JP4461586B2 - 内燃機関用失火検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに発生する失火を検出する内燃機関用失火検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、エンジンに発生する失火を検出するものとして、特許第２９８２３８１号に開示される技術が知られている。この公報には、４気筒内燃機関において、爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第１の変動量）と、３６０°ＣＡ前の爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第２の変動量）との差に基づいて失火判定（以下、３６０°差分法と記す。）する技術が開示されている。
【０００３】
また、同様に２つの変動量から失火を検出する技術として、爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第１の変動量）と、７２０°ＣＡ前の爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第２の変動量）との差に基づいて失火判定（以下、７２０°差分法と記す。）を行うものが知られている。
【０００４】
ところが、３６０°差分法では、失火判定気筒と、この気筒の３６０°ＣＡ前の気筒とが共に連続して失火している場合は、失火により第１の変動量にあらわれる回転変動が第２の変動量により相殺されるために失火を検出できなくなる。
【０００５】
同様に、７２０°差分法の場合にも、特定の同一気筒が連続失火している際に、失火による回転変動が相殺されために失火を検出することができない。
【０００６】
このような特定パターンの失火を検出するための技術として、我々は特開平１０−５４２９５号公報に示される技術を提案した。この技術は、例えば８気筒内燃機関においては、爆発行程が連続する２つの気筒について、気筒別回転変動量を第１の変動量として算出するとともに、同一気筒の今回の回転速度と前回の回転速度との偏差を演算して回転変動量とし、この回転変動量を気筒数で除した値を第２の変動量として算出し、この第１、第２の２つの変動量の偏差に基づいて失火を判定することにより上記課題を解決している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記いずれの従来の技術においても、第１の変動量と第２の変動量とに基づいて失火を判定する、いわゆる差分法を用いているため、エンジン始動時や急加速時などの回転速度の上昇率が始めは大きく、その後小さくなる場合は失火を誤判定してしまう虞がある。
【０００８】
たとえば６気筒の内燃機関において３６０°差分法にて失火検出する場合を例にあげると、図４において、第１の変動量は「ωn-1−ωn」となり、３６０°差分法での第２の変動量は「ωn-4−ωn-3」となる。なお、ωnは今回の失火判定気筒ｎの回転速度、ωn-iは失火判定気筒ｎのｉ回前の失火判定気筒をあらわす。
【０００９】
ここでエンジン始動時のように、始めはエンジン回転速度の上昇率が大きく、その後上昇率が小さくなるような運転状態では、第２の変動量「ωn-4−ωn-3」が第１の変動量「ωn-1−ωn」に比べて大きくなるために、第１の変動量と第２の変動量との差（以下、最終変動量Δωという）が大きくなってしまう。
【００１０】
この問題は、７２０°差分法における第２の変動量、他の差分法における第２の変動量においても同様に生じる課題である。
【００１１】
これにより、図５に示すように始動時など、回転速度の変化率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態では、第２の変動量の影響により最終変動量Δωが大きくなってしまう。よって、上記従来技術では最終変動量Δωが失火を判定するための判定レベル（図中Ａ）を越え、失火が発生していないにも関わらず失火であると誤判定する虞がある。
【００１２】
そこで、本発明ではエンジン始動時や急加速時のようにエンジン回転速度の上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも失火を誤検出することのない内燃機関用失火検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明によれば、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段とにより失火を判定する第１の失火判定手段と、第１の変動量のみを用い、失火判定レベルと比較して失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時や加速時のとき、第２の失火判定手段により失火判定を行う。
【００１４】
このとき、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができ、失火の誤検出を防止することができる。
【００１５】
なお、本発明において第１の変動量は、連続する気筒間の回転速度の偏差、連続する気筒間の回転速度の比、連続する気筒間の所定回転に要した時間の偏差、連続する気筒間の所定回転に要した時間の比を含むものである。
【００１６】
また、本発明において第２の変動量は、２つの気筒間の回転速度の偏差、２つの気筒間の回転速度の比、２つの気筒間の所定回転に要した時間の偏差、２つの気筒間の所定回転に要した時間の比を含むものである。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定する。
【００１８】
このように３６０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１乃至請求項２に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出する。
【００２０】
このように７２０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差をこの整数で除した値を設定する手段であり、第２の失火判定手段は、第１の変動量算出手段と第２の変動量算出手段とに基づいて判定される。
【００２２】
よって、このような差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、内燃機関始動後、点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまで第２の失火判定手段により失火を判定する。
【００２４】
これにより、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある内燃機関始動後の所定期間内は、第２の失火判定手段で失火を検出するので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときに行われる。
【００２６】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一つの内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときに開始される。
【００２８】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、請求項７に記載の内燃機関用失火検出装置において、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上となってから前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火が判定され、その後は第１の失火判定手段により失火が判定される。
【００３０】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火を判定するので、このような運転状態における失火の誤判定を防止することができる。
【００３１】
また、その後は差分法を用いた第１の失火判定手段により失火を判定するので判定精度を向上させることができる。
【００３２】
請求項９の発明によれば、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第１の失火判定手段は、第１の変動量と第２の変動量との偏差が、第１の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定し、第２の失火判定手段は、第１の変動量が、第２の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定する。
【００３３】
これにより、第１、第２の失火判定手段において、それぞれの失火判定レベルを設定するので、精度よく失火を検出することができる。
【００３４】
請求項１０の発明によれば、第２の失火判定レベルは第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値とする。つまり、第２の失火判定手段により失火判定を実施する場合、機関回転速度が上昇している状態にあるので、失火による回転速度の低下があらわれにくくなる。
【００３５】
そこで、失火判定レベルを失火を検出し易い値とすることにより、第２の失火判定手段による失火検出精度を向上させることができる。
【００３６】
請求項１１の発明によれば、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段とにより失火を判定する第１の失火判定手段と、補正手段により第２の変動量を補正し、補正された第２の変動量と、第１の変動量とから失火を判定する第２の失火判定手段とを備え、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時や加速時のとき、第２の失火判定手段により失火判定を行う。
【００３７】
これにより、始動時や急加速時などの内燃機関の回転速度の変化率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量を補正した値を用いて第２の失火判定手段により失火判定を行うので、第２の変動量の影響を受けずに失火を誤検出することを防止することができる。
【００３８】
請求項１２の発明によれば、請求項１１に記載の内燃機関用失火検出装置において、第１の失火判定手段は、第１の変動量と前記第２の変動量との偏差が、第１の判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定し、第２の失火判定手段は、第１の変動量と補正された第２の変動量との偏差が、第２の判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定する。
【００３９】
これにより、第１、第２の失火判定手段にそれぞれの失火判定レベルを設定することができるので、精度よく失火を検出することができる。
【００４０】
請求項１３の発明によれば、請求項１２に記載の内燃機関用失火検出装置において、失火判定レベル設定手段は、第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値に第２の失火判定レベルを設定する。
【００４１】
これにより、始動時や急加速時などの内燃機関の回転速度の変化率が大きい時には第２の失火判定手段により失火判定を行うが、このときには失火判定レベルが第１の失火判定レベルより小さい第２の失火判定レベルに設定されるので、回転変動量の出にくい内燃機関の回転速度の変化率が大きい運転状態において、失火判定の精度を向上することができる。
【００４２】
請求項１４の発明によれば、請求項１１乃至請求項１３に記載の内燃機関用失火検出手段において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量よりも回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定する。
【００４３】
