JP2697368B2

JP2697368B2 - 内燃機関の故障診断装置

Info

Publication number: JP2697368B2
Application number: JP3137435A
Authority: JP
Inventors: 郁夫撫佐
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH04362255A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の故障（例
えば失火）を精度よく迅速に判定し得る内燃機関の故障
診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の故障診断装置では、内燃
機関（以下、単に機関という）の排気管中または排気を
浄化する触媒中に温度センサを設け、この温度センサに
より検出した温度が所定値を超えたとき、これを失火に
よる排気管中での未燃ガスの燃焼と判断し、故障表示ラ
ンプを点灯するものとしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の故障診断装置では、失火が発生してから温度セ
ンサの検出する温度が所定値を超えるまで時間遅れがあ
り、すなわち失火判定に時間がかかり、この間に機関や
排気浄化装置等が焼損を被る場合がある。また、この
間、機関は有害な排気を排出しながら運転を続けること
になり、環境へ悪影響を与える。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために提案されたもので、その第１発明（請
求項１に係る発明）は、多気筒内燃機関の所定の加速状
態において、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、
これら気筒の角速度の変化方向「正」に対して出現する
変化方向「負」に着目して、機関の故障を判定するよう
にしたものである。また、その第２発明（請求項２に係
る発明）は、多気筒内燃機関の所定の減速状態におい
て、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気
筒の角速度の変化方向「負」に対して出現する変化方向
「正」に着目して、機関の故障を判定するようにしたも
のである。また、その第３発明（請求項３に係る発明）
は、多気筒内燃機関の所定の加速状態において、各気筒
の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気筒の角速度
の変化量を参照として比較基準値を定め、この比較基準
値と各気筒の角速度の変化量とを比較して、機関の故障
を判定するようにしたものである。また、その第４発明
（請求項４に係る発明）は、多気筒内燃機関の所定の減
速状態において、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求
め、これら気筒の角速度の変化量を参照として比較基準
値を定め、この比較基準値と各気筒の角速度の変化量と
を比較して、機関の故障を判定するようにしたものであ
る。また、その第５発明（請求項５に係る発明）は、多
気筒内燃機関の所定の運転状態（例えば加速状態，減速
状態，定常運転状態）において、各気筒の第１の所定回
転角度毎および第２の回転角度毎に第１の角速度および
第２の角速度を求め、これら気筒の第１の角速度と第２
の角速度との変化量を参照として比較基準値を定め、こ
の比較基準値に対してその求めた角速度の変化量が所定
値以上下回る場合を当該気筒の角速度の変化方向「負」
とし、この各気筒の角速度の変化方向「正」に対して出
現する変化方向「負」に着目して、機関の故障を判定す
るようにしたものである。

【０００５】

【作用】したがって、その第１発明では、所定の加速状
態において、一様に取り続ける角速度の変化方向「正」
に対して出現する変化方向「負」に基づき、例えば、こ
の変化方向「負」の変化方向「正」との相殺出現回数に
より、この相殺出現回数が所定値を超えた場合を機関の
故障と判定し得る。また、その第２発明では、所定の減
速状態において、一様に取り続ける角速度の変化方向
「負」に対して出現する変化方向「正」に基づき、例え
ば、この変化方向「正」の変化方向「負」との相殺出現
回数により、この相殺出現回数が所定値を超えた場合を
機関の故障と判定し得る。また、その第３発明では、所
定の加速状態において、各気筒の所定回転角度毎に角速
度が求められる。そして、これら気筒の角速度の変化量
を参照として比較基準値が定められ、この比較基準値と
各気筒の角速度の変化量とが比較されて、機関の故障が
判定される。例えば、上記比較基準値に対してその求め
られた角速度の変化量が所定値以上下回る場合を当該気
筒の角速度の変化方向「負」とされ、この各気筒の角速
度の変化方向「正」に対して出現する変化方向「負」に
基づき、この変化方向「負」の変化方向「正」との相殺
出現回数により、この相殺出現回数が所定値を超えた場
合を機関の故障と判定し得る。また、その第４発明で
は、所定の減速状態において、各気筒の所定回転角度毎
に角速度が求められる。そして、これら気筒の角速度の
変化量を参照として比較基準値が定められ、この比較基
準値と各気筒の角速度の変化量とが比較されて、機関の
故障が判定される。例えば、上記比較基準値に対してそ
の求められた角速度の変化量が所定値以上下回る場合を
当該気筒の角速度の変化方向「負」とされ、この各気筒
の角速度の変化方向「正」に対して出現する変化方向
「負」に基づき、この変化方向「負」の変化方向「正」
との相殺出現回数により、この相殺出現回数が所定値を
超えた場合を機関の故障と判定し得る。また、その第５
発明では、所定の運転状態（例えば、加速状態、減速状
態、定常運転状態）において、各気筒の第１の所定回転
角度毎および第２の回転角度毎に第１の角速度および第
２の角速度が求められる。そして、これら気筒の第１の
角速度と第２の角速度との変化量を参照として比較基準
値が定められ、この比較基準値に対してその求められた
角速度の変化量が所定値以上下回る場合を当該気筒の角
速度の変化方向「負」とされ、この各気筒の角速度の変
化方向「正」に対して出現する変化方向「負」に基づ
き、例えば、この変化方向「負」の変化方向「正」との
相殺出現回数により、この相殺出現回数が所定値を超え
た場合を機関の故障と判定し得る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係る内燃機関の故障診断装置
を詳細に説明する。

