JP3958636B2 - 車両用多気筒内燃機関の失火検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用多気筒内燃機関の失火検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された内燃機関の運転中に失火が生じると、運転性能や燃費性能を悪化させると共に、未燃焼ガスが排気系でアフタファイヤを生じて排気ガス浄化装置に悪影響を与える恐れがあることから、失火が生じたときは早期に検出するのが望ましい。
【０００３】
他方、車両の走行状態は様々であり、悪路を走行するときなど、失火判定を行うと誤判定を招き易い。従って、悪路走行など失火判定を行うと誤判定を招き易い特定の運転状態を精度良く検知し、失火判定を禁止する必要がある。その意図から、例えば、特許第２９７６６８４号公報記載の技術にあっては、車輪速度センサが出力するパルス信号の周期を測定すると共に、所定数のパルス信号群の平均値を算出し、前回算出した平均値との差を求めて変動量とし、その変動量を所定値と比較することで悪路走行など失火判定に影響を与える、即ち、失火の誤判定を招き易い特定の運転状態にあるか否か判断し、そのような運転状態にあるときは失火判定を禁止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術にあっては、車輪速度センサの出力パルスの周期を測定し、その変動量から判定するに止まっているため、失火による車輪速度の変動と悪路走行などの特定の運転状態での車輪速度の変動との区別が難しく、悪路走行など特定の運転状態にあるか否かの判定精度が、必ずしも十分に満足し難いものであった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態をより精度良く検知し、失火の誤判定をより確実に回避するようにした車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために請求項１項にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の非整数倍に相当する周波数を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、前記第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段を備える如く構成した。
【０００７】
上記の如く、車輪速度センサの出力信号に基づき、車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて車輪の回転速度の第１の変動値を算出し、同様に車輪速度センサの出力信号に基づき、固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数）を通過させる第２のフィルタを用いて車輪の回転速度の第２の変動値を算出し、第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出し、その運転状態が検出されたとき、失火判定を禁止するようにしたので、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。また、悪路による車輪速度センサの出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができる。
【００１０】
即ち、車両の駆動系の固有振動数の非整数倍に相当する周波数を選択することで、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００１１】
請求項２項にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波に相当する周波数）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、前記第１の変動値算出手段の算出値を第２の変動値算出手段の算出値で除算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段を備える如く構成した。
【００１２】
請求項２項の場合、請求項１項と逆に、第２のフィルタを介して固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の整数倍に相当する周波数成分を選択するようにした。この結果、ランダムに失火が発生して前記した車両の駆動系の固有振動数で失火が発生したとき、その整数倍の高調波成分を選択し、かかる第１、第２のフィルタを用いて得た第１、第２の変動値算出手段の出力から、第１のフィルタの出力を第２のフィルタのそれで除算することで、車輪速度センサの出力信号の変動が失火によるものなのか、悪路走行などの特定の運転状態によるものなのかを一層精度良く判別することができる。これによって、例えば、失火を悪路走行などと誤判定して失火判定を禁止することがなく、失火の誤判定を一層確実に回避することができる。
【００１３】
尚、上記で、「失火」とは、燃料供給系のフェールに起因すると、点火系のフェールに起因するとを問わず、さらには火花放電が発生したと否とを問わず、燃焼が生じない場合を全て含む意味で使用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、この発明の１つの実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を概略的に示す全体図である。
【００１６】
図において、符号１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０はＶ型６気筒（多気筒）ＯＨＣエンジンである。簡略化のため、左右のバンク（図示せず）に３個ずつ配置された６個の気筒の中、１つの気筒についてのみ図示する。
【００１７】
エンジン１０において吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から吸入された吸気は、スロットルバルブ１６でその流量を調節されつつインテークマニホルド（吸気マニホルド）１８を流れ、それぞれの気筒２０の吸気バルブ２２まで流れる。
【００１８】
吸気バルブ２２の上流にはインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられ、図示しない燃料供給系から圧送された燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、吸気バルブ２２が開放されるとき、それぞれの気筒２０の燃焼室２８に流入し、燃焼室２８を臨む位置に配置された点火プラグ３０によって第１、第４、第２、第５、第３、第６気筒の順に火花放電で着火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を駆動する。
【００１９】
燃焼後の排気ガスは排気バルブ３１およびエキゾーストマニホルド３２を経て排気管（図示せず）に流れ、そこで触媒装置（図示せず）で浄化されて大気に放出される。
【００２０】
エンジン１０においてカムシャフト３４の付近には複数個の電磁ピックアップからなるカムシャフトセンサ（回転信号出力手段）３６が配置され、第１気筒の所定のクランク角度で気筒判別信号を、６個の気筒のＴＤＣ付近の所定のクランク角度でＴＤＣ信号を、ＴＤＣを細分した３０度（所定回転角度）ごとにクランク角度信号（回転角度を示す信号）をパルスで出力する。また、シリンダブロック３８の冷却水路には水温センサ４０が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２１】
また、吸気管１２のスロットルバルブ１６の下流には絶対圧センサ４４が設けられ、スロットル弁下流の吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号を出力すると共に、スロットルバルブ１６にはスロットル開度センサ４６が接続され、スロットル開度ＴＨに比例した信号を出力する。さらに、吸気管１２の適宜位置には吸気温センサ４８が配置され、エンジン１０に吸入される外気の温度ＴＡに比例した信号を出力する。
【００２２】
また、エンジン１０が搭載される車両（図示せず）には前進６速（段）、後進１段の手動変速機（図に「Ｍ／Ｔ」と示す）６０が設けられ、エンジン１０の出力を変速して駆動輪（図示せず）に伝達する。また、ドライブシャフト（図示せず）の付近には、電磁ピックアップからなる車輪速度センサ６２が配置され、ドライブシャフトの所定回転角度、即ち、車輪の所定回転角度ごとに上記した駆動輪（車輪）の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する。
【００２３】
また、排気系には触媒装置下流に空燃比センサ（図示せず）が配置され、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する。
【００２４】
これらセンサ出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）７０へ送出される。
【００２５】
ＥＣＵ７０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ（全て図示せず）などを備えるマイクロコンピュータからなり、前記したカムシャフトセンサ３６と車輪速度センサ６２の出力はＥＣＵ７０内においてカウントされ、エンジン回転数ＮＥおよび車速Ｖが算出される。
【００２６】
ＥＣＵ７０において、ＣＰＵは、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）とから予め設定されてＲＯＭ内に格納されているマップを検索し、基本燃料噴射量（インジェクタ２４の開弁時間で示される）および基本点火時期を算出し、エンジン冷却水温ＴＷなどから算出した基本値を補正して出力燃料噴射量および出力点火時期を算出する。
【００２７】
次いで、ＣＰＵは、出力回路および駆動回路（共に図示せず）を介し、前記した気筒順で、算出した出力燃料噴射量に相当する時間だけインジェクタ２４を開弁させると共に、イグナイタ（図示せず）を介して出力点火時期に相当するクランク角度で点火プラグ３０に火花放電を生じさせて混合気を点火し、燃焼させる。
【００２８】
さらに、ＣＰＵは、後述するように、失火判定を行うと共に、判定結果に基づいてエンジン１０が異常か否か判定する。
【００２９】
次いで、図２フロー・チャートを参照し、その失火判定および異常判定、即ち、この実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を説明する。
【００３０】
図２は、その動作を示すメイン・フロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、各気筒のＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００３１】
以下説明すると、Ｓ１０においてフラグＦ．ＭＣＮＤのビットが１にセットされているか判断する。このフラグＦ．ＭＣＮＤは、続いて述べる失火判定を許可する条件（以下「モニタ条件」という）の成立・不成立を判定するルーチンにおいて、モニタ条件成立と判定されるとき、そのビットが１にセットされる。従って、この処理は、モニタ条件が成立しているか否か判断することを意味する。
【００３２】
理解の便宜上、図２フロー・チャートの説明を続ける前に、そのモニタ条件の成立・不成立を判定するルーチンについて先に説明する。
【００３３】
図３はその処理を示すフロー・チャートである。図示のプログラムも各気筒のＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００３４】
以下説明すると、先ずＳ１００において、検出されたエンジン回転数ＮＥが所定回転数＃ＮＭＦＬ（アイドル回転数相当。具体的には５００ｒｐｍ）を超えているか否か判断する。尚、この明細書および図面で＃を付した値は、予め設定された所定の値であることを示す。
【００３５】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０２に進んでタイマ（ダウンカウンタ。後述）ＴＭＣＮＤに所定値＃ＴＭＭＣＮＤ（具体的には１ｓｅｃ）をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、Ｓ１０４に進んでフラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットし、以降の処理をスキップする。フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットすることは、モニタ条件が成立しないと判定したことを意味する。
【００３６】
他方、Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０６に進み、検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定値＃ＴＷＭＦ（具体的には−１０℃）を超え、かつ吸気温ＴＡが所定値＃ＴＡＭＦ（具体的には−１０℃）を超え、かつエンジン回転数ＮＥが所定値＃ＮＭＦＨ（具体的には６３００ｒｐｍ）未満か否か判断する。
【００３７】
Ｓ１００およびＳ１０６の処理は、エンジン１０が失火検出すべき運転状態にあるか否か判断することを意味し、従ってＳ１０６で否定されるときはＳ１００で否定される場合と同様、Ｓ１０２に進むと共に、肯定されるときはＳ１０８に進み、フラグＦ．ＦＣのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００３８】
このフラグＦ．ＦＣは図示しない別のルーチンでＦＣ（フューエルカット。燃料供給停止）が実行されているときにそのビットが１にセットされることから、この処理は、エンジン１０への燃料（ガソリン燃料）の供給が停止されているか否かを判断することに相当する。
【００３９】
Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１０２に進むと共に、否定されるときはＳ１１０に進み、検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値＃ＰＢＭＦ以上か否か判断する。所定値＃ＰＢＭＦは、エンジン回転数ＮＥから検索自在に設定される値である。失火検出はエンジン１０が仕事をしているときのみ行えば足ることから、この判断は、エンジン負荷が走行負荷を超えているか、換言すればエンジン１０が車両側から駆動されるモータリング状態にないことを確認するための処理である。
