JP5488286B2 - 内燃機関の燃焼状態検出システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼状態を検出する技術に関する。

内燃機関の燃焼状態の悪化（失火）を判定する技術として、機関回転速度（機関回転数）の２回差分値を判定値と比較することにより、失火の発生を判定する技術が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特開平０７−２１７４８８号公報 特開２００４−１９０５９１号公報 特開２００８−１２１５３３号公報

ところで、内燃機関が低負荷運転されている場合のように内燃機関の要求トルクが小さい場合は、機関回転速度の２回差分値が小さくなる。そのため、失火が発生しているにもかかわらず２回差分値が判定値より小さくなる可能性がある。

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の発生トルクと相関するパラメータに基づいて燃焼状態の悪化を検出するシステムにおいて、燃焼状態の悪化によるトルク変動が小さい場合であっても、燃焼状態の悪化をより正確に検出することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の発生トルクと相関するパラメータの１階差分値と２階差分値を個別に設定される判定値と比較することにより、燃焼状態の悪化（失火）を検出する燃焼状態検出システムにおいて、それぞれの判定値が内燃機関の発生トルクに対する１階差分値及び２階差分値のそれぞれの感度に応じて決定されるようにした。

詳細には、本発明に係わる内燃機関の燃焼状態検出システムは、
内燃機関の発生トルクに相関する物理量の１階差分値及び２階差分値を演算する演算部と、
前記演算部により算出された１階差分値が第１判定値より大きく、かつ２階差分値が第２判定値より大きいことを条件に失火の発生を検出する検出部と、
内燃機関の要求トルクと、内燃機関の要求トルクの変化に対する１階差分値及び２階差分値の変化の感度と、に応じて第１判定値及び第２判定値を決定する決定部と、
を備えるようにした。

ここでいう「第１判定値」は、失火が発生していない正常燃焼時に１階差分値が取り得る最大値又はその最大値に所定のマージンを加算した値である。また、「第２判定値」は、正常燃焼時に２階差分値が取り得る最大値又は最大値に所定のマージンを加算した値である。

ところで、正常燃焼時において１階差分値及び２階差分値のそれぞれが取り得る最大値
は、内燃機関の要求トルク（言い換えると、失火が発生していない気筒の発生トルク）によって変化する。さらに、要求トルクの変化に対する１階差分値の変化感度と要求トルクの変化に対する２階差分値の変化感度とは相異する。たとえば、要求トルクの変化に対する２階差分値の変化の割合は、要求トルクの変化に対する１階差分値の変化の割合よりも大きくなる傾向がある。つまり、要求トルクの変化に対する感度は、１階差分値よりも２階差分値の方が高い。

そこで、本発明の内燃機関の燃焼状態検出システムは、要求トルクの変化に対する１階差分値及び２階差分値のそれぞれの変化感度に応じて第１判定値及び第２判定値を決定するようにした。そのため、要求トルクが小さい状況下で失火が発生した場合に、２階差分値が第２判定値以下となる事態、すなわち失火が発生しているにもかかわらず失火が発生していないと誤判定（誤検出）される事態を回避することができる。よって、内燃機関の失火をより正確に検出することができる。

本発明における決定部は、内燃機関の要求トルクが小さいときは大きいときに比べ、第１判定値と第２判定値の相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定してもよい。

正常燃焼時に１階差分値が取り得る最大値（以下、「第１最大値」と称する）は、要求トルクが大きいときより小さいときの方が小さくなる。同様に、正常燃焼時に２階差分値が取り得る最大値（以下、「第２最大値」と称する）は、要求トルクが大きいときより小さいときの方が小さくなる。ただし、要求トルクが大きいときと小さいときとの差は、第１最大値より第２最大値の方が大きくなる。言い換えると、第１最大値と第２最大値との相対差は、要求トルクが大きいときより小さいときの方が大きくなる。

よって、要求トルクが小さいときは大きいときに比べ、第１判定値と第２判定値の相対差が大きくされると、失火が発生したときに２階差分値が第２判定値以下となる事態をより確実に回避することができる。

また、本発明における決定部は、点火時期をＭＢＴ（Minimum spark advance for Best
Torque）より遅角させる点火遅角処理が実行されている場合において、点火時期の遅角
量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定してもよい。