このように３６０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４４】
請求項１５の発明によれば、請求項１１乃至請求項１４に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出する。
【００４５】
このように７２０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４６】
請求項１６の発明によれば、請求項１１乃至請求項１５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差をこの整数で除した値を設定する手段であり、第２の失火判定手段は、第１の変動量算出手段と第２の変動量算出手段とに基づいて判定される。
【００４７】
よって、このような差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４８】
請求項１７の発明によれば、請求項１１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、補正手段は内燃機関の運転状態に基づいて第２の変動量を補正するための補正量を設定し、補正量に基づいて第２の変動量を補正する。
【００４９】
これにより、内燃機関の様々な運転状態に応じて第２の変動量に対する補正量を設定することができるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上させることができる。
【００５０】
請求項１８の発明によれば、請求項１７に記載の内燃機関用失火検出装置において、運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変動量である。
【００５１】
これにより、内燃機関の回転速度の変動量に応じて第２の変動量を補正する補正量が設定されるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上することができる。
【００５２】
請求項１９の発明によれば、請求項１８に記載の内燃機関用失火検出装置において、運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、第２の変動量算出手段により算出される第２の変動量である。
【００５３】
これにより、第２の変動量に応じてこの第２の変動量を補正する補正量が設定されるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上することができる請求項２０の発明によれば、請求項１１乃至請求項１９のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、内燃機関始動後、点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまで第２の失火判定手段により失火を判定する。
【００５４】
これにより、前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある内燃機関始動後の所定期間内は、第２の失火判定手段で失火を検出するので、失火の誤検出を防止することができる。
【００５５】
請求項２１の発明によれば、請求項１１乃至請求項２０のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときに行われる。
【００５６】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００５７】
請求項２２の発明によれば、請求項１１乃至請求項２１のいずれか一つの内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときに開始される。
【００５８】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００５９】
請求項２３の発明によれば、請求項１１乃至請求項２２に記載の内燃機関用失火検出装置において、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上となってから前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火が判定され、その後は第１の失火判定手段により失火が判定される。
【００６０】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火を判定するので、このような運転状態における失火の誤判定を防止することができる。
【００６１】
また、その後は差分法を用いた第１の失火判定手段により失火を判定するので判定精度を向上させることができる。
【００６２】
請求項２４の発明によれば、内燃機関始動後、所定期間は第２の失火判定手段により失火判定を行う。これにより、第２の変動量による失火誤判定を防止することができる。
【００６３】
請求項２５の発明によれば、内燃機関の加速後所定期間は第２の失火判定手段により失火判定を行う。これにより、第２の変動量による失火誤判定を防止することができる。
【００６４】
【実施の形態】
＜第１の実施例＞
本発明の実施の形態である第１実施例を示す。図１は、本発明の実施例における装置の概略構成図である。
【００６５】
図１において、１は６つの気筒からなり３気筒毎にＶ字型に配設された内燃機関（Ｖ型６気筒内燃機関）であり、２は図示しないエアクリーナから導入された吸入空気を内燃機関１内に導く吸気管である。３は吸気管２内の圧力を検出する吸気圧力センサであり、吸気管圧センサ３の検出信号は後述する電子制御装置９に入力される。
【００６６】
５は内燃機関１の図示しないクランク軸に配設され、所定クランク角毎に信号を出力して、内燃機関１の回転速度Ｎｅを求めるための回転角センサであり、３６０°ＣＡ(クランク角)で一回転する。６は同じくディストリビュータ７に内蔵され、気筒を判別するための信号を出力する基準位置センサであり、７２０°ＣＡで一回転する。この基準位置センサは、例えば第１気筒のピストン１３がもっとも上に来た時点毎（上死点：＃１ＴＤＣ）に信号を出力する。なお、回転角度センサ５、基準位置センサ６からの検出信号も後述する電子制御装置９に入力される。
【００６７】
８は内燃機関１の冷却水路に配設され、冷却水の温度を検出する水温センサであり、水温センサ８からの検出信号も後述する電子制御装置に入力される。９は上記各センサおよび図示しないセンサからの検出信号に基づいて燃料系および点火系の最適な制御量を演算し、インジェクタ１０およびイグナイタ１１等を的確に制御するための制御信号を出力する公知の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）である。
【００６８】
また、イグナイタ１１からの制御信号を受けて、点火コイル(図示せず)はディストリビュータ７を介して各気筒毎に設けられている点火プラグ(図示せず)に高電圧を供給する。点火プラグはこの高電圧により混合気を燃焼させるための火花を発生する。
【００６９】
また、ＥＣＵ９は演算処理を行う公知のＣＰＵ９ａ、制御プログラムおよび演算に必要な制御定数を記憶しておくための読み出し専用のＲＯＭ９ｂ、上記ＣＰＵ９ａ動作中に演算データを一時記憶するためのＲＡＭ９ｃ、ＣＰＵ９ａの非動作中に演算データを記憶するためのバックアップＲＡＭ９ｄおよびＥＣＵ９外部からの信号を入出力するためのＩ／Ｏポート９ｅにより構成されている。
【００７０】
１２はＥＣＵ９において内燃機関に失火発生等の何らかの異常が発生していると判断されたときに、内燃機関の異常を運転者等に知らせるための警告ランプである。１４は排気管、１５は排気ガス中の酸素濃度を検出するための空燃比センサである。
【００７１】
次にＥＣＵ９による失火判定について説明する。本実施例においてＥＣＵ９は第１の失火判定手段と第２の失火判定手段とを備えている。第１の失火判定手段は３６０°差分法、７２０°差分法等のいわゆる差分法による失火判定手段であり、第２の失火判定手段は連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量により失火を判定する手段である。
【００７２】
ここで、差分法とは連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量とこの第１の変動量に含まれる誤差を補正するための補正項である第２の変動量とにより失火を判定する方法である。
【００７３】
後述するように第１の変動量は、連続する２つの気筒間の回転速度の偏差から求められるが（例えば、ωn-1−ωn）、各気筒の回転速度はクランク軸に設けられた回転角センサ５の検出信号から演算される。なお、ωnは今回の失火判定気筒ｎの回転速度を、ωn-iはｉ回前の失火判定気筒を示す。
【００７４】
このとき、回転角センサ５の製造ばらつきや取り付け誤差（以下、回転角センサ５の公差という）により内燃機関が一定の回転速度で運転されていても第１の変動量Δωnが大きな値をとることがある。さらに、内燃機関の減速運転時には第１の変動量Δωnが大きくなり、これらの要因が重なると失火が発生していないにもかかわらず失火と誤判定する可能性がある。
【００７５】
そこで、失火の検出精度を向上するために、例えば３６０°差分法では、回転角センサ５の同一の歯で回転速度が検出されることになる３６０°ＣＡ前の気筒間の回転速度偏差を第２の変動量（６気筒内燃機関の場合、ωn-4−ωn-3）として算出し、この第１の変動量と第２の変動量とに基づいて、例えばこれらの偏差（Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-4−ωn-3））が所定の失火判定値より大きい時失火が発生していると判定するようにしている。この３６０°差分法では、回転角センサ５の公差だけでなく加減速時の第１の変動量の検出誤差も同時に補正できるという効果がある。
【００７６】
また、他の差分法として、第２の変動量を同一気筒の今回の回転速度と前回の回転速度との偏差を気筒数で除算（例えば６気筒内燃機関の場合、（ωn-7−ωn-1）／６）することにより演算し、第１の変動量と第２の変動量とに基づいて、例えばこれらの偏差（Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-1）／６）が所定の失火判定値より大きい時失火が発生していると判定するものもある。この場合、内燃機関減速時の第１の変動量の検出誤差を補正することはできるが、回転角センサ５の誤差は補正できないので、回転角センサ５の誤差を補正するための公差学習をすると良い。
【００７７】
しかしながらこのような差分法により失火判定する場合、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態、例えば内燃機関始動後所定期間や加速初期には第２の変動量が失火判定に悪影響を及ぼす。例えば、上述した３６０°差分法の場合、第１の変動量（ωn-1−ωn）より第２の変動量（−（ωn-4−ωn-3））の方が大きな値となり、この結果最終変動量Δωnの値が失火判定値より大きくなるおそれがある。
【００７８】
そこで、本実施例において、ＥＣＵ９は、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態では、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量により失火を判定する第２の失火判定手段により失火判定するようにしている。
【００７９】
また、ＥＣＵ９は第１の失火検出手段または第２の失火検出手段により失火が判定されるとカウンタをカウントアップする。そして、失火判定タイミングにおいてカウンタが最終的な失火判定レベルを越えていれば、失火と判定するようにしている。
【００８０】
失火判定タイミングは、失火による触媒への影響を考慮して、例えば、４００点火毎としても良いし、エミッションの悪化を考慮して１０００点火毎としても良い。また、２つの判定タイミングを組み合わせても良い。
【００８１】