【００４０】
Ｓ１１０で否定されるときはモータリング状態にあって失火検出する必要がないことからＳ１０２に進むと共に、肯定されてエンジン１０がファイアリング状態にあると判断されるときはＳ１１２に進み、今回検出されたスロットル開度ＴＨと前回（即ち、前回プログラムループ時に）検出されたスロットル開度ＴＨの差分ＤＴＨを算出し、その絶対値が所定値＃ＤＴＨＭＦ（具体的には５度）を超えているか否か判断する。
【００４１】
これは、エンジン１０が急加減速状態にあるときは失火の誤判定の恐れがあることから、エンジン１０が急加減速状態にあるか否か判断するための処理である。従って、Ｓ１１２で肯定されるときは定常運転状態にないと判断してＳ１０２に進むと共に、否定されるときはＳ１１４に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００４２】
このフラグは、別のルーチンで悪路走行などの特定の運転状態にあると判定されるとき、そのビットが１にセットされる。尚、その判定処理については後述する。Ｓ１１４で肯定されるときはＳ１１６に進み、前記したタイマＴＭＣＮＤに所定値＃ＴＭＭＣＮＤをセットしてダウンカウント（時間計測）を開始する。次いでＳ１１８に進み、先に述べたように悪路走行などの特定の運転状態にあるときは失火を誤判定し易いことから、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットし、Ｓ１２０に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットを０にリセットすると共に、ＮＤＩＳＴ（カウンタ。後述）の値を０にリセットする。
【００４３】
他方、Ｓ１１４で否定されるときはＳ１２２に進み、前記したタイマＴＭＣＮＤの値が０に達したか否か、具体的にはモニタ条件の成立を否定する状況が解消されてから１ｓｅｃ経過したか、換言すればエンジン１０の運転状態が失火検出を行うのに安定したか否か判断する。
【００４４】
従って、Ｓ１２２で否定されるときはＳ１０４に進むと共に、肯定されるときはＳ１２４に進み、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは、モニタ条件、即ち、失火判定を許可する条件が成立したことを意味する。
【００４５】
続いて、上記した悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かの判断処理を説明する。
【００４６】
図４はその判断処理を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、各気筒のＴＤＣ付近、より具体的にはＡＴＤＣ１０度で実行される。
【００４７】
以下説明すると、先ずＳ２００において検出された車速Ｖが所定値＃ＶＬ（具体的には２０ｋｍ／ｈ）以上で、所定値＃ＶＨ（具体的には１２０ｋｍ／ｈ）未満か否か判断する。これは、悪路判定は車速がこの範囲にあるときに行えば足るためである。
【００４８】
従って、Ｓ２００で否定されるときは悪路判断自体が不要であることから、Ｓ２０２に進み、タイマ（ダウンカウンタ）ＮＤＳＴに所定値＃ＣＤＳＴ（具体的には１ｓｅｃ）をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、以降の処理をスキップする。
【００４９】
他方、Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０４に進み、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットが１にセットされているか否か判断する。否定されるときはモニタ条件が不成立で同様に悪路判断自体が不要であることからＳ２０２に進むと共に、肯定されるときはＳ２０６に進み、値ＤＩＳＴＮＣを算出する。
【００５０】
図５はその処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００５１】
先ずＳ３００において図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．１(n) の出力を算出する。この処理は、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第１のフィルタＦＩＬＴ．１を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第１の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．１の出力）を算出することに相当する。尚、この場合、車輪の回転速度ＴＮＣＤは、より詳しくは時間値を意味する。
【００５２】
また、この明細書および図面で、(n) および(n-m) は離散系のサンプル時間、換言すれば、図４、図５などのフロー・チャートのプログラムループ時刻を意味する。具体的には、(n) は今回の、(n-m) はｍ回前のプログラムループ時刻の値を意味する。
【００５３】
次いでＳ３０２に進み、図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．２(n) の出力を算出する。この処理は、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第２のフィルタＦＩＬＴ．２を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第２の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．２の出力）を算出することに相当する。
【００５４】
次いでＳ３０４に進み、算出したフィルタＦＩＬＴ．１，２の出力を乗算し、前記した値ＤＩＳＴＮＣを算出する。この値ＤＩＳＴＮＣは、車輪（駆動輪）の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）を意味する。尚、図５の処理については後述する。
【００５５】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２０８に進み、手動変速機６０で現在係合されているギヤ位置（変速段あるいは変速比）を適宜な手法で検出し、それに応じて車速Ｖと吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡから、値ＤＩＳＴＮＣＪＤをマップ検索する。値ＤＩＳＴＮＣＪＤは、上記した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣと比較されて車両が悪路を走行する特定の運転状態にあるか否かを判断するためのしきい値である。尚、これについても後述する。
【００５６】
図６は、その検索で使用されるマップの特性を示す説明図である。この実施の形態に係る手動変速機６０は前進６速（段）であることから、マップは、１，２速、３，４速および５，６速の３組が用意される。従って、検出されたギヤ位置が例えば３速とすると、３，４速のマップを選択し、車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡから検索してしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを算出することになる。
【００５７】
次いでＳ２１０に進み、前記したタイマＮＤＳＴの値が零に達したか否か判断する。これは、先に述べたタイマＴＭＣＮＤと同様、悪路判断を許可しない状況が解消されてから１ｓｅｃ経過したか、より具体的にはエンジン１０の運転状態が悪路判断を行うのに安定したか否か判断するためである。
【００５８】
Ｓ２１０で否定されるときはＳ２１２に進んでタイマ値を１つデクリメントすると共に、肯定されるときはＳ２１４に進み、前回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n-1) が、前回算出されたしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n-1) 以上か否か判断する。
【００５９】
ここで、図４フロー・チャートの説明を続ける前に、この悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣおよびしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤなどについて説明する。
【００６０】
車両が悪路などの凹凸の多い路面を走行すると、車輪が路面から離れたり、逆に強く接地する現象が生じることがあり、かかる現象が生じると、その影響がエンジン回転にも現れてエンジン回転が急激に変動する。従って、失火の誤判定を招く恐れがあることから、車両が悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かを精度良く判定する必要がある。その点で上記した従来技術にあっては車輪速度センサの出力パルス信号の周期の変動から悪路走行か否かを判定しているため、精度において十分に満足し難いものであった。
【００６１】
そこで、発明者達は知見を重ねた結果、車両の駆動系の持つ固有振動数に基づいて悪路判定パラメータを求めることで悪路走行などの特定の運転状態を精度良く判断できることを見い出した。即ち、車輪から車軸、さらに手動変速機６０からエンジン１０の回転系までに至る駆動系の持つ固有振動数は、それらの物理的な構造から一義的に決まる。この実施の形態に係る車両にあっては、その固有振動数は２Ｈｚであった。
【００６２】
図７は車両が（失火なく）悪路を走行したときの加振による、駆動系、より具体的には車輪の自由振動の応答を示す実測データ、図８は車両が（失火なく）平坦路を走行したときの同様の実測データ、および図９は平坦路において失火が生じたときの同様の実測データである。
【００６３】
図７に示す如く、フーリエ変換を用いて得た車速変動の周波数特性に着目すると、悪路を走行した場合、同図に符号ｈで示すように、固有振動数（周波数）２Ｈｚの付近で振動値の振幅は大きくなると共に、周波数が高くなるにつれて次第に減衰する一方、符号ｉで示すように、１０Ｈｚから１５Ｈｚの間でも振動値の振幅が比較的大きくなるのが知見された。他方、図８に示す如く、平坦路を走行するときは、このような振幅の変化は見られなかった。
【００６４】
また、図９に示す如く、失火が発生したとき、固有振動数に相当する２Ｈｚとその整数倍の４Ｈｚ，６Ｈｚなどで振幅が大きくなってスパイクが見られたが、固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数。例えば１３Ｈｚ）では、そのようなスパイクは見られなかった。
【００６５】
このように、車両が悪路を走行するとき、車両の駆動系の固有振動数（所定周波数）２Ｈｚ付近で車速変動が大きくなると共に、１０Ｈｚから１５Ｈｚなど、固有振動数より大きく、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数、例えば１３Ｈｚで車速変動は大きくなるが、２Ｈｚ周期で失火が発生したとしても、１３Ｈｚでは変動が現れない。このことは、悪路と失火の影響とが区別可能であることを意味する。
【００６６】
そこで、発明者達はかかる知見に基づき、図５のＳ３００で定義されるようなフィルタＦＩＬＴ．１を用い、その出力を算出することで車輪速度センサ６２の２Ｈｚ分に相当する成分を抽出（算出）すると共に、Ｓ３０２で定義されるようなフィルタＦＩＬＴ．２を用い、その出力を算出することで車輪速度センサ６２の１３Ｈｚ分に相当する成分を抽出（算出）するようにした。即ち、演算量が多いフーリエ変換に代え、実時間で処理可能なデジタルフィルタを用いて処理するようにした。
【００６７】
従って、フィルタＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）が車輪速度センサ６２の出力信号の中の所定の周波数（固有振動数）を通過させるバンドパスフィルタに相当し、フィルタＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）が、前記所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の非整数倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタに相当する。
【００６８】
尚、上記で、固有振動数より大きく、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数、例えば１３Ｈｚとしたのは、固有振動数より少しだけ大きい場合にはその影響を受ける一方、極めて大きい場合には信号そのものが減衰することから、両者を勘案して１１Ｈｚから１３Ｈｚ、例えば１３Ｈｚとした。
【００６９】
また、算出したフィルタＦＩＬＴ．１およびＦＩＬＴ．２の出力を乗算し、よって得た積を悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣとすると共に、それに比較されるべきしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを実験を通じて求めておき、ギヤ位置に応じて車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索するようにした。
【００７０】
これにより、図１０（ａ）に示す如く、悪路走行時には、失火の有無に関わらず、車速Ｖが符号ｊで示すように変動して失火の誤判定の一因となるが、同図（ｂ）に示す如く、悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、後述するように、パラメータがしきい値を超えたとき、超えた回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントし、カウンタ値が所定値に達したとき、悪路と判定することで、悪路走行を精度良く判定することができる。それによってモニタ条件が成立しないと判定することで、失火の誤判定を回避することができる。
【００７１】