【０００７】図１はこの故障診断装置の一実施例を適用
してなるエンジン部の構成を示す図である。同図におい
て、例えば車両に搭載された例えば４気筒火花点火式の
エンジン１は、エアクリーナ３からインテ−クマニホ−
ルド２を通して、アクセルペダルに連動して開閉するス
ロットル弁５の開度に応じた量の空気を吸入する。スロ
ットル弁５より下流のインテ−クマニホ−ルド２内のイ
ンテ−クマニホ−ルド圧力（以下、インマニ圧力と称
す）Ｐは圧力センサ６により絶対圧で検出される。その
吸入空気の温度は吸気温センサ１０により検出される。
また、エンジン１の冷却水温は冷却水温センサ１１によ
り検出される。

【０００８】燃料は、エンジン１の各気筒毎に設けられ
た第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）インジェクタ４
１〜４４の選択された当該インジェクタから後述の制御
装置１７の制御により噴射供給され、混合気となってエ
ンジン１に吸入される。以下、第Ｇ気筒（Ｇは例えば１
〜４の整数）を＃Ｇと表現する。

【０００９】一方、点火信号をシグナルジェネレ−タユ
ニットから受けるイグナイタ１２は、点火コイル１３の
一次側コイルの電流を遮断して、点火コイル１３の二次
側に高圧を発生させる。この高圧は、分配器を介して点
火を必要とするエンジン１の当該気筒に設けられた点火
プラグ（図示せず）に供給され、点火を行い、当該気筒
の爆発工程を実行させる。

【００１０】エンジン１からの排気ガスは、エキゾース
トマニホールド７の共通排気通路に設けられた三元触媒
８を通過して浄化され、エキゾーストマニホールド７に
導かれて外部に排出される。

【００１１】エンジン１のクランク軸（図示せず）の回
転に伴ってクランク角センサ１８は所定回転角度例えば
１度毎にクランク角信号を出力し（図１０（ｂ）参
照）、また、気筒識別センサ１９は例えば＃１気筒の吸
気上死点毎に気筒識別信号を出力し（図１０（ａ）参
照）、クランク角信号がクランク角（図１０（ｇ）参
照）のどの角度を示しているかを確定する。

【００１２】１４はクランキングスイッチ、１５はバッ
テリ、１６はキースイッチ、１７は制御装置、２０はス
ロットル開度センサ、５０１〜５０４は＃１〜＃４表示
ランプである。

【００１３】図２は図１に示した制御装置１７等の詳細
な内部構成を示したブロック図である。キースイッチ１
６のオンによりバッテリ１５から第１電源回路１０５を
介して定電圧の供給を受けた制御装置１７は作動開始す
る。この作動開始と共にエンジン１はスタータ（図示せ
ず）の駆動力を一時的に受け、燃料の供給を受けて始動
する。このスタータの動作開始に伴ってクランキングス
イッチ１４がオンにされる。このオン信号は第３入力イ
ンタフェイス回路１０３と入力ポート２０４を介して入
力される。また、キースイッチ１６のオン・オフに関係
なくバッテリ１５から第２電源回路１０６を介して電力
の供給を受けているＲＡＭ２０５は不揮発性となってい
る。

【００１４】ＣＰＵ２００はＲＯＭ２０６に格納されて
いる図３〜図８に分割して示すフローチャートの制御プ
ログラム等に従って動作する。制御装置１７内のマイク
ロコンピュータ１００はクランク角センサ１８から第１
入力インタフェイス回路１０１を介してクランク角セン
サ信号の信号変化を割り込み入力信号として入力する。
この割り込み入力信号の発生周期は、カウンタ２０１に
よって計測され、ＣＰＵ２００によりエンジン回転数Ｎ
_Eを表すエンジン２回転間の平均回転数データＮ_EDバー
に換算される。

