JP3284137B2 - エンジンの失火検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの回転変動分
から失火を検出するエンジンの失火検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多気筒エンジンにおける燃焼は
毎サイクル同一過程を経て行われることが、安定した出
力を得る上で理想であるが、多気筒エンジンにおいて
は、吸気管形状の複雑化、気筒間の吸気干渉などによる
吸気分配率の不均一化、冷却順路によって生じる各気筒
間の若干の燃焼温度の相違、各気筒の燃焼室容積、ピス
トン形状などの製造上のばらつきなどの相乗的作用か
ら、燃焼にばらつきが生じ易い。

【０００３】従来、この気筒間の燃焼変動は、気筒別の
空燃比制御、点火時期制御で最小限に抑制されている
が、最近の高出力、低燃費化の傾向にある高性能エンジ
ンでは、インジェクタ、点火プラグなどに劣化、あるい
は、故障が生じた場合、断続的な失火を生じる原因とな
り、出力の低下を招き易い。

【０００４】一般に、気筒が失火状態にあるか否かは、
失火による回転数変動分を検出し、この回転数変動分を
所定の判定レベルと比較することにより検出することが
できる。例えば、特開昭６２−１１８０３１号公報に
は、クランク軸の１回転毎に発生する複数のパルス信号
の間隔を計測し、このパルス間隔の時間変化から機関の
回転変動の極大値を判別し、この極大値とパルス信号の
計数値に基づいて異常燃焼気筒を判定する技術が開示さ
れている。

【０００５】また、特開平２−１１２６４６号公報に
は、多気筒内燃機関の１回転につき複数の角度位置を検
出し、検出した角度位置間隔から各気筒の特定の回転位
置の瞬時回転数を検出し、この瞬時回転数の変動分から
異常気筒を検出する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンには、加減速による段差などの失火以外の原因による
比較的小さな回転変動が発生する場合があり、また、一
旦、失火が発生すると、気筒間で連続して失火が発生す
る場合がある。このような場合、単にエンジンの回転変
動分を失火判定レベルと比較して失火判定を行なうと、
失火でない回転変動を失火と誤判定したり、逆に、連続
失火を単なる回転変動と誤判定するおそれがあり、失火
を正確に検出することが困難となる。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、失火以外の原因によるエンジンの回転変動の影響を
受けることなく、また、失火が連続して発生した場合に
も、確実に失火を検出することのできるエンジンの失火
検出方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、燃焼行程順が前後する二つ
の気筒間のエンジン回転数の差分を用いて失火を検出す
るエンジンの失火検出方法であって、各気筒の所定クラ
ンク角毎において、該当気筒に対応するエンジン回転数
から１燃焼行程前の気筒に対応するエンジン回転数を減
算して該当気筒の差回転を算出し、上記差回転から、該
差回転を統計処理して算出した前回までの該当気筒の差
回転補正値を減算して補正後差回転を算出し、該当気筒
の補正後差回転から１燃焼行程前の気筒の補正後差回転
を減算して該当気筒の補正後差回転変化を算出し、エン
ジン運転状態に基づいて失火判定レベルを設定し、該当
気筒の補正後差回転変化が負の符号を付した失火判定レ
ベルより高く、且つ、１燃焼行程前気筒の補正後差回転
変化が負の符号を付した失火判定レベル以下のとき、１
燃焼行程前の気筒から失火が始まっていると判定し、上
記１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が負の符号を付
した失火判定レベルより高く、且つ、２燃焼行程前の気
筒が失火しているときは、１燃焼行程前気筒の補正後差
回転変化と失火判定レベルとを比較し、該１燃焼行程前
気筒の補正後差回転変化が失火判定レベル以下のとき、
２燃焼行程前の気筒から連続して１燃焼行程前の気筒が
失火していると判定し、上記１燃焼行程前気筒の補正後
差回転変化が失火判定レベルより高くなったとき、１燃
焼行程前気筒の失火が終了したと判定することを特徴と
する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明にお
いて、上記差回転補正値は、１燃焼行程前の気筒に失火
が生じていないとき、前回までの全気筒差回転加重平均
値に対し１燃焼行程前の気筒の補正後差回転を用い加重
平均により全気筒差回転加重平均値を更新し、該全気筒
差回転加重平均値と１燃焼行程前気筒の差回転との差を
用い前回までの１燃焼行程前気筒の差回転補正値を加重
平均して該１燃焼行程前気筒の差回転補正値を更新して
設定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明は、燃焼行程順が前後する
二つの気筒間のエンジン回転数の差分を用いて失火を検
出するに際し、各気筒の所定クランク角毎において、該
当気筒に対応するエンジン回転数から１燃焼行程前の気
筒に対応するエンジン回転数を減算して該当気筒の差回
転を算出する。そして、差回転から、該差回転を統計処
理して算出した前回までの該当気筒の差回転補正値を減
算して補正後差回転を算出し、該当気筒の補正後差回転
から１燃焼行程前の気筒の補正後差回転を減算して該当
気筒の補正後差回転変化を算出する。そして、エンジン
運転状態に基づいて失火判定レベルを設定し、該当気筒
の補正後差回転変化が負の符号を付した失火判定レベル
より高く、且つ、１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化
が負の符号を付した失火判定レベル以下のとき、１燃焼
行程前の気筒から失火が始まっていると判定する。ま
た、１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が負の符号を
付した失火判定レベルより高く、且つ、２燃焼行程前の
気筒が失火しているときは、１燃焼行程前気筒の補正後
差回転変化と失火判定レベルとを比較し、該１燃焼行程
前気筒の補正後差回転変化が失火判定レベル以下のと
き、２燃焼行程前の気筒から連続して１燃焼行程前の気
筒が失火していると判定する。一方、１燃焼行程前気筒
の補正後差回転変化が失火判定レベルより高くなったと
き、１燃焼行程前気筒の失火が終了したと判定する。上
記差回転補正値を設定するに際し、請求項２記載の発明
は、１燃焼行程前の気筒に失火が生じていないとき、前
回までの全気筒差回転加重平均値に対し１燃焼行程前の
気筒の補正後差回転を用い加重平均により全気筒差回転
加重平均値を更新し、該全気筒差回転加重平均値と１燃
焼行程前気筒の差回転との差を用い前回までの１燃焼行
程前気筒の差回転補正値を加重平均して該１燃焼行程前
気筒の差回転補正値を更新することで設定する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例に係わり、図１は連続失
火診断のサブルーチンを示すフローチャート、図２は失
火診断ルーチンを示すフローチャートの１、図３は失火
診断ルーチンを示すフローチャートの２、図４は失火判
定のサブルーチンを示すフローチャート、図５はエンジ
ン制御系の概略構成図、図６はクランクロータとクラン
ク角センサの正面図、図７はカムロータとカム角センサ
の正面図、図８は電子制御系の回路構成図、図９はクラ
ンクパルス、カムパルス、燃焼行程気筒、及び点火タイ
ミングの関係を示すタイムチャート、図１０は補正前の
差回転を示す説明図、図１１は補正後の差回転を示す説
明図、図１２は失火判定レベルの説明図、図１３は連続
失火発生時の差回転を示す説明図である。