ここで、フィルタＦＩＬＴ．１とＦＩＬＴ．２の出力の積を求めてパラメータとしたのは、悪路走行時には２Ｈｚ成分と１３Ｈｚ成分が共にある程度以上の値になるからである。また、失火時には両者のいずれかが零（あるいは微少な値）となって積として零（あるいは微少の値）となってしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ未満となり、失火による回転変動を排除して路面の凹凸による回転変動のみを抽出できるからである。
【００７２】
尚、しきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索自在としたのは、これらによって主として車両の駆動系の振動特性およびエンジンの駆動トルクから悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣの値が決定されるためである。また、しきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤをギヤ位置で相違させたのは、ギヤ位置によって車両の駆動系の振動特性が変わり、パラメータＤＩＳＴＮＣの値が変化するためである。
【００７３】
図４の説明に戻ると、Ｓ２１４で前回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n-1) が前回算出したしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n-1) 以上と判断されるときは以降の処理をスキップすると共に、否定されるときはＳ２１６に進み、今回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n) が同様に今回算出したしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n) 以上か否か判断する。
【００７４】
そしてＳ２１６で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２１８に進み、カウンタＮＤＩＳＴの値を１つインクリメントする。図１０（ｃ）にその処理を示す。
【００７５】
このように、Ｓ２１４とＳ２１６の処理は、悪路判定パラメータが初めてしきい値以上となった場合の回数のみをカウントするための処理であり、換言すれば、前回以前に悪路判定パラメータがしきい値以上となった場合および悪路判定パラメータが今回しきい値未満となった場合を除外するための作業である。
【００７６】
次いでＳ２２０に進み、カウンタＮＤＩＳＴの値が所定値＃ＮＤＩＳＴＪＤ（具体的には１０回）以上となったか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２２２に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは、悪路走行などの特定運転状態にあると判定したことを意味する。
【００７７】
図２に戻って失火判定などの説明を続けると、Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、クランクシャフトの回転変動を計測する。即ち、前記した３０度ごとのクランク角度信号からクランク角度１２０度分の回転時間ＴＲＥＶ(n) を計測し、前回のプログラムループ時の回転時間ＴＲＥＶ(n-1) との偏差ΔＴＲＥＶ(n) を算出する。そして、前回算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-1) 、２回前（前前回）に算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-2) 、および３回前に算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-3) の平均値を算出し、その平均値と算出した偏差ΔＴＲＥＶ(n) の差を求めて回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) とする。
【００７８】
次いでＳ１４に進み、失火判定を行う。即ち、先ずエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから予め設定されたマップ（特性図示省略）を検索して失火判定値ＭＦＤＥＬを適宜な手法で算出し、失火判定値ＭＦＤＥＬを回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) と比較し、回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) が失火判定値ＭＦＤＥＬを超えるとき、失火と判定してフラグＦ．ＭＦを１にセットすると共に、回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) が失火判定値ＭＦＤＥＬ以下のとき、失火ではないと判定してフラグＦ．ＭＦを０にリセットする。
【００７９】
尚、前記の如く、「失火」とは、燃料供給系のフェールに起因すると点火系のフェールに起因するとを問わず、さらには火花放電が発生したと否とを問わず、燃焼が生じない場合を全て含む意味する。
【００８０】
次いでＳ１６に進み、フラグＦ．ＭＦのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１８に進み、前記した気筒判別信号に基づいて失火と判定された気筒を判別する。換言すれば、エンジン１０に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する。
【００８１】
次いでＳ２０に進み、気筒別に設けられた失火回数カウンタＮＭＦの中、該当する気筒のカウンタの値を１つインクリメントし、Ｓ２２に進み、Ｓ１２以降の処理で失火判定を行ったＴＤＣ数が所定値Ｃ（具体的には３０００回）を超えたか否か判断する。Ｓ２２で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２４に進み、異常判定を行う。尚、所定値Ｃは、６００回などとしても良い。
【００８２】
異常判定は、具体的には、気筒別に設けられた失火回数カウンタＮＭＦの値を通算して６気筒については失火回数の合算値を求め、合算値が所定値を超えたとき、エンジン１０が異常と判定する。あるいは、いずれかの気筒の失火回数カウンタＮＭＦの値が別途設定された値を超えたときも、エンジン１０が異常と判定するようにしても良い。
【００８３】
次いでＳ２６に進み、失火回数カウンタＮＭＦの値をリセットする。尚、Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、Ｓ１６で否定されるときはＳ２２に進む。また、Ｓ２２で否定されるときは、以降の処理をスキップする。
【００８４】
この実施の形態は上記の如く構成したので、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時には誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００８５】
具体的には、所定の周波数成分として例えば車両の駆動系の固有振動数を選択して第１のフィルタを介してその周波数成分を抽出すると共に、第２のフィルタを介して所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の非整数倍に相当する周波数、例えば失火の影響が車輪速度センサ６２の出力信号に現れ難い周波数成分を選択することで、悪路による車輪速度センサ６２の出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサ６２の出力信号の変動を排除することができる。
【００８６】
即ち、前記所定の周波数の非整数倍に相当する周波数を選択するようにしたので、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時には誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００８７】
図１１は、この発明の第２の実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を示す、図５と同様の悪路判定パラメータの算出処理を示すフロー・チャートである。
【００８８】
同図を参照して第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する前に、図１２を参照して第２の実施の形態に係る装置の課題について説明する。
【００８９】
１気筒連続失火、２気筒連続失火などのサイクルごとに発生する失火では、失火による回転変動は、エンジン回転数に比例する成分が主となる。尚、サイクルごとに発生する失火（以下「サイクル失火」という）とは、図１２に示すような失火、即ち、エンジン１０において第１気筒に始まって第６気筒で終わる燃焼を１サイクルとすると、図示のようなサイクルごとに同じパターンが繰り返されるような失火を意味する。
【００９０】
このようなサイクル失火では、エンジン１０において例えば１気筒連続失火の状態で１２００ｒｐｍで回転している場合、１ｓｅｃの間に１０サイクル、即ち、１０Ｈｚ成分が大きくなる。
【００９１】
また、このようなサイクル失火が発生しているとき、失火による回転変動が２Ｈｚおよび１３Ｈｚの成分を持つエンジン回転数を計算すると、２４０ｒｐｍおよび１５６０ｒｐｍとなる。前記した駆動系の固有振動数である２Ｈｚが大きくなる２４０ｒｐｍについては第１の実施の形態の図３のＳ１００で述べた＃ＮＭＦＬ（アイドル回転数相当。失火検知の下限回転数）以下のため、支障ない。
【００９２】
１３Ｈｚ成分が発生する１５６０ｒｐｍに関しても、そのような回転変動が生じても、それより低い周波数である２Ｈｚ成分が励起されないので、第１の実施の形態で述べた２Ｈｚ成分と１３Ｈｚ成分を乗じて得た悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣで悪路か失火か精度良く判別することができる。このように、サイクル失火では、２Ｈｚ成分が甚だしくなる回転数がアイドル回転数以下にあって十分に低いため、問題ない。
【００９３】
しかしながら、数サイクルおきにランダムに発生する失火では、アイドル回転数から３０００ｒｐｍ程度までの常用回転域で２Ｈｚ成分が大きくなる可能性がある。尚、ここで、数サイクルおきにランダムに発生する失火（以下「ランダム失火」という）とは、失火発生が等間隔であり、かつサイクル中の失火がランダムに選択された気筒で発生するような失火を意味する。
【００９４】
従って、例えば、２％のランダム失火とは、図１３に示すように、４９ＴＤＣごとに発生する単発失火を意味する（実失火率＝１／４９＝２．０４％）。図示の６気筒のエンジン１０についてより一般的にいえば、エンジン回転数［ｒｐｍ］ｘ、失火間隔［ＴＤＣ数］ｙで失火が発生しているときの間隔［Ｈｚ］Ｚは、Ｚ＝ｘ／（２０・ｙ）となる（サイクル失火と異なり、ランダム失火にあっては、失火間隔は、エンジン回転数に加え、何ＴＤＣおきに失火が発生しているかによって決まる）。
【００９５】
そして、このような４９ＴＤＣごとに失火が起こる２％のランダム失火の場合、エンジン１０が１９６０ｒｐｍで運転されると、失火間隔が２Ｈｚとなるため、１３Ｈｚ成分がある程度発生すると、第１の実施の形態で述べた悪路判定手法では失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認する恐れがある。
【００９６】
従って、第２の実施の形態に係る装置にあっては、かかるランダム失火が生じた場合であっても、失火と悪路走行（失火なし）を精度良く判別できるようにした。
【００９７】
上記を前提として図１１フロー・チャートを参照して第２の実施の形態に係る装置における悪路判定パラメータの算出を説明すると、先ずＳ４００において図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．１(n) の出力を算出する。第１の実施の形態と同様、フィルタＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）が車輪速度センサ６２の出力信号の中の所定の周波数（固有振動数）を通過させるバンドパスフィルタに相当し、この処理が、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第１のフィルタＦＩＬＴ．１を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第１の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．１の出力）を算出することに相当する。
【００９８】
次いでＳ４０２に進み、図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．２(n) の出力を算出する。フィルタＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）が前記所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の整数倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタに相当し、この処理が、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第２のフィルタＦＩＬＴ．２を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第２の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．２の出力）を算出することに相当する。
【００９９】
次いでＳ４０４に進み、算出したフィルタＦＩＬＴ．１，２の出力に基づき、図示の式に従って悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを算出する。尚、残余の処理は、第１の実施の形態と異ならない。
【０１００】
ここで、第２の実施の形態に係る装置における悪路判定パラメータの算出を説明すると、上記したように、ランダム失火において失火間隔が２Ｈｚとなるような回転数でエンジン１０が運転されるとき、１３Ｈｚ成分がある程度発生すると、第１の実施の形態で述べた悪路判定手法では失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認する恐れがある。
