JP2020063710A - 内燃機関の失火判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不等間隔燃焼をする４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を適切に判定することができる内燃機関の失火判定装置を提供する。【解決手段】内燃機関の失火判定装置１は、エンジン２のクランク角速度に基づいてエンジン２の失火を判定するための値である判定パラメータを算出する判定パラメータ算出部１４と、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂへ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する燃料噴射量算出部１３と、を備え、判定パラメータ算出部１４が、燃料噴射量算出部１３によって算出された燃料噴射量に基づいた補正値を用いて判定パラメータを補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置に関し、特に、不等間隔燃焼をする複数気筒を有する４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を判定する内燃機関の失火判定装置に関する。

内燃機関、例えば４ストローク・サイクルの内燃機関においては、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程を１周期として、かかる４つの行程を繰り返すことで出力が生み出される。内燃機関の制御装置は、内燃機関のこれらの行程を判別することで、燃料の噴射や点火等のタイミングを制御している。この際、内燃機関の運転状態等に起因して、内燃機関に火炎が発生しない又は火炎が発生しても正常に伝播しない失火という状態を生じる場合がある。かかる内燃機関の失火を生じた場合には、ドライバビリティや排気性能への不要な影響を招く結果となる。

このため、従来、内燃機関の失火を検出することにより、この検出結果に基づいて、内燃機関の運転状態を制御したり、運転者にその内容を報知して整備工場への持ち込みを促したりして、ドライバビリティや排気性能への影響を低減させる対処が行われている。

かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関の燃焼状態検出装置に関し、内燃機関のクランクシャフトが所定角度回転するのに要した時間を反復的に計測して得た回転速度に対し、デジタルフィルタを介することで失火由来の回転速度の低下を抽出し、この抽出値を判定量として用いることにより失火を判定する構成を開示している。

また、かかる状況下で、特許文献２は、内燃機関の失火検出装置に関し、内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを用いて相対速度パラメータを算出し、圧縮ＴＤＣにおける値を基準とした相対パラメータの積算値に基づいて内燃機関の失火の有無を検出する構成を開示している。

特開平０７−１１９５３６号公報 特開２００７−１９８３６８号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、例えばＶ型２気筒等の不等間隔燃焼を行なう内燃機関の場合には、不等間隔燃焼をする気筒同士の回転速度の変動パターンが異なるため、正常時の回転速度の変動パターン（変動周波数成分のパターン）と失火発生時の回転速度の変動パターン（変動周波数成分のパターン）が同様なものとなることが判明した。

本発明者の更なる検討によれば、このように正常時の回転速度の変動パターンと失火発生時の回転速度の変動パターンが同様なものとなる場合には、特許文献１の装置構成では、失火由来の回転速度の低下を適切に抽出することができず、失火を適切に検出できない可能性が考えられる。

また、特許文献２の装置構成では、気筒毎に相対速度パラメータの積算値を求めるものであるため、気筒毎に失火検出用の閾値等を設定する必要があり、その構成が煩雑となる傾向にあると考えられる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、不等間隔燃焼をする４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を適切に判定することができる内燃機関の失火判定装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、不等間隔燃焼をする複数気筒を有する内燃機関に適用され、前記内燃機関のクランク角速度に基づいて前記内燃機関の失火の発生を判定する失火判定部と、を備えた内燃機関の失火判定装置において、前記失火判定装置は、前記クランク角速度に基づいて前記内燃機関の失火を判定するための値である判定パラメータを算出する判定パラメータ算出部と、前記複数気筒へ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する燃料噴射量算出部と、を更に備え、前記判定パラメータ算出部は、前記複数気筒への前記燃料噴射量に基づいた補正値を用いて前記判定パラメータを補正することを第１の局面とする。

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記補正値は、前記複数気筒における１つの気筒である所定の基準気筒への前記燃料噴射量と前記基準気筒以外の前記複数気筒における１つの補正対象気筒への前記燃料噴射量との比から算出され、前記判定パラメータは、前記補正対象気筒の燃焼サイクルで仕事が発生する所定区間における前記クランク角速度と、前記補正対象気筒の前記所定区間よりも１つ前の所定区間で仕事が発生する別気筒の前記クランク角速度と、の差に基づいて算出されると共に、前記補正値で補正されることを第２の局面とする。

