけ先立つパルスが計数された時点での経過時間である第２時間との偏差を算出し、該偏差をクランク軸１５の所定回転角度分だけ積算する。エンジンマイコン３０は、算出された積算値と所定の判定値との大小関係に基づき、失火の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置に関するものである。

従来、複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この装置は、エンジンのクランク軸の回転パルスから該クランク軸の１回転当たりの平均回転数を算出するとともに、当該サイクルの平均回転数とその１サイクル前のサイクルにおける平均回転数との差である回転数偏差を算出する。そして、回転数偏差における回転数低下量の算出値と予め設定された許容回転数低下量とを比較して、回転数低下量の算出値が許容回転数低下量を超えたときエンジンの失火を判定する。

特開２００８−１９０４３３号公報

ところで、特許文献１では、失火発生の可能性を示唆する数量として、当該サイクルの平均回転数とその１サイクル前のサイクルにおける平均回転数との差（回転数偏差）を算出する。一方、エンジンの回転数は通常、サイクルに合わせて周期的に増減する。従って、計算するサイクルの組み合わせに際し、こうしたエンジンの回転数の通常の周期的な増減を考慮していないため、該周期的な増減を失火と判定（誤検知）する可能性がある。

なお、特許文献１では、一定期間（１００サイクル）内において、回転数低下量の算出値が許容回転数低下量を超える回数が予め設定された許容回数を超えるときに、エンジン失火の最終的な判定をすることが併せて提案されている。しかしながら、いずれにしても、前記したエンジンの回転数の通常の周期的な増減を考慮することなく算出された回転数偏差の利用を前提にしている以上、その信頼性には自ずと疑問が生じる。

本発明の目的は、失火の有無をより高精度に判定することができる複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、定速回転制御状態において、クランク軸の所定回転角度ごとに出力されるパルスに基づき失火の有無を判定する複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、前記パルスごとに、一の気筒の燃焼から次の気筒の燃焼までの前記クランク軸の回転角度に相当する周期分のパルスが計数されるまでの経過時間を計時する計時手段と、現在のパルスが計数された時点での前記計時された経過時間である第１時間と、現在のパルスよりも前記周期相当の回転角度分だけ先立つパルスが計数された時点での前記計時された経過時間である第２時間との偏差を算出する偏差算出手段と、前記算出された偏差を前記クランク軸の所定回転角度分だけ積算した積算値を算出する積算値算出手段と、前記算出された積算値と所定閾値との大小関係に基づき、失火の有無を判定する判定手段とを備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、前記積算値算出手段は、前記算出された偏差を前記周期相当の回転角度分だけ積算して前記積算値を算出することを要旨とする。

一般に、複数気筒４サイクルエンジンでは、定速回転制御状態において、一の気筒の燃焼から次の気筒の燃焼までの前記クランク軸の回転角度ごとに該クランク軸の回転速度（エンジン回転速度）が変動する。上記各構成によれば、前記計時手段により、前記パルスごとに、一の気筒の燃焼から次の気筒の燃焼までの前記クランク軸の回転角度に相当する前記周期分のパルスが計数されるまでの経過時間が計時される。この経過時間（第１時間及び第２時間）は、気筒の燃焼状態に大きく依存する。そして、前記偏差算出手段により、前記第１時間及び前記第２時間の偏差が算出される。この偏差は、一の周期における前記経過時間と、その前の周期における前記経過時間とを比較するもの、即ち一の気筒の燃焼状態と、その前の気筒の燃焼状態とを比較するものであるため、失火の発生に伴って著しく変動する。また、この偏差の変動は、失火の影響を受け始めるタイミングを起点に、前記周期内で連続して発生する。従って、前記積算値算出手段により、前記算出された偏差が前記クランク軸の所定回転角度分だけ積算されることで、失火の発生に伴う変動の累積・強調されたものが積算値として算出される。これにより、前記判定手段において、前記算出された積算値と前記所定閾値との大小関係に基づき、失火の有無をより高精度に判定できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、前記判定手段は、所定サイクル数相当の前記クランク軸の回転角度内で、前記算出された積算値と前記所定閾値との大小関係に基づき失火ありと判定された回数を、１サイクル内でタイミングの異なる全ての前記パルスに対応して個別に計数する計数手段を備え、１サイクル内の一のタイミングの前記パルスに対応して前記計数された回数が所定の失火判定値を超えたときに、失火ありの判定を確定することを要旨とする。