【０１０１】
他方、２Ｈｚ間隔で失火が発生している場合の車速変動の周波数特性（フーリエ変換結果）に着目すると、第１の実施の形態において図９に示すように、失火が発生したとき、失火間隔（固有振動数に相当する２Ｈｚ）の整数倍成分の高調波が発生するのに対し、（失火なしの）悪路走行では図７に示すように、かかる高調波は発生しない。このことは、高調波成分と２Ｈｚ成分の関係から、（失火なしの）悪路走行と失火発生の有無が判別可能なことを意味する。
【０１０２】
第２の実施の形態はかかる知見に基づいてなされたものであり、ＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）で第１の実施の形態と同様の固有振動数に相当する２Ｈｚ成分を抽出すると共に、ＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）では、２Ｈｚ周期で失火が発生するときに変動が現れ難い固有振動数の非整数倍に相当する周波数（例えば１３Ｈｚ）に代え、整数倍の高調波成分、例えば８Ｈｚを抽出するようにした。
【０１０３】
具体的には、図１１フロー・チャートのＳ４０４に示すように、ＦＩＬＴ．１の出力を自乗して２Ｈｚ成分を強調すると共に、ＦＩＬＴ．２の出力から得た２Ｈｚ間隔で失火したときに現れる８Ｈｚ成分の積算値（より正確にはＦＩＬＴ．２の出力の絶対値の所定回（例えば２０回）分の積算値）で除算して悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを算出することで：実際に失火が発生するときに悪路判定パラメータが増大するのを防止するようにした。さらに、分母に１を加えることで、８Ｈｚ成分がほとんど現れない非失火時に、分母が０に近くなって商が無限大となるのを防止するようにした。
【０１０４】
第２の実施の形態は上記の如く構成したので、悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを（失火なしに）悪路を走行するときに大きな値とすることができる一方、失火が発生したときはほぼ０とすることができる。よって失火と悪路走行を精度良く判別することができ、失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認することがなく、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【０１０５】
尚、第２の実施の形態において、ＦＩＬＴ．２で２Ｈｚ（固有振動数）の整数倍の高調波成分として８Ｈｚ成分を抽出するようにしたが、それに限られるものではなく、車両の駆動系の固有振動数の整数次成分であれば良い。
【０１０６】
ただし、図１４に示すように、２次成分（４Ｈｚ）の場合、フィルタを介して抽出するとき、符号ａで示す領域で２Ｈｚ（固有振動数相当）との分離が困難となって失火と悪路走行の判別精度が低下する。尚、同図で符号ｂで示す領域は４次（８Ｈｚ）成分の場合を示し、２次の場合に比して分離困難な領域が減少しているので、支障ない。さらに、図９に示すように、６次以上（１２Ｈｚ以上）の成分の場合、失火時に発生する高調波の振幅が減衰することから、同様に失火と悪路走行の判別精度が低下する。
【０１０７】
上記から、ＦＩＬＴ．２で抽出すべき固有振動数の整数倍の高調波成分として３次から５次（６Ｈｚから１０Ｈｚ）程度を抽出するのが望ましい。また、積算回数を２０回としたが、それに限られるものではないことはいうまでもない。
【０１０８】
第１の実施の形態は上記の如く、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関（エンジン）１０の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度（具体的には３０度）ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段（カムシャフトセンサ３６）、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段（Ｓ１２，Ｓ１６）、前記車両の車輪の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する車輪速度センサ６２、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数（例えば２Ｈｚ）を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値（幅）ＦＩＬＴ．１を算出する第１の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ３００）、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数、例えば１３Ｈｚ）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値ＦＩＬＴ．１を算出する第２の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ３０２）、前記第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）ＤＩＳＴＮＣを算出し（Ｓ２０６，Ｓ３０４）、前記算出したパラメータに基づいて、より具体的には前記算出したパラメータをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、前記算出パラメータが前記しきい値以上となった回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える、悪路走行などの特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段（Ｓ２００からＳ２２２）、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段（Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１０）を備える如く構成した。
【０１１０】
また、第２の実施の形態にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関（エンジン）１０の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度（具体的には３０度）ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段（カムシャフトセンサ３６）、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段（Ｓ１２，Ｓ１６）、前記車両の車輪の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する車輪速度センサ６２、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数（例えば２Ｈｚ）を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値（幅）ＦＩＬＴ．１を算出する第１の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ４００）、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波、具体的には３次から５次の高調波に相当する周波数、例えば８Ｈｚ）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値ＦＩＬＴ．１を算出する第２の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ４０２）、前記第１の変動値算出手段の算出値を第２の変動値算出手段の算出値で除算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）ＤＩＳＴＮＣを算出し（Ｓ２０６，Ｓ４０４）、前記算出したパラメータに基づいて、より具体的には前記算出したパラメータをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、前記算出パラメータが前記しきい値以上となった回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える、悪路走行などの特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段（Ｓ２００からＳ２２２）、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段（Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１０）を備える如く構成した。
【０１１１】
尚、上記において、クランク角度１２０度分の回転時間などから失火を判定したが、失火判定手法はこれに限られるものではなく、この発明は、エンジンの回転変動から検出するものであれば、どのような手法にも妥当する。
【０１１２】
また、手動変速機を備える車両を例にとって説明したが、この発明は、手動変速機に代えて自動変速機を備える車両についても同様に妥当する。
【０１１３】
また、図２フロー・チャートなどに関して述べた各種の変数の具体値は一例であり、それに限定されるものではないことはいうまでもない。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。また、悪路による車輪速度センサの出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができる。即ち、固有振動数の非整数倍に相当する周波数を選択することで、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【０１１６】
請求項２項の場合、請求項１項と逆に、第２のフィルタを介して固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の整数倍に相当する周波数成分を選択するようにした。この結果、ランダムに失火が発生して前記した車両の駆動系の固有振動数で失火が発生したとき、その整数倍の高調波成分を選択し、かかる第１、第２のフィルタを用いて得た第１、第２の変動値算出手段の出力から、第１のフィルタの出力を第２のフィルタのそれで除算することで、車輪速度センサの出力信号の変動が失火によるものなのか、悪路走行などの特定の運転状態によるものなのかを一層精度良く判別することができる。これによって、例えば、失火を悪路走行などと誤判定して失火判定を禁止することがなく、失火の誤判定を一層確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１つの実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を概略的に示す全体図である。
【図２】図１装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートで言及される、（失火判定許可条件）モニタ条件の成立・不成立の判定処理を示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで言及される、悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かの判断処理を示すフロー・チャートである。
【図５】図４フロー・チャートの悪路判定パラメータの算出処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図４フロー・チャートのしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤの検索で使用されるマップの特性を示す説明図である。
【図７】車両が悪路を走行したときの加振による、駆動系、より具体的には車輪の自由振動の応答を示す実測データである。
【図８】車両が平坦路を走行したときの同様の実測データである。
【図９】車両が平坦路を走行したときに失火が生じた場合の同様の実測データである。
【図１０】車両が悪路を走行しているときの車速などの経時的な変動を示す実測データである。
【図１１】この発明の第２の実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を示す、図５と同様のフロー・チャートである。
【図１２】第２の実施の形態に係る装置の動作を理解するためのサイクル失火の説明図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る装置の動作を理解するためのランダム失火の説明図である。
【図１４】第２の実施の形態における第２のフィルタ（ＦＩＬＴ．２）で抽出すべき固有振動数の整数倍の高調波成分の範囲を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
２０ 気筒
２８ 燃焼室
３０ 点火プラグ
３６ カムシャフトセンサ（回転信号出力手段）
４４ 絶対圧センサ
６０ 手動変速機
６２ 車輪速度センサ
７０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用多気筒内燃機関の失火検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された内燃機関の運転中に失火が生じると、運転性能や燃費性能を悪化させると共に、未燃焼ガスが排気系でアフタファイヤを生じて排気ガス浄化装置に悪影響を与える恐れがあることから、失火が生じたときは早期に検出するのが望ましい。
【０００３】