【００１５】また、制御装置１７は、圧力センサ６、吸
気温センサ１０、冷却水温センサ１１の各アナログ検出
信号を第２入力インタフェイス回路１０２とＡ／Ｄ変換
器２０３を介してアナログーデジタル（Ａ／Ｄ）変換し
て、デジタル信号のインマニ圧力値Ｐ_D、吸気温値Ｔ_A、
冷却水温値Ｔ_Wにして順次に読み込む。これらの値Ｐ_D、
Ｔ_A、Ｔ_Wは例えば検出圧力、検出温度の増大に比例して
増大する。

【００１６】制御装置１７は、回転数データＮ_EDバーと
インマニ圧力値Ｐ_Dに基づいて周知の方法で基本燃料を
算出し、吸気温値Ｔ_Aや冷却水温値Ｔ_Wに基づいて補正し
て＃１〜＃４インジェクタ４１〜４４の駆動時間を求
め、タイマ２０２を用いて出力ポート２０７から出力イ
ンタフェイス回路１０４を介して＃１〜＃４インジェク
タ４１〜４４の当該インジェクタの駆動時間を制御す
る。

【００１７】また、制御装置１７は、図３〜図８の制御
プログラムを実行して、エンジン１の異常の有無を気筒
毎に識別し、異常がある場合、出力ポート２０７から出
力インタフェイス回路１０４を介して、＃１〜＃４表示
ランプ５０１〜５０４の当該異常のある気筒に応じた表
示ランプを点灯させる。

【００１８】なお、制御装置１７は、符号１０１〜１０
６の要素、符号２００〜２０７の要素とそれらを接続す
るバス２０８から構成されるマイクロコンピュータ１０
０からなる。

【００１９】上記のように制御装置１７は作動開始と共
にメインルーチン（図示せず）のフローチャートを実行
し、燃料噴射量の演算を行うが、例えばクランク角セン
サ１８から割り込み入力信号の発生毎にそのメインルー
チンのフローの実行を中断し、図３〜図８の制御プログ
ラムを（割り込み処理ルーチン）を実行する。この制御
プログラムに本願の第１発明および第２発明に対応する
技術が含まれている。

【００２０】以下、この制御プログラムについて、その
動作内容を説明する。先ず、ステップ３０１にて、クラ
ンク角信号（１゜角信号）の発生個数Ｎ_Oをカウントす
る。今、気筒識別信号が生じたとすると（図１０（ａ）
に示すｔ₁点）、ステップ３０２での「Ｙ」に応じて上
記カウントした発生回数Ｎ_Oを零とし（ステップ３０
６）、レジスタＴ₀に現在時刻を格納する（ステップ３
０７）。そして、ステップ３０８へ進み、１８０゜／
（Ｔ₀−Ｔ₅₄₀）により、クランク角５４０゜から０゜の
角度区間での角速度Ｖ₅₄₀を求める。また、Ｖ₅₄₀−Ｖ
₃₆₀により、クランク角５４０゜から０゜の角度区間で
の角加速度Ａ₅₄₀を求める。

【００２１】気筒識別信号が生じていない場合には、ス
テップ３０２での「Ｎ」に応じてステップ３０３へ進
む。ステップ３０３にて発生回数Ｎ_Oが１８０であれば
（図５（ａ）に示すｔ₂点）、レジスタＴ₁₈₀に現在時刻
を格納し（ステップ３１１）、ステップ３１２へ進む。
ステップ３１２では、１８０゜／（Ｔ₁₈₀−Ｔ₀）によ
り、クランク角０゜から１８０゜の角度区間での角速度
Ｖ₀を求める。また、Ｖ₀−Ｖ₅₄₀により、クランク角０
゜から１８０゜の角度区間での角加速度Ａ₀を求める。

【００２２】ステップ３０４にて発生回数Ｎ_Oが３６０
であれば（図１０（ａ）に示すｔ₃点）、レジスタＴ₃₆₀
に現在時刻を格納し（ステップ３１３）、ステップ３１
４へ進む。ステップ３１４では、１８０゜／（Ｔ₃₆₀−
Ｔ₁₈₀）により、クランク角１８０゜から３６０゜の角
度区間での角速度Ｖ₁₈₀を求める。また、Ｖ₁₈₀−Ｖ₀に
より、クランク角１８０゜から３６０゜の角度区間での
角加速度Ａ₁₈₀を求める。