次に、ＥＣＵ９内で実行される失火検出装置処理の一例を図２に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは説明を簡略化するため、第１の失火検出手段として６気筒の内燃機関において３６０°差分法による失火検出方法を用いた場合について説明する。
【００８２】
まず、ステップ１００では前回の割り込み時刻と今回の割り込み時刻との偏差から例えばクランク軸が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０（ｉ）を算出し、ステップ１０１へ進む。ステップ１０１では、今回の割り込みタイミングが上死点位置であるか否かを判定する。ここで、上死点位置ではないと判定されると、そのまま本ルーチンを終了する。一方、上死点位置であると判定されると割込み要求をみたし、ステップ１０２へ進む。
【００８３】
ステップ１０２では、ステップ１００にて算出したクランク軸が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０（ｉ）と、前回求めた時間Ｔ３０（ｉ−１）、前々回求めた時間Ｔ３０（ｉ−２）、および３回前に求めたＴ３０（ｉ−３）の４回の時間を累計することによりクランク軸が１２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０（ｉ）を算出し、ステップ１０３へ進む。ステップ１０３ではクランク角１２０°ＣＡ間の平均回転速度ωnを算出する。詳しくは、ステップ１０２で求めたＴ１２０（ｉ）の逆数を平均回転速度ωnとしステップ１０４へ進む。
【００８４】
ステップ１０４では、エンジン始動から本ルーチン処理を行った点火回数を計測するカウンタＣＩＧをカウントアップし、ステップ１０５へ進む。ステップ１０５では、エンジン始動後所定期間内か否かを判定すべく、カウンタＣＩＧが５０以下か否かを判定する。ここでＣＩＧの値が５０より大きい、つまり機関始動後、５０点火を経過していると判定した場合には、ステップ１０９に進み、下記の（１）式により最終変動量Δωnを算出し、ステップ１１０へ進む。
【００８５】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-4−ωn-3）…（１）
なお、ここで、（ωn-1−ωn）が第１の変動量に、（ωn-4−ωn-3）が第２の変動量に相当する。また、このステップ１０９にて算出された最終変動量Δωnに基づいて失火判定する処理が第１の失火判定手段に相当する。
【００８６】
一方、ステップ１０５にてＣＩＧの値が５０以下、つまり始動後点火回数が５０点火以下であると判定されると、ステップ１０６へ進む。ステップ１０６では第２の変動量Δωn2を算出し、ステップ１０７へ進む。第２の変動量Δωn2は、次式で表される。
【００８７】
Δωn2＝ωn-4−ωn-3 …（２）
ステップ１０７では、第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼすか否かを、第２の変動量Δωn2に−１を乗じた値が失火判定レベルＣ１より大きいか否かにより判定する。第２の変動量Δωn2に基づいて算出した値が失火判定レベルＣ１よりも小さければ第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼさない、逆に失火判定精度を向上させると判断し、ステップ１０９へ進み、Δωnを（１）式に基づいて算出し、ステップ１１０へ進む。
【００８８】
一方、ステップ１０７にて第２の変動量に基づいて算出された値が失火判定レベルＣ１よりも大きい場合は、第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼすと判断し、ステップ１０８へ進む。ステップ１０８では最終変動量Δωnを次式（３）に示すように第１の変動量のみで算出する。
【００８９】
Δωn＝ωn-1−ωn …（３）
ここで、ステップ１０８にて算出された最終変動量Δωnに基づいて失火判定する処理が第２の失火判定手段に相当する。
【００９０】
ステップ１０８、ステップ１０９の処理が終わると、ステップ１１０に進み最終変動量Δωn が失火判定レベルＣ１以上であるか否かが判定される。最終変動量Δωn が判定レベルＣ１以上であると判定されると、今回判定された気筒に失火が発生したと判断し、ステップ１１１に進む。
【００９１】
ステップ１１１では失火が発生したことを表すフラグｘＭＦに１をセットし、ステップ１１２へ進む。ステップ１１２では失火した回数をカウントする失火カウンタＣＭＩＳをカウントアップし、本ルーチンを終了する。一方、ステップ１１０で失火判定レベルＣ１以下であると判定されると、ステップ１１３へ進み失火フラグｘＭＦをクリアし本ルーチンを終了する。
【００９２】
次に図３に基づいてＥＣＵ９が最終的に失火を判定する処理について説明する。
【００９３】
まず、ステップ２００において、今回の割り込みタイミングが各気筒の上死点位置であるか否かを判定する。ここで、上死点位置では判定されるとそのまま本ルーチンを終了する。一方、上死点位置であると判定されると、ステップ２０１に進む。
【００９４】
ステップ２０１では、点火回数を計測する第２のカウンタＣＩＧ２をカウントアップし、ステップ２０２に進む。ステップ２０２では第２のカウンタＣＩＧ２の値が４００以上か否かを判定する。ここでカウント値が４００未満の場合にはそのまま本ルーチンを終了する。カウント値が４００以上の場合には、最終的に失火が発生しているか否かを判定するためにステップ２０３に進む。
【００９５】
ステップ２０３では、図２のステップ１１２にて失火カウンタＣＭＩＳのカウント値が最終失火判定レベル以上であるか否かを判定する。ここで最終失火判定レベルは４００以下の任意の値であり、例えば点火回数に対して１割の失火が発生しているとき、最終的に失火と判定したい時には最終失火判定レベルを４０とすれば良い。
【００９６】
ステップ２０３にて肯定判断されるとステップ２０４で失火と判定する。例えば最終失火判定フラグを１とする等の処理を行う。その後、ステップ２０５で警告ランプ１２を点灯させ、ステップ２０６に進む。一方、ステップ２０３にて否定判断されると最終的に失火が発生していないと判断して、ステップ２０４、ステップ２０５をスキップしてステップ２０６に進む。
【００９７】
ステップ２０６では次回の最終失火判定に備え、第２のカウンタＣＩＧ２の値を０にし（クリアし）、ステップ２０７では失火カウンタＣＭＩＳの値を０にして(クリアして)本ルーチンを終了する。
【００９８】
なお、図３のステップ２０２において、本実施例では４００点火毎に最終失火判定をしているが、これに限られることはなく、例えば１０００点火毎としてもよい。
【００９９】
次に従来技術の失火判定を図５のタイムチャートにより、また、本実施例の失火判定を図６のタイムチャートにしたがって説明する。なお、図５、図６は内燃機関始動後の経過時間に対する最終変動量Δωnを示した図である。これらの図において、実線は失火判定レベルを示し、黒点は点火タイミングを示している。
【０１００】
内燃機関の始動後所定期間内は回転速度上昇率が始め大きく、その後小さくなるため、図５の従来技術のように差分法（式（１））により最終変動量Δωnを求めると、第１の変動量がマイナスの値であっても、第２の変動量が第１の変動量よりマイナス側に大きければ大きいほど最終変動量Δωnはプラス側の値として現れる。このため失火が発生していないにも関わらず、最終変動量Δωnが失火判定レベルを越えてしまうことがあった。
【０１０１】
本実施例では、エンジンの回転速度上昇率が始め大きく、その後小さくなるまでの期間は（３）式に基づいて最終変動量Δωnを求めることにより、このような運転状態であっても図６に示すように失火非発生時に最終変動量Δωnが失火判定レベルを越えること無く失火の誤検出を防止することができる。
【０１０２】
なお、本実施例では説明を簡単にするため図２のフローチャートのステップ１０９において３６０°差分法により最終変動量Δωnを算出する例だけを説明したが、同時にステップ１０９にて７２０°差分法、他の差分法によりそれぞれ最終変動量Δωnを算出し、それぞれの差分法により算出された最終変動量Δωnと失火判定値とを比較し、いずれかの最終変動量Δωnの一つでも失火判定値より大きい場合、失火が発生していると判断し、ステップ１１１に進むようにしても良い。
【０１０３】
なお、６気筒内燃機関の場合、７２０°差分法では次式により最終変動量 Δωnが算出される。
【０１０４】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-6） …（４）
また、他の差分法の一例として６気筒内燃機関の場合、次式により最終変動量Δωnが算出される。
【０１０５】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-1）／６…（５）
また、上記第１実施例では、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には第２の失火判定手段により失火を判定するようにしているが、このような運転状態において第２の変動量を補正し、第１の変動量と補正された第２の変動量とに基づいて失火判定するようにしてもよい。
【０１０６】
この場合、本実施例のフローチャートのステップ１０８にて用いられた（３）式の代わりに、次式を用いて最終変動量Δωnを算出するようにすれば良い。
【０１０７】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−Ｋ×（ωn-4−ωn-3）…（４）
ここで、Ｋは補正係数であり、図７に示されるように第２の変動量に応じて設定される。本実施例では第２の変動量Δωn2（＝ωn-4−ωn-3）がマイナス側に大きくなるほど、Kの値が１から０に近づく方向に設定される。
【０１０８】
このように、第２の変動量に応じて補正係数を設定することで運転状態に応じた最終変動量Δωnを算出することができ、精度良く失火検出を実施できる。なお、補正係数の設定方法は、図７のようにマップに基づいても良いし、内燃機関の負荷などに応じて演算により算出されても良い。この補正係数Kにより第２の変動量を補正する処理が補正手段に相当する。
【０１０９】
尚、本実施例では、差分法を用いて失火判定するものにおいて第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態を、内燃機関の始動後、所定点火回数(５０点火)以内かつ第２の変動量Δωn2×−１が所定値(失火判定レベル)以上のときとしているが、これに限定されるものでない。
【０１１０】
例えば内燃機関の始動後所定時間内は第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるので、機関始動後所定時間、第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。また、他にも機関始動後の点火回数の代わりに燃料噴射回数としても良い。
【０１１１】
また、内燃機関の始動後、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある期間は、第１の変動量算出時の機関回転速度と第２の変動量算出時の機関回転速度とに大きな差があるときである。よって、内燃機関の回転速度変化が所定値以上になってから、もしくは内燃機関が始動してから、内燃機関の回転速度変化が所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。また、たとえば、機関始動後、回転速度がピークになることを検出して、機関始動後、回転速度がピークとなるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。
【０１１２】