同構成によれば、前記判定手段は、１サイクル内の一のタイミングの前記パルスに対応して前記計数された回数が所定の失火判定値を超えたときに、失火ありの判定を確定することで、外乱等の影響によって前記算出された積算値と前記所定閾値との大小関係が一時的に失火ありの状態になったとしても、これによって直ちに失火ありの判定が確定されることはない。従って、失火ありの判定確定に伴い、徒に対処処理（例えばエンジン停止など）が繰り返されることを回避できる。

なお、「１サイクル内でタイミングの異なる全てのパルスに対応して」とは、「任意のパルスを、１サイクル内でパルスが出力される全てのタイミングのうちの対応するタイミングにグループ分けした場合に、これら全てのグループに対応して」ということを意味する。例えば１サイクル内の異なるタイミングで出力されるパルスが２Ｎ個（クランク軸が１回転する際の異なるタイミングで出力されるパルスがＮ個）の場合、即ち１サイクル内でパルスが出力される異なるタイミングが２Ｎ個の場合、任意のパルスは、これら２Ｎ個のタイミングのうちの対応するタイミングにグループ分けされる。そして、前記計数手段は、全てのグループの各々において、前記失火ありと判定された回数を計数する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、前記判定手段により前記失火ありの判定が確定されたとき、エンジンを停止させる停止手段を備えたことを要旨とする。

同構成によれば、前記停止手段により、エンジンが停止されることで、失火の発生に伴って排気ガス浄化用の触媒が焼損したり、あるいは異常振動が発生したりすることを抑制できる。

本発明では、失火の有無をより高精度に判定することができる複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態が適用されるエンジンを示す概略図。（ａ）（ｂ）は、失火の有無に応じたパルスの推移を示すタイムチャート。パルス数に対する偏差の推移を示すグラフ。パルス数に対する積算値の推移を示すグラフ。パルス数に対する失火判定回数の推移を示すグラフ。同実施形態の失火判定態様を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態が適用される４気筒４（ストローク）サイクルのエンジン１１を示す概略図である。このエンジン１１は、ヒートポンプ式空気調和装置の圧縮機の駆動源となるもので、直列配置された４つの気筒１２（１２ａ〜１２ｄ）を有する。各気筒１２には、ピストン１３が往復動可能に収容されている。各ピストン１３は、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５に連結されている。各ピストン１３の往復動は、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５の回転運動に変換される。

各気筒１２の燃焼室１６には、外部の空気が供給される吸気通路１７が連通されている。この吸気通路１７の途中には、スロットル弁１８が設けられている。また、吸気通路１７には、スロットル弁１８の上流側で、燃料管路２１が連通されている。この燃料管路２１には、ガス電磁弁２２、ガスレギュレータ２３及び燃料調整弁２４が配設されている。そして、燃料ガス供給源（例えば燃料タンク）から燃料管路２１に導入された燃料ガス（例えばプロパンガス、天然ガス等）は、ガス電磁弁２２、ガスレギュレータ２３及び燃料調整弁２４を介して吸気通路１７に供給される。従って、スロットル弁１８の上流側で吸気通路１７に供給された空気及び燃料ガスの混合気は、スロットル弁１８において流量調整されて燃焼室１６に導入される。

各気筒１２の燃焼室１６には点火プラグ２６が設けられており、燃焼室１６に導入された混合気は点火プラグ２６の点火により爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動してクランク軸１５が回転することで、エンジン１１の駆動力が得られる。そして、この燃焼後の混合気（排気ガス）は、各気筒１２の燃焼室１６に連通する排気通路２７へと排出される。