【００２３】ステップ３０５にて発生回数Ｎ_Oが５４０
であれば（図１０（ａ）に示すｔ₄点）、レジスタＴ₅₄₀
に現在時刻を格納し（ステップ３１５）、ステップ３１
６へ進む。ステップ３１６では、１８０゜／（Ｔ₅₄₀−
Ｔ₃₆₀）により、クランク角３６０゜から５４０゜の角
度区間での角速度Ｖ₃₆₀を求める。また、Ｖ₃₆₀−Ｖ₁₈₀
により、クランク角３６０゜から５４０゜の角度区間で
の角加速度Ａ₃₆₀を求める。

【００２４】ステップ３０８にて角速度Ｖ₅₄₀および角
加速度Ａ₅₄₀を求めた後は、ステップ３０９へ進み、回
転数データＮ_EDバーとインマニ圧力値Ｐ_Dに基づいて、
運転状態が図９の斜線部に示すエンジン異常判定ゾーン
Ｚ内か否かを判別する。このエンジン異常判定ゾーンＺ
は、所定の運転領域であり、データテーブルにされてＲ
ＯＭ２０６内に格納されている。上記ステップ３０９で
は、このデータテーブルを利用してゾーンＺ内か否かを
判定する。エンジン異常判定ゾーンＺ内であればステッ
プ３２０へ直ちに進み、ゾーンＺ外であればステップ３
１０に進んでディレイタイマ値ＴＭを０にリセットす
る。このタイマ値ＴＭのタイマは、例えばソフトタイマ
であり、割り込み処理ルーチンまたはメインルーチンに
より所定時間毎または所定工程数毎にカウントアップす
るものである。

【００２５】なお、図９に示したエンジン異常判定ゾー
ンＺにおいて、インマニ圧力Ｐの代わりに吸入空気量、
吸入空気量をシリンダ容積で除した充填効率、カルマン
エアフローセンサ出力周波数、スロットルバルブ開度等
により規定してもよい。加えて、エンジン異常判定ゾー
ンＺとして、冷却水温度が所定値以上、機関始動開始後
所定時間以降、燃料カット非実施時、アイドル安定化制
御非実施時などの条件を追加してもよい。

【００２６】ステップ３２０では、レジスタＴＰＳに先
に格納されているスロットル開度データを、前回のスロ
ットル開度データとしてレジスタＴＰＳＯに格納する。
また、これに続いて、現在のスロットル開度データをレ
ジスタＴＰＳに格納し、ＴＰＳ−ＴＰＳＯにより、スロ
ットル開度変化量データｄＴＰＳを得る。そして、ステ
ップ３２１へ進み、（Ａ₅₄₀＋Ａ₀＋Ａ₁₈₀＋Ａ₃₆₀）／４
として、４行程間のクランク角加速度平均値Ａバーを求
める。

【００２７】クランク角加速度平均値Ａバーが所定値Ａ
１以上（Ａバー≧Ａ１）であれば、ステップ３２２にて
加速中であると判断して、ステップ３２３へ進む。クラ
ンク角加速度平均値Ａバーが所定値Ａ２以下（Ａバー≦
Ａ２）であれば、ステップ３２７にて減速中であると判
断して、ステップ３２８へ進む。なお、Ａ１およびＡ２
は、Ａ１＞０＞Ａ２なる関係にある。

【００２８】今、ステップ３２２にて加速中であると判
断され、ステップ３２３へ進むものとすると、ステップ
３２３では「FLAGA」が１とされているか否かを確認す
る。「FLAGA」が１とされていない場合には、加速初判
定としてステップ３２４へ進み、「FLAGA」を１とし、
「FLAGD」およびディレイタイマ値ＴＭを零として、ス
テップ３２５へ進む。「FLAGA」が１とされている場合
には直ちにステップ３２５へ進む。ステップ３２５で
は、このときのスロットル開度変化量データｄＴＰＳが
０以上（ｄＴＰＳ≧０）であることを確認して、直ちに
ステップ３４０へ進む。ｄＴＰＳが０以下であれば、ス
ロットル減速したとしてステップ３２６へ進み、「FLAG
A」を零とし、ディレイタイマ値ＴＭを零として、ステ
ップ３４０へ進む。