点火遅角処理が実施されているときは、失火発生時の発生トルクと正常燃焼時の発生トルクとの差が小さくなる。その際の差は、点火時期の遅角量が少ないときより多いときの方が小さくなる。

よって、点火遅角処理が実行されている場合において、点火時期の遅角量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくされると、失火が発生しているにもかかわらず２階差分値が第２判定値以下となる事態をより確実に回避することができる。

また、本発明における決定部は、目標空燃比を理論空燃比より低下させるリッチ処理が実行されている場合において、目標空燃比が低いときは高いときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定してもよい。

リッチ処理が実施されているときは、失火発生時の発生トルクと正常燃焼時の発生トルクとの差が小さくなる。その際の差は、目標空燃比の低下量が少ないときより多いときの方が小さくなる。

よって、リッチ処理が実行されている場合において、目標空燃比の低下量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくされると、失火が発生しているにもかかわらず２階差分値が第２判定値以下となる事態をより確実に回避することができる。

なお、本発明における「内燃機関の発生トルクに相関する物理量」としては、膨張行程においてクランクシャフトが一定量回転するために要する時間、膨張行程又は膨張行程の一部の期間におけるクランクシャフトの回転速度、膨張行程又は膨張行程の一部の期間におけるクランクシャフトの角加速度、などを用いることができる。

本発明によれば、内燃機関のトルク変動と相関するパラメータに基づいて燃焼状態の悪化を検出するシステムにおいて、燃焼状態の悪化によるトルク変動が小さい場合であっても、燃焼状態の悪化をより正確に検出することができる。

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。 内燃機関の要求トルクと各差分値ΔＴ１，ΔＴ２との関係を示す図である。 内燃機関の要求トルクと各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔとの関係を規定したマップを模式的に示す図である。 第１の実施例における燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。 点火時期と補正値ａ１，ａ２との関係を規定したマップを模式的に示す図である。 第２の実施例における燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。 目標空燃比と補正値ａ３，ａ４との関係を規定したマップを模式的に示す図である。 第３の実施例における燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。なお、図１においては、４つの気筒のうち１つの気筒２のみが図示されている。

内燃機関１の各気筒２は、吸気ポート３を介して吸気通路３０に接続されるとともに、排気ポート４を介して排気通路４０に接続される。吸気ポート３には、気筒２内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられる。吸気通路３０には、該吸気通路３０内を流通する空気量を制御するスロットル弁６が設けられる。スロットル弁６より上流の吸気通路３０には、該吸気通路３０を流れる空気量を測定するエアフローメータ７が設けられる。

排気通路４０には、排気浄化装置８が配置される。排気浄化装置８は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を具備し、所定の活性温度域にあるときに排気を浄化する。排気浄化装置８より下流の排気通路４０には、該排気通路４０内を流れる排気の空燃比と相関する電気信号を出力する空燃比センサ９が配置される。

また、内燃機関１には、気筒２内に臨む吸気ポート３の開口端を開閉する吸気弁１０と、気筒２内に臨む排気ポート４の開口端を開閉する排気弁１１が設けられる。これら吸気弁１０と排気弁１１は、吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト１３によりそれぞれ開閉駆動される。

気筒２の上部には、該気筒２内の混合気に点火する点火プラグ１４が配置される。気筒２内には、ピストン１５が摺動自在に挿入される。ピストン１５は、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１７と接続される。

クランクシャフト１７近傍の内燃機関１には、クランクシャフト１７の回転位置に相関する電気信号を出力するクランクポジションセンサ１８が配置される。さらに、内燃機関１には、該内燃機関１を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ１９が取り付けられる。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設される。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０は、前述したエアフローメータ７、空燃比センサ９、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力する。

ＥＣＵ２０は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁５、スロットル弁６、及び点火プラグ１４を電気的に制御する。たとえば、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の燃焼状態を検出するための燃焼状態検出処理を行う。