また、本発明は、第２の局面に加えて、前記判定パラメータは、前記所定区間における前記クランク角速度の平均値を用いて算出されることを第３の局面とする。

また、本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記判定パラメータは、前記複数気筒について、前記複数気筒の燃焼サイクルの膨張行程における開始位相での前記クランク角速度、前記膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間での前記クランク角速度の平均値、及び前記燃焼サイクルの排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間での前記クランク角速度の平均値の各々から個別に算出され、前記膨張行程における前記中間位相から前記終了位相までの前記所定区間での前記クランク角速度の前記平均値から算出される前記判定パラメータのみが、前記補正値で補正されることを第４の局面とする。

また、本発明は、第２の局面に加えて、前記判定パラメータは、前記所定区間における前記クランク角速度の積算値を用いて算出されることを第５の局面とする。

以上の本発明の第１の局面にかかる内燃機関の失火判定装置によれば、失火判定装置が、クランク角速度に基づいて内燃機関の失火を判定するための値である判定パラメータを算出する判定パラメータ算出部と、複数気筒へ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する燃料噴射量算出部と、を更に備え、判定パラメータ算出部が、複数気筒への燃料噴射量に基づいた補正値を用いて判定パラメータを補正するものであるため、不等間隔燃焼をする４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を適切に判定することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関の失火判定装置によれば、補正値が、複数気筒における１つの気筒である所定の基準気筒への燃料噴射量と基準気筒以外の複数気筒における１つの補正対象気筒への燃料噴射量との比から算出され、判定パラメータが、補正対象気筒の燃焼サイクルで仕事が発生する所定区間におけるクランク角速度と、補正対象気筒の所定区間よりも１つ前の所定区間で仕事が発生する別気筒のクランク角速度と、の差に基づいて算出されると共に、補正値で補正されるものであるため、補正対象気筒用の判定パラメータを適切に補正することができる。

また、本発明の第３の局面にかかる内燃機関の失火判定装置によれば、判定パラメータが、所定区間におけるクランク角速度の平均値を用いて算出されるものであるため、補正対象気筒用の判定パラメータをより適切に補正することができる。

また、本発明の第４の局面にかかる内燃機関の失火判定装置によれば、判定パラメータが、複数気筒について、複数気筒の燃焼サイクルの膨張行程における開始位相でのクランク角速度、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値、及び燃焼サイクルの排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値の各々から個別に算出され、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値から算出される判定パラメータのみが、補正値で補正されるものであるため、３種の判定パラメータにより、内燃機関の失火の判定を行いながら、内燃機関のクランク角速度が最も大きくなる区間に対応し補正の必要性が高くなる判定パラメータを適切に補正することができる。

また、本発明の第５の局面にかかる内燃機関の失火判定装置によれば、判定パラメータが、所定区間におけるクランク角速度の積算値を用いて算出されるものであるため、補正対象気筒用の判定パラメータをより適切に補正することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態における内燃機関の失火判定装置の構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、そのより詳細な構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のクランク角速度の変化の一例を示すチャートであり、フロントバンク及びリアバンクにおける燃焼サイクルの各々の行程も併せて示す図である。 図３は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のクランク角速度の変化の一例を失火のない状態で示すチャートであり、図３（ａ）は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をしない場合の内燃機関のフロントバンク及びリアバンクの各々のクランク角速度の変化の一例を示し、図３（ｂ）は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をする場合の内燃機関のフロントバンク及びリアバンクの各々のクランク角速度の変化の一例を示す図である。 図４は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をする場合において、それが適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のフロントバンク及びリアバンクの各々のクランク角速度の変化の一例、並びに判定パラメータの変化の一例を、その判定閾値と共に示すチャートである。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関の失火判定装置につき、詳細に説明する。

〔構成〕
まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して、本実施形態における内燃機関の失火判定装置の構成について説明する。