他方、車両の走行状態は様々であり、悪路を走行するときなど、失火判定を行うと誤判定を招き易い。従って、悪路走行など失火判定を行うと誤判定を招き易い特定の運転状態を精度良く検知し、失火判定を禁止する必要がある。その意図から、例えば、特許第２９７６６８４号公報記載の技術にあっては、車輪速度センサが出力するパルス信号の周期を測定すると共に、所定数のパルス信号群の平均値を算出し、前回算出した平均値との差を求めて変動量とし、その変動量を所定値と比較することで悪路走行など失火判定に影響を与える、即ち、失火の誤判定を招き易い特定の運転状態にあるか否か判断し、そのような運転状態にあるときは失火判定を禁止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術にあっては、車輪速度センサの出力パルスの周期を測定し、その変動量から判定するに止まっているため、失火による車輪速度の変動と悪路走行などの特定の運転状態での車輪速度の変動との区別が難しく、悪路走行など特定の運転状態にあるか否かの判定精度が、必ずしも十分に満足し難いものであった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態をより精度良く検知し、失火の誤判定をより確実に回避するようにした車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために請求項１項にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の非整数倍に相当する周波数を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、前記第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段を備える如く構成した。
【０００７】
上記の如く、車輪速度センサの出力信号に基づき、車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて車輪の回転速度の第１の変動値を算出し、同様に車輪速度センサの出力信号に基づき、固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数）を通過させる第２のフィルタを用いて車輪の回転速度の第２の変動値を算出し、第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出し、その運転状態が検出されたとき、失火判定を禁止するようにしたので、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。また、悪路による車輪速度センサの出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができる。
【００１０】
即ち、車両の駆動系の固有振動数の非整数倍に相当する周波数を選択することで、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００１１】
請求項２項にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波に相当する周波数）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、前記第１の変動値算出手段の算出値を第２の変動値算出手段の算出値で除算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段を備える如く構成した。
【００１２】
請求項２項の場合、請求項１項と逆に、第２のフィルタを介して固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の整数倍に相当する周波数成分を選択するようにした。この結果、ランダムに失火が発生して前記した車両の駆動系の固有振動数で失火が発生したとき、その整数倍の高調波成分を選択し、かかる第１、第２のフィルタを用いて得た第１、第２の変動値算出手段の出力から、第１のフィルタの出力を第２のフィルタのそれで除算することで、車輪速度センサの出力信号の変動が失火によるものなのか、悪路走行などの特定の運転状態によるものなのかを一層精度良く判別することができる。これによって、例えば、失火を悪路走行などと誤判定して失火判定を禁止することがなく、失火の誤判定を一層確実に回避することができる。
【００１３】
尚、上記で、「失火」とは、燃料供給系のフェールに起因すると、点火系のフェールに起因するとを問わず、さらには火花放電が発生したと否とを問わず、燃焼が生じない場合を全て含む意味で使用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、この発明の１つの実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を概略的に示す全体図である。
【００１６】
図において、符号１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０はＶ型６気筒（多気筒）ＯＨＣエンジンである。簡略化のため、左右のバンク（図示せず）に３個ずつ配置された６個の気筒の中、１つの気筒についてのみ図示する。
【００１７】
エンジン１０において吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から吸入された吸気は、スロットルバルブ１６でその流量を調節されつつインテークマニホルド（吸気マニホルド）１８を流れ、それぞれの気筒２０の吸気バルブ２２まで流れる。
【００１８】
吸気バルブ２２の上流にはインジェクタ（燃料噴射弁）２４が設けられ、図示しない燃料供給系から圧送された燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、吸気バルブ２２が開放されるとき、それぞれの気筒２０の燃焼室２８に流入し、燃焼室２８を臨む位置に配置された点火プラグ３０によって第１、第４、第２、第５、第３、第６気筒の順に火花放電で着火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を駆動する。
【００１９】
燃焼後の排気ガスは排気バルブ３１およびエキゾーストマニホルド３２を経て排気管（図示せず）に流れ、そこで触媒装置（図示せず）で浄化されて大気に放出される。
【００２０】
エンジン１０においてカムシャフト３４の付近には複数個の電磁ピックアップからなるカムシャフトセンサ（回転信号出力手段）３６が配置され、第１気筒の所定のクランク角度で気筒判別信号を、６個の気筒のＴＤＣ付近の所定のクランク角度でＴＤＣ信号を、ＴＤＣを細分した３０度（所定回転角度）ごとにクランク角度信号（回転角度を示す信号）をパルスで出力する。また、シリンダブロック３８の冷却水路には水温センサ４０が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２１】
また、吸気管１２のスロットルバルブ１６の下流には絶対圧センサ４４が設けられ、スロットル弁下流の吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号を出力すると共に、スロットルバルブ１６にはスロットル開度センサ４６が接続され、スロットル開度ＴＨに比例した信号を出力する。さらに、吸気管１２の適宜位置には吸気温センサ４８が配置され、エンジン１０に吸入される外気の温度ＴＡに比例した信号を出力する。
【００２２】
また、エンジン１０が搭載される車両（図示せず）には前進６速（段）、後進１段の手動変速機（図に「Ｍ／Ｔ」と示す）６０が設けられ、エンジン１０の出力を変速して駆動輪（図示せず）に伝達する。また、ドライブシャフト（図示せず）の付近には、電磁ピックアップからなる車輪速度センサ６２が配置され、ドライブシャフトの所定回転角度、即ち、車輪の所定回転角度ごとに上記した駆動輪（車輪）の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する。
【００２３】
また、排気系には触媒装置下流に空燃比センサ（図示せず）が配置され、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する。
【００２４】
これらセンサ出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）７０へ送出される。
【００２５】
ＥＣＵ７０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ（全て図示せず）などを備えるマイクロコンピュータからなり、前記したカムシャフトセンサ３６と車輪速度センサ６２の出力はＥＣＵ７０内においてカウントされ、エンジン回転数ＮＥおよび車速Ｖが算出される。
【００２６】
ＥＣＵ７０において、ＣＰＵは、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）とから予め設定されてＲＯＭ内に格納されているマップを検索し、基本燃料噴射量（インジェクタ２４の開弁時間で示される）および基本点火時期を算出し、エンジン冷却水温ＴＷなどから算出した基本値を補正して出力燃料噴射量および出力点火時期を算出する。
【００２７】
次いで、ＣＰＵは、出力回路および駆動回路（共に図示せず）を介し、前記した気筒順で、算出した出力燃料噴射量に相当する時間だけインジェクタ２４を開弁させると共に、イグナイタ（図示せず）を介して出力点火時期に相当するクランク角度で点火プラグ３０に火花放電を生じさせて混合気を点火し、燃焼させる。
【００２８】
さらに、ＣＰＵは、後述するように、失火判定を行うと共に、判定結果に基づいてエンジン１０が異常か否か判定する。
【００２９】
次いで、図２フロー・チャートを参照し、その失火判定および異常判定、即ち、この実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を説明する。
【００３０】
図２は、その動作を示すメイン・フロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、各気筒のＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００３１】
以下説明すると、Ｓ１０においてフラグＦ．ＭＣＮＤのビットが１にセットされているか判断する。このフラグＦ．ＭＣＮＤは、続いて述べる失火判定を許可する条件（以下「モニタ条件」という）の成立・不成立を判定するルーチンにおいて、モニタ条件成立と判定されるとき、そのビットが１にセットされる。従って、この処理は、モニタ条件が成立しているか否か判断することを意味する。
【００３２】
理解の便宜上、図２フロー・チャートの説明を続ける前に、そのモニタ条件の成立・不成立を判定するルーチンについて先に説明する。
【００３３】
図３はその処理を示すフロー・チャートである。図示のプログラムも各気筒のＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００３４】
以下説明すると、先ずＳ１００において、検出されたエンジン回転数ＮＥが所定回転数＃ＮＭＦＬ（アイドル回転数相当。具体的には５００ｒｐｍ）を超えているか否か判断する。尚、この明細書および図面で＃を付した値は、予め設定された所定の値であることを示す。
【００３５】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０２に進んでタイマ（ダウンカウンタ。後述）ＴＭＣＮＤに所定値＃ＴＭＭＣＮＤ（具体的には１ｓｅｃ）をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、Ｓ１０４に進んでフラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットし、以降の処理をスキップする。フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットすることは、モニタ条件が成立しないと判定したことを意味する。
【００３６】
他方、Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０６に進み、検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定値＃ＴＷＭＦ（具体的には−１０℃）を超え、かつ吸気温ＴＡが所定値＃ＴＡＭＦ（具体的には−１０℃）を超え、かつエンジン回転数ＮＥが所定値＃ＮＭＦＨ（具体的には６３００ｒｐｍ）未満か否か判断する。
【００３７】
Ｓ１００およびＳ１０６の処理は、エンジン１０が失火検出すべき運転状態にあるか否か判断することを意味し、従ってＳ１０６で否定されるときはＳ１００で否定される場合と同様、Ｓ１０２に進むと共に、肯定されるときはＳ１０８に進み、フラグＦ．ＦＣのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００３８】
このフラグＦ．ＦＣは図示しない別のルーチンでＦＣ（フューエルカット。燃料供給停止）が実行されているときにそのビットが１にセットされることから、この処理は、エンジン１０への燃料（ガソリン燃料）の供給が停止されているか否かを判断することに相当する。
【００３９】
Ｓ１０８で肯定されるときはＳ１０２に進むと共に、否定されるときはＳ１１０に進み、検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値＃ＰＢＭＦ以上か否か判断する。所定値＃ＰＢＭＦは、エンジン回転数ＮＥから検索自在に設定される値である。失火検出はエンジン１０が仕事をしているときのみ行えば足ることから、この判断は、エンジン負荷が走行負荷を超えているか、換言すればエンジン１０が車両側から駆動されるモータリング状態にないことを確認するための処理である。
【００４０】
Ｓ１１０で否定されるときはモータリング状態にあって失火検出する必要がないことからＳ１０２に進むと共に、肯定されてエンジン１０がファイアリング状態にあると判断されるときはＳ１１２に進み、今回検出されたスロットル開度ＴＨと前回（即ち、前回プログラムループ時に）検出されたスロットル開度ＴＨの差分ＤＴＨを算出し、その絶対値が所定値＃ＤＴＨＭＦ（具体的には５度）を超えているか否か判断する。
【００４１】
これは、エンジン１０が急加減速状態にあるときは失火の誤判定の恐れがあることから、エンジン１０が急加減速状態にあるか否か判断するための処理である。従って、Ｓ１１２で肯定されるときは定常運転状態にないと判断してＳ１０２に進むと共に、否定されるときはＳ１１４に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００４２】