【００１１】図５において、符号１はエンジンであり、
図においては水平対向４気筒型エンジンを示す。このエ
ンジン１のシリンダヘッド２に形成された各吸気ポート
２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテ
ークマニホルド３にエアチャンバ４を介してスロットル
チャンバ５が連通され、このスロットルチャンバ５上流
側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられてい
る。

【００１２】また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７
の直下流に吸入空気量センサ（図においては、ホットワ
イヤ式吸入空気量センサ）８が介装され、さらに、上記
スロットルチャンバ５に設けられたスロットルバルブ５
ａに、スロットルセンサ９が連設されている。

【００１３】また、上記スロットルバルブ５ａの上流側
と下流側とを連通するバイパス通路１０に、アイドルス
ピードコントロール（ＩＳＣ）バルブ１１が介装され、
上記インテークマニホルド３の各気筒の各吸気ポート２
ａ直上流側に、インジェクタ１２が臨まされている。

【００１４】さらに、先端を燃焼室に露呈する点火プラ
グ１３ａが上記シリンダヘッド２の各気筒毎に取付けら
れ、上記点火プラグ１３ａに連設される点火コイル１３
ｂにイグナイタ１４が接続されている。

【００１５】上記インジェクタ１２は、燃料供給路１５
を介して燃料タンク１６に連通されており、この燃料タ
ンク１６内にはインタンク式の燃料ポンプ１７が設けら
れている。この燃料ポンプ１７からの燃料は、上記燃料
供給路１５に介装された燃料フィルタ１８を経て上記イ
ンジェクタ１２、プレッシャレギュレータ１９に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ１９から上記燃料タン
ク１６にリターンされて所定の圧力に調圧される。

【００１６】また、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａにノックセンサ２５が取付けられるとともに、この
シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通
路２６に冷却水温センサ２７が臨まされ、さらに、上記
シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに連通するエグゾー
ストマニホルド２８の集合部に、Ｏ2センサ２９が臨ま
されている。尚、符号３０は触媒コンバータである。

【００１７】また、上記シリンダブロック１ａに支承さ
れたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ３１が軸
着され、このクランクロータ３１の外周に、電磁ピック
アップなどの磁気センサあるいは光センサなどからなる
クランク角センサ３２が対設されてエンジンの回転を検
出する回転検出手段が構成される。さらに、上記シリン
ダヘッド２のカムシャフト１ｃにカムロータ３３が連設
され、このカムロータ３３の外周に、電磁ピックアップ
などの磁気センサあるいは光センサなどからなる気筒判
別用のカム角センサ３４が対設されている。

【００１８】図６に示すように、上記クランクロータ３
１の外周には突起（スリットでも良い）３１ａ，３１
ｂ，３１ｃが形成されている。各突起３１ａ，３１ｂ，
３１ｃは、各気筒の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ1 ，θ
2 ，θ3 の位置に形成されており、上記クランク角セン
サ３２から出力される各突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃの
検出信号が波形整形されてθ1 ，θ2 ，θ3クランクパ
ルスとしてＥＣＵ４１に入力され、エンジン回転数が算
出されるとともに、点火時期制御、燃料噴射制御の制御
タイミングが得られる。

【００１９】また、図７に示すように、上記カムロータ
３３の外周に、気筒判別用突起（スリットでもよい）３
３ａ，３３ｂ，３３ｃが形成されている。突起３３ａが
＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ4 の位置
に形成され、また、突起３３ｂが３ヶの突起で構成さ
れ、その最初の突起が＃１気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤ
Ｃ）θ5 の位置に形成されている。さらに、突起３３ｃ
が２ヶの突起で構成され、その最初の突起が＃２気筒の
圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ6 の位置に形成されてい
る。

【００２０】上記カムロータ３３の各突起３３ａ，３３
ｂ，３３ｃは、上記カム角センサ３４によって検出さ
れ、波形整形されてＥＣＵ４１に気筒判別用のθ4，θ
5，θ6カムパルスとしてＥＣＵ４１に入力される。

【００２１】これにより、エンジン運転時に、図９に示
すようにクランクパルスと重ならない位置でカムパルス
を生じ、このカムパルスの個数と発生状態から気筒判別
することが可能になる。

【００２２】尚、図の実施例では、θ1 ＝９７℃Ａ、θ
2 ＝６５℃Ａ、θ3 ＝１０℃Ａ、θ4 ＝２０℃Ａ、θ5
＝５℃Ａ、θ6 ＝２０℃Ａである。

【００２３】一方、図８において、符号４１はマイクロ
コンピュータなどからなる電子制御装置（ＥＣＵ）であ
り、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、バックアッ
プＲＡＭ４４ａ、及び、Ｉ／Ｏインターフェース４５が
バスライン４６を介して互いに接続され、定電圧回路４
７から所定の安定化電圧が供給される。