図１（ａ）は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置の構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、そのより詳細な構成を示すブロック図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１は、典型的には自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載され、複数の気筒を備えて、これらが４ストローク・サイクルの不等間隔燃焼をする内燃機関としてのエンジン２に適用されてエンジン２の失火の発生を判定する。ここで、不等間隔燃焼とは、隣接する２つの膨張行程の開始位相同士の間隔と、その次に隣接する２つの膨張行程の開始位相同士の間隔と、が異なることを意味し、不等間隔爆発と同義である。

また、エンジン２は、一例として、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂを備えた横置きのＶ型２気筒タイプであり、エンジン２では、第１気筒２ａは鞍乗型車両の前方側に配置されてフロントバンクを構成し、第２気筒２ｂは鞍乗型車両の後方側に配置されてリアバンクを構成している。また、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂには、各々の燃焼室に連通する吸気管３が組み付けられ、吸気管３には、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂの燃焼室に対応して燃料を噴射する２つのインジェクタ４ａ、４ｂが配置されている。また、吸気管４には、インジェクタ４ａ、４ｂの上流側にスロットルバルブ５が設けられている。また、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂには、各々の燃焼室に連通する排気管６が組み付けられ、排気管６には排気ガスを浄化するための触媒７が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１は、典型的にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の電子制御装置によって構成され、クランク角速度算出部１１、判定閾値検索部１２、燃料噴射量算出部１３、判定パラメータ算出部１４、及び失火判定部１５を備えている。なお、図中では、クランク角速度算出部１１、判定閾値検索部１２、燃料噴射量算出部１３、判定パラメータ算出部１４、及び失火判定部１５を、電子制御装置が備えたマイコン等によって実行される演算処理の機能ブロックとして示している。

クランク角速度算出部１１は、クランクセンサ２１から入力されるエンジン２のクランク角度（図示を省略するクランク軸の回転角度）に応じた電気信号に基づいて、クランク軸の角速度（以下、「クランク角速度」と記す）を算出する。クランク角速度算出部１１がこのように算出したクランク角速度は、判定パラメータ算出部１４で用いられる。

判定閾値検索部１２は、クランクセンサ２１から入力されるエンジン２のクランク角度に応じた電気信号、及びスロットル開度センサ２２から入力されるスロットルバルブ５の開度（以下、「スロットル開度」と記す）に応じた電気信号に基づいて、エンジン回転数及びスロットル開度から求まるエンジン２の負荷状態に応じた判定閾値を、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂ間で共通の値として算出することで、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂ間で共通した判定閾値を設定する。具体的には、判定閾値検索部１２は、エンジン２の負荷状態が高いほど判定閾値を大きくする。例えば、判定閾値検索部１２は、判定閾値と、エンジン回転数と、スロットル開度と、の関係を気筒毎に予め規定した図示を省略するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたマップデータを読み出して、読み出したマップデータにクランク角度から算出されるエンジン回転数及びスロットル開度を気筒毎に当てはめることにより判定閾値を算出する。判定閾値検索部３がこのように算出した判定閾値は、失火判定部１５で用いられる。なお、エンジン２の負荷状態は、上記のエンジン回転数とスロットル開度とにより求める場合に限らず、エンジン回転数と吸気管３内の圧力（吸気圧力）とから求めてもよい。また、判定閾値検索部１２の算出負荷は増えるが、判定閾値は、気筒毎に算出されるものでもよく、判定閾値検索部１２は、各気筒別に判定閾値を異ならせて設定することも可能である。

燃料噴射量算出部１３は、クランクセンサ２１から入力されるエンジン２のクランク角度に応じた電気信号に基づいて算出したエンジン回転数、及びスロットル開度センサ２２から入力されるスロットル開度に基づいて、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂへ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する。ここで、第１気筒２ａの膨張行程から第２気筒２ｂの膨張行程までの間隔が、第２気筒２ｂの膨張行程から第１気筒２ａの膨張行程までの間隔よりも長いとすれば、エンジン回転数やスロットル開度が同一である条件下では、第１気筒２ａの燃料噴射量よりも第２気筒２ｂの燃料噴射量が増大された値に設定されている。燃料噴射量算出部１３がこのように算出した燃料噴射量は、判定パラメータ算出部１４で用いられる。なお、かかる燃料噴射量には、エンジン２の冷却水温等により補正されるものであってもよい。