なお、吸気通路１７及び排気通路２７の燃焼室１６に臨む各々の開口部には、吸気弁１７ａ及び排気弁２７ａが設けられている。一方、クランク軸１５には、適宜の伝動部材（例えばタイミングベルト）を介してカム軸２８が駆動連結されている。クランク軸１５及びカム軸２８間の回転伝達比は１／２であって、クランク軸１５の２回転に対しカム軸２８が１回転する。そして、吸気弁１７ａ及び排気弁２７ａは、クランク軸１５の回転に伴うカム軸２８の回転に合わせて開閉動作する。

そして、エンジン１１は、各気筒１２において、燃料（混合気）の吸入・圧縮・燃焼（爆発）・排気の全行程（１サイクル、４ストローク）を繰り返すことで、前述のピストン１３の往復動を通じてクランク軸１５を回転させる。なお、４つの気筒１２ａ〜１２ｄの燃焼行程は等間隔であって、クランク軸１５は、１サイクルごとに２回転する。

こうした構成を有するエンジン１１は、エンジンマイコン３０によって制御される。すなわち、エンジンマイコン３０は、スロットル弁１８、ガス電磁弁２２及び燃料調整弁２４とそれぞれ電気的に接続されており、これらを駆動制御する。また、エンジンマイコン３０は、点火プラグ２６に電圧供給するイグニッションコイル３１をスイッチング動作させるイグナイタ３２と電気的に接続されており、該イグナイタ３２等を介して点火プラグ２６を点火制御する。

なお、クランク軸１５には、所定角度（例えば３０°）ＤＮ間隔に配設された複数（１２個）の突起３３ａを有するロータ３３が一体回転するように連結されている。そして、エンジンマイコン３０は、ロータ３３（突起３３ａ）の径方向に対向配置されたクランクポジションセンサ３４と電気的に接続されている。このクランクポジションセンサ３４は、クランク軸１５の回転に伴いロータ３３の突起３３ａが通過するごとに、すなわちクランク軸１５が所定角度ＤＮだけ回転するごとにパルスＰを生成・出力するもので、エンジンマイコン３０は、パルスＰに基づきクランク軸１５の回転量及び回転速度等を検出する。そして、エンジンマイコン３０は、検出したクランク軸１５の回転量等に基づきスロットル弁１８等を駆動制御することで、例えばエンジン回転速度（クランク軸１５の回転速度）が一定になるように制御（以下、「定速回転制御」ともいう）する。また、エンジンマイコン３０は、定速回転制御状態において、パルスＰに基づき失火の有無を判定する。そして、エンジンマイコン３０は、失火ありの判定が確定した場合には、例えばエンジン１１の駆動を停止する。

また、カム軸２８にも、同様の複数の突起を有するロータ３５が一体回転するように連結されている。そして、エンジンマイコン３０は、ロータ３５の径方向に対向配置されたカムポジションセンサ３６と電気的に接続されている。このカムポジションセンサ３６は、カム軸２８の回転に伴いロータ３５の突起が通過するごとに、すなわちカム軸２８が所定角度だけ回転するごとにパルスを生成・出力するもので、エンジンマイコン３０は、このパルスに基づきカム軸２８の回転量及び回転速度等を検出する。

次に、エンジンマイコン３０による失火の有無の判定態様について説明する。図２は、パルスＰの出力態様の一例を示すタイムチャートである。同図に示すように、エンジンマイコン３０は、パルスＰを入力するごとに（クランク軸１５が前記所定角度ＤＮだけ回転するごとに）、当該パルスＰを含む６つのパルスＰが計数されるまでの経過時間Ｔを計時する（計時手段）。なお、４気筒４サイクルの場合、クランク軸１５が１回転するごとに２回の燃焼行程があり、経過時間Ｔは、一の気筒１２の燃焼から次の気筒１２の燃焼までのクランク軸１５の回転角度（３６０°／２＝１８０°＝３０°×６）に相当する周期ＴＮ分のパルスＰが計数されるまでの時間に一致する。従って、この経過時間Ｔは、定速回転制御状態において、気筒１２の燃焼状態に大きく依存する。ただし、経過時間Ｔは、パルスＰの入力ごとに逐次計時されるものであって、任意の気筒１２の燃焼行程に合わせて計時されるものではない。