他にも機関始動時だけでなく加速後所定期間内にも第２の変動量により失火を誤判定するおそれがあるので、このとき、第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。ここで加速状態の検出方法として、例えば機関回転数の変化量が大きい時に加速初期状態であると判定するようにしても良いし、スロットルバルブ開度を検出し、スロットルバルブ開度の変化量が大きい時に加速初期状態であると判定するようにしても良い。
【０１１３】
また、このような加速時においても機関始動後のときと同様に、内燃機関の回転速度変化が所定値以上になってから、内燃機関の回転速度変化が所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。
【０１１４】
また、上記実施例では第１、第２の変動量として２つの気筒間の回転速度の偏差を求めているが、これに限られるものでない。例えば２つの気筒間の回転速度の比でも良いし、２つの気筒間の所定クランク角回転するのに要した時間の偏差や２つの気筒間の所定クランク角回転するのに要した時間の比を用いても良い。
【０１１５】
さらに、上記実施例では６気筒内燃機関を例に挙げているが８気筒や４気筒の内燃機関にも同様に適用することができる。例えば８気筒内燃機関の場合、ステップ１１０にて算出される最終変動量Δωnは、
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-5−ωn-4）
として算出すれば良い。また、４気筒内燃機関の場合は、
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-3−ωn-2）
として算出すれば良い。
【０１１６】
本実施例において、回転角センサ５が回転角度信号出力手段に、図２のステップ１００〜ステップ１０３が回転速度算出手段に、ステップ１０８及びステップ１１０のωn-1−ωnを算出する処理が第１の変動量算出手段に、ステップ１０６及びステップ１１０のωn-4−ωn-3を算出する処理が第２の変動量算出手段に、ステップ１０９にて算出した最終変動量に基づいてステップ１１０にて失火判定する処理が第１の失火判定手段に、ステップ１０８にて算出した最終変動量に基づいてステップ１１０にて失火判定する処理が第２の失火判定手段に、ステップ１０４が失火数カウンタにそれぞれ相当し、機能する。また、ステップ１０５、ステップ１０７が第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるか否かを判定する処理に相当する。
【０１１７】
＜第２の実施例＞
第１の実施例では第１の失火判定手段による失火判定レベルと第２の失火判定手段による失火判定レベルを同一の判定レベルに設定していたが、それぞれ異なる判定レベルを設定し、失火判定を実施するようにしても良い。
【０１１８】
以下、第２実施例としてこのように判定レベルをそれぞれ設定する例を図８に示すフローチャートにしたがって説明する。なお、第１の実施例の図２と同一のステップには同一符号を付して説明を省略する。
【０１１９】
まず、ステップ１００乃至ステップ１０８は、第１の実施例の図２と同様である。そして、ステップ１０５またはステップ１０７で否定判断された時、即ち第１の失火検出手段にて失火判定可能な時にはステップ１０９に進み、第１実施例と同様に（１）式に基づいて最終変動量Δωnを算出する。そして、ステップ２１１にてΔωnと第１の失火判定レベルとを比較する。
【０１２０】
この結果、最終変動量Δωnが第１の失火判定レベル以上の時には失火が発生していると判断してステップ１１１に進み、以降、図２と同様の処理を行う。一方、最終変動量Δωnが第１の失火判定レベルより小さい時には失火が発生していないと判断してステップ１１３に進み、図２と同様の処理を行う。
【０１２１】
また、ステップ１０７にて第２の変動量Δωn2×−１が第１の失火判定レベルよりも大きければ、ステップ１０８へ進み、（３）式に基づいて最終変動量Δωnを算出する。そして、ステップ２１０へ進み、（３）式により算出された最終変動量Δωnと第２の失火判定レベルとを比較する。
【０１２２】
ここで、第２の失火判定レベルは第１の失火判定レベルに比べて失火を検出し易いように設定されている。つまり、本実施例において、第２の失火検出手段で失火判定する運転状態は回転速度が上昇している場合になるので、通常時よりも失火発生時の回転変動が小さい。よって、通常時の失火判定レベルである第１の判定レベルよりも小さい第２の判定レベルを設定して失火検出精度を向上させている。
【０１２３】
ステップ２１０にて、Δωnが第２の失火判定レベルよりも大きければ、ステップ１１１へ進み、失火が発生したことを示すフラグに１を立ててステップ１１２へ進む。ステップ１１２では、失火カウンタＣＭＩＳをカウントアップ（ＣＭＩＳ＝ＣＭＩＳ＋１）し、本ルーチンを終了する。一方、ステップ２１０にてΔωnが第２の失火判定レベルよりも小さければ、ステップ１１３へ進み、失火が発生してないことを示すためにフラグｘＭＦに０を入力して本ルーチンを終了する。
【０１２４】
このように、第２の失火判定レベルとして、第１の失火判定レベルより小さい失火判定レベルを設けることにより、第２の失火判定手段による失火検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の概略構成図。
【図２】第１の実施例の失火検出を行うためのフローチャート。
【図３】第１実施例の最終失火判定処理を行うためのフローチャート。
【図４】内燃機関の始動時において、点火回数とクランク軸の回転角速度との関係を示したタイムチャート。
【図５】第１、第２の変動量から求めた最終変動量Δωと失火判定レベルとの関係を示したタイムチャート。
【図６】第１の実施例の失火検出処理による最終変動量Δωと失火判定レベルとの関係を示したタイムチャート。
【図７】第２の変動量に応じた補正係数Ｋを設定するためのマップ。
【図８】第２の実施例の失火検出を行うためのフローチャート。
【符号の説明】
１…内燃機関、５…回転角センサ、９…ＥＣＵ、１２…警告ランプ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに発生する失火を検出する内燃機関用失火検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、エンジンに発生する失火を検出するものとして、特許第２９８２３８１号に開示される技術が知られている。この公報には、４気筒内燃機関において、爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第１の変動量）と、３６０°ＣＡ前の爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第２の変動量）との差に基づいて失火判定（以下、３６０°差分法と記す。）する技術が開示されている。
【０００３】
また、同様に２つの変動量から失火を検出する技術として、爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第１の変動量）と、７２０°ＣＡ前の爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度偏差（第２の変動量）との差に基づいて失火判定（以下、７２０°差分法と記す。）を行うものが知られている。
【０００４】
ところが、３６０°差分法では、失火判定気筒と、この気筒の３６０°ＣＡ前の気筒とが共に連続して失火している場合は、失火により第１の変動量にあらわれる回転変動が第２の変動量により相殺されるために失火を検出できなくなる。
【０００５】
同様に、７２０°差分法の場合にも、特定の同一気筒が連続失火している際に、失火による回転変動が相殺されために失火を検出することができない。
【０００６】
このような特定パターンの失火を検出するための技術として、我々は特開平１０−５４２９５号公報に示される技術を提案した。この技術は、例えば８気筒内燃機関においては、爆発行程が連続する２つの気筒について、気筒別回転変動量を第１の変動量として算出するとともに、同一気筒の今回の回転速度と前回の回転速度との偏差を演算して回転変動量とし、この回転変動量を気筒数で除した値を第２の変動量として算出し、この第１、第２の２つの変動量の偏差に基づいて失火を判定することにより上記課題を解決している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記いずれの従来の技術においても、第１の変動量と第２の変動量とに基づいて失火を判定する、いわゆる差分法を用いているため、エンジン始動時や急加速時などの回転速度の上昇率が始めは大きく、その後小さくなる場合は失火を誤判定してしまう虞がある。
【０００８】
たとえば６気筒の内燃機関において３６０°差分法にて失火検出する場合を例にあげると、図４において、第１の変動量は「ωn-1−ωn」となり、３６０°差分法での第２の変動量は「ωn-4−ωn-3」となる。なお、ωnは今回の失火判定気筒ｎの回転速度、ωn-iは失火判定気筒ｎのｉ回前の失火判定気筒をあらわす。
【０００９】
ここでエンジン始動時のように、始めはエンジン回転速度の上昇率が大きく、その後上昇率が小さくなるような運転状態では、第２の変動量「ωn-4−ωn-3」が第１の変動量「ωn-1−ωn」に比べて大きくなるために、第１の変動量と第２の変動量との差（以下、最終変動量Δωという）が大きくなってしまう。
【００１０】
この問題は、７２０°差分法における第２の変動量、他の差分法における第２の変動量においても同様に生じる課題である。
【００１１】
これにより、図５に示すように始動時など、回転速度の変化率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態では、第２の変動量の影響により最終変動量Δωが大きくなってしまう。よって、上記従来技術では最終変動量Δωが失火を判定するための判定レベル（図中Ａ）を越え、失火が発生していないにも関わらず失火であると誤判定する虞がある。
【００１２】
そこで、本発明ではエンジン始動時や急加速時のようにエンジン回転速度の上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも失火を誤検出することのない内燃機関用失火検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明によれば、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段とにより失火を判定する第１の失火判定手段と、第１の変動量のみを用い、失火判定レベルと比較して失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時や加速時のとき、第２の失火判定手段により失火判定を行う。
【００１４】
このとき、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができ、失火の誤検出を防止することができる。
【００１５】
なお、本発明において第１の変動量は、連続する気筒間の回転速度の偏差、連続する気筒間の回転速度の比、連続する気筒間の所定回転に要した時間の偏差、連続する気筒間の所定回転に要した時間の比を含むものである。
【００１６】
また、本発明において第２の変動量は、２つの気筒間の回転速度の偏差、２つの気筒間の回転速度の比、２つの気筒間の所定回転に要した時間の偏差、２つの気筒間の所定回転に要した時間の比を含むものである。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定する。
【００１８】
このように３６０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１乃至請求項２に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出する。
【００２０】
このように７２０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差をこの整数で除した値を設定する手段であり、第２の失火判定手段は、第１の変動量算出手段と第２の変動量算出手段とに基づいて判定される。