判定パラメータ算出部１４は、クランク角速度算出部１１で算出されたクランク角速度、及び燃料噴射量算出部１３で算出された燃料噴射量を用いて、後述する判定パラメータ算出処理（その補正処理を含む）を実行してエンジン２の失火の発生を判定するための値である判定パラメータを算出する。具体的には、判定パラメータ算出部１４は、クランク角速度に基づいて判定パラメータを算出し、燃料噴射量算出部１３によって算出された燃料噴射量に基づいた補正値を用いて判定パラメータを補正する。判定パラメータ算出部１４がこのように補正した判定パラメータは、失火判定部１５で用いられる。なお、判定パラメータ算出部１４は、判定パラメータを算出する際に、吸気圧力センサ２３から入力される電気信号の示す吸気圧力を、クランク角速度と併用して用いてもよい。

失火判定部１５は、判定パラメータ算出部１４で算出された判定パラメータと、判定閾値検索部１２で得られた判定閾値と、を用いて後述する失火判定処理を実行して気筒毎に失火の発生を判定する。失火判定部５は、失火の発生があると判定した場合に、故障表示装置２４にその旨を表示して報知する。

以上のような構成を有する内燃機関の失火判定装置１は、以下に示す判定パラメータ算出処理、判定パラメータの補正処理及び失火判定処理を実行する。以下、更に図２から図４をも参照して、各処理について、詳細に説明する。

〔判定パラメータ算出処理及び補正処理〕
まず、図２をも参照して、判定パラメータ算出処理及び判定パラメータの補正処理を実行する際の判定パラメータ算出部１４の動作について説明する。

図２は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１が適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のクランク角速度の変化の一例を示すチャートであり、フロントバンク及びリアバンクにおける燃焼サイクルの各々の行程も併せて示す図である。なお、図中では、フロントバンク（第１気筒２ａ）の燃料噴射量よりもリアバンク（第２気筒２ｂ）の燃料噴射量が増大された値に設定された例を示している。

ここで、不等間隔燃焼を行なう内燃機関において、複数気筒への燃料噴射量が燃焼間隔等に応じて個別に設定されている場合には、複数気筒の発生トルクが複数気筒の各々への燃料噴射量に応じて変動することに起因して、内燃機関のクランク角速度が変動することとなる。かかる場合には、各々の気筒間のクランク角速度の変動パターン（変動周波数成分のパターン）が異なるため、失火の発生していない正常時のクランク角速度の変動パターンと失火発生時のクランク角速度の変動パターンが類似なものとなる傾向がある。このため、クランク角速度の変動パターンをそのまま用いても失火発生時特有の変動成分を確実に判別することが困難となって、クランク角速度の変動パターンからの正確な失火の発生の判定が困難となってしまう。

そこで、本実施形態では、不等間隔燃焼をする複数気筒を有する内燃機関のクランク角速度の変動パターンから、失火発生時特有の変動成分を確実に判別するためのクランク角速度の領域を各々抽出する。

図２に示すように、具体的には、まず、判定パラメータ算出部１４が、クランク角度に対するクランク角速度の変動パターンから各々の気筒２ａ及び２ｂ（フロントバンク及びリアバンク）について図２に示す各々３つの領域を抽出して抽出値を算出する。この際、判定パラメータ算出部１４は、クランク角速度におけるノイズ的な高周波成分を減衰するようなデジタルフィルタの適用及び／又は演算を実行することにより、このような各々３つの領域を抽出して抽出値を算出してもよい。