【００２４】上記定電圧回路４７は、ＥＣＵリレー４８
のリレー接点を介してバッテリ４９に接続されるととも
に、直接、バッテリ４９に接続されており、上記ＥＣＵ
リレー４８のリレーコイルと上記バッテリ４９との間に
接続されたイグニッションスイッチ５０がＯＮされ、上
記ＥＣＵリレー４８のリレー接点が閉となったとき、各
部に制御用電源を供給し、また、上記イグニッションス
イッチ５０がＯＦＦされたとき、上記バックアップＲＡ
Ｍ４４ａにバックアップ電源を供給する。

【００２５】また、上記バッテリ４９には、燃料ポンプ
リレー５１のリレーコイル、及び、この燃料ポンプリレ
ー５１のリレー接点を介して燃料ポンプ１７が接続され
ている。

【００２６】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
入力ポートには、吸入空気量センサ８、スロットルセン
サ９、ノックセンサ２５、冷却水温センサ２７、Ｏ2セ
ンサ２９、クランク角センサ３２、カム角センサ３４、
車速センサ３５などが接続されるとともに、上記バッテ
リ４９が接続されてバッテリ電圧がモニタされる。

【００２７】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
出力ポートには、イグナイタ１４が接続され、さらに、
駆動回路５２を介して、ＩＳＣバルブ１１、インジェク
タ１２、燃料ポンプリレー５１のリレーコイル、及び、
図示しないインストルメントパネルに配設したＥＣＳ
（Electronic Control System）ランプ５３が接続され
ている。

【００２８】上記ＲＯＭ４３には制御プログラム、及
び、各種制御用固定データが記憶されており、また、上
記ＲＡＭ４４には、データ処理した後の上記各センサ
類、スイッチ類の出力信号及び上記ＣＰＵ４２で演算処
理したデータが格納されている。さらに、上記バックア
ップＲＡＭ４４ａには、イグニッションスイッチ５０に
関係なく常時電源が供給され、イグニッションスイッチ
５０をＯＦＦにしてエンジンの運転を停止しても記憶内
容が消失せず、自己診断機能により検出した故障部位に
対応するトラブルコードなどがストアされるようになっ
ている。

【００２９】尚、上記トラブルデータは、ＥＣＵ４１に
シリアルモニタ５４をコネクタ５５を介して接続するこ
とで外部に読出すことができる。このシリアルモニタ５
４については、本出願人が先に提出した特開平２−７３
１３１号公報に詳述されている。

【００３０】上記ＣＰＵ４２では上記ＲＯＭ４３に記憶
されている制御プログラムに従って、燃料噴射量、点火
時期、ＩＳＣバルブ１１の駆動信号のデューティ比など
を演算し、空燃比制御、点火時期制御、アイドル回転数
制御などの各種制御を行なうとともに、各気筒＃ｎ（ｎ
＝１〜４）の失火を個別的に判断している。

【００３１】次に、上記ＥＣＵ４１で実行される失火検
出手順を図１〜図４のフローチャートに従って説明す
る。

【００３２】図２及び図３のフローチャートは、クラン
ク角センサ３２からのθ3クランクパルスに同期して割
込み実行される失火診断ルーチンを示し、まず、ステッ
プS101で、前回ルーチン実行時に得られた各データをワ
ークエリアにストアし、ステップS102で、θ2 ，θ3 ク
ランクパルス間の入力間隔時間Ｔθ23と、θ2 ，θ3を
示すクランクロータ３１の挾み角（θ2 −θ3 ）から、
＃ｎ（ｎ＝１，３，２，４）気筒に対応するエンジン回
転数ＭＮＸnを、エンジン低回転域での失火を考慮し、
例えば１５０ｒｐｍ以上の範囲で算出する。

【００３３】尚、以下の説明において、各パラメータ、
各フラグの添字n，n-1，n-2，…は各気筒番号を表わす
ものとする。

【００３４】次に、ステップS103へ進むと、上記ステッ
プS102で算出した＃ｎ気筒に対応するエンジン回転数Ｍ
ＮＸnと、１燃焼行程前の＃ｎ−１気筒に対応するエン
ジン回転数ＭＮＸn-1（前回ルーチン実行時に算出）と
の差を、＃ｎ気筒に対応する差回転ＤＥＬＮＥnとして
算出する（ＤＥＬＮＥn←ＭＮＸn−ＭＮＸn-1）。

【００３５】次いで、ステップS104で、クランク角セン
サ３２及びカム角センサ３４からそれぞれ出力されるク
ランクパルス及びカムパルスに基づき、今回の燃焼行程
気筒である＃ｎ気筒がｎ＝１，３，２，４のいずれであ
るかを判別し、ステップS105で、１燃焼行程前の＃ｎ−
１気筒を判別する。

【００３６】例えば、図９に示すように、カム角センサ
３４からθ5カムパルスが入力された後に、クランク角
センサ３２からクランクパルスが入力された場合、この
クランクパルスは、＃３気筒のクランク角を示す信号で
あることが判別でき、また、上記θ5カムパルスの後
に、θ4カムパルスが入力された場合、その後のクラン
クパルスは、＃２気筒のクランク角を示すものであるこ
とが判別できる。

【００３７】同様にθ6 カムパルス入力後のクランクパ
ルスが＃４気筒のクランク角を示すものであり、また、
上記θ6カムパルスの後にθ4カムパルスが入力された場
合、その後のクランクパルスが＃１気筒のクランク角を
示すものであることが判別できる。

【００３８】さらに、上記カム角センサ３４からカムパ
ルスが入力された後に、上記クランク角センサ３２から
入力されるクランクパルスが該当気筒の基準クランク角
（θ1 ）を示すものであることが判別できる。

【００３９】実施例においては、点火順が、＃１→＃３
→＃２→＃４であり、例えば、今、失火診断ルーチンが
＃３気筒のＢＴＤＣθ3のθ3クランクパルスに同期して
実行される場合、燃焼行程気筒＃ｎは＃１気筒であり、
１燃焼行程前の気筒＃ｎ−１は＃４気筒、２燃焼行程前
の気筒＃ｎ−２は＃２気筒となる。