【００２２】
よって、このような差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、内燃機関始動後、点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまで第２の失火判定手段により失火を判定する。
【００２４】
これにより、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある内燃機関始動後の所定期間内は、第２の失火判定手段で失火を検出するので、失火の誤検出を防止することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときに行われる。
【００２６】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一つの内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときに開始される。
【００２８】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、請求項７に記載の内燃機関用失火検出装置において、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上となってから前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火が判定され、その後は第１の失火判定手段により失火が判定される。
【００３０】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火を判定するので、このような運転状態における失火の誤判定を防止することができる。
【００３１】
また、その後は差分法を用いた第１の失火判定手段により失火を判定するので判定精度を向上させることができる。
【００３２】
請求項９の発明によれば、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第１の失火判定手段は、第１の変動量と第２の変動量との偏差が、第１の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定し、第２の失火判定手段は、第１の変動量が、第２の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定する。
【００３３】
これにより、第１、第２の失火判定手段において、それぞれの失火判定レベルを設定するので、精度よく失火を検出することができる。
【００３４】
請求項１０の発明によれば、第２の失火判定レベルは第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値とする。つまり、第２の失火判定手段により失火判定を実施する場合、機関回転速度が上昇している状態にあるので、失火による回転速度の低下があらわれにくくなる。
【００３５】
そこで、失火判定レベルを失火を検出し易い値とすることにより、第２の失火判定手段による失火検出精度を向上させることができる。
【００３６】
請求項１１の発明によれば、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段とにより失火を判定する第１の失火判定手段と、補正手段により第２の変動量を補正し、補正された第２の変動量と、第１の変動量とから失火を判定する第２の失火判定手段とを備え、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時や加速時のとき、第２の失火判定手段により失火判定を行う。
【００３７】
これにより、始動時や急加速時などの内燃機関の回転速度の変化率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量を補正した値を用いて第２の失火判定手段により失火判定を行うので、第２の変動量の影響を受けずに失火を誤検出することを防止することができる。
【００３８】
請求項１２の発明によれば、請求項１１に記載の内燃機関用失火検出装置において、第１の失火判定手段は、第１の変動量と前記第２の変動量との偏差が、第１の判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定し、第２の失火判定手段は、第１の変動量と補正された第２の変動量との偏差が、第２の判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定する。
【００３９】
これにより、第１、第２の失火判定手段にそれぞれの失火判定レベルを設定することができるので、精度よく失火を検出することができる。
【００４０】
請求項１３の発明によれば、請求項１２に記載の内燃機関用失火検出装置において、失火判定レベル設定手段は、第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値に第２の失火判定レベルを設定する。
【００４１】
これにより、始動時や急加速時などの内燃機関の回転速度の変化率が大きい時には第２の失火判定手段により失火判定を行うが、このときには失火判定レベルが第１の失火判定レベルより小さい第２の失火判定レベルに設定されるので、回転変動量の出にくい内燃機関の回転速度の変化率が大きい運転状態において、失火判定の精度を向上することができる。
【００４２】
請求項１４の発明によれば、請求項１１乃至請求項１３に記載の内燃機関用失火検出手段において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量よりも回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定する。
【００４３】
このように３６０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４４】
請求項１５の発明によれば、請求項１１乃至請求項１４に記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出する。
【００４５】
このように７２０°差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４６】
請求項１６の発明によれば、請求項１１乃至請求項１５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の回転速度を回転速度算出手段により算出し、整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差をこの整数で除した値を設定する手段であり、第２の失火判定手段は、第１の変動量算出手段と第２の変動量算出手段とに基づいて判定される。
【００４７】
よって、このような差分法により失火検出するものにおいても、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるときには、第１の変動量に基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段により失火判定を行うので、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態でも、第２の変動量の影響を受けずに失火判定を行うことができるので、失火の誤検出を防止することができる。
【００４８】
請求項１７の発明によれば、請求項１１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、補正手段は内燃機関の運転状態に基づいて第２の変動量を補正するための補正量を設定し、補正量に基づいて第２の変動量を補正する。
【００４９】
これにより、内燃機関の様々な運転状態に応じて第２の変動量に対する補正量を設定することができるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上させることができる。
【００５０】
請求項１８の発明によれば、請求項１７に記載の内燃機関用失火検出装置において、運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変動量である。
【００５１】
これにより、内燃機関の回転速度の変動量に応じて第２の変動量を補正する補正量が設定されるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上することができる。
【００５２】
請求項１９の発明によれば、請求項１８に記載の内燃機関用失火検出装置において、運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、第２の変動量算出手段により算出される第２の変動量である。
【００５３】
これにより、第２の変動量に応じてこの第２の変動量を補正する補正量が設定されるので、第２の失火判定手段による失火判定の精度を向上することができる請求項２０の発明によれば、請求項１１乃至請求項１９のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、内燃機関始動後、点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまで第２の失火判定手段により失火を判定する。
【００５４】
これにより、前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある内燃機関始動後の所定期間内は、第２の失火判定手段で失火を検出するので、失火の誤検出を防止することができる。
【００５５】
請求項２１の発明によれば、請求項１１乃至請求項２０のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときに行われる。
【００５６】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００５７】
請求項２２の発明によれば、請求項１１乃至請求項２１のいずれか一つの内燃機関用失火検出装置において、第２の失火判定は、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときに開始される。
【００５８】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火判定を行うので、このような運転状態での失火の誤検出を防止することができる。
【００５９】
請求項２３の発明によれば、請求項１１乃至請求項２２に記載の内燃機関用失火検出装置において、回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上となってから前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火が判定され、その後は第１の失火判定手段により失火が判定される。
【００６０】
これにより、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には、第２の失火判定手段により失火を判定するので、このような運転状態における失火の誤判定を防止することができる。
【００６１】
また、その後は差分法を用いた第１の失火判定手段により失火を判定するので判定精度を向上させることができる。
【００６２】
請求項２４の発明によれば、内燃機関始動後、所定期間は第２の失火判定手段により失火判定を行う。これにより、第２の変動量による失火誤判定を防止することができる。
【００６３】
請求項２５の発明によれば、内燃機関の加速後所定期間は第２の失火判定手段により失火判定を行う。これにより、第２の変動量による失火誤判定を防止することができる。
【００６４】
【実施の形態】
＜第１の実施例＞
本発明の実施の形態である第１実施例を示す。図１は、本発明の実施例における装置の概略構成図である。
【００６５】