また、エンジンマイコン３０は、パルスＰを入力するごとに、現在のパルスＰが計数された時点での経過時間Ｔである第１時間ＴＲと、現在のパルスＰよりも前記周期ＴＮ相当の回転角度分だけ先立つパルスＰが計数された時点での経過時間Ｔである第２時間ＴＬとの偏差ＤＴ（＝ＴＲ−ＴＬ）を算出する（偏差算出手段）。この偏差ＤＴは、一の周期ＴＮにおける経過時間Ｔ（第１時間ＴＲ）と、その前の周期ＴＮにおける経過時間Ｔ（第２時間ＴＬ）とを比較するもの、即ち一の気筒１２の燃焼状態と、その前の気筒１２の燃焼状態とを比較するものであるため、定速回転制御中に失火が発生することで著しく変動する。

例えば、図２（ａ）に示すように、失火なしの場合には、第１時間ＴＲ及び第２時間ＴＬが同等となって、偏差ＤＴは僅少な値又は零で安定する。一方、図２（ｂ）に示すように、第１時間ＴＲで失火ありの場合には、該第１時間ＴＲは、第２時間ＴＬよりも著しく増加して、偏差ＤＴは正側に大きく変動する。なお、図３は、パルスＰのパルス数ＣＮＴとパルスＰの入力ごとに算出された偏差ＤＴの推移の一例を示すグラフである。

また、エンジンマイコン３０は、パルスＰを入力するごとに、偏差ＤＴを前記周期ＴＮ相当の回転角度分だけ積算した積算値ＲＣを算出する（積算値算出手段）。この積算値ＲＣは、失火なしの場合には外乱等に起因する偏差ＤＴの変動を平滑化した回転変動量となり、失火ありの場合にはこれに伴う偏差ＤＴの変動を累積・強調した回転変動量となる。

例えば、一のパルスＰが計数された時点での第１時間及び第２時間がそれぞれＴＲ（１），ＴＬ（１）、当該パルスＰの次のパルスＰが計数された時点での第１時間及び第２時間がそれぞれＴＲ（２），ＴＬ（２）、…、前記周期ＴＮ相当の最後のパルスＰが計数された時点での第１時間及び第２時間がそれぞれＴＲ（６），ＴＬ（６）であるとすると、積算値ＲＣは下式（１）により算出される。

図４は、パルスＰのパルス数ＣＮＴとパルスＰの入力ごとに算出された積算値ＲＣの推移の一例を示すグラフである。同図から明らかなように、積算値ＲＣは、その変動が強調されて推移することが確認される。

そして、エンジンマイコン３０は、前述の態様で算出された積算値ＲＣと所定の閾値としての判定値ＤＲとの大小関係を判定する。この判定値ＤＲは、失火ありと推定し得る好適な積算値ＲＣ（回転変動量）に基づき設定されている。エンジンマイコン３０は、積算値ＲＣが判定値ＤＲよりも大きいときに失火ありと判定して失火判定回数Ｋｎを「１」だけカウントアップする。一方、エンジンマイコン３０は、積算値ＲＣが判定値ＤＲ以下のときに失火なしと判定して現状の失火判定回数Ｋｎを保持する。なお、この失火判定回数Ｋｎは、１サイクルに相当するクランク軸１５の２回転分の２４個のパルスＰに対応して個別に計数されるもので、これら２４個のパルスＰの各々に対して失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１〜２４）が存在する。つまり、１サイクル内で出力されるパルスＰが２４個の場合、即ち１サイクル内の２４個の異なるタイミングでパルスＰが出力される場合、任意のパルスＰは、これら２４個のタイミングのうちの対応するタイミングにグループ分けされて、該当の失火判定回数Ｋｎの計数の供される。換言すれば、一のパルスＰに対応して特定の失火判定回数Ｋｎが更新等されたとすると、次に当該失火判定回数Ｋｎが更新等されるのは１サイクル後となる。これは、特定の気筒１２で生じる失火の回数を、特定の失火判定回数Ｋｎを利用して顕在化させるためである。従って、仮にエンジン１１が高速低負荷状態で運転している場合であっても、特定の気筒１２で完全失火する場合には、１サイクル（クランク軸１５の２回転）ごとの回転変動により、サイクルの繰り返しに伴って該当の失火判定回数Ｋｎが漸増する。