【００４０】ここで、上記クランク角センサ３２による
クランク角の検出位置は、クランクロータ３１の各突起
３１ａ，３１ｂ，３１ｃの位置及び形状の製造上の許容
誤差、上記クランク角センサ３２のエンジン１への取付
位置の許容誤差などがエンジン毎に存在する。

【００４１】従って、上記クランク角センサ３２からの
クランクパルスに基づいて算出される差回転ＤＥＬＮＥ
には、これらの誤差によるばらつきが含まれており、特
に、エンジン高回転時には、図１０に示すように、見か
け上、エンジン回転変動が一律に発生しているような結
果となる。

【００４２】このため、上記ステップS105からステップ
S106へ進むと、上記ステップS103で算出した差回転ＤＥ
ＬＮＥnから、この差回転ＤＥＬＮＥnを統計処理して算
出した前回までの＃ｎ気筒の差回転補正値ＡＶＥＤＮ０
nを減算し、補正後差回転ＤＥＬＮＡnとして算出する
（ＤＥＬＮＡn←ＤＥＬＮＥn−ＡＶＥＤＮ０n）。

【００４３】これにより、図１０に示すように、失火に
よる回転変動と、クランクロータ３１の各突起３１ａ，
３１ｂ，３１ｃの位置及び形状の製造上の許容誤差、ク
ランク角センサ３２のエンジン１への取付位置の許容誤
差などによる見かけ上の回転変動とが混在する補正前の
差回転ＤＥＬＮＥnから、＃ｎ気筒と＃ｎ−１気筒との
間の正確な差回転、すなわち、補正後差回転ＤＥＬＮＡ
を求めることができ、図１１に示すように、失火による
回転変動を正確に抽出することができる。

【００４４】尚、図１０、図１１、及び、後述する図１
３においては、縦軸の１目盛りを５０回転、横軸の１目
盛り（１ｄｉｖ）を７２０°ＣＡとして、ＥＣＵ４１内
で算出した差回転データを示している。

【００４５】前述のように、例えば、この失火診断ルー
チンが＃３気筒のＢＴＤＣθ3クランクパルスに同期し
て実行された場合、１燃焼行程前の気筒＃ｎ−１として
の＃４気筒が失火診断対象気筒となり、＃１気筒のＢＴ
ＤＣθ2、θ3クランクパルス間の入力間隔時間に基づき
算出した１燃焼行程前の＃４気筒（＃ｎ−１気筒）の回
転数ＭＮＸ4（＝ＭＮＸn-1）から＃４気筒のＢＴＤＣθ
2、θ3クランクパルス間の入力間隔時間に基づく２燃焼
行程前の＃２気筒（＃ｎ−２気筒）の回転数ＭＮＸn-
2）を減算し統計処理して前回のルーチン実行時に求め
た＃４気筒（＃ｎ−１気筒）の補正誤差回転ＤＥＬＮＡ
4（＝ ＤＥＬＮＡn-1）と、＃３気筒のＢＴＤＣθ2、
θ3クランクパルス間の入力間隔時間に基づく回転数Ｍ
ＮＸ1（＝ＭＮＸn）から＃１気筒のＢＴＤＣθ2、θ3ク
ランクパルス間の入力間隔時間に基づく回転数ＭＮＸ4
（＝ＭＮＸn-1）を減算し統計処理して今回のルーチン
にて求めた＃１気筒（＃ｎ気筒）の補正誤差回転ＤＥＬ
ＮＡ1（＝ＤＥＬＮＡn）との変化状態により、以後の処
理で該当気筒＃４（＃ｎ−１気筒）に対する失火診断が
行われるのである。

【００４６】次に、上記ステップS106からステップS107
へ進み、＃ｎ気筒の補正後差回転ＤＥＬＮＡnと、前回
ルーチン実行時に算出した＃ｎ−１気筒の補正後差回転
ＤＥＬＮＡn-1との差を、補正後差回転変化ＤＤＮＥＡn
として算出する（ＤＤＮＥＡn←ＤＥＬＮＡn−ＤＥＬＮ
Ａn-1）。

【００４７】すなわち、通常、エンジンには加減速によ
る段差などの小さな回転変動が発生するため、補正後差
回転ＤＥＬＮＡを所定の失火判定レベルと比較するだけ
では正確な失火判定は困難である。このため、補正後差
回転ＤＥＬＮＡの変化を捕らえることにより、エンジン
回転変動の影響を排除して正確な失火検出を可能にする
のである。

【００４８】その後、上記ステップS107からステップS1
08以降へ進み、ステップS108,S109,S110の各ステップで
失火診断条件が成立するか否かを判別する。すなわち、
ステップS108で燃料カット中か否かを調べ、ステップS1
09で基本燃料噴射パルス幅Ｔpが設定値ＴpLWERより小さ
いか否かを調べる。また、ステップS110でエンジン回転
数ＮEが設定回転数ＮEUPER以上か否かを調べる。

【００４９】上記ステップS108,S109,S110の各ステップ
を経て、燃料カット中でなく、Ｔp≧ＴpLWER、且つ、Ｎ
E＜ＮEUPERのときには、診断条件成立としてステップS1
11で、診断許可フラグＦＬＧDIAGをセットし（ＦＬＧDI
AG←１）、一方、上記ステップS108で燃料カット中のと
き、上記ステップS109でＴp＜ＴpLWERのとき、あるい
は、上記ステップS110でＮE≧ＮEUPERのときには、診断
条件不成立として各ステップからステップS112へ分岐
し、診断許可フラグＦＬＧDIAGをクリアする（ＦＬＧDI
AG←０）。

【００５０】そして、上記ステップS111あるいは上記ス
テップS112からステップS113へ進むと、後述する連続失
火診断のサブルーチンを実行して、連続して発生する失
火の始まりと終了とを検出し、ステップS114で、１燃焼
行程前の＃ｎ−１気筒の失火フラグＦＬＧＭＩＳn-1の
値を参照する。