【００２９】ステップ３４０では、ディレイタイマ値Ｔ
Ｍと予め定められた故障判定開始までの遅れ時間ＴＭ₀
とを比較し、ＴＭ−ＴＭ₀≧０であることを確認して、
ステップ３４１以降の所定の加速状態での異常判定処理
（故障判定処理）へ移行する。図１１は加速時の故障判
定領域の一例を示し、この場合、ＡバーがＡ１以上であ
ると判断された時点ｔ ₀よりＴＭ₀時間の経過を待って、
異常判定処理へ移行することになる。

【００３０】ステップ３４１では、角加速度Ａ₀が０以
下（Ａ₀＜０）であるか否か、すなわちクランク角０゜
から１８０゜の角度区間での角速度の変化方向が「負」
であるか否かを確認し、「負」であれば、＃４カウンタ
（図示せず）でのカウント値ＣＡ４をカウントアップす
る（ステップ３４２）。上記角速度の変化方向が「正」
であれば、上記カウント値ＣＡ４をカウントダウンする
（ステップ３４３）。そして、カウント値ＣＡ４が予め
定められた故障判定回数ＣＦ以上（ＣＡ４≧ＣＦ）であ
るか否かを確認し（ステップ３４４）、ＣＡ４がＣＦ以
上であれば＃４表示ランプ５０４を点灯する（ステップ
３４５）。ＣＡ４がＣＦ以下となれば＃４表示ランプ５
０４を消灯する（ステップ３４６）。すなわち、クラン
ク角１８０゜において出現する上記角速度の変化方向
「負」と「正」との相殺出現回数がＣＦを超えれば、＃
４気筒に失火が生じたものと判断し、＃４表示ランプ５
０４を点灯する。

【００３１】以下、同様にして、ステップ３４７，３６
１，３６７にて角加速度Ａ₁₈₀，Ａ₃₆₀，Ａ₅₄₀が０以下
であるか否かを確認し、０以下であれば＃２，＃１，＃
３カウンタ（図示せす）でのカウント値ＣＡ２，ＣＡ
１，ＣＡ３をカウントアップし（ステップ３４８，３６
２，３６８）、０以上であればカウント値ＣＡ２，ＣＡ
１，ＣＡ３をカウントダウンし（ステップ３４９，３６
３，３６９）、カウント値ＣＡ２，ＣＡ１，ＣＡ３が予
め定められた故障判定回数ＣＦ以上であるか否かを確認
し（ステップ３５０，３６４，３７０）、ＣＡ２，ＣＡ
１，ＣＡ３がＣＦ以上であれば＃２，＃１，＃３表示ラ
ンプ５０２，５０１，５０３を点灯し（ステップ３５
１，３６５，３７１）、ＣＡ２，ＣＡ１，ＣＡ３がＣＦ
以下となれば＃２，＃１，＃３表示ランプ５０２，５０
１，５０３を消灯する（ステップ３５２，３６６，３７
２）。

【００３２】一方、ステップ３２７にて減速中であると
判断され、ステップ３２８へ進むものとすると、ステッ
プ３２８では「FLAGD」が１とされているか否かを確認
する。「FLAGD」が１とされていない場合には、減速初
判定としてステップ３２９へ進み、「FLAGD」を１と
し、「FLAGA」およびディレイタイマ値ＴＭを零とし
て、ステップ３３０へ進む。「FLAGD」が１とされてい
る場合には直ちにステップ３３０へ進む。ステップ３３
０では、このときのスロットル開度変化量データｄＴＰ
Ｓが０以下（ｄＴＰＳ≦０）であることを確認して、直
ちにステップ３８０へ進む。ｄＴＰＳが０以上であれ
ば、スロットル加速したとしてステップ３３１へ進み、
「FLAGD」を零とし、ディレイタイマ値ＴＭを零とし
て、ステップ３８０へ進む。

【００３３】ステップ３８０では、ディレイタイマ値Ｔ
Ｍと予め定められた故障判定開始までの遅れ時間ＴＭ₀
とを比較し、ＴＭ−ＴＭ₀≧０であることを確認して、
ステップ３８１以降の所定の減速状態での異常判定処理
（故障判定処理）へ移行する。

【００３４】ステップ３８１では、角加速度Ａ₀が０以
上（Ａ₀＞０）であるか否か、すなわちクランク角０゜
から１８０゜の角度区間での角速度の変化方向が「正」
であるか否かを確認し、「正」であれば、＃４カウンタ
（図示せず）でのカウント値ＣＤ４をカウントアップす
る（ステップ３８２）。上記角速度の変化方向が「負」
であれば、上記カウント値ＣＤ４をカウントダウンする
（ステップ３８３）。