図１において、１は６つの気筒からなり３気筒毎にＶ字型に配設された内燃機関（Ｖ型６気筒内燃機関）であり、２は図示しないエアクリーナから導入された吸入空気を内燃機関１内に導く吸気管である。３は吸気管２内の圧力を検出する吸気圧力センサであり、吸気管圧センサ３の検出信号は後述する電子制御装置９に入力される。
【００６６】
５は内燃機関１の図示しないクランク軸に配設され、所定クランク角毎に信号を出力して、内燃機関１の回転速度Ｎｅを求めるための回転角センサであり、３６０°ＣＡ(クランク角)で一回転する。６は同じくディストリビュータ７に内蔵され、気筒を判別するための信号を出力する基準位置センサであり、７２０°ＣＡで一回転する。この基準位置センサは、例えば第１気筒のピストン１３がもっとも上に来た時点毎（上死点：＃１ＴＤＣ）に信号を出力する。なお、回転角度センサ５、基準位置センサ６からの検出信号も後述する電子制御装置９に入力される。
【００６７】
８は内燃機関１の冷却水路に配設され、冷却水の温度を検出する水温センサであり、水温センサ８からの検出信号も後述する電子制御装置に入力される。９は上記各センサおよび図示しないセンサからの検出信号に基づいて燃料系および点火系の最適な制御量を演算し、インジェクタ１０およびイグナイタ１１等を的確に制御するための制御信号を出力する公知の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）である。
【００６８】
また、イグナイタ１１からの制御信号を受けて、点火コイル(図示せず)はディストリビュータ７を介して各気筒毎に設けられている点火プラグ(図示せず)に高電圧を供給する。点火プラグはこの高電圧により混合気を燃焼させるための火花を発生する。
【００６９】
また、ＥＣＵ９は演算処理を行う公知のＣＰＵ９ａ、制御プログラムおよび演算に必要な制御定数を記憶しておくための読み出し専用のＲＯＭ９ｂ、上記ＣＰＵ９ａ動作中に演算データを一時記憶するためのＲＡＭ９ｃ、ＣＰＵ９ａの非動作中に演算データを記憶するためのバックアップＲＡＭ９ｄおよびＥＣＵ９外部からの信号を入出力するためのＩ／Ｏポート９ｅにより構成されている。
【００７０】
１２はＥＣＵ９において内燃機関に失火発生等の何らかの異常が発生していると判断されたときに、内燃機関の異常を運転者等に知らせるための警告ランプである。１４は排気管、１５は排気ガス中の酸素濃度を検出するための空燃比センサである。
【００７１】
次にＥＣＵ９による失火判定について説明する。本実施例においてＥＣＵ９は第１の失火判定手段と第２の失火判定手段とを備えている。第１の失火判定手段は３６０°差分法、７２０°差分法等のいわゆる差分法による失火判定手段であり、第２の失火判定手段は連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量により失火を判定する手段である。
【００７２】
ここで、差分法とは連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量とこの第１の変動量に含まれる誤差を補正するための補正項である第２の変動量とにより失火を判定する方法である。
【００７３】
後述するように第１の変動量は、連続する２つの気筒間の回転速度の偏差から求められるが（例えば、ωn-1−ωn）、各気筒の回転速度はクランク軸に設けられた回転角センサ５の検出信号から演算される。なお、ωnは今回の失火判定気筒ｎの回転速度を、ωn-iはｉ回前の失火判定気筒を示す。
【００７４】
このとき、回転角センサ５の製造ばらつきや取り付け誤差（以下、回転角センサ５の公差という）により内燃機関が一定の回転速度で運転されていても第１の変動量Δωnが大きな値をとることがある。さらに、内燃機関の減速運転時には第１の変動量Δωnが大きくなり、これらの要因が重なると失火が発生していないにもかかわらず失火と誤判定する可能性がある。
【００７５】
そこで、失火の検出精度を向上するために、例えば３６０°差分法では、回転角センサ５の同一の歯で回転速度が検出されることになる３６０°ＣＡ前の気筒間の回転速度偏差を第２の変動量（６気筒内燃機関の場合、ωn-4−ωn-3）として算出し、この第１の変動量と第２の変動量とに基づいて、例えばこれらの偏差（Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-4−ωn-3））が所定の失火判定値より大きい時失火が発生していると判定するようにしている。この３６０°差分法では、回転角センサ５の公差だけでなく加減速時の第１の変動量の検出誤差も同時に補正できるという効果がある。
【００７６】
また、他の差分法として、第２の変動量を同一気筒の今回の回転速度と前回の回転速度との偏差を気筒数で除算（例えば６気筒内燃機関の場合、（ωn-7−ωn-1）／６）することにより演算し、第１の変動量と第２の変動量とに基づいて、例えばこれらの偏差（Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-1）／６）が所定の失火判定値より大きい時失火が発生していると判定するものもある。この場合、内燃機関減速時の第１の変動量の検出誤差を補正することはできるが、回転角センサ５の誤差は補正できないので、回転角センサ５の誤差を補正するための公差学習をすると良い。
【００７７】
しかしながらこのような差分法により失火判定する場合、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態、例えば内燃機関始動後所定期間や加速初期には第２の変動量が失火判定に悪影響を及ぼす。例えば、上述した３６０°差分法の場合、第１の変動量（ωn-1−ωn）より第２の変動量（−（ωn-4−ωn-3））の方が大きな値となり、この結果最終変動量Δωnの値が失火判定値より大きくなるおそれがある。
【００７８】
そこで、本実施例において、ＥＣＵ９は、内燃機関の回転速度上昇率が始めは大きく、その後小さくなる運転状態では、連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて算出された第１の変動量により失火を判定する第２の失火判定手段により失火判定するようにしている。
【００７９】
また、ＥＣＵ９は第１の失火検出手段または第２の失火検出手段により失火が判定されるとカウンタをカウントアップする。そして、失火判定タイミングにおいてカウンタが最終的な失火判定レベルを越えていれば、失火と判定するようにしている。
【００８０】
失火判定タイミングは、失火による触媒への影響を考慮して、例えば、４００点火毎としても良いし、エミッションの悪化を考慮して１０００点火毎としても良い。また、２つの判定タイミングを組み合わせても良い。
【００８１】
次に、ＥＣＵ９内で実行される失火検出装置処理の一例を図２に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは説明を簡略化するため、第１の失火検出手段として６気筒の内燃機関において３６０°差分法による失火検出方法を用いた場合について説明する。
【００８２】
まず、ステップ１００では前回の割り込み時刻と今回の割り込み時刻との偏差から例えばクランク軸が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０（ｉ）を算出し、ステップ１０１へ進む。ステップ１０１では、今回の割り込みタイミングが上死点位置であるか否かを判定する。ここで、上死点位置ではないと判定されると、そのまま本ルーチンを終了する。一方、上死点位置であると判定されると割込み要求をみたし、ステップ１０２へ進む。
【００８３】
ステップ１０２では、ステップ１００にて算出したクランク軸が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ３０（ｉ）と、前回求めた時間Ｔ３０（ｉ−１）、前々回求めた時間Ｔ３０（ｉ−２）、および３回前に求めたＴ３０（ｉ−３）の４回の時間を累計することによりクランク軸が１２０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ１２０（ｉ）を算出し、ステップ１０３へ進む。ステップ１０３ではクランク角１２０°ＣＡ間の平均回転速度ωnを算出する。詳しくは、ステップ１０２で求めたＴ１２０（ｉ）の逆数を平均回転速度ωnとしステップ１０４へ進む。
【００８４】
ステップ１０４では、エンジン始動から本ルーチン処理を行った点火回数を計測するカウンタＣＩＧをカウントアップし、ステップ１０５へ進む。ステップ１０５では、エンジン始動後所定期間内か否かを判定すべく、カウンタＣＩＧが５０以下か否かを判定する。ここでＣＩＧの値が５０より大きい、つまり機関始動後、５０点火を経過していると判定した場合には、ステップ１０９に進み、下記の（１）式により最終変動量Δωnを算出し、ステップ１１０へ進む。
【００８５】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-4−ωn-3）…（１）
なお、ここで、（ωn-1−ωn）が第１の変動量に、（ωn-4−ωn-3）が第２の変動量に相当する。また、このステップ１０９にて算出された最終変動量Δωnに基づいて失火判定する処理が第１の失火判定手段に相当する。
【００８６】
一方、ステップ１０５にてＣＩＧの値が５０以下、つまり始動後点火回数が５０点火以下であると判定されると、ステップ１０６へ進む。ステップ１０６では第２の変動量Δωn2を算出し、ステップ１０７へ進む。第２の変動量Δωn2は、次式で表される。
【００８７】
Δωn2＝ωn-4−ωn-3 …（２）
ステップ１０７では、第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼすか否かを、第２の変動量Δωn2に−１を乗じた値が失火判定レベルＣ１より大きいか否かにより判定する。第２の変動量Δωn2に基づいて算出した値が失火判定レベルＣ１よりも小さければ第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼさない、逆に失火判定精度を向上させると判断し、ステップ１０９へ進み、Δωnを（１）式に基づいて算出し、ステップ１１０へ進む。
【００８８】
一方、ステップ１０７にて第２の変動量に基づいて算出された値が失火判定レベルＣ１よりも大きい場合は、第２の変動量Δωn2が失火判定に悪影響を及ぼすと判断し、ステップ１０８へ進む。ステップ１０８では最終変動量Δωnを次式（３）に示すように第１の変動量のみで算出する。
【００８９】
Δωn＝ωn-1−ωn …（３）
ここで、ステップ１０８にて算出された最終変動量Δωnに基づいて失火判定する処理が第２の失火判定手段に相当する。
【００９０】
ステップ１０８、ステップ１０９の処理が終わると、ステップ１１０に進み最終変動量Δωn が失火判定レベルＣ１以上であるか否かが判定される。最終変動量Δωn が判定レベルＣ１以上であると判定されると、今回判定された気筒に失火が発生したと判断し、ステップ１１１に進む。
【００９１】
ステップ１１１では失火が発生したことを表すフラグｘＭＦに１をセットし、ステップ１１２へ進む。ステップ１１２では失火した回数をカウントする失火カウンタＣＭＩＳをカウントアップし、本ルーチンを終了する。一方、ステップ１１０で失火判定レベルＣ１以下であると判定されると、ステップ１１３へ進み失火フラグｘＭＦをクリアし本ルーチンを終了する。
【００９２】
次に図３に基づいてＥＣＵ９が最終的に失火を判定する処理について説明する。
【００９３】
まず、ステップ２００において、今回の割り込みタイミングが各気筒の上死点位置であるか否かを判定する。ここで、上死点位置では判定されるとそのまま本ルーチンを終了する。一方、上死点位置であると判定されると、ステップ２０１に進む。
【００９４】
ステップ２０１では、点火回数を計測する第２のカウンタＣＩＧ２をカウントアップし、ステップ２０２に進む。ステップ２０２では第２のカウンタＣＩＧ２の値が４００以上か否かを判定する。ここでカウント値が４００未満の場合にはそのまま本ルーチンを終了する。カウント値が４００以上の場合には、最終的に失火が発生しているか否かを判定するためにステップ２０３に進む。