【００５１】この失火フラグは、上記ステップS113にお
ける連続失火診断において失火と判定されたとき、ＦＬ
ＧＭＩＳn-1＝１にセットされるものであり、ＦＬＧＭ
ＩＳn-1＝０、すなわち、＃ｎ−１気筒に失火が発生し
ていないときには、上記ステップS114からステップS115
へ進み、＃ｎ−１気筒の差回転ＤＥＬＮＥn-1と、前回
までの全気筒の差回転加重平均値ＡＶＥＤＮ０との差Δ
（＝ＤＥＬＮＥn-1−ＡＶＥＤＮ０）が、上下の設定値
ＭＩＮＤＮ，ＭＡＸＤＮ（ＭＩＮＤＮ＜ＭＡＸＤＮ）の
間の所定の設定範囲内にあるか否かを判別する。

【００５２】上記ステップS115で、ＭＩＮＤＮ＜Δ＜Ｍ
ＡＸＤＮであり、設定範囲内のときには、クランクロー
タ３１あるいはクランク角センサ３２に係わる誤差によ
り、差回転ＤＥＬＮＥnが変動していると判別してステ
ップS119,S120で、差回転ＤＥＬＮＥn-1を統計処理し、
ステップS121へ進む。

【００５３】すなわち、ステップS119で、誤差による差
回転変動を補正するため、前回までの全気筒の差回転加
重平均値ＡＶＥＤＮ０と、＃ｎ−１気筒の補正後差回転
ＤＥＬＮＡn-1とから、新たな全気筒差回転加重平均値
ＡＶＥＤＮを算出すると（ＡＶＥＤＮ←（３／４）×Ａ
ＶＥＤＮ０＋（１／４）×ＤＥＬＮＡn-1）、ステップS
120で、この新たな全気筒差回転加重平均値ＡＶＥＤＮ
と＃ｎ−１気筒の差回転ＤＥＬＮＥn-1との差、及び、
前回までの＃ｎ−１気筒の差回転補正値ＡＶＥＤＮ０n-
1から、新たな＃ｎ−１気筒の差回転補正値ＡＶＥＤＮn
-1を算出する（ＡＶＥＤＮn-1←（７／８）×ＡＶＥＤ
Ｎ０n-1＋（１／８）×（ＤＥＬＮＥn-1−ＡＶＥＤ
Ｎ））。

【００５４】一方、上記ステップS114で、ＦＬＧＭＩＳ
n-1＝１、すなわち、＃ｎ−１気筒が失火のときには、
ステップS116で、失火回数のカウント値ＭＩＳＣＮＴn-
1をカウントアップして（ＭＩＳＣＮＴn-1←ＭＩＳＣＮ
Ｔn-1＋１）ステップS117へ進む。

【００５５】また、上記ステップS115で、Δ≦ＭＩＮＤ
ＮあるいはΔ≧ＭＡＸＤＮのときには、クランクロータ
３１あるいはクランク角センサ３２の誤差に係わらない
差回転ＤＥＬＮＥn-1の変動であり、スナッチ、加減速
等の別の要因による差回転ＤＥＬＮＥn-1の変動と判別
してステップS117へ進む。

【００５６】ステップS117では、前回までの全気筒差回
転加重平均値ＡＶＥＤＮ０を今回の全気筒差回転加重平
均値ＡＶＥＤＮとし（ＡＶＥＤＮ←ＡＶＥＤＮ０）、ス
テップS118で、前回までの＃ｎ−１気筒の差回転補正値
ＡＶＥＤＮ０n-1を新たな＃ｎ−１気筒の差回転補正値
ＡＶＥＤＮn-1として（ＡＶＥＤＮn-1←ＡＶＥＤＮ０n-
1）、ステップS121へ進む。

【００５７】そして、上記ステップ118あるいは上記ス
テップS120からステップS121へ進むと、診断許可フラグ
ＦＬＧDIAGの値を参照し、ＦＬＧDIAG＝０のときには、
ステップS127へジャンプし、ＦＬＧDIAG＝１のときに
は、ステップS122で、失火診断の実行毎にカウントされ
るカウント値ＣＲＡＣＮＴをカウントアップし（ＣＲＡ
ＣＮＴ←ＣＲＡＣＮＴ＋１）、ステップS123で、カウン
ト値ＣＲＡＣＮＴが２０００に達したか否かを判別す
る。

【００５８】尚、前述したように、この失火診断ルーチ
ンは、θ3クランクパルス入力毎、すなわちエンジン１
／２回転毎に実行されるため、上記カウント値ＣＲＡＣ
ＮＴの値２０００は、エンジン１０００回転を示す。

【００５９】上記ステップS123では、ＣＲＡＣＮＴ＜２
０００のとき、ステップS127へ分岐し、ＣＲＡＣＮＴ≧
２０００のときには、ステップS124で、後述する失火判
定のサブルーチンを実行し、ステップS125,S126で、そ
れぞれ、カウント値ＣＲＡＣＮＴ、全ての気筒に対する
失火回数のカウント値ＭＩＳＣＮＴ1〜4をクリアすると
（ＣＲＡＣＮＴ←０、ＭＩＳＣＮＴ1〜4←０）、ステッ
プS127へ進む。ステップS127では、今回算出した差回転
ＤＥＬＮＥn、補正後差回転ＤＥＬＮＡn、補正誤差回転
変化ＤＤＮＥＡｎ、全気筒差回転加重平均値ＡＶＥＤ
Ｎ、＃ｎ−１気筒の差回転補正値ＡＶＥＤＮn-1の各デ
ータをモニタ用データとしてＲＡＭ４４にセットし、ル
ーチンを抜ける。

【００６０】次に、以上の失火診断ルーチンにおけるス
テップS113の連続失火診断及びステップS124の失火判定
のサブルーチンについて説明する。

【００６１】まず、図１に示される連続失火診断のサブ
ルーチンでは、ステップS201で、診断許可フラグＦＬＧ
DIAGの値を参照し、ＦＬＧDIAG＝０のときには、ステッ
プS208で１燃焼行程前の＃ｎ−１気筒に対応する失火フ
ラグＦＬＧＭＩＳn-1をクリアして（ＦＬＧＭＩＳn-1←
０）ルーチンを抜け、ＦＬＧDIAG＝１のときには、ステ
ップS202へ進む。