【００３５】以下、同様にして、ステップ３８４，３８
７，３９０にて角加速度Ａ₁₈₀，Ａ₃₆₀，Ａ₅₄₀が０以上
であるか否かを確認し、０以上であれば＃２，＃１，＃
３カウンタでのカウント値ＣＤ２，ＣＤ１，ＣＤ３をカ
ウントアップし（ステップ３８５，３８８，３９１）、
０以下であればカウント値ＣＤ２，ＣＤ１，ＣＤ３をカ
ウントダウンする（ステップ３８６，３８９，３９
２）。

【００３６】そして、カウント値ＣＤ１，ＣＤ２，ＣＤ
３，ＣＤ４における最大値と故障判定回数ＣＦとを比較
し（ステップ３９３）、上記最大値がＣＦ以上であれ
ば、＃１〜＃４表示ランプ５０１〜５０４を同時に点灯
し（ステップ３９４）、上記最大値がＣＦ以下となれば
、＃１〜＃４表示ランプ５０１〜５０４を同時に消灯
する（ステップ３９５）。

【００３７】図１２は所定の加速状態において＃１気筒
が失火している状況を示す図である。同図（ｅ）に示す
「×」点にて＃１気筒に失火が生じているため、角加速
度Ａ₃₆₀が「負」となり、この角加速度Ａ₃₆₀が「負」と
なる相殺出現回数がＣＦ以上となると、＃１表示ランプ
５０１が点灯し、＃１気筒での失火を知らせる。

【００３８】付言すると、上述した実施例においては、
所定の減速状態において失火気筒があるとき、トルク変
動によってエンジンのクランク角加速度が大きく変動す
ることを利用し、失火による異常検出を実施している
が、この時、失火気筒の特定が難しいので＃１〜＃４表
示ランプ５０１〜５０４を同時に点灯，消灯して、何れ
かの気筒に故障があることを表示するものとしている。

【００３９】図１３〜図１６に分割して示したフローチ
ャートは上述した制御プログラムの変形例を示し、上記
実施例に対し、所定の減速状態においての異常判定を中
止するものとしている。すなわち、図４に示したステッ
プ３２７以降の処理を省略するものとしている（図１４
参照）。また、所定の加速状態での異常判定に際し、異
常が発生した気筒の特定を行わず、少なくとも何れか一
つの気筒に異常が発生していることを表示すべく、＃１
〜＃４表示ランプ５０１〜５０４を同時に点灯，消灯す
るものとしている（図１５および図１６参照）。

【００４０】なお、上述した実施例においては、１８０
゜区間毎の角速度を求め、その角速度の変化方向すなわ
ち角加速度の符号を求めて比較したが、１゜毎，１５゜
毎，９０゜毎等の任意の回転角度毎に任意の角度区間
（例えば、１８０゜，９０゜，１゜等の角度区間）での
角速度を求め、その角速度の変化方向を求めて比較する
ものとしてもよい。例えば、各気筒上死点後４５゜から
１３５゜の角度区間毎に角速度を求め、前回の角速度と
の差分すなわち角加速度を求めて比較するものとしても
よい。

【００４１】また、上述した実施例においては、異常の
ある気筒が特定できる場合、その特定された気筒に対応
する＃１〜＃４表示ランプ５０１〜５０４を点灯する
が、これに併せてその特定された気筒への燃料供給を休
止させるものとしてもよい。

【００４２】図１７〜図２２に分割して示したフローチ
ャートは本願の第３発明および第４発明に対応する技術
を含む制御プログラムである。この制御プログラムにお
いては、所定の加速状態（減速状態）において、当該１
８０゜区間の角加速度と全ての１８０゜区間の角加速度
の平均値とを比較し、当該１８０゜区間での角加速度が
上記角加速度の平均値に対し予め定めた所定値ＡＦ（Ｄ
Ｆ）以上異なる場合、これを当該区間での燃焼異常と判
定するものとしている。例えば、角加速度Ａ₀について
言えば、所定の加速状態において、Ａ₀＜Ａバー−ＡＦ
であるか否かを確認し（ステップ８４１）、Ａ₀がＡバ
ー−ＡＦ以下であればカウント値ＣＡ４をカウントアッ
プし（ステップ３４２）、以上であればカウント値ＣＡ
４をカウントダウンする（ステップ３４３）。また、所
定の減速状態において、Ａ₀＜Ａバー−ＤＦであるか否
かを確認し（ステップ８８１）、Ａ₀がＡバー−ＤＦ以
下であればカウント値ＣＤ４をカウントアップし（ステ
ップ３８２）、以上であればカウント値ＣＤ４をカウン
トダウンする（ステップ３８３）。