燃焼状態検出処理では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の発生トルクと相関するパラメータの１階差分値と２階差分値を判定値と比較することにより、燃焼状態の悪化（失火）を検出する。内燃機関１の発生トルクと相関するパラメータとしては、膨張行程においてクランクシャフト１７が一定量回転するために要する時間、膨張行程又は膨張行程の一部の期間におけるクランクシャフト１７の回転速度、膨張行程又は膨張行程の一部の期間におけるクランクシャフトの角加速度、などを用いることができる。本実施例では、上記したパラメータとして、クランクシャフト１７が膨張行程上死点から一定角度回転するために要する時間Ｔを用いるものとする。

ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１８の出力信号に基づいて、任意の気筒（以下、「第１気筒」と称する）の膨張行程上死点からクランクシャフト１７が一定角度回転するために要する時間（以下、「第１所要時間」と称する）Ｔ（１）と、第１気筒の次に膨張行程を迎える気筒（以下、「第２気筒」と称する）の膨張行程上死点からクランクシャフト１７が一定角度回転するために要する時間（以下、「第２所要時間」と称する）Ｔ（２）を演算する。

また、ＥＣＵ２０は、第１気筒より３６０度（ＣＡ）遅れて膨張行程を迎える気筒（以下、「第３気筒」と称する）の膨張行程上死点からクランクシャフト１７が一定角度回転するために要する時間（以下、「第３所要時間」と称する）Ｔ（３）と、第２気筒より３６０度（ＣＡ）遅れて膨張行程を迎える気筒（以下、「第４気筒」と称する）の膨張行程上死点からクランクシャフト１７が一定角度回転するために要する時間（以下、「第４所要時間」と称する）Ｔ（４）を演算する。

ＥＣＵ２０は、第１所要時間Ｔ（１）から第２所要時間Ｔ（２）を減算することにより、１階差分値ΔＴ１を演算する。また、ＥＣＵ２０は、第１所要時間Ｔ（１）と第２所要時間Ｔ（２）との差（＝Ｔ（１）−Ｔ（２））から、第３所要時間Ｔ（３）と第４所要時間Ｔ（４）との差（＝Ｔ（３）−Ｔ（４））を減算することにより、２階差分値ΔＴ２（＝｛Ｔ（１）−Ｔ（２）｝−｛Ｔ（３）−Ｔ（４）｝）を演算する。

ＥＣＵ２０は、１階差分値ΔＴ１と第１判定値ΔＴ１ｓｔとを比較するとともに、２階差分値ΔＴ２と第２判定値ΔＴ２ｓｔとを比較する。なお、第１判定値ΔＴ１ｓｔは、失火が発生していない正常燃焼時に１階差分値が取り得る最大値又はその最大値に所定のマージンを加算した値である。第２判定値ΔＴ２ｓｔは、正常燃焼時に２階差分値が取り得る最大値又は最大値に所定のマージンを加算した値である。前記した所定のマージンは、たとえば、クランクポジションセンサ１８の測定誤差に基づいて決定される値である。

ＥＣＵ２０は、１階差分値ΔＴ１が第１判定値ΔＴ１ｓｔより大きく（ΔＴ１＞ΔＴ１ｓｔ）、かつ２階差分値ΔＴ２がダイン判定値より大きい（ΔＴ２＞ΔＴ２ｓｔ）ことを条件に、第１気筒において失火が発生したと判定する。

ところで、正常燃焼時に１階差分値ΔＴ１及び２階差分値ΔＴ２のそれぞれが取り得る最大値は、内燃機関１の要求トルク（言い換えると、失火が発生していない気筒の発生トルク）によって変化する。その際、要求トルクの変化に対する１階差分値ΔＴ１の変化感度と要求トルクの変化に対する２階差分値ΔＴ２の変化感度とは相異する。

図２は、正常燃焼時における要求トルクと各差分値ΔＴ１，ΔＴ２の最大値との関係を示す図である。図２中の実線は１階差分値ΔＴ１の最大値（第１最大値）と示し、図２中の一点鎖線は２階差分値ΔＴ２の最大値（第２最大値）を示している。図２に示すように、要求トルクが小さいときは大きいときに比べ、各差分値ΔＴ１，ΔＴ２の最大値が小さくなる。ただし、要求トルクが小さいときと大きいときとの差は、第１最大値より第２最大値の方が大きくなる。つまり、要求トルクが小さいときは大きいときに比べ、第１最大値と第２最大値との相対差が大きくなる（第２最大値が第１最大値に対して一層小さくなる）。よって、要求トルクの変化に対する変化感度は、１階差分値ΔＴ１より２階差分値ΔＴ２の方が高いと言える。