詳しくは、判定パラメータ算出部１４は、フロントバンク（第１気筒２ａ）について、膨張行程における開始位相Ｒ１でのクランク角速度、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間Ｒ２でのクランク角速度の平均値、及び排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間Ｒ３（図中では、便宜上、排気行程においてのみ示す）でのクランク角速度の平均値を各々の抽出値として算出する。同様に、判定パラメータ算出部１４は、リアバンク（第２気筒２ｂ）について、膨張行程における開始位相Ｒ４でのクランク角速度、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間Ｒ５でのクランク角速度の平均値、及び排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間Ｒ６でのクランク角速度の平均値を各々の抽出値として算出する。つまり、フロントバンク（第１気筒２ａ）及びリアバンク（第２気筒２ｂ）については、各々、このような３つの抽出値を代表的なクランク角速度として選択的に用いることになる。

ここで、フロントバンク（第１気筒２ａ）及びリアバンク（第２気筒２ｂ）について、各々、このような３つの抽出値を代表的なクランク角速度として選択した理由について説明する。第１に、膨張行程の開始時は、圧縮工程の終了時であり、クランク角速度が最も小さくなる。このため、膨張行程における、失火判定を実施する上での基準点となるので、代表的なクランク角速度として選択したものである。第２に、膨張行程終了時付近は燃焼によって増加したクランク角速度が最大となるポイント付近である。このため、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間Ｒ２及びＲ５でのクランク角速度は、失火発生時においてはクランク角速度の顕著な低減を明確に呈するため、代表的なクランク角速度として選択したものである。但し、かかる区間においては、特定の単一点のクランク角速度を用いる必要はないことから、外的要因による瞬時時変動リスクを考慮して所定区間Ｒ２及びＲ５でのクランク角速度の平均値を代表的なクランク角速度として選択した。そして、第３に、吸排気工程付近は正常燃焼時と失火発生時とでクランク角速度の差が最も大きくなるポイント付近である。このため、排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間Ｒ３及びＲ６でのクランク角速度は、失火発生時においてはクランク角速度の顕著な低減を明確に呈するため、代表的なクランク角速度として選択したものである。但し、かかる区間においても、特定の単一点のクランク角速度を用いる必要はないことから、外的要因による瞬時時変動リスクを考慮して所定区間Ｒ３及びＲ６でのクランク角速度の平均値を代表的なクランク角速度として選択した。なお、所定区間Ｒ２及びＲ５や所定区間Ｒ３及びＲ６では、クランク角速度の平均値の代わりに、各気筒の燃焼状態をより正確に反映することができるクランク角速度の積算値を用いて、かかる積算値を代表的なクランク角速度としてもよい。

そして、判定パラメータ算出部１４は、開始位相Ｒ１及びＲ４について、判定パラメータ算出時に膨張行程を呈する気筒の代表的なクランク角速度からその１つ前に膨張行程を呈した気筒の代表的なクランク角速度を減算した減算値を算出し、その減算値が０以下の値となるときにはその減算値自体を判定パラメータとし、その減算値が正の値となるときには０を判定パラメータとすることにより、開始位相Ｒ１及びＲ４の判定パラメータを各々算出することになる。また、判定パラメータ算出部１４は、同様に、所定区間Ｒ２及びＲ５については、判定パラメータ算出時に膨張行程を呈する気筒の代表的なクランク角速度からその１つ前に膨張行程を呈した気筒の代表的なクランク角速度を減算した減算値を算出し、その減算値が０以下の値となるときにはその減算値自体を判定パラメータとし、その減算値が正の値となるときには０を判定パラメータとすることにより、所定区間Ｒ２及びＲ５の判定パラメータを各々算出し、所定区間Ｒ３及びＲ６については、判定パラメータ算出時に排気行程又は吸気行程を呈する気筒の代表的なクランク角速度からその１つ前に排気行程又は吸気行程を呈した気筒の代表的なクランク角速度を減算した減算値を算出し、その減算値が０以下の値となるときにはその減算値自体を判定パラメータとし、その減算値が正の値となるときには０を判定パラメータとすることにより、所定区間Ｒ３及びＲ６の判定パラメータを各々算出することになる。なお、かかる判定パラメータは、減算における被減数と減数とを入れ替えてもよいし、減算の代わりに除算を用いてもよい。