このフラグは、別のルーチンで悪路走行などの特定の運転状態にあると判定されるとき、そのビットが１にセットされる。尚、その判定処理については後述する。Ｓ１１４で肯定されるときはＳ１１６に進み、前記したタイマＴＭＣＮＤに所定値＃ＴＭＭＣＮＤをセットしてダウンカウント（時間計測）を開始する。次いでＳ１１８に進み、先に述べたように悪路走行などの特定の運転状態にあるときは失火を誤判定し易いことから、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを０にリセットし、Ｓ１２０に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットを０にリセットすると共に、ＮＤＩＳＴ（カウンタ。後述）の値を０にリセットする。
【００４３】
他方、Ｓ１１４で否定されるときはＳ１２２に進み、前記したタイマＴＭＣＮＤの値が０に達したか否か、具体的にはモニタ条件の成立を否定する状況が解消されてから１ｓｅｃ経過したか、換言すればエンジン１０の運転状態が失火検出を行うのに安定したか否か判断する。
【００４４】
従って、Ｓ１２２で否定されるときはＳ１０４に進むと共に、肯定されるときはＳ１２４に進み、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは、モニタ条件、即ち、失火判定を許可する条件が成立したことを意味する。
【００４５】
続いて、上記した悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かの判断処理を説明する。
【００４６】
図４はその判断処理を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、各気筒のＴＤＣ付近、より具体的にはＡＴＤＣ１０度で実行される。
【００４７】
以下説明すると、先ずＳ２００において検出された車速Ｖが所定値＃ＶＬ（具体的には２０ｋｍ／ｈ）以上で、所定値＃ＶＨ（具体的には１２０ｋｍ／ｈ）未満か否か判断する。これは、悪路判定は車速がこの範囲にあるときに行えば足るためである。
【００４８】
従って、Ｓ２００で否定されるときは悪路判断自体が不要であることから、Ｓ２０２に進み、タイマ（ダウンカウンタ）ＮＤＳＴに所定値＃ＣＤＳＴ（具体的には１ｓｅｃ）をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、以降の処理をスキップする。
【００４９】
他方、Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０４に進み、フラグＦ．ＭＣＮＤのビットが１にセットされているか否か判断する。否定されるときはモニタ条件が不成立で同様に悪路判断自体が不要であることからＳ２０２に進むと共に、肯定されるときはＳ２０６に進み、値ＤＩＳＴＮＣを算出する。
【００５０】
図５はその処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００５１】
先ずＳ３００において図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．１(n) の出力を算出する。この処理は、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第１のフィルタＦＩＬＴ．１を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第１の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．１の出力）を算出することに相当する。尚、この場合、車輪の回転速度ＴＮＣＤは、より詳しくは時間値を意味する。
【００５２】
また、この明細書および図面で、(n) および(n-m) は離散系のサンプル時間、換言すれば、図４、図５などのフロー・チャートのプログラムループ時刻を意味する。具体的には、(n) は今回の、(n-m) はｍ回前のプログラムループ時刻の値を意味する。
【００５３】
次いでＳ３０２に進み、図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．２(n) の出力を算出する。この処理は、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第２のフィルタＦＩＬＴ．２を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第２の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．２の出力）を算出することに相当する。
【００５４】
次いでＳ３０４に進み、算出したフィルタＦＩＬＴ．１，２の出力を乗算し、前記した値ＤＩＳＴＮＣを算出する。この値ＤＩＳＴＮＣは、車輪（駆動輪）の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）を意味する。尚、図５の処理については後述する。
【００５５】
図４フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２０８に進み、手動変速機６０で現在係合されているギヤ位置（変速段あるいは変速比）を適宜な手法で検出し、それに応じて車速Ｖと吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡから、値ＤＩＳＴＮＣＪＤをマップ検索する。値ＤＩＳＴＮＣＪＤは、上記した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣと比較されて車両が悪路を走行する特定の運転状態にあるか否かを判断するためのしきい値である。尚、これについても後述する。
【００５６】
図６は、その検索で使用されるマップの特性を示す説明図である。この実施の形態に係る手動変速機６０は前進６速（段）であることから、マップは、１，２速、３，４速および５，６速の３組が用意される。従って、検出されたギヤ位置が例えば３速とすると、３，４速のマップを選択し、車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡから検索してしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを算出することになる。
【００５７】
次いでＳ２１０に進み、前記したタイマＮＤＳＴの値が零に達したか否か判断する。これは、先に述べたタイマＴＭＣＮＤと同様、悪路判断を許可しない状況が解消されてから１ｓｅｃ経過したか、より具体的にはエンジン１０の運転状態が悪路判断を行うのに安定したか否か判断するためである。
【００５８】
Ｓ２１０で否定されるときはＳ２１２に進んでタイマ値を１つデクリメントすると共に、肯定されるときはＳ２１４に進み、前回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n-1) が、前回算出されたしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n-1) 以上か否か判断する。
【００５９】
ここで、図４フロー・チャートの説明を続ける前に、この悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣおよびしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤなどについて説明する。
【００６０】
車両が悪路などの凹凸の多い路面を走行すると、車輪が路面から離れたり、逆に強く接地する現象が生じることがあり、かかる現象が生じると、その影響がエンジン回転にも現れてエンジン回転が急激に変動する。従って、失火の誤判定を招く恐れがあることから、車両が悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かを精度良く判定する必要がある。その点で上記した従来技術にあっては車輪速度センサの出力パルス信号の周期の変動から悪路走行か否かを判定しているため、精度において十分に満足し難いものであった。
【００６１】
そこで、発明者達は知見を重ねた結果、車両の駆動系の持つ固有振動数に基づいて悪路判定パラメータを求めることで悪路走行などの特定の運転状態を精度良く判断できることを見い出した。即ち、車輪から車軸、さらに手動変速機６０からエンジン１０の回転系までに至る駆動系の持つ固有振動数は、それらの物理的な構造から一義的に決まる。この実施の形態に係る車両にあっては、その固有振動数は２Ｈｚであった。
【００６２】
図７は車両が（失火なく）悪路を走行したときの加振による、駆動系、より具体的には車輪の自由振動の応答を示す実測データ、図８は車両が（失火なく）平坦路を走行したときの同様の実測データ、および図９は平坦路において失火が生じたときの同様の実測データである。
【００６３】
図７に示す如く、フーリエ変換を用いて得た車速変動の周波数特性に着目すると、悪路を走行した場合、同図に符号ｈで示すように、固有振動数（周波数）２Ｈｚの付近で振動値の振幅は大きくなると共に、周波数が高くなるにつれて次第に減衰する一方、符号ｉで示すように、１０Ｈｚから１５Ｈｚの間でも振動値の振幅が比較的大きくなるのが知見された。他方、図８に示す如く、平坦路を走行するときは、このような振幅の変化は見られなかった。
【００６４】
また、図９に示す如く、失火が発生したとき、固有振動数に相当する２Ｈｚとその整数倍の４Ｈｚ，６Ｈｚなどで振幅が大きくなってスパイクが見られたが、固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数。例えば１３Ｈｚ）では、そのようなスパイクは見られなかった。
【００６５】
このように、車両が悪路を走行するとき、車両の駆動系の固有振動数（所定周波数）２Ｈｚ付近で車速変動が大きくなると共に、１０Ｈｚから１５Ｈｚなど、固有振動数より大きく、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数、例えば１３Ｈｚで車速変動は大きくなるが、２Ｈｚ周期で失火が発生したとしても、１３Ｈｚでは変動が現れない。このことは、悪路と失火の影響とが区別可能であることを意味する。
【００６６】
そこで、発明者達はかかる知見に基づき、図５のＳ３００で定義されるようなフィルタＦＩＬＴ．１を用い、その出力を算出することで車輪速度センサ６２の２Ｈｚ分に相当する成分を抽出（算出）すると共に、Ｓ３０２で定義されるようなフィルタＦＩＬＴ．２を用い、その出力を算出することで車輪速度センサ６２の１３Ｈｚ分に相当する成分を抽出（算出）するようにした。即ち、演算量が多いフーリエ変換に代え、実時間で処理可能なデジタルフィルタを用いて処理するようにした。
【００６７】
従って、フィルタＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）が車輪速度センサ６２の出力信号の中の所定の周波数（固有振動数）を通過させるバンドパスフィルタに相当し、フィルタＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）が、前記所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の非整数倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタに相当する。
【００６８】
尚、上記で、固有振動数より大きく、かつ固有振動数の非整数倍に相当する周波数、例えば１３Ｈｚとしたのは、固有振動数より少しだけ大きい場合にはその影響を受ける一方、極めて大きい場合には信号そのものが減衰することから、両者を勘案して１１Ｈｚから１３Ｈｚ、例えば１３Ｈｚとした。
【００６９】
また、算出したフィルタＦＩＬＴ．１およびＦＩＬＴ．２の出力を乗算し、よって得た積を悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣとすると共に、それに比較されるべきしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを実験を通じて求めておき、ギヤ位置に応じて車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索するようにした。
【００７０】
これにより、図１０（ａ）に示す如く、悪路走行時には、失火の有無に関わらず、車速Ｖが符号ｊで示すように変動して失火の誤判定の一因となるが、同図（ｂ）に示す如く、悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、後述するように、パラメータがしきい値を超えたとき、超えた回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントし、カウンタ値が所定値に達したとき、悪路と判定することで、悪路走行を精度良く判定することができる。それによってモニタ条件が成立しないと判定することで、失火の誤判定を回避することができる。
【００７１】
ここで、フィルタＦＩＬＴ．１とＦＩＬＴ．２の出力の積を求めてパラメータとしたのは、悪路走行時には２Ｈｚ成分と１３Ｈｚ成分が共にある程度以上の値になるからである。また、失火時には両者のいずれかが零（あるいは微少な値）となって積として零（あるいは微少の値）となってしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ未満となり、失火による回転変動を排除して路面の凹凸による回転変動のみを抽出できるからである。
【００７２】
尚、しきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤを車速Ｖと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索自在としたのは、これらによって主として車両の駆動系の振動特性およびエンジンの駆動トルクから悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣの値が決定されるためである。また、しきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤをギヤ位置で相違させたのは、ギヤ位置によって車両の駆動系の振動特性が変わり、パラメータＤＩＳＴＮＣの値が変化するためである。
【００７３】