【００４３】図２３〜図２６に分割して示したフローチ
ャートは上述した制御プログラム（図１７〜図２２）の
変形例を示し、上記実施例に対し、所定の減速状態にお
いての異常判定を中止するものとしている。すなわち、
図１８に示したステップ３２７以降の処理を省略するも
のとしている（図２４参照）。

【００４４】図２７〜図３３に分割して示したフローチ
ャートも上述した制御プログラム（図１７〜図２２）の
変形例を示し、この例では、所定の加速状態（減速状
態）において、当該１８０゜区間の角加速度と全ての１
８０゜区間の角加速度に重み付けを施して得た加重平均
とを比較し、当該１８０゜区間での角加速度が上記加重
平均に対し予め定めた所定値ＡＦ（ＤＦ）以上異なる場
合、これを当該区間での燃焼異常と判定するものとして
いる。例えば、角加速度Ａ₀について言えば、所定の加
速状態において、Ａ₀＜Ａ₀バー−ＡＦであるか否かを確
認し（ステップ８４１）、Ａ₀がＡ₀バー−ＡＦ以下であ
ればカウント値ＣＡ４をカウントアップし（ステップ３
４２）、以上であればカウント値ＣＡ４をカウントダウ
ンする（ステップ３４３）。また、所定の減速状態にお
いて、Ａ₀＜Ａ₀バー−ＤＦであるか否かを確認し（ステ
ップ８８１）、Ａ₀がＡ₀バー−ＤＦ以下であればカウン
ト値ＣＤ４をカウントアップし（ステップ３８２）、以
上であればカウント値ＣＤ４をカウントダウンする（ス
テップ３８３）。加重平均Ａ₀バーはステップ３２６−
１（図２９参照）で得る。すなわち、ｋ１，ｋ２，ｋ
３，ｋ４を予め負でない所定の値として定め（ｋ１，ｋ
２，ｋ３，ｋ４≧０）、この係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ
４によりＡ₀，Ａ₁₈₀，Ａ₃₆₀，Ａ₅₄ ₀に重み付けを施し
て、加重平均Ａ₀バーを得る。今、ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＝
ｋ４とすると、図１７〜図２２に示した制御プログラム
と同等となる。これにより、図１７〜図２２に示した制
御プログラムは、図２７〜図３３に示した制御プログラ
ムの特殊な場合であることが分かる。

【００４５】なお、上述において、ＡＦおよびＤＦは固
定的な値として定めたが、エンジン回転数Ｎｅ，インマ
ニ圧力Ｐにより、ＡＦ＝ｆ_A（Ｎｅ，Ｐ）、ＤＦ＝ｆ
_D（Ｎｅ，Ｐ）となる関数としてもよい。また、インマ
ニ圧力Ｐの代わりに吸入空気量，吸入空気量をシリンダ
容積で除した充填効率，カルマンエアフローセンサ出力
周波数，スロットルバルブ開度等により規定してもよ
い。また、上記変化量およびエンジン回転数の何れか一
つだけで規定する関数としてもよい。また、上述した実
施例においては、全１８０゜区間の単純平均値を加重平
均に変更し、当該１８０゜区間の角加速度と比較するも
のとしたが、他の１８０゜区間の一つとの比較によって
も異常判定は可能である。

【００４６】図３４〜図４２に分割して示したフローチ
ャートは本願の第５発明に対応する技術を含む制御プロ
グラムである。この制御プログラムにおいては、所定の
加速状態（減速状態，定常運転常態）において、膨張行
程開始時上死点（第１の所定回転角度）前後（第１の所
定角度区間）での角速度と膨張行程の上死点後９０゜
（第２の所定回転角度）前後（第２の所定角度区間）で
の角速度との１気筒毎の変化量すなわち角加速度に基づ
き、当該気筒での角加速度と全ての気筒での角加速度に
重み付けを施して得た加重平均とを比較し、当該気筒で
の角加速度が加重平均に対し予め定めた所定値ＡＦ（Ｄ
Ｆ，ＳＦ）以上異なる場合、これを当該気筒での燃焼異
常と判定するものとしている。