次に、図３をも参照して、補正処理を実行する際の判定パラメータ算出部１４の動作について説明する。

図３は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のクランク角速度の変化の一例をフロントバンク（第１気筒２ａ）の燃料噴射量よりもリアバンク（第２気筒２ｂ）の燃料噴射量が増大された値に設定されると共に失火の発生していない状態で示すチャートであり、図３（ａ）は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をしない場合の内燃機関のフロントバンク及びリアバンクの各々のクランク角速度の変化の一例を示し、図３（ｂ）は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をする場合の内燃機関のフロントバンク及びリアバンクの各々のクランク角速度の変化の一例を示す図である。なお、図中では、線Ｌ１及びＬ３はフロントバンクの燃焼によるクランク角速度の変化を示し、線Ｌ２及びＬ４はリアパンクの燃焼によるクランク角速度の変化を示すもので、線Ｌ１からＬ４は、図２で説明した開始位相Ｒ１及びＲ４、所定区間Ｒ２及びＲ５並びに所定区間Ｒ３及びＲ６において各々算出した代表的なクランク角速度を対応してプロットしたものである。また、図中では、便宜上、線Ｌ４をリアバンクがなすクランク角速度について全体的に補正処理をした状態で示すと共に、フロントバンク及びリアバンクがなすクランク角速度を示す線Ｌ１及びＬ２並びに線Ｌ３及びＬ４を、フロントバンク及びリアバンクの各々の燃焼サイクルの各行程を一致させることにより互いに重ね合わせて示している。

ここで、不等間隔燃焼をする内燃機関では、各々の気筒の燃料噴射量の相違に起因して燃焼により発生するエネルギ量が相違することにより、各々の気筒がなす仕事が互いに異なる。つまり、フロントバンク及びリアバンクの各々３つの代表的なクランク角速度のうち、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間Ｒ２及びＲ５でのクランク角速度の平均値又は積算値である代表的なクランク角速度は、今回の燃焼サイクルで気筒のなす仕事量の影響を多大に受けるものであるため、特に所定区間Ｒ２及びＲ５での代表的なクランク角速度について、補正をする効果がより高くなるといえる。

そこで、まず、判定パラメータ算出部１４は、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂの一方である所定の基準気筒への燃料噴射量と第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂの他方である補正対象気筒への燃料噴射量との比を補正のための値（補正値）として算出する。

具体的には、燃料噴射量の算出の条件を同一なものにしたときに、第２気筒２ｂが第１気筒２ａの燃料噴射量よりも増大された燃料噴射量を与えられるものであるため、燃料噴射量の算出の条件を同一な所定条件に設定し、かかる条件下で、判定パラメータ算出部１４は、第１気筒２ａである所定の基準気筒への燃料噴射量と第２気筒２ｂである補正対象気筒への燃料噴射量との比を補正値として算出する。そして、判定パラメータ算出部１４は、第２気筒２ｂである補正対象気筒の燃焼サイクルで仕事が発生する所定区間Ｒ５におけるクランク角速度の平均値又は積算値から求められた判定パラメータについて、算出された補正値でかかる判定パラメータを補正することになる。典型的には、所定の基準気筒を第１気筒２ａ及び補正対象気筒を第２気筒２ｂとすると、第１気筒２ａへの燃料噴射量を第２気筒２ｂへの燃料噴射量で除した値を補正値とし、かかる補正値を、所定区間Ｒ５について算出された判定パラメータ（判定パラメータ算出時に膨張行程を呈する第２気筒２ｂの代表的なクランク角速度からその１つ前に膨張行程を呈した第１気筒２ａの代表的なクランク角速度を減算した減算値を算出し、その減算値が０以下の値となるときにはその減算値自体を判定パラメータとし、その減算値が正の値となるときには０を判定パラメータとすることにより算出される）に乗算して、所定区間Ｒ５における補正後の判定パラメータを算出することになる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）の比較から明らかなように、図３（ａ）においては、フロントバンク由来のクランク角速度の変化を示す線Ｌ１に対してリアパンク由来のクランク角速度の変化を示す線Ｌ２が相対的に離間しているのに比べ、燃料噴射量算出部１３によって算出された燃料噴射量に基づいた補正値を用いてリアパンク由来のクランク角速度を補正する補正処理を実行することにより、図３（ｂ）においては、フロントバンク由来のクランク角速度の変化を示す線Ｌ３に対してリアパンク由来のクランク角速度の変化を示す線Ｌ４が相対的に接近して、フロントバンク及びリアバンクの各々の由来のクランク角速度の変動パターンにおける等価性が増していることが分かる。このことから、典型的には、フロントバンク（第１気筒２ａ）である所定の基準気筒への燃料噴射量をリアバンク（第２気筒２ｂ）である補正対象気筒への燃料噴射量で除した値を補正値とし、かかる補正値を、リアバンクである補正対象気筒の燃焼サイクルで補正が必要な区間（仕事が発生する区間）である所定区間Ｒ５についての判定パラメータに乗算することによって、所定区間Ｒ５における補正後の判定パラメータを算出すればよいことになり、これにより、フロントバンク由来のクランク角速度の変動パターンとリアバンク由来のクランク角速度の変動パターンとを等価に扱うことが可能な補正済みの判定パラメータを得ることができることになる。