【００６２】ステップS202では、エンジン回転数ＮEと
基本燃料噴射パルス幅Ｔpとをパラメータとして失火判
定レベルマップを補間計算付きで参照し、失火判定レベ
ルＬＶＬＭＩＳを設定し、ステップS203以降へ進む。

【００６３】上記失火判定レベルＬＶＬＭＩＳは、図１
２に示すように、基本燃料噴射パルス幅Ｔpが小さいエ
ンジン低負荷域を診断不可能な領域として、基本燃料噴
射パルス幅Ｔpが大きくなって負荷が増大する程、スラ
イスレベルが上昇するような値が、ＲＯＭ４３にマップ
としてストアされている。

【００６４】次に、上記ステップS202からステップS203
へ進むと、負の失火判定レベル−ＬＶＬＭＩＳと＃ｎ気
筒の補正後差回転変化ＤＤＮＥＡnとを比較し、その比
較の結果、ＤＤＮＥＡn≦−ＬＶＬＭＩＳであり、＃ｎ
−１気筒から＃ｎ気筒にかけて、補正後差回転ＤＥＬＮ
Ａが負の失火判定レベル−ＬＶＬＭＩＳ以下に落込んで
いるときには、失火ではなく減速やスナッチによるエン
ジン回転変動と判断し、前述のステップS208を経てルー
チンを抜ける。

【００６５】一方、上記ステップS203での比較の結果、
ＤＤＮＥＡn＞−ＬＶＬＭＩＳであり、＃ｎ−１気筒か
ら＃ｎ気筒にかけて、補正後差回転ＤＥＬＮＡが負の失
火判定レベル−ＬＶＬＭＩＳより上で変化しているとき
には、次のステップS204で、＃ｎ−１気筒の補正後差回
転変化ＤＤＮＥＡn-1と負の失火判定レベル−ＬＶＬＭ
ＩＳとを比較し、＃ｎ−２気筒から＃ｎ気筒までの補正
後差回転ＤＥＬＮＡの変化が段階的なものであるか否か
を判別する。

【００６６】そして、ステップS204で、ＤＤＮＥＡn-1
≦−ＬＶＬＭＩＳのとき、すなわち、補正後差回転ＤＥ
ＬＮＡが＃ｎ−２気筒から＃ｎ−１気筒にかけて負の失
火判定レベル−ＬＮＬＭＩＳ以下に落込み、その状態が
＃ｎー１気筒から＃ｎ気筒にかけて継続しているときに
は、＃ｎ−１気筒から失火が始まっていると判定し、上
記ステップS204からステップS207へ進んで、＃ｎ−１気
筒の失火フラグＦＬＧＭＩＳn-1をセットして（ＦＬＧ
ＭＩＳn-1←１）ルーチンを抜ける。

【００６７】一方、上記ステップS204で、ＤＤＮＥＡn-
1＞−ＬＶＬＭＩＳであり、＃ｎ−２気筒から＃ｎ−１
気筒にかけて負の失火判定レベル−ＬＶＬＭＩＳ以下に
補正後差回転ＤＥＬＮＡが落込んでいないときには、上
記ステップS204からステップS205へ分岐し、＃ｎ−２気
筒の失火フラグＦＬＧＭＩＳn-2がセットされているか
否か、すなわち、＃ｎ−２気筒が失火状態にあるか否か
を判別する。

【００６８】上記ステップS205で、ＦＬＧＭＩＳn-2＝
０であり、＃ｎ−２気筒が失火していないときには、前
述のステップS208を経てルーチンを抜け、ＦＬＧＭＩＳ
n-2＝１であり、＃ｎ−２気筒が失火しているときに
は、上記ステップS205からステップS206へ進んで、＃ｎ
−１気筒の補正後差回転変化ＤＤＮＥＡn-1と失火判定
レベルＬＶＬＭＩＳとを比較し、＃ｎ−２気筒での失火
が＃ｎ−１気筒においても継続しているか否かを判別す
る。

【００６９】その結果、上記ステップS206で、ＤＤＮＥ
Ａn-1≦ＬＶＬＭＩＳであり、失火による補正後差回転
ＤＥＬＮＡの落込みが回復していないときには、＃ｎ−
１気筒においても失火が継続していると判定し、上記ス
テップS206から前述のステップS207へ分岐して＃ｎ−１
気筒の失火フラグＦＬＧＭＩＳn-1をセットし（ＦＬＧ
ＭＩＳn-1←１）、一方、ＤＤＮＥＡn-1＞ＬＶＬＭＩＳ
であり、＃ｎ−２気筒から＃ｎ−１気筒にかけて補正後
差回転ＤＥＬＮＡの落込みが回復しているときには、失
火終了と判定し、前述のステップS208を経てルーチンを
抜ける。

【００７０】すなわち、＃ｎ−２気筒から＃ｎ−１気筒
にかけて補正後差回転ＤＥＬＮＡが失火判定レベルＬＶ
ＬＭＩＳ以下の負の方向に落込み、＃ｎ−１気筒から＃
ｎ気筒にかけて、その状態が継続しているとき、＃ｎ−
１気筒から失火が始まったと判定し、＃ｎ−１気筒から
＃ｎ気筒にかけて補正後差回転ＤＥＬＮＡが失火判定レ
ベルＬＶＬＭＩＳより大きくなったとき、失火終了と判
定することにより、図１３に示すように、例えば、＃
１，＃３気筒間で連続して発生する失火を検出すること
ができるのである。

【００７１】次に、図４に示される失火判定のサブルー
チンでは、ステップS301で、４気筒分の合計失火回数Σ
ＭＩＳＣＮＴn（ｎ＝１〜４）を、前述の失火診断ルー
チンにおけるカウント値ＣＲＡＣＮＴ（＝２０００）で
割算して、エンジン１０００回転当りの失火率ＭＩＳＣ
ＮＴ（％）を算出する（ＭＩＳＣＮＴ←ΣＭＩＳＣＮＴ
n／ＣＲＡＣＮＴ×１００）。