ここで、上記したような変化感度を考慮せずに第１判定値や第２判定値が決定されると、内燃機関１の要求トルクが小さいときに、失火が発生しているにもかかわらず、失火が発生していないと誤判定される可能性がある。すなわち、内燃機関１の要求トルクが小さいときに失火が発生すると、２階差分値の値が第２判定値以下となる可能性があった。

これに対し、本実施例の燃焼状態検出処理においては、ＥＣＵ２０は、要求トルクの変化に対する１階差分値ΔＴ１及び２階差分値ΔＴ２のそれぞれの変化感度に応じて第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔを決定するようにした。具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の要求トルクと図３に示すマップとに基づいて第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔを決定する。図３は、要求トルクと各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔとの関係を規定したマップである。図３に示す判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔは、前述した図２に示した第１最大値、第２最大値に所定のマージンを加算したものである。

このように、要求トルクの変化に対する１階差分値ΔＴ１及び２階差分値ΔＴ２のそれぞれの変化感度に応じて第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔが決定されると、内燃機関１の要求トルクが小さいときは、それに応じて第２判定値ΔＴ２ｓｔも小さい値に設定されることになる。その結果、内燃機関１の要求トルクが小さいときに失火が発
生すると、２階差分値ΔＴ２が第２判定値ΔＴ２ｓｔ以下となる事態を回避することが可能となる。したがって、内燃機関１の要求トルクが小さいときに、失火が発生しているにもかかわらず、失火が発生していないと誤判定される事態を回避することができる。

以下、本実施例における燃焼状態検出処理の実行手順について図４に沿って説明する。図４は、燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定周期（たとえば、クランクシャフト１７の回転位置が各気筒２の膨張行程上死点と一致する都度）でＥＣＵ２０が実行するルーチンである。

燃焼状態検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において各種データを取得する。たとえば、ＥＣＵ２０は、アクセル開度や機関回転数などをパラメータにして、内燃機関１の要求トルクを演算する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、１階差分値ΔＴ１及び２階差分値ΔＴ２を演算する。このように、ＥＣＵ２０がＳ１０２の処理を実行することにより、本発明に係わる演算部が実現される。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０１で取得された要求トルクと図３のマップとから第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔを演算する。このように、ＥＣＵ２０がＳ１０３の処理を実行することにより、本発明に係わる決定部が実現される。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２で求められた１階差分値ΔＴ１が前記Ｓ１０３で求められた第１判定値ΔＴ１ｓｔより大きいか否かを判別する。Ｓ１０４において否定判定された場合（ΔＴ１≦ΔＴ１ｓｔ）は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０４において肯定判定された場合（ΔＴ１＞ΔＴ１ｓｔ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２で求められた２階差分値ΔＴ２が前記Ｓ１０３で求められた第２判定値ΔＴ２ｓｔより大きいか否かを判別する。Ｓ１０５において否定判定された場合（ΔＴ２≦ΔＴ２ｓｔ）は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０５において肯定判定された場合（ΔＴ２＞ΔＴ２ｓｔ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６へ進み、内燃機関１（第１気筒）で失火が発生したと判定する。

なお、ＥＣＵ２０がＳ１０４及びＳ１０５の処理を実行することにより、本発明に係わる検出部が実現される。

以上述べた実施例によれば、失火の発生によるトルク変動量が小さい場合であっても、失火の発生をより正確に判定（検出）することができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５，６に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、点火プラグ１４の作動時期（点火時期）をＭＢＴより遅角させる点火遅角処理が実施されているときに、点火時期の遅角量に応じて各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを補正する点にある。

点火遅角処理が実施されている場合は、失火発生時の発生トルクと正常燃焼時の発生トルクとの差が小さくなる。その際の差は、点火時期の遅角量が少ないときより多いときの
方が小さくなる。よって、点火時期の遅角量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔを小さい値に設定するとともに、第１判定値ΔＴ１ｓｔと第２判定値ΔＴ２ｓｔの相対差を大きくする必要がある。