また、本実施形態では、エンジンマイコン３０は、失火判定回数Ｋｎの更新等を最長でも所定サイクル（例えば１０サイクル：２４０個のパルスＰ）分の期間まで行い、当該期間を超えた段階で全ての失火判定回数Ｋｎを一旦クリアする。従って、失火判定回数Ｋｎは、最大でも当該期間に相当するサイクル数（例えば「１０」）となる。

図５は、パルスＰのパルス数Ａと、累積される失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１〜２４）の推移の一例を示すグラフである。なお、パルス数Ａは、パルス数ＣＮＴが所定サイクル分の期間まで計数される都度（例えばパルス数ＣＮＴが「２４０」に到達する都度）に「１」に戻されるものである。ここでは、便宜上、連続関数的に描画しているが、実際には１サイクルの経過ごとに全ての失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１〜２４）が個別に更新等される。同図では、パルス数Ａが「２４」の倍数付近となるタイミングで対応する失火判定回数Ｋｎが著しく増加していることが確認される。これにより、このタイミングに相関して燃焼行程にある気筒１２において、頻繁に失火が発生していることが推定される。

エンジンマイコン３０は、各失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１〜２４）を更新等する都度、当該失火判定回数Ｋｎと、所定の失火判定値Ｋｔｈとの大小関係を判定する。この失火判定値Ｋｔｈは、１サイクルの経過ごとに累積される各失火判定回数Ｋｎに基づき、失火ありの判定を最終的に確定し得る好適な値に設定されている。エンジンマイコン３０は、失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ以上のときに失火ありの判定を確定する。このとき、エンジンマイコン３０は、例えばエンジン１１の運転を停止する等の対処処理を行う。これは、失火が頻繁に発生する状態でエンジン１１の運転を継続すると、例えば排気ガス浄化用の触媒が焼損したり、あるいは異常振動の原因になったりすることによる。このように、失火判定回数Ｋｎを利用して失火ありの判定を確定するのは、外乱等の影響によって積算値ＲＣが判定値ＤＲを超える都度に徒に失火ありと判定されることを回避するためである。失火ありの判定を確定した該当の失火判定回数Ｋｎにより、そのタイミングに相関して燃焼行程にある特定の気筒１２の失火が推定されることは既述のとおりである。

一方、エンジンマイコン３０は、失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ未満のときに失火なしの判定を確定する。特に、エンジンマイコン３０は、全ての失火判定回数Ｋｎで失火ありの判定が確定されることなく、失火判定回数Ｋｎの計数を前記所定サイクル分の期間まで行うと、全ての失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１〜２４）を一旦クリアして、改めて各失火判定回数Ｋｎの計数を開始する。

次に、エンジンマイコン３０による失火の有無の判定態様について、図６のフローチャートに基づき総括して説明する。この処理は、エンジン１１の定速回転制御状態において、回転速度が所定範囲に収まる安定状態にあることを前提に、パルスＰの入力ごとに繰り返し実行される。

図６に示すように、このルーチンの処理に移行すると、前述の態様で回転変動の積算値ＲＣが算出される（Ｓ１）。そして、積算値ＲＣが判定値ＤＲを超えるか否かが判断される（Ｓ２）。ここで、積算値ＲＣが判定値ＤＲを超えると判断されると、該当タイミングのパルスＰの失火判定回数Ｋｎが「１」だけカウントアップされ（Ｓ３）、積算値ＲＣが判定値ＤＲ以下と判断されると、該当タイミングのパルスＰの失火判定回数Ｋｎがそのまま保持される（Ｓ４）。