図４の説明に戻ると、Ｓ２１４で前回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n-1) が前回算出したしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n-1) 以上と判断されるときは以降の処理をスキップすると共に、否定されるときはＳ２１６に進み、今回算出した悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣ(n) が同様に今回算出したしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤ(n) 以上か否か判断する。
【００７４】
そしてＳ２１６で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２１８に進み、カウンタＮＤＩＳＴの値を１つインクリメントする。図１０（ｃ）にその処理を示す。
【００７５】
このように、Ｓ２１４とＳ２１６の処理は、悪路判定パラメータが初めてしきい値以上となった場合の回数のみをカウントするための処理であり、換言すれば、前回以前に悪路判定パラメータがしきい値以上となった場合および悪路判定パラメータが今回しきい値未満となった場合を除外するための作業である。
【００７６】
次いでＳ２２０に進み、カウンタＮＤＩＳＴの値が所定値＃ＮＤＩＳＴＪＤ（具体的には１０回）以上となったか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２２２に進み、フラグＦ．ＤＩＳＴのビットを１にセットする。このフラグのビットを１にセットすることは、悪路走行などの特定運転状態にあると判定したことを意味する。
【００７７】
図２に戻って失火判定などの説明を続けると、Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、クランクシャフトの回転変動を計測する。即ち、前記した３０度ごとのクランク角度信号からクランク角度１２０度分の回転時間ＴＲＥＶ(n) を計測し、前回のプログラムループ時の回転時間ＴＲＥＶ(n-1) との偏差ΔＴＲＥＶ(n) を算出する。そして、前回算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-1) 、２回前（前前回）に算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-2) 、および３回前に算出された偏差ΔＴＲＥＶ(n-3) の平均値を算出し、その平均値と算出した偏差ΔＴＲＥＶ(n) の差を求めて回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) とする。
【００７８】
次いでＳ１４に進み、失火判定を行う。即ち、先ずエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから予め設定されたマップ（特性図示省略）を検索して失火判定値ＭＦＤＥＬを適宜な手法で算出し、失火判定値ＭＦＤＥＬを回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) と比較し、回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) が失火判定値ＭＦＤＥＬを超えるとき、失火と判定してフラグＦ．ＭＦを１にセットすると共に、回転変動量ΔΔＴＲＥＶ(n) が失火判定値ＭＦＤＥＬ以下のとき、失火ではないと判定してフラグＦ．ＭＦを０にリセットする。
【００７９】
尚、前記の如く、「失火」とは、燃料供給系のフェールに起因すると点火系のフェールに起因するとを問わず、さらには火花放電が発生したと否とを問わず、燃焼が生じない場合を全て含む意味する。
【００８０】
次いでＳ１６に進み、フラグＦ．ＭＦのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１８に進み、前記した気筒判別信号に基づいて失火と判定された気筒を判別する。換言すれば、エンジン１０に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する。
【００８１】
次いでＳ２０に進み、気筒別に設けられた失火回数カウンタＮＭＦの中、該当する気筒のカウンタの値を１つインクリメントし、Ｓ２２に進み、Ｓ１２以降の処理で失火判定を行ったＴＤＣ数が所定値Ｃ（具体的には３０００回）を超えたか否か判断する。Ｓ２２で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２４に進み、異常判定を行う。尚、所定値Ｃは、６００回などとしても良い。
【００８２】
異常判定は、具体的には、気筒別に設けられた失火回数カウンタＮＭＦの値を通算して６気筒については失火回数の合算値を求め、合算値が所定値を超えたとき、エンジン１０が異常と判定する。あるいは、いずれかの気筒の失火回数カウンタＮＭＦの値が別途設定された値を超えたときも、エンジン１０が異常と判定するようにしても良い。
【００８３】
次いでＳ２６に進み、失火回数カウンタＮＭＦの値をリセットする。尚、Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、Ｓ１６で否定されるときはＳ２２に進む。また、Ｓ２２で否定されるときは、以降の処理をスキップする。
【００８４】
この実施の形態は上記の如く構成したので、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時には誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００８５】
具体的には、所定の周波数成分として例えば車両の駆動系の固有振動数を選択して第１のフィルタを介してその周波数成分を抽出すると共に、第２のフィルタを介して所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の非整数倍に相当する周波数、例えば失火の影響が車輪速度センサ６２の出力信号に現れ難い周波数成分を選択することで、悪路による車輪速度センサ６２の出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサ６２の出力信号の変動を排除することができる。
【００８６】
即ち、前記所定の周波数の非整数倍に相当する周波数を選択するようにしたので、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時には誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【００８７】
図１１は、この発明の第２の実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を示す、図５と同様の悪路判定パラメータの算出処理を示すフロー・チャートである。
【００８８】
同図を参照して第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する前に、図１２を参照して第２の実施の形態に係る装置の課題について説明する。
【００８９】
１気筒連続失火、２気筒連続失火などのサイクルごとに発生する失火では、失火による回転変動は、エンジン回転数に比例する成分が主となる。尚、サイクルごとに発生する失火（以下「サイクル失火」という）とは、図１２に示すような失火、即ち、エンジン１０において第１気筒に始まって第６気筒で終わる燃焼を１サイクルとすると、図示のようなサイクルごとに同じパターンが繰り返されるような失火を意味する。
【００９０】
このようなサイクル失火では、エンジン１０において例えば１気筒連続失火の状態で１２００ｒｐｍで回転している場合、１ｓｅｃの間に１０サイクル、即ち、１０Ｈｚ成分が大きくなる。
【００９１】
また、このようなサイクル失火が発生しているとき、失火による回転変動が２Ｈｚおよび１３Ｈｚの成分を持つエンジン回転数を計算すると、２４０ｒｐｍおよび１５６０ｒｐｍとなる。前記した駆動系の固有振動数である２Ｈｚが大きくなる２４０ｒｐｍについては第１の実施の形態の図３のＳ１００で述べた＃ＮＭＦＬ（アイドル回転数相当。失火検知の下限回転数）以下のため、支障ない。
【００９２】
１３Ｈｚ成分が発生する１５６０ｒｐｍに関しても、そのような回転変動が生じても、それより低い周波数である２Ｈｚ成分が励起されないので、第１の実施の形態で述べた２Ｈｚ成分と１３Ｈｚ成分を乗じて得た悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣで悪路か失火か精度良く判別することができる。このように、サイクル失火では、２Ｈｚ成分が甚だしくなる回転数がアイドル回転数以下にあって十分に低いため、問題ない。
【００９３】
しかしながら、数サイクルおきにランダムに発生する失火では、アイドル回転数から３０００ｒｐｍ程度までの常用回転域で２Ｈｚ成分が大きくなる可能性がある。尚、ここで、数サイクルおきにランダムに発生する失火（以下「ランダム失火」という）とは、失火発生が等間隔であり、かつサイクル中の失火がランダムに選択された気筒で発生するような失火を意味する。
【００９４】
従って、例えば、２％のランダム失火とは、図１３に示すように、４９ＴＤＣごとに発生する単発失火を意味する（実失火率＝１／４９＝２．０４％）。図示の６気筒のエンジン１０についてより一般的にいえば、エンジン回転数［ｒｐｍ］ｘ、失火間隔［ＴＤＣ数］ｙで失火が発生しているときの間隔［Ｈｚ］Ｚは、Ｚ＝ｘ／（２０・ｙ）となる（サイクル失火と異なり、ランダム失火にあっては、失火間隔は、エンジン回転数に加え、何ＴＤＣおきに失火が発生しているかによって決まる）。
【００９５】
そして、このような４９ＴＤＣごとに失火が起こる２％のランダム失火の場合、エンジン１０が１９６０ｒｐｍで運転されると、失火間隔が２Ｈｚとなるため、１３Ｈｚ成分がある程度発生すると、第１の実施の形態で述べた悪路判定手法では失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認する恐れがある。
【００９６】
従って、第２の実施の形態に係る装置にあっては、かかるランダム失火が生じた場合であっても、失火と悪路走行（失火なし）を精度良く判別できるようにした。
【００９７】
上記を前提として図１１フロー・チャートを参照して第２の実施の形態に係る装置における悪路判定パラメータの算出を説明すると、先ずＳ４００において図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．１(n) の出力を算出する。第１の実施の形態と同様、フィルタＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）が車輪速度センサ６２の出力信号の中の所定の周波数（固有振動数）を通過させるバンドパスフィルタに相当し、この処理が、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第１のフィルタＦＩＬＴ．１を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第１の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．１の出力）を算出することに相当する。
【００９８】
次いでＳ４０２に進み、図示の式で定義されるフィルタＦＩＬＴ．２(n) の出力を算出する。フィルタＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）が前記所定の周波数より高い周波数で、かつ前記所定の周波数の整数倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタに相当し、この処理が、車輪速度センサ６２の出力信号に基づき、第２のフィルタＦＩＬＴ．２を用いて車輪の回転速度ＴＮＣＤの第２の変動値（即ち、フィルタＦＩＬＴ．２の出力）を算出することに相当する。
【００９９】
次いでＳ４０４に進み、算出したフィルタＦＩＬＴ．１，２の出力に基づき、図示の式に従って悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを算出する。尚、残余の処理は、第１の実施の形態と異ならない。
【０１００】
ここで、第２の実施の形態に係る装置における悪路判定パラメータの算出を説明すると、上記したように、ランダム失火において失火間隔が２Ｈｚとなるような回転数でエンジン１０が運転されるとき、１３Ｈｚ成分がある程度発生すると、第１の実施の形態で述べた悪路判定手法では失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認する恐れがある。
【０１０１】
他方、２Ｈｚ間隔で失火が発生している場合の車速変動の周波数特性（フーリエ変換結果）に着目すると、第１の実施の形態において図９に示すように、失火が発生したとき、失火間隔（固有振動数に相当する２Ｈｚ）の整数倍成分の高調波が発生するのに対し、（失火なしの）悪路走行では図７に示すように、かかる高調波は発生しない。このことは、高調波成分と２Ｈｚ成分の関係から、（失火なしの）悪路走行と失火発生の有無が判別可能なことを意味する。
【０１０２】
第２の実施の形態はかかる知見に基づいてなされたものであり、ＦＩＬＴ．１（第１のフィルタ）で第１の実施の形態と同様の固有振動数に相当する２Ｈｚ成分を抽出すると共に、ＦＩＬＴ．２（第２のフィルタ）では、２Ｈｚ周期で失火が発生するときに変動が現れ難い固有振動数の非整数倍に相当する周波数（例えば１３Ｈｚ）に代え、整数倍の高調波成分、例えば８Ｈｚを抽出するようにした。
【０１０３】
具体的には、図１１フロー・チャートのＳ４０４に示すように、ＦＩＬＴ．１の出力を自乗して２Ｈｚ成分を強調すると共に、ＦＩＬＴ．２の出力から得た２Ｈｚ間隔で失火したときに現れる８Ｈｚ成分の積算値（より正確にはＦＩＬＴ．２の出力の絶対値の所定回（例えば２０回）分の積算値）で除算して悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを算出することで：実際に失火が発生するときに悪路判定パラメータが増大するのを防止するようにした。さらに、分母に１を加えることで、８Ｈｚ成分がほとんど現れない非失火時に、分母が０に近くなって商が無限大となるのを防止するようにした。
【０１０４】
第２の実施の形態は上記の如く構成したので、悪路判定パラメータＤＩＳＴＮＣを（失火なしに）悪路を走行するときに大きな値とすることができる一方、失火が発生したときはほぼ０とすることができる。よって失火と悪路走行を精度良く判別することができ、失火発生を悪路走行（失火なしの）と誤認することがなく、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【０１０５】