【００９５】
ステップ２０３では、図２のステップ１１２にて失火カウンタＣＭＩＳのカウント値が最終失火判定レベル以上であるか否かを判定する。ここで最終失火判定レベルは４００以下の任意の値であり、例えば点火回数に対して１割の失火が発生しているとき、最終的に失火と判定したい時には最終失火判定レベルを４０とすれば良い。
【００９６】
ステップ２０３にて肯定判断されるとステップ２０４で失火と判定する。例えば最終失火判定フラグを１とする等の処理を行う。その後、ステップ２０５で警告ランプ１２を点灯させ、ステップ２０６に進む。一方、ステップ２０３にて否定判断されると最終的に失火が発生していないと判断して、ステップ２０４、ステップ２０５をスキップしてステップ２０６に進む。
【００９７】
ステップ２０６では次回の最終失火判定に備え、第２のカウンタＣＩＧ２の値を０にし（クリアし）、ステップ２０７では失火カウンタＣＭＩＳの値を０にして(クリアして)本ルーチンを終了する。
【００９８】
なお、図３のステップ２０２において、本実施例では４００点火毎に最終失火判定をしているが、これに限られることはなく、例えば１０００点火毎としてもよい。
【００９９】
次に従来技術の失火判定を図５のタイムチャートにより、また、本実施例の失火判定を図６のタイムチャートにしたがって説明する。なお、図５、図６は内燃機関始動後の経過時間に対する最終変動量Δωnを示した図である。これらの図において、実線は失火判定レベルを示し、黒点は点火タイミングを示している。
【０１００】
内燃機関の始動後所定期間内は回転速度上昇率が始め大きく、その後小さくなるため、図５の従来技術のように差分法（式（１））により最終変動量Δωnを求めると、第１の変動量がマイナスの値であっても、第２の変動量が第１の変動量よりマイナス側に大きければ大きいほど最終変動量Δωnはプラス側の値として現れる。このため失火が発生していないにも関わらず、最終変動量Δωnが失火判定レベルを越えてしまうことがあった。
【０１０１】
本実施例では、エンジンの回転速度上昇率が始め大きく、その後小さくなるまでの期間は（３）式に基づいて最終変動量Δωnを求めることにより、このような運転状態であっても図６に示すように失火非発生時に最終変動量Δωnが失火判定レベルを越えること無く失火の誤検出を防止することができる。
【０１０２】
なお、本実施例では説明を簡単にするため図２のフローチャートのステップ１０９において３６０°差分法により最終変動量Δωnを算出する例だけを説明したが、同時にステップ１０９にて７２０°差分法、他の差分法によりそれぞれ最終変動量Δωnを算出し、それぞれの差分法により算出された最終変動量Δωnと失火判定値とを比較し、いずれかの最終変動量Δωnの一つでも失火判定値より大きい場合、失火が発生していると判断し、ステップ１１１に進むようにしても良い。
【０１０３】
なお、６気筒内燃機関の場合、７２０°差分法では次式により最終変動量 Δωnが算出される。
【０１０４】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-6） …（４）
また、他の差分法の一例として６気筒内燃機関の場合、次式により最終変動量Δωnが算出される。
【０１０５】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-7−ωn-1）／６…（５）
また、上記第１実施例では、内燃機関の始動時や加速時初期などの回転速度の不等速変化時には第２の失火判定手段により失火を判定するようにしているが、このような運転状態において第２の変動量を補正し、第１の変動量と補正された第２の変動量とに基づいて失火判定するようにしてもよい。
【０１０６】
この場合、本実施例のフローチャートのステップ１０８にて用いられた（３）式の代わりに、次式を用いて最終変動量Δωnを算出するようにすれば良い。
【０１０７】
Δωn＝（ωn-1−ωn）−Ｋ×（ωn-4−ωn-3）…（４）
ここで、Ｋは補正係数であり、図７に示されるように第２の変動量に応じて設定される。本実施例では第２の変動量Δωn2（＝ωn-4−ωn-3）がマイナス側に大きくなるほど、Kの値が１から０に近づく方向に設定される。
【０１０８】
このように、第２の変動量に応じて補正係数を設定することで運転状態に応じた最終変動量Δωnを算出することができ、精度良く失火検出を実施できる。なお、補正係数の設定方法は、図７のようにマップに基づいても良いし、内燃機関の負荷などに応じて演算により算出されても良い。この補正係数Kにより第２の変動量を補正する処理が補正手段に相当する。
【０１０９】
尚、本実施例では、差分法を用いて失火判定するものにおいて第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態を、内燃機関の始動後、所定点火回数(５０点火)以内かつ第２の変動量Δωn2×−１が所定値(失火判定レベル)以上のときとしているが、これに限定されるものでない。
【０１１０】
例えば内燃機関の始動後所定時間内は第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるので、機関始動後所定時間、第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。また、他にも機関始動後の点火回数の代わりに燃料噴射回数としても良い。
【０１１１】
また、内燃機関の始動後、第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある期間は、第１の変動量算出時の機関回転速度と第２の変動量算出時の機関回転速度とに大きな差があるときである。よって、内燃機関の回転速度変化が所定値以上になってから、もしくは内燃機関が始動してから、内燃機関の回転速度変化が所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。また、たとえば、機関始動後、回転速度がピークになることを検出して、機関始動後、回転速度がピークとなるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。
【０１１２】
他にも機関始動時だけでなく加速後所定期間内にも第２の変動量により失火を誤判定するおそれがあるので、このとき、第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。ここで加速状態の検出方法として、例えば機関回転数の変化量が大きい時に加速初期状態であると判定するようにしても良いし、スロットルバルブ開度を検出し、スロットルバルブ開度の変化量が大きい時に加速初期状態であると判定するようにしても良い。
【０１１３】
また、このような加速時においても機関始動後のときと同様に、内燃機関の回転速度変化が所定値以上になってから、内燃機関の回転速度変化が所定値以下となるまで第２の失火判定手段により失火判定するようにしても良い。
【０１１４】
また、上記実施例では第１、第２の変動量として２つの気筒間の回転速度の偏差を求めているが、これに限られるものでない。例えば２つの気筒間の回転速度の比でも良いし、２つの気筒間の所定クランク角回転するのに要した時間の偏差や２つの気筒間の所定クランク角回転するのに要した時間の比を用いても良い。
【０１１５】
さらに、上記実施例では６気筒内燃機関を例に挙げているが８気筒や４気筒の内燃機関にも同様に適用することができる。例えば８気筒内燃機関の場合、ステップ１１０にて算出される最終変動量Δωnは、
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-5−ωn-4）
として算出すれば良い。また、４気筒内燃機関の場合は、
Δωn＝（ωn-1−ωn）−（ωn-3−ωn-2）
として算出すれば良い。
【０１１６】
本実施例において、回転角センサ５が回転角度信号出力手段に、図２のステップ１００〜ステップ１０３が回転速度算出手段に、ステップ１０８及びステップ１１０のωn-1−ωnを算出する処理が第１の変動量算出手段に、ステップ１０６及びステップ１１０のωn-4−ωn-3を算出する処理が第２の変動量算出手段に、ステップ１０９にて算出した最終変動量に基づいてステップ１１０にて失火判定する処理が第１の失火判定手段に、ステップ１０８にて算出した最終変動量に基づいてステップ１１０にて失火判定する処理が第２の失火判定手段に、ステップ１０４が失火数カウンタにそれぞれ相当し、機能する。また、ステップ１０５、ステップ１０７が第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にあるか否かを判定する処理に相当する。
【０１１７】
＜第２の実施例＞
第１の実施例では第１の失火判定手段による失火判定レベルと第２の失火判定手段による失火判定レベルを同一の判定レベルに設定していたが、それぞれ異なる判定レベルを設定し、失火判定を実施するようにしても良い。
【０１１８】
以下、第２実施例としてこのように判定レベルをそれぞれ設定する例を図８に示すフローチャートにしたがって説明する。なお、第１の実施例の図２と同一のステップには同一符号を付して説明を省略する。
【０１１９】
まず、ステップ１００乃至ステップ１０８は、第１の実施例の図２と同様である。そして、ステップ１０５またはステップ１０７で否定判断された時、即ち第１の失火検出手段にて失火判定可能な時にはステップ１０９に進み、第１実施例と同様に（１）式に基づいて最終変動量Δωnを算出する。そして、ステップ２１１にてΔωnと第１の失火判定レベルとを比較する。
【０１２０】
この結果、最終変動量Δωnが第１の失火判定レベル以上の時には失火が発生していると判断してステップ１１１に進み、以降、図２と同様の処理を行う。一方、最終変動量Δωnが第１の失火判定レベルより小さい時には失火が発生していないと判断してステップ１１３に進み、図２と同様の処理を行う。
【０１２１】
また、ステップ１０７にて第２の変動量Δωn2×−１が第１の失火判定レベルよりも大きければ、ステップ１０８へ進み、（３）式に基づいて最終変動量Δωnを算出する。そして、ステップ２１０へ進み、（３）式により算出された最終変動量Δωnと第２の失火判定レベルとを比較する。
【０１２２】
ここで、第２の失火判定レベルは第１の失火判定レベルに比べて失火を検出し易いように設定されている。つまり、本実施例において、第２の失火検出手段で失火判定する運転状態は回転速度が上昇している場合になるので、通常時よりも失火発生時の回転変動が小さい。よって、通常時の失火判定レベルである第１の判定レベルよりも小さい第２の判定レベルを設定して失火検出精度を向上させている。
【０１２３】
ステップ２１０にて、Δωnが第２の失火判定レベルよりも大きければ、ステップ１１１へ進み、失火が発生したことを示すフラグに１を立ててステップ１１２へ進む。ステップ１１２では、失火カウンタＣＭＩＳをカウントアップ（ＣＭＩＳ＝ＣＭＩＳ＋１）し、本ルーチンを終了する。一方、ステップ２１０にてΔωnが第２の失火判定レベルよりも小さければ、ステップ１１３へ進み、失火が発生してないことを示すためにフラグｘＭＦに０を入力して本ルーチンを終了する。
【０１２４】
このように、第２の失火判定レベルとして、第１の失火判定レベルより小さい失火判定レベルを設けることにより、第２の失火判定手段による失火検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の概略構成図。
【図２】第１の実施例の失火検出を行うためのフローチャート。
【図３】第１実施例の最終失火判定処理を行うためのフローチャート。
【図４】内燃機関の始動時において、点火回数とクランク軸の回転角速度との関係を示したタイムチャート。
【図５】第１、第２の変動量から求めた最終変動量Δωと失火判定レベルとの関係を示したタイムチャート。
【図６】第１の実施例の失火検出処理による最終変動量Δωと失火判定レベルとの関係を示したタイムチャート。
【図７】第２の変動量に応じた補正係数Ｋを設定するためのマップ。
【図８】第２の実施例の失火検出を行うためのフローチャート。
【符号の説明】