次に、該当タイミングのパルスＰの失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ以上か否かが判断される（Ｓ５）。ここで、当該パルスＰの失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ未満と判断されると、失火判定回数Ｋｎの計数を今回改めて開始してからのパルス数Ａが、所定サイクル分のパルス数Ｂ（例えば２４０）に一致したか否かが判断される（Ｓ６）。そして、パルス数Ａがパルス数Ｂ未満であれば、更新等に係る失火判定回数Ｋｎを特定する添字ｎが「１」だけカウントアップされるとともに、パルス数Ａが「１」だけカウントアップされる（Ｓ７）。ただし、添字ｎは、１サイクルに対応して１〜２４に限定されるため、「２５」になったときに「１」に戻される。その後、一旦処理が終了される。

一方、Ｓ６において、パルス数Ａがパルス数Ｂに一致していると判断されると、全ての失火判定回数Ｋｎの更新等が完了して所定サイクルが終了したことから、添字ｎ及びパルス数Ａが共に「１」にリセットされ、全ての失火判定回数Ｋｎが「０」にリセットされる（Ｓ８）。その後、一旦処理が終了される。

従って、Ｓ６〜Ｓ８の処理を経ることで、所定サイクルの経過ごとに、パルスＰの入力による全ての失火判定回数Ｋｎの更新等が完了する。
また、Ｓ５において、該当タイミングの失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ以上と判断されると、失火に伴う回転変動が頻繁に発生したことから、失火判定が確定されて直ちにエンジン１１が停止される（Ｓ９）。そして、その後の処理が終了される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、エンジンマイコン３０により、パルスＰの入力ごとに、一の気筒１２の燃焼から次の気筒１２の燃焼までのクランク軸１５の回転角度に相当する周期ＴＮ分のパルスＰが計数されるまでの経過時間Ｔが計時される。そして、エンジンマイコン３０により、第１時間ＴＲ及び第２時間ＴＬの偏差ＤＴが算出される。この偏差ＤＴは、一の周期ＴＮにおける経過時間Ｔ（第１時間ＴＲ）と、その前の周期ＴＮにおける経過時間Ｔ（第２時間ＴＬ）とを比較するもの、即ち一の気筒１２の燃焼状態と、その前の気筒１２の燃焼状態とを比較するものであるため、失火の発生に伴って著しく変動する。また、この偏差ＤＴの変動は、失火の影響を受け始めるタイミングを起点に、周期ＴＮ内で連続して発生する。従って、エンジンマイコン３０により、偏差ＤＴが周期ＴＮ相当の回転角度分だけ積算されることで、失火の発生に伴う変動の累積・強調されたものが積算値ＲＣとして算出される。これにより、エンジンマイコン３０において、積算値ＲＣと判定値ＤＲとの大小関係に基づき、失火の有無をより高精度に判定できる。

（２）本実施形態では、エンジンマイコン３０は、１サイクル内の一のタイミングのパルスＰに対応して計数された失火判定回数Ｋｎが失火判定値Ｋｔｈ以上のときに、失火ありの判定を確定することで、周期ＴＮとは関係ないランダムな回転変動（ノイズ、負荷変動、外乱（強風）、頻度の小さい失火）の影響によって積算値ＲＣと判定値ＤＲとの大小関係が一時的に失火ありの状態になったとしても、これによって直ちに失火ありの判定が確定されることはない。従って、失火ありの判定確定に伴い、徒に対処処理（例えばエンジン停止など）が繰り返されることを回避できる。

あるいは、仮にエンジン１１が高速低負荷状態で運転している場合であっても、特定の気筒１２で完全失火する場合にはサイクルの繰り返しに伴って該当の失火判定回数Ｋｎが漸増する。従って、エンジン１１が高速低負荷状態で運転している場合であっても、確実に失火ありの判定を確定できる。

また、失火ありの判定を確定させたパルスＰの１サイクル内でのタイミングは、特定の気筒１２の燃焼行程のタイミングに相関するため、これらの相関関係を実験等で予め取得しておくことで、失火に係る気筒１２を推定することができる。

（３）本実施形態では、失火ありの判定が確定されたとき、エンジン１１が停止されることで、失火の発生に伴って排気ガス浄化用の触媒が焼損したり、あるいは異常振動が発生したりすることを抑制できる。