【００７２】次いで、ステップS302へ進み、上記ステッ
プS301で算出した失火率ＭＩＳＣＮＴが設定値ＬＭＳＣ
ＮＴより小さいか否かを判別する。この設定値ＬＭＳＣ
ＮＴは、エンジン回転数ＮEと基本燃料噴射パルス幅Ｔp
とをパラメータとして予めＲＯＭ４３にストアされた定
数である。

【００７３】上記ステップS302における判別結果、ＭＩ
ＳＣＮＴ≧ＬＭＳＣＮＴのときには、ステップS303で、
失火率ＭＩＳＣＮＴをバックアップＲＡＭ４４ａの所定
アドレスにストアし、ステップS304で、バックアップＲ
ＡＭ４４ａの所定アドレスにストアされている１回目失
火判定ＮＧフラグＦＬＧNG1がセットされているか否か
を調べる。

【００７４】そして、上記ステップS304で、まだ１回目
失火判定ＮＧフラグＦＬＧNG1がセットされておらずＦ
ＬＧNG1＝０のときには、上記ステップS304からステッ
プS306へジャンプし、１回目失火判定ＮＧフラグＦＬＧ
NG1がセットされておりＦＬＧNG1＝１のときには、上記
ステップS304からステップS305へ進んでバックアップＲ
ＡＭ４４ａの所定アドレスにストアされている２回目失
火判定ＮＧフラグＦＬＧNG2をセットし（ＦＬＧNG2←
１）、ＥＣＳランプ５３を点灯あるいは点滅させるなど
してユーザーに警告を発し、ステップS306へ進む。

【００７５】ステップS306では、１回目失火判定ＮＧフ
ラグＦＬＧNG1をセットし（ＦＬＧNG1←１）、ステップ
S312で、異常なしの判定回数をカウントするための失火
ＯＫカウンタをクリアして（ＣＮＴＯＫ←０）ルーチン
を抜ける。

【００７６】すなわち、ノイズなどによる誤診断を避け
るため、一回目の判定で失火率ＭＩＳＣＮＴが設定値Ｌ
ＭＳＣＮＴ以上となっても、すぐには警告を発せず、２
回目の判定で続けて失火率ＭＩＳＣＮＴが設定値ＬＭＳ
ＣＮＴ以上となった場合に、その気筒は異常であると断
定して警告を発するのである。

【００７７】尚、このとき、バックアップＲＡＭ４４ａ
には、失火気筒のトラブルデータがストアされ、ディー
ラにおけるトラブルシュートの際に、ＥＣＵ４１のモニ
タランプの点滅コードあるいはシリアルモニタ５４にて
上記バックアップＲＡＭ４４ａに記憶されているトラブ
ルデータが読出される。そして、失火気筒が判別されて
修理がなされた後、上記バックアップＲＡＭ４４ａのト
ラブルデータは上記シリアルモニタ５４などを介してク
リアされる。

【００７８】一方、上記ステップS302で、ＭＩＳＣＮＴ
＜ＬＭＳＣＮＴのときには異常なしと判定し、ステップ
S307で、失火ＯＫカウンタＣＮＴＯＫをインクリメント
すると（ＣＮＴＯＫ←ＣＮＴＯＫ＋１）、ステップS308
で、失火ＯＫカウンタＣＮＴＯＫの値が８０回を越えた
か否かを判別し、ＣＮＴＯＫ＜８０のときには、そのま
まルーチンを抜け、ＣＮＴＯＫ≧８０のとき、ステップ
S309,S310,S311で、それぞれ、１回目失火判定ＮＧフラ
グＦＬＧNG1、２回目失火判定ＮＧフラグＦＬＧNG2、失
火率ＭＩＳＣＮＴをクリアすると（ＦＬＧNG1←０、Ｆ
ＬＧNG2←０、ＭＩＳＣＮＴ←０）、前述のステップS31
2で、失火ＯＫカウンタＣＮＴＯＫをクリアして（ＣＮ
ＴＯＫ←０）ルーチンを抜ける。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、燃焼行程順が前後する二つの気筒間のエンジ
ン回転数の差分を用いて失火を検出するに際し、各気筒
の所定クランク角毎において、該当気筒に対応するエン
ジン回転数から１燃焼行程前の気筒に対応するエンジン
回転数を減算して該当気筒の差回転を算出する。そし
て、差回転から、該差回転を統計処理して算出した前回
までの該当気筒の差回転補正値を減算して補正後差回転
を算出し、該当気筒の補正後差回転から１燃焼行程前の
気筒の補正後差回転を減算して該当気筒の補正後差回転
変化を算出する。そして、エンジン運転状態に基づいて
失火判定レベルを設定し、該当気筒の補正後差回転変化
が負の符号を付した失火判定レベルより高く、且つ、１
燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が負の符号を付した
失火判定レベル以下のとき、１燃焼行程前の気筒から失
火が始まっていると判定するので、エンジンには加減速
による段差などの小さな回転変動が発生するため、差回
転を所定の失火判定レベルと比較するだけでは正確な失
火判定が困難であるが、補正後差回転の変化を捉えるこ
とにより、エンジン回転変動の影響を排除して正確な失
火検出を行うことができる。すなわち、該当気筒の補正
後差回転変化が負の符号を付した失火判定レベル以下に
落込んでいるときには、失火ではなく減速や加速に伴う
スナッチによるエンジン回転変動と判断して除外するた
め、失火発生時のエンジン運転状態に応じてレベルの変
化する差回転に対し、減速や加速に伴うスナッチなどに
よるエンジン回転変動の影響を排除して、正確に失火を
検出することができる。また、該当気筒の補正後差回転
変化が負の符号を付した失火判定レベルより高く、１燃
焼行程前気筒から該当気筒にかけて補正後差回転が負の
符号を付した失火判定レベルより上で変化しているとき
には、１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化と負の符号
を付した失火判定レベルとを比較することで、２燃焼行
程前気筒から該当気筒までの補正後差回転の変化が段階
的なものであるか否かを判断し、１燃焼行程前気筒の補
正後差回転変化が負の符号を付した失火判定レベル以下
のとき、補正後差回転が２燃焼行程前気筒から１燃焼行
程前気筒にかけて負の符号を付した失火判定レベル以下
に落込み、その状態が１燃焼行程前気筒から該当気筒に
かけて継続しているため、これにより、１燃焼行程前の
気筒から失火が始まっていると的確に判定することがで
きる。すなわち、気筒間の差回転の変化を捉えて的確に
どの気筒から失火が始まっているのかを的確に検出する
ことができる。また、１燃焼行程前気筒の補正後差回転
変化が負の符号を付した失火判定レベルより高く、２燃
焼行程前気筒から１燃焼行程前気筒にかけて負の符号を
付した失火判定レベル以下に補正後差回転が落込んでい
ないときには、２燃焼行程前気筒の失火状況を判断し、
２燃焼行程前の気筒が失火しているとき、１燃焼行程前
気筒の補正後差回転変化と失火判定レベルとを比較する
ことで、２燃焼行程前気筒での失火が１燃焼行程前気筒
においても連続して失火しているか否かを的確に判定す
ることが可能となる。そして、１燃焼行程前気筒の補正
後差回転変化が失火判定レベル以下で、失火による補正
後差回転の落込みが回復していないとき、２燃焼行程前
の気筒から連続して１燃焼行程前の気筒が失火している
と判定するので、適切に２燃焼行程前気筒から１燃焼行
程前気筒に至る連続失火を検出することができる。一
方、１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が失火判定レ
ベルより高くなったとき、１燃焼行程前気筒の失火が終
了したと判定するので、２燃焼行程前気筒から１燃焼行
程前気筒にかけて補正後差回転の落込みが回復したこと
により、的確に１燃焼行程前気筒の失火が終了したこと
を判定することができる。請求項２記載の発明によれ
ば、差回転補正値は、１燃焼行程前の気筒に失火が生じ
ていないとき、前回までの全気筒差回転加重平均値に対
し１燃焼行程前の気筒の補正後差回転を用い加重平均に
より全気筒差回転加重平均値を更新し、該全気筒差回転
加重平均値と１燃焼行程前気筒の差回転との差を用い前
回までの１燃焼行程前気筒の差回転補正値を加重平均し
て該１燃焼行程前気筒の差回転補正値を更新して設定す
るので、上記請求項１記載の発明の効果に加え、差回転
補正値には、回転検出手段を構成するクランクロータの
製造上の許容誤差、クランク角センサへの取付位置の許
容誤差などの影響が学習されることになり、補正前の差
回転から、回転検出手段を構成するクランクロータの製
造上の許容誤差、クランク角センサへの取付位置の許容
誤差などの影響を除去した、正確な差回転を補正後差回
転として得ることができる。そして、この補正後差回転
を失火検出のベースとして用いることで、失火検出精度
を著しく向上することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続失火診断のサブルーチンを示すフローチャ
ート