１…内燃機関、５…回転角センサ、９…ＥＣＵ、１２…警告ランプ。
Claims (25)
- 多気筒内燃機関の出力軸の回転に応じて所定の回転角度毎に回転角度信号を出力する回転角度信号出力手段と、
前記回転角度信号出力手段により出力される回転角度信号に基づいて内燃機関出力軸の気筒別回転速度を算出する回転速度算出手段と、
内燃機関の爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、
内燃機関の２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度検出手段により検出し、前記２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段と、
前記第１の変動量と前記第２の変動量に基づいて失火判定を行う第１の失火判定手段と、
前記第１の変動量のみを用い、失火判定レベルと比較して失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、
前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時又は加速時のとき、前記第２の失火判定手段により失火判定を行うことを特徴とする内燃機関用失火検出装置。 - 前記第２の変動量算出手段は、前記第１の変動量算出手段により設定される第１の変動量より回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量算出手段は、前記第１の変動量算出手段により算出される第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差を前記整数で除した値を第２の変動量として算出する手段であり、
前記第１の失火判定手段は、前記第１の変動量と前記第２の変動量とに基づいて失火判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。 - 内燃機関の混合気を燃焼させるために火花を発生する点火プラグと、
前記点火プラグの点火回数をカウントする点火数カウンタとを備え、
前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、内燃機関始動後、前記点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまでの状態であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。 - 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上となってから前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまでの運転状態であることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第１の失火判定手段は、前記第１の変動量と前記第２の変動量との偏差が、第１の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定し、
前記第２の失火判定手段は、前記第１の変動量が、第２の判定レベルよりも大きいときに内燃機関が失火していると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。 - 前記第２の失火判定レベルは前記第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値であることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 多気筒内燃機関の出力軸の回転に応じて所定の回転角度毎に回転角度信号を出力する回転角度信号出力手段と、
前記回転角度信号出力手段により出力される回転角度信号に基づいて内燃機関出力軸の気筒別回転速度を算出する回転速度算出手段と、
内燃機関の爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、
内燃機関の２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度検出手段により検出し、前記２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段と、
前記第１の変動量と前記第２の変動量に基づいて失火判定を行う第１の失火判定手段と、
前記第２の変動量を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された第２の変動量と、前記第１の変動量とに基づいて失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、
前記補正手段により補正されていない第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態にある機関始動時又は加速時のとき、前記第２の失火判定手段により失火判定を行うことを特徴とする内燃機関用失火検出装置。 - 前記第１の失火判定手段は、前記第１の変動量と前記第２の変動量との偏差が、第１の失火判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定し、
前記第２の失火判定手段は、第１の変動量と、前記補正手段により補正された第２の変動量との偏差が、第２の失火判定レベルよりも大きいときに失火が生じたと判定することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関用失火検出装置。 - 前記第２の失火判定レベルは前記第１の失火判定レベルよりも失火を検出し易い値であることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量算出手段は、前記第１の変動量算出手段により設定される第１の変動量より回転角３６０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を設定することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量算出手段は、前記第１の変動量算出手段により算出される第１の変動量より回転角７２０°ＣＡ前における爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度偏差に基づいて第２の変動量を算出することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量算出手段は、各気筒の１燃焼サイクルに要するクランク角度を気筒数で除したクランク角度を最小単位とし、その整数倍だけ離れた気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記整数倍だけ離れた２つの気筒間の回転速度偏差を前記整数で除した値を第２の変動量として算出する手段であり、
前記第１の失火判定手段は、前記第１の変動量と前記第２の変動量とに基づいて判定されることを特徴とする請求項１１乃至請求項１５に記載の内燃機関用失火検出装置。 - 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
前記補正手段は、前記運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態に基づいて前記第２の補正量を補正するための補正量を設定し、前記補正量に基づいて前記第２の変動量を補正することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。 - 前記運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変動量であることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態は、第２の変動量算出手段により算出される第２の変動量であることを特徴とする請求項１８に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 内燃機関の混合気を燃焼させるために火花を発生する点火プラグと、
前記点火プラグの点火回数をカウントする点火数カウンタとを備え、
前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、内燃機関始動後、前記点火数カウンタによりカウントされる点火回数が所定回数になるまでの状態であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１９のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。 - 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記第２の変動量算出手段により内燃機関の回転速度に基づいて算出される第２の変化量が第１の所定値よりも大きいときであることを特徴とする請求項１１乃至請求項２０のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上のときであること特徴とする請求項１１乃至請求項２１のいずれか一つに記載の内燃機関用失火検出装置。
- 前記第２の変動量により失火を誤検出するおそれのある運転状態とは、前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が第２の所定値以上になってから前記回転速度算出手段により算出される回転速度の変化率が前記第２の所定値より小さい第３の所定値以下となるまでの状態であることを特徴とする請求項２２に記載の内燃機関用失火検出装置。
- 多気筒内燃機関の出力軸の回転に応じて所定の回転角度毎に回転角度信号を出力する回転角度信号出力手段と、
前記回転角度信号出力手段により出力される回転角度信号に基づいて内燃機関出力軸の気筒別回転速度を算出する回転速度算出手段と、
内燃機関の爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、
内燃機関の２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度検出手段により検出し、前記２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段と、
前記第１の変動量と前記第２の変動量に基づいて失火判定を行う第１の失火判定手段と、
前記第１の変動量のみを用い、失火判定レベルと比較して失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、
内燃機関始動後、所定期間は前記第２の失火判定手段により失火判定を行うことを特徴とする内燃機関用失火検出装置。 - 多気筒内燃機関の出力軸の回転に応じて所定の回転角度毎に回転角度信号を出力する回転角度信号出力手段と、
前記回転角度信号出力手段により出力される回転角度信号に基づいて内燃機関出力軸の気筒別回転速度を算出する回転速度算出手段と、
内燃機関の爆発行程が連続する２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度算出手段により算出し、前記連続する２つの気筒間の回転速度に基づいて第１の変動量を算出する第１の変動量算出手段と、
内燃機関の２つの気筒間の前記回転速度を前記回転速度検出手段により検出し、前記２つの気筒間の回転速度に基づいて第２の変動量を算出する第２の変動量算出手段と、
前記第１の変動量と前記第２の変動量に基づいて失火判定を行う第１の失火判定手段と、
前記第１の変動量のみを用い、失火判定レベルと比較して失火判定を行う第２の失火判定手段とを備え、
内燃機関の加速後所定期間は前記第２の失火判定手段により失火判定を行うことを特徴とする内燃機関用失火検出装置。
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