尚、第２の実施の形態において、ＦＩＬＴ．２で２Ｈｚ（固有振動数）の整数倍の高調波成分として８Ｈｚ成分を抽出するようにしたが、それに限られるものではなく、車両の駆動系の固有振動数の整数次成分であれば良い。
【０１０６】
ただし、図１４に示すように、２次成分（４Ｈｚ）の場合、フィルタを介して抽出するとき、符号ａで示す領域で２Ｈｚ（固有振動数相当）との分離が困難となって失火と悪路走行の判別精度が低下する。尚、同図で符号ｂで示す領域は４次（８Ｈｚ）成分の場合を示し、２次の場合に比して分離困難な領域が減少しているので、支障ない。さらに、図９に示すように、６次以上（１２Ｈｚ以上）の成分の場合、失火時に発生する高調波の振幅が減衰することから、同様に失火と悪路走行の判別精度が低下する。
【０１０７】
上記から、ＦＩＬＴ．２で抽出すべき固有振動数の整数倍の高調波成分として３次から５次（６Ｈｚから１０Ｈｚ）程度を抽出するのが望ましい。また、積算回数を２０回としたが、それに限られるものではないことはいうまでもない。
【０１０８】
第１の実施の形態は上記の如く、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関（エンジン）１０の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度（具体的には３０度）ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段（カムシャフトセンサ３６）、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段（Ｓ１２，Ｓ１６）、前記車両の車輪の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する車輪速度センサ６２、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数（例えば２Ｈｚ）を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値（幅）ＦＩＬＴ．１を算出する第１の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ３００）、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の非整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波ではない周波数、例えば１３Ｈｚ）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値ＦＩＬＴ．１を算出する第２の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ３０２）、前記第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）ＤＩＳＴＮＣを算出し（Ｓ２０６，Ｓ３０４）、前記算出したパラメータに基づいて、より具体的には前記算出したパラメータをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、前記算出パラメータが前記しきい値以上となった回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える、悪路走行などの特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段（Ｓ２００からＳ２２２）、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段（Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１０）を備える如く構成した。
【０１１０】
また、第２の実施の形態にあっては、車両に搭載される車両用多気筒内燃機関（エンジン）１０の失火検出装置において、前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度（具体的には３０度）ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段（カムシャフトセンサ３６）、前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段（Ｓ１２，Ｓ１６）、前記車両の車輪の回転速度ＴＮＣＤを示す信号を出力する車輪速度センサ６２、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数（例えば２Ｈｚ）を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値（幅）ＦＩＬＴ．１を算出する第１の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ４００）、前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の整数倍に相当する周波数（換言すればそのｎ次高調波、具体的には３次から５次の高調波に相当する周波数、例えば８Ｈｚ）を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値ＦＩＬＴ．１を算出する第２の変動値算出手段（Ｓ２０６，Ｓ４０２）、前記第１の変動値算出手段の算出値を第２の変動値算出手段の算出値で除算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータ（悪路判定パラメータ）ＤＩＳＴＮＣを算出し（Ｓ２０６，Ｓ４０４）、前記算出したパラメータに基づいて、より具体的には前記算出したパラメータをしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤと比較し、前記算出パラメータが前記しきい値以上となった回数をカウンタＮＤＩＳＴでカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える、悪路走行などの特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段（Ｓ２００からＳ２２２）、および前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段（Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１０）を備える如く構成した。
【０１１１】
尚、上記において、クランク角度１２０度分の回転時間などから失火を判定したが、失火判定手法はこれに限られるものではなく、この発明は、エンジンの回転変動から検出するものであれば、どのような手法にも妥当する。
【０１１２】
また、手動変速機を備える車両を例にとって説明したが、この発明は、手動変速機に代えて自動変速機を備える車両についても同様に妥当する。
【０１１３】
また、図２フロー・チャートなどに関して述べた各種の変数の具体値は一例であり、それに限定されるものではないことはいうまでもない。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、悪路走行などの失火判定に影響を与える特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。また、悪路による車輪速度センサの出力信号の変動のみを抽出することができ、換言すれば、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができる。即ち、固有振動数の非整数倍に相当する周波数を選択することで、失火時に第１のフィルタの出力と第２のフィルタの出力の両方が同時に現れることがないため、失火による車輪速度センサの出力信号の変動を排除することができると共に、悪路による車輪速度センサの出力信号のみを抽出することができる。これによって、悪路走行などの特定の運転状態を、その失火時に誤って失火判定を禁止することなく、より精度良く検知することができ、失火の誤判定をより確実に回避することができる。
【０１１６】
請求項２項の場合、請求項１項と逆に、第２のフィルタを介して固有振動数より高い周波数で、かつ固有振動数の整数倍に相当する周波数成分を選択するようにした。この結果、ランダムに失火が発生して前記した車両の駆動系の固有振動数で失火が発生したとき、その整数倍の高調波成分を選択し、かかる第１、第２のフィルタを用いて得た第１、第２の変動値算出手段の出力から、第１のフィルタの出力を第２のフィルタのそれで除算することで、車輪速度センサの出力信号の変動が失火によるものなのか、悪路走行などの特定の運転状態によるものなのかを一層精度良く判別することができる。これによって、例えば、失火を悪路走行などと誤判定して失火判定を禁止することがなく、失火の誤判定を一層確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１つの実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置を概略的に示す全体図である。
【図２】図１装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートで言及される、（失火判定許可条件）モニタ条件の成立・不成立の判定処理を示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで言及される、悪路走行などの特定の運転状態にあるか否かの判断処理を示すフロー・チャートである。
【図５】図４フロー・チャートの悪路判定パラメータの算出処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図４フロー・チャートのしきい値ＤＩＳＴＮＣＪＤの検索で使用されるマップの特性を示す説明図である。
【図７】車両が悪路を走行したときの加振による、駆動系、より具体的には車輪の自由振動の応答を示す実測データである。
【図８】車両が平坦路を走行したときの同様の実測データである。
【図９】車両が平坦路を走行したときに失火が生じた場合の同様の実測データである。
【図１０】車両が悪路を走行しているときの車速などの経時的な変動を示す実測データである。
【図１１】この発明の第２の実施の形態に係る車両用多気筒内燃機関の失火検出装置の動作を示す、図５と同様のフロー・チャートである。
【図１２】第２の実施の形態に係る装置の動作を理解するためのサイクル失火の説明図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る装置の動作を理解するためのランダム失火の説明図である。
【図１４】第２の実施の形態における第２のフィルタ（ＦＩＬＴ．２）で抽出すべき固有振動数の整数倍の高調波成分の範囲を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
２０ 気筒
２８ 燃焼室
３０ 点火プラグ
３６ カムシャフトセンサ（回転信号出力手段）
４４ 絶対圧センサ
６０ 手動変速機
６２ 車輪速度センサ
７０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (2)
- 車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、
ａ．前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、
ｂ．前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、
ｃ．前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、
ｄ．前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、
ｅ．前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の非整数倍に相当する周波数を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、
ｆ．前記第１の変動値算出手段と第２の変動値算出手段の算出値を乗算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、
および
ｇ．前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段、
を備えたことを特徴とする車両用多気筒内燃機関の失火検出装置。 - 車両に搭載される車両用多気筒内燃機関の失火検出装置において、
ｈ．前記内燃機関の回転に応じて所定回転角度ごとに回転信号を出力する回転信号出力手段、
ｉ．前記回転信号出力手段が出力する回転信号に基づいて前記内燃機関に失火が発生したか否かを気筒ごとに判定する失火判定手段、
ｊ．前記車両の車輪の回転速度を示す信号を出力する車輪速度センサ、
ｋ．前記車輪速度センサの出力信号の中の前記車両の駆動系の固有振動数を通過させる第１のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第１の変動値を算出する第１の変動値算出手段、
ｌ．前記車輪速度センサの出力信号の中の前記固有振動数より高い周波数で、かつ前記固有振動数の整数倍に相当する周波数を通過させる第２のフィルタを用いて前記車輪の回転速度の第２の変動値を算出する第２の変動値算出手段、
ｍ．前記第１の変動値算出手段の算出値を第２の変動値算出手段の算出値で除算して得られる、前記車輪の回転速度の変動度合いを示すパラメータを算出し、前記算出したパラメータをしきい値と比較し、前記算出したパラメータが前記しきい値以上となった回数をカウントして前記失火判定手段による失火判定に影響を与える特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段、
および
ｎ．前記特定運転状態検出手段によって前記特定の運転状態が検出されたとき、前記失火判定手段による失火判定を禁止する失火判定禁止手段、
を備えたことを特徴とする車両用多気筒内燃機関の失火検出装置。
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