そこで、本実施例の燃焼状態検出処理では、ＥＣＵ２０は、点火時期の遅角量に基づいて各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを補正するとともに、その際の補正量は点火時期の遅角量が多いときは少ないときに比べ第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように定められるようにした。

図５は、各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔの補正値ａ１，ａ２と点火時期との関係を示す図である。図５中の実線は第１判定値ΔＴ１ｓｔの補正値（以下、「第１補正値」と称する）ａ１を示し、図５中の一点鎖線は第２判定値ΔＴ２ｓｔの補正値（以下、「第２補正値」と称する）ａ２を示す。

図５において、第１補正値ａ１と第２補正値ａ２は、点火時期がＭＢＴと一致するときは１に設定され、点火時期がＭＢＴより遅いときは１より小さい正数に設定される。さらに、点火時期がＭＢＴより遅いときは、第１補正値ａ１より第２補正値ａ２の方が小さい値に設定される。その際、第１補正値ａ１と第２補正値ａ２との相対差は、点火時期が早いときより遅いときの方が大きくなるように設定される。

次に、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の要求トルクと図３のマップとに基づいて決定された各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを各補正値ａ１，ａ２により補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、第１判定値ΔＴ１ｓｔに第１補正値ａ１を乗算するとともに、第２判定値ΔＴ２ｓｔに第２補正値ａ２を乗算する。

このような方法により第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔが補正されると、点火遅角処理実行時においても失火の発生をより確実に検出することができる。

以下、本実施例における燃焼状態検出処理の実行手順について図６に沿って説明する。図６は、燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図６において、前述した第１の実施例の燃焼状態検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。

本ルーチンと図４のルーチンとの相違点は、Ｓ１０３の処理とＳ１０４の処理との間にＳ２０１及びＳ２０２の処理が実行される点にある。すなわち、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３の処理を実行した後に、Ｓ２０１及びＳ２０２の処理を実行する。

Ｓ２０１では、ＥＣＵ２０は、目標点火時期と図５のマップとに基づいて第１補正値ａ１及び第２補正値ａ２を演算する。その際の目標点火時期は、ＥＣＵ２０が別途の点火時期制御ルーチンを実行することにより決定された目標点火時期を用いるものとする。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３で算出された判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔをＳ２０１で算出された補正値ａ１，ａ２により補正する。つまり、ＥＣＵ２０は、第１判定値ΔＴ１ｓｔに第１補正値ａ１を乗算するとともに、第２判定値ΔＴ２ｓｔに第２補正値ａ２を乗算する。

その後のＳ１０４，Ｓ１０５の処理は、前記Ｓ２０２で補正された判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを用いて実行されるものとする。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１の要求トルクが小さい場合に加え、点火遅角処
理が実行されている場合においても、失火の発生をより正確に判定（検出）することができる。

＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図７，８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、目標空燃比を理論空燃比より低下させるリッチ処理が実施されているときに、目標空燃比の低下量に応じて各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを補正する点にある。

リッチ処理が実施されている場合は、失火発生時の発生トルクと正常燃焼時の発生トルクとの差が小さくなる。その際の差は、目標空燃比の低下量が少ないときより多いときの方が小さくなる。よって、目標空燃比の低下量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔを小さい値に設定するとともに、第１判定値ΔＴ１ｓｔと第２判定値ΔＴ２ｓｔの相対差を大きくする必要がある。

そこで、本実施例の燃焼状態検出処理では、ＥＣＵ２０は、目標空燃比の低下量に基づいて各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを補正するとともに、その際の補正量は目標空燃比の低下量が多いときは少ないときに比べ第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように定められるようにした。

図７は、各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔの補正値ａ３，ａ４と目標空燃比との関係を示す図である。図７中の実線は第１判定値ΔＴ１ｓｔの補正値（以下、「第３補正値」と称する）ａ３を示し、図７中の一点鎖線は第２判定値ΔＴ２ｓｔの補正値（以下、「第４補正値」と称する）ａ４を示す。