【図２】失火診断ルーチンを示すフローチャートの１

【図３】失火診断ルーチンを示すフローチャートの２

【図４】失火判定のサブルーチンを示すフローチャート

【図５】エンジン制御系の概略構成図

【図６】クランクロータとクランク角センサの正面図

【図７】カムロータとカム角センサの正面図

【図８】電子制御系の回路構成図

【図９】クランクパルス、カムパルス、燃焼行程気筒、
及び点火タイミングの関係を示すタイムチャート

【図１０】補正前の差回転を示す説明図

【図１１】補正後の差回転を示す説明図

【図１２】失火判定レベルの説明図

【図１３】連続失火発生時の差回転を示す説明図

【符号の説明】

１ エンジン ＤＥＬＮＥ 差回転 ＤＥＬＮＡ 補正後差回転 ＤＤＮＥＡ 補正後差回転変化 ＬＶＬＭＩＳ 失火判定レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 368 F02D 45/00 301 F02D 45/00 362 F02P 17/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼行程順が前後する二つの気筒間のエン
   ジン回転数の差分を用いて失火を検出するエンジンの失
   火検出方法であって、 各気筒の所定クランク角毎において、該当気筒に対応す
   るエンジン回転数から１燃焼行程前の気筒に対応するエ
   ンジン回転数を減算して該当気筒の差回転を算出し、 上記差回転から、該差回転を統計処理して算出した前回
   までの該当気筒の差回転補正値を減算して補正後差回転
   を算出し、 該当気筒の補正後差回転から１燃焼行程前の気筒の補正
   後差回転を減算して該当気筒の補正後差回転変化を算出
   し、 エンジン運転状態に基づいて失火判定レベルを設定し、 該当気筒の補正後差回転変化が負の符号を付した失火判
   定レベルより高く、且つ、１燃焼行程前気筒の補正後差
   回転変化が負の符号を付した失火判定レベル以下のと
   き、１燃焼行程前の気筒から失火が始まっていると判定
   し、 上記１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が負の符号を
   付した失火判定レベルより高く、且つ、２燃焼行程前の
   気筒が失火しているときは、１燃焼行程前気筒の補正後
   差回転変化と失火判定レベルとを比較し、該１燃焼行程
   前気筒の補正後差回転変化が失火判定レベル以下のと
   き、２燃焼行程前の気筒から連続して１燃焼行程前の気
   筒が失火していると判定し、 上記１燃焼行程前気筒の補正後差回転変化が失火判定レ
   ベルより高くなったとき、１燃焼行程前気筒の失火が終
   了したと判定することを特徴とするエンジンの失火検出
   方法。
2. 【請求項２】上記差回転補正値は、１燃焼行程前の気筒
   に失火が生じていないとき、前回までの全気筒差回転加
   重平均値に対し１燃焼行程前の気筒の補正後差回転を用
   い加重平均により全気筒差回転加重平均値を更新し、該
   全気筒差回転加重平均値と１燃焼行程前気筒の差回転と
   の差を用い前回までの１燃焼行程前気筒の差回転補正値
   を加重平均して該１燃焼行程前気筒の差回転補正値を更
   新して設定することを特徴とする請求項１記載のエンジ
   ンの失火検出方法。