〔失火判定処理〕
最後に、更に図４をも参照して、失火判定処理を実行する際の失火判定部１５の動作について説明する。

図４は、本実施形態における内燃機関の失火判定装置が実行する補正処理をする場合において、それが適用される内燃機関のクランク軸の回転を示すクランク角度に対して、その内燃機関のフロントバンク（第１気筒２ａ）及びリアバンク（第２気筒２ｂ）の各々のクランク角速度の変化の一例、並びに判定パラメータの変化の一例を、その判定閾値と共に示すチャートである。なお、図中では、線Ｌ５は、フロントバンク由来のクランク角速度の変化、線Ｌ６は、リアパンク由来のクランク角速度の変化、線Ｌ７は、判定パラメータの変化、及び線Ｌ８は、判定閾値を、各々示しており、線Ｌ５で示すフロントバンク由来のクランク角速度及び線Ｌ６で示すリアパンク由来のクランク角速度は、各々、図２で説明した開始位相Ｒ１及びＲ４、所定区間Ｒ２及びＲ５並びに所定区間Ｒ３及びＲ６において各々算出した代表的なクランク角速度を、フロントバンク及びリアバンクの各々の燃焼サイクルの各行程を一致させることにより、互いに重ね合わせてプロットしたものである。また、線Ｌ７で示す判定パラメータは、リアバンク用の判定パラメータで、図２に示す所定区間Ｒ５においては、前述したような補正済みの判定パラメータとなっている。

ここで、失火判定処理では、失火判定部１５は、判定パラメータ算出部１４で算出された判定パラメータと、判定閾値検索部１２で得られた判定閾値と、を比較して、失火の発生を判定する。具体的には、図４に示すように、失火判定部１５は、判定パラメータが２回以上連続して低下し、かつ、判定パラメータが判定閾値をした下回った場合（クランク角度θ１からθ２及びθ３からθ４の範囲）、失火の発生があると判定することになる。そして、失火判定部５は、失火の発生があると判定した場合に、故障表示装置２４にその旨を表示させて報知等をする。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１は、エンジン２のクランク角速度に基づいてエンジン２の失火を判定するための値である判定パラメータを算出する判定パラメータ算出部１４と、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂへ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する燃料噴射量算出部１３と、を備え、判定パラメータ算出部１４が、燃料噴射量算出部１３によって算出された燃料噴射量に基づいた補正値を用いて判定パラメータを補正する。このような構成によれば、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂ間で判定パラメータを等価にすることができるので、不等間隔燃焼をする４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を適切に判定することができる。