図７において、第３補正値ａ３と第４補正値ａ４は、目標空燃比が理論空燃比と一致するときは１に設定され、目標空燃比が理論空燃比より低いときは１より小さい正数に設定される。さらに、目標空燃比が理論空燃比より低いときは、第３補正値ａ３より第４補正値ａ４の方が小さい値に設定される。その際、第３補正値ａ３と第４補正値ａ４との相対差は、目標空燃比が高いときより低いときの方が大きくなるように設定される。

次に、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の要求トルクと図３のマップとに基づいて決定された各判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを各補正値ａ３，ａ４により補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、第１判定値ΔＴ１ｓｔに第３補正値ａ３を乗算するとともに、第２判定値ΔＴ２ｓｔに第４補正値ａ４を乗算する。

このような方法により第１判定値ΔＴ１ｓｔ及び第２判定値ΔＴ２ｓｔが補正されると、リッチ処理の実行時においても失火の発生をより確実に検出することができる。

以下、本実施例における燃焼状態検出処理の実行手順について図８に沿って説明する。図８は、燃焼状態検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図８において、前述した第１の実施例の燃焼状態検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。

本ルーチンと図４のルーチンとの相違点は、Ｓ１０３の処理とＳ１０４の処理との間にＳ３０１及びＳ３０２の処理が実行される点にある。すなわち、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３の処理を実行した後に、Ｓ３０１及びＳ３０２の処理を実行する。

Ｓ３０１では、ＥＣＵ２０は、目標空燃比と図７のマップとに基づいて第３補正値ａ３及び第４補正値ａ４を演算する。その際の目標空燃比は、ＥＣＵ２０が別途の燃料噴射制御ルーチンを実行することにより決定された目標燃料噴射量とエアフローメータ７の出力信号（吸入空気量）とにより演算されてもよく、或いは空燃比センサ９の出力信号を用いてもよい。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３で算出された判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔをＳ３０１で算出された補正値ａ３，ａ４により補正する。つまり、ＥＣＵ２０は、第１判定値ΔＴ１ｓｔに第３補正値ａ３を乗算するとともに、第２判定値ΔＴ２ｓｔに第４補正値ａ４を乗算する。

その後のＳ１０４，Ｓ１０５の処理は、前記Ｓ３０２で補正された判定値ΔＴ１ｓｔ，ΔＴ２ｓｔを用いて実行されるものとする。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１の要求トルクが小さい場合に加え、リッチ処理が実行されている場合においても、失火の発生をより正確に判定（検出）することができる。なお、本実施例は、前述した第２の実施例と組み合わせることもできる。本実施例と第２の実施例とが組み合わされると、内燃機関１の要求トルクが小さい場合、点火遅角処理が実行されている場合、及びリッチ処理が実行されている場合において、失火の発生を正確に判定（検出）することが可能となる。

１ 内燃機関
２ 気筒
５ 燃料噴射弁
７ エアフローメータ
９ 空燃比センサ
１４ 点火プラグ
１７ クランクシャフト
１８ クランクポジションセンサ
２０ ＥＣＵ

Claims (4)

1. 内燃機関の発生トルクに相関する物理量の１階差分値及び２階差分値を演算する演算部と、
   前記演算部により算出された１階差分値が第１判定値より大きく、且つ２階差分値が第２判定値より大きいことを条件に失火の発生を検出する検出部と、
   内燃機関の要求トルクと、内燃機関の要求トルクの変化に対する１階差分値及び２階差分値の変化の感度と、に応じて第１判定値及び第２判定値を決定する決定部と、
   を備える内燃機関の燃焼状態検出システム。
2. 請求項１において、前記決定部は、内燃機関の要求トルクが小さいときは大きいときに比べ第１判定値と第２判定値の相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定する内燃機関の燃焼状態検出システム。
3. 請求項１又は２において、前記決定部は、点火時期をＭＢＴより遅角させる点火遅角処理が実行されている場合において、点火時期の遅角量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定する内燃機関の燃焼状態検出システム。
4. 請求項１乃至３の何れか一項において、前記決定部は、目標空燃比を理論空燃比より低下させるリッチ処理が実行されている場合において、目標空燃比の低下量が多いときは少ないときに比べ、第１判定値と第２判定値との相対差が大きくなるように第１判定値及び第２判定値を決定する内燃機関の燃焼状態検出システム。

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