（４）本実施形態では、気筒１２（１２ａ〜１２ｄ）は、直列配置された４個からなることで、その配列方向への大型化を抑制しつつ、等間隔燃焼による回転変動の抑制を簡素な構造で行うことができる。

（５）本実施形態では、回転変動を監視する気筒１２やポイント（タイミング）を指定することなく、失火の有無を判定できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・前記実施形態において、エンジンマイコン３０により失火ありの判定が確定されたとき（Ｓ５でＹＥＳ）、利用者に対して失火異常の報知を行う適宜の報知手段（例えばランプ、スピーカなど）を設けてもよい。この場合、報知手段により、失火異常の報知が行われることで、利用者は失火異常を認識して速やかな対処を図ることができる。

・前記実施形態において、積算値ＲＣを算出する際に偏差ＤＴを積算するクランク軸１５の回転角度分は前記周期ＴＮ相当の回転角度分に限定されるものではない。この場合、偏差ＤＴを、例えば前記周期ＴＮ相当の回転角度の１／２〜３／２の回転角度分だけ積算して積算値を算出することが望ましい。

・前記実施形態において、ロータ３３の突起３３ａの個数は、クランク軸１５の１８０°ごとに複数個であれば、即ち前記周期ＴＮ（１ストローク）ごとに複数のパルスＰの生成に供されるのであれば任意である。

・前記実施形態において、カム軸２８（ロータ３５）の所定回転角度ごとに出力されるパルスに基づき失火の有無を判定してもよい。
・前記実施形態において、複数の気筒の燃焼行程が等間隔で行われるのであればその個数は任意であり、例えば６気筒などであってもよい。

・エンジン１１は、発電機、例えばコージェネレーションシステムの排熱利用に係る発電機を駆動するためのものであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）請求項３又は４に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記判定手段により前記失火ありの判定が確定されたとき、失火異常の報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。同構成によれば、前記報知手段により、失火異常の報知が行われることで、利用者は失火異常を認識して速やかな対処を図ることができる。

（ロ）請求項１〜４及び上記（イ）のいずれか一項に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記気筒は、直列配置された４個からなることを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。同構成によれば、前記気筒は、直列配置された４個からなることで、その配列方向への大型化を抑制しつつ、等間隔燃焼による回転変動の抑制を簡素な構造で行うことができる。

１１…エンジン、１２，１２ａ〜１２ｄ…気筒、１５…クランク軸、３０…エンジンマイコン（計時手段、偏差算出手段、積算値算出手段、判定手段、計数手段、停止手段）、３４…クランクポジションセンサ。

Claims

定速回転制御状態において、クランク軸の所定回転角度ごとに出力されるパルスに基づき失火の有無を判定する複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記パルスごとに、一の気筒の燃焼から次の気筒の燃焼までの前記クランク軸の回転角度に相当する周期分のパルスが計数されるまでの経過時間を計時する計時手段と、
現在のパルスが計数された時点での前記計時された経過時間である第１時間と、現在のパルスよりも前記周期相当の回転角度分だけ先立つパルスが計数された時点での前記計時された経過時間である第２時間との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記算出された偏差を前記クランク軸の所定回転角度分だけ積算した積算値を算出する積算値算出手段と、
前記算出された積算値と所定閾値との大小関係に基づき、失火の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。
請求項１に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記積算値算出手段は、前記算出された偏差を前記周期相当の回転角度分だけ積算して前記積算値を算出することを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。
請求項１又は２に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記判定手段は、
所定サイクル数相当の前記クランク軸の回転角度内で、前記算出された積算値と前記所定閾値との大小関係に基づき失火ありと判定された回数を、１サイクル内でタイミングの異なる全ての前記パルスに対応して個別に計数する計数手段を備え、
１サイクル内の一のタイミングの前記パルスに対応して前記計数された回数が所定の失火判定値を超えたときに、失火ありの判定を確定することを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。
請求項３に記載の複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置において、
前記判定手段により前記失火ありの判定が確定されたとき、エンジンを停止させる停止手段を備えたことを特徴とする複数気筒４サイクルエンジンの失火判定装置。