【００４７】図４３〜図４８に分割して示したフローチ
ャートは上述した制御プログラム（図３４〜図４２）の
変形例を示し、上記実施例に対し、所定の定常運転状態
においての異常判定を中止するものとしている。そし
て、所定の加速状態および減速状態において異常燃焼を
判定した場合、＃１〜＃４表示ランプ５０１〜５０４を
同時に点灯するものとしている。また、以上の実施例で
は、角加速度が低下した区間で失火が発生している場合
について述べたが、燃焼異常と角加速度の変動の位相は
運転状態によって変化するので、特定の運転ゾーン毎
に、この位相のズレを考慮して異常のある気筒を識別し
てもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、機関の故障、例えば失火を迅速かつ的確
に判定することができ、この検出結果を表示したり失火
している気筒の燃料供給を停止するようにすれば、機関
や排気浄化装置等の損傷を未然に防止し、かつ有害な排
気を排出しながら運転し続けることを未然に防止するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る故障診断装置の一実施例を適用し
てなるエンジン部の構成を示す図。

【図２】図２に示した制御装置等の詳細な内部構成を示
す図。

【図３】本願の第１発明および第２発明に対応する技術
を含む制御プログラムを分割して示す図。

【図４】同じくこの制御プログラムを分割して示す図。

【図５】同じくこの制御プログラムを分割して示す図。

【図６】同じくこの制御プログラムを分割して示す図。

【図７】同じくこの制御プログラムを分割して示す図。

【図８】同じくこの制御プログラムを分割して示す図。

【図９】エンジン異常判定ゾーンＺを示す図。

【図１０】図３〜図８に分割して示した制御プログラム
の動作を説明するためのタイムチャート。

【図１１】加速時の故障判定領域の一例を示す図。

【図１２】所定の加速状態において＃１気筒が失火して
いる状況を示す図。

【図１３】上記制御プログラムの変形例を分割して示す
図。

【図１４】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図１５】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図１６】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図１７】本願の第３発明および第４発明に対応する技
術を含む制御プログラムを分割して示す図。

【図１８】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図１９】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２０】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２１】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２２】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２３】上記制御プログラムの変形例を分割して示す
図。

【図２４】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２５】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２６】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２７】上記制御プログラムのさらなる変形例を分割
して示す図。

【図２８】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図２９】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３０】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３１】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３２】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３３】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３４】本願の第５発明に対応する技術を含む制御プ
ログラムを分割して示す図。

【図３５】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３６】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３７】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３８】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図３９】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４０】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４１】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４２】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４３】上記制御プログラムの変形例を分割して示す
図。

【図４４】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４５】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４６】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４７】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【図４８】同じくこの制御プログラムを分割して示す
図。

【符号の説明】

１エンジン１７制御装置１８クランク角センサ１９気筒識別センサ２０スロットル開度センサ１００マイクロコンピュータ５０１＃１表示ランプ５０２＃２表示ランプ５０３＃３表示ランプ５０４＃４表示ランプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒内燃機関の所定の加速状態におい
て、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気
筒の角速度の変化方向「正」に対して出現する変化方向
「負」に着目して、前記機関の故障を判定する故障判定
手段を備えてなる内燃機関の故障診断装置。
【請求項２】多気筒内燃機関の所定の減速状態におい
て、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気
筒の角速度の変化方向「負」に対して出現する変化方向
「正」に着目して、前記機関の故障を判定する故障判定
手段を備えてなる内燃機関の故障診断装置。
【請求項３】多気筒内燃機関の所定の加速状態におい
て、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気
筒の角速度の変化量を参照として比較基準値を定め、こ
の比較基準値と前記各気筒の角速度の変化量とを比較し
て、前記機関の故障を判定する故障判定手段を備えてな
る内燃機関の故障診断装置。
【請求項４】多気筒内燃機関の所定の減速状態におい
て、各気筒の所定回転角度毎に角速度を求め、これら気
筒の角速度の変化量を参照として比較基準値を定め、こ
の比較基準値と前記各気筒の角速度の変化量とを比較し
て、前記機関の故障を判定する故障判定手段を備えてな
る内燃機関の故障診断装置。
【請求項５】多気筒内燃機関の所定の運転状態におい
て、各気筒の第１の所定回転角度毎および第２の回転角
度毎に第１の角速度および第２の角速度を求め、これら
気筒の第１の角速度と第２の角速度との変化量を参照と
して比較基準値を定め、この比較基準値に対してその求
めた角速度の変化量が所定値以上下回る場合を当該気筒
の角速度の変化方向「負」とし、この各気筒の角速度の
変化方向「正」に対して出現する変化方向「負」に着目
して、前記機関の故障を判定する故障判定手段を備えて
なる内燃機関の故障診断装置。