また、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１によれば、補正値が、第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂの一方の気筒である所定の基準気筒への燃料噴射量と第１気筒２ａ及び第２気筒２ｂの他方の気筒である補正対象気筒への燃料噴射量との比から算出され、判定パラメータが、補正対象気筒の燃焼サイクルで仕事が発生する所定区間におけるクランク角速度と、補正対象気筒の所定区間よりも１つ前の所定区間で仕事が発生する別気筒のクランク角速度と、の差に基づいて算出されると共に、補正値で補正されるので、補正対象気筒用の判定パラメータを適切に補正することができる。

また、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１によれば、判定パラメータが、所定区間におけるクランク角速度の平均値を用いて算出されるので、補正対象気筒用の判定パラメータをより適切に補正することができる。

また、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１によれば、判定パラメータが、複数気筒について、複数気筒の燃焼サイクルの膨張行程における開始位相でのクランク角速度、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値、及び燃焼サイクルの排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値の各々から個別に算出され、膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間でのクランク角速度の平均値から算出される判定パラメータのみが、補正値で補正されるので、３種の判定パラメータにより、内燃機関の失火の判定を行いながら、内燃機関のクランク角速度が最も大きくなる区間に対応し補正の必要性が高くなる判定パラメータを適切に補正することができる。

また、本実施形態における内燃機関の失火判定装置１によれば、判定パラメータが、所定区間におけるクランク角速度の積算値を用いて算出されるので、補正対象気筒用の判定パラメータをより適切に補正することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明は、不等間隔燃焼をする４ストローク・サイクルの内燃機関の失火の発生を適切に判定することができる内燃機関の失火判定装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の鞍乗型車両の内燃機関の失火判定装置に広く適用され得るものと期待される。

１…内燃機関の失火判定装置
２…エンジン
２ａ…第１気筒
２ｂ…第２気筒
３…吸気管
４ａ、４ｂ…インジェクタ
５…スロットルバルブ
６…排気管
７…触媒
１１…クランク角速度算出部
１２…判定閾値検索部
１３…燃料噴射量算出部
１４…判定パラメータ算出部
１５…失火判定部
２１…クランクセンサ
２２…スロットル開度センサ
２３…吸気圧力センサ
２４…故障表示装置

Claims (5)

1. 不等間隔燃焼をする複数気筒を有する内燃機関に適用され、前記内燃機関のクランク角速度に基づいて前記内燃機関の失火の発生を判定する失火判定部と、を備えた内燃機関の失火判定装置において、
   前記失火判定装置は、
   前記クランク角速度に基づいて前記内燃機関の失火を判定するための値である判定パラメータを算出する判定パラメータ算出部と、
   前記複数気筒へ噴射される燃料の噴射量である燃料噴射量を各々算出する燃料噴射量算出部と、を更に備え、
   前記判定パラメータ算出部は、前記複数気筒への前記燃料噴射量に基づいた補正値を用いて前記判定パラメータを補正することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
2. 前記補正値は、前記複数気筒における１つの気筒である所定の基準気筒への前記燃料噴射量と前記基準気筒以外の前記複数気筒における１つの補正対象気筒への前記燃料噴射量との比から算出され、
   前記判定パラメータは、前記補正対象気筒の燃焼サイクルで仕事が発生する所定区間における前記クランク角速度と、前記補正対象気筒の前記所定区間よりも１つ前の所定区間で仕事が発生する別気筒の前記クランク角速度と、の差に基づいて算出されると共に、前記補正値で補正されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火判定装置。
3. 前記判定パラメータは、前記所定区間における前記クランク角速度の平均値を用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の失火判定装置。
4. 前記判定パラメータは、前記複数気筒について、前記複数気筒の燃焼サイクルの膨張行程における開始位相での前記クランク角速度、前記膨張行程における中間位相から終了位相までの所定区間での前記クランク角速度の平均値、及び前記燃焼サイクルの排気行程の中間位相から吸気行程の中間位相までの所定区間での前記クランク角速度の平均値の各々から個別に算出され、
   前記膨張行程における前記中間位相から前記終了位相までの前記所定区間での前記クランク角速度の前記平均値から算出される前記判定パラメータのみが、前記補正値で補正されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の失火判定装置。
5. 前記判定パラメータは、前記所定区間における前記クランク角速度の積算値を用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の失火判定装置。

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