JPH03202660A - エンジンの失火判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、各気筒の運動変化量から失火状態を気筒別に
判定するエンジンの失火判定装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］一般に、
多気筒エンジンにおける燃焼は毎サイクル同一過程を経
て行われることが、安定した出力を得る上で理想である
が、多気筒エンジンにおいて（よ、 ■吸気管形状の複雑化、気筒間の吸気干渉などによる吸
気分配率の不均一化、 ■冷却順路によって生じる各気筒間の若干の燃焼温度の
相違、 ■多気筒の燃焼室容積、ピストン形状などの製造上のば
らつき、 ■インジエクタの製造誤差などによる燃料噴ｔｌＡｆｉ
の違いから生じる各気筒の空燃比の僅かなばらつき、 などの理由から燃焼にばらつきが生じやづい。

従来、このいわゆる燃焼変動は、気筒別の空燃比制御、
点火時期制御で最小限に抑制されているが、最近の高出
力、低燃費化の傾向にある高性能エンジンでは、インジ
ェクタ、点火プラグなどに劣化、あるいは、故障が生じ
た場合、断続的な失火を起因し出力の低下を招く。

多気筒エンジンにおいて、ひとつの気筒に断続的な失火
が発生しても気付かずに運転されることが多く、また、
失火の原因が一時的なものなのか、あるいは、インジェ
クタ、点火プラグなどの劣化などによって生じたものな
のかの判断を運転中に判断することは困難である。

そのため、例えは、特開昭６１−２５８９５５号公報で
は、前回の燃焼行程気筒のエンジン回転速度の最小値と
最大値との差と、今回の燃焼行程気筒のエンジン回転速
度の最小値と最大値との差を比較し、この比較値が予め
設定した基準値内に収まっているかどうかで、当該気筒
の燃焼状態を判別し、燃焼異常が所定回数以上発生した
場合、失火と判断して警告するようにしている。

しかし、この先行技術では、各気筒の燃焼変動を、燃焼
行程気筒の最小エンジン回転速度と最大エンジン回転速
度との差から求めているが、燃焼中のエンジン回転速度
は急激に上昇し、また、エンジンに対し負荷が相対的に
大きくかかるため、加速度の変動が大きくなり、したが
って、エンジン回転数の最大値を特定でることは困難で
あり、失火判定時のｍ　ＩｆｔＡ差が大きくなってしま
う。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、失火状態
を正確に検出することのできるエンジンの失火判定装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ （１）上記目的を達成するため本発明による第一のエン
ジンの失火判定装δは、第１図に示すように、前回の燃
焼による仕事をしていない区間の運動量と、今回の燃焼
による仕事をしていない区間の運動量とを比較して、こ
の両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運動変化量を算出し
、この運動変化量と失火判定レベルとを比較して、失火
状態を気筒別に判別する失火判別手段と、上記失火判別
手段で判別した当該気筒の失火回数をカウントする気筒
別失火回数カウント手段と、上記気筒別失火回数カウン
ト手段でカウントした当該気筒の設定サイクルごとの失
火回数を平均化する気筒別平均失火回数算出手段と、上
記気筒別平均失火回数算出手段で算出した気筒別平均失
火回数と、予め設定した失火判定基準回数とを比較して
失火異常を気筒別に検出する気筒別失火異常判定手段と
を備えるものである。

（２）上記目的を達成するため本発明による第二のエン
ジンの失火判定装置は、第２図に示寸ように、前回の燃
焼による仕事をしていない区間の運動量と、今回の燃焼
による仕事をしていない区間の運動量とを比較して、こ
の両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運動変化量を算出し
、この運動変化量と失火判定レベルとを比較して、失火
状態を気筒別に判別する失火判別手段と、上記失火判別
手段で判別した当該気筒の失火回数をカウントする気筒
別失火回数カウント手段と、上記気筒別失火回数カウン
ト手段でカウントした当該気筒の失火回数と、予め設定
した最大カウント数とを比較し、上記失火回数が最大カ
ウント数に達した場合、この最大カウント数を固定し記
憶する気筒別最大カウント数固定記憶手段とを備えるも
のである。

［作　用］ （１）上記構成による第一のエンジンの失火判定装置は
、まず、前回の燃焼による仕事をしていない区間の運動
量と、今回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量
とを比較して、この両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運
動変化量を算出し、この運動変化量と失火判定レベルと
を比較して、失火状態を気筒別に判別する。

そして、当該気筒の失火回数をカウントし、このカウン
トした当該気筒の設定サイクルごとの失火回数を平均化
して気筒別平均失火回数を求め、この気筒別平均失火回
数と、予め設定した失火判定基準回数とを比較して失火
異常を気筒別に検出する。

（２）上記構成による第二のエンジンの失火判定装置は
、まず、前回の燃焼による仕事をしていない区間の運動
量と、今回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量
とを比較して、この両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運
動変化量を算出し、この運動変化量と失火判定レベルと
を比較して、失火状態を気筒別に判別する。

そして、当該気筒の失火回数をカウントし、このカウン
トした当該気筒の失火回数と、予め設定した最大カウン
ト数とを比較し、上記失火回数が最大カウント数に達し
た場合、この最大カウント数を固定し記憶する。

［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第３図〜第１０図は本発明の第一実施例を示し、第３図
は制御装置の機能ブロック図、第４図はエンジン制御系
の概略図、第５図はクランクロータとクランク角センサ
の正面図、第６図はカムロータとカム角センサの正面図
、第７図は気筒内圧力変動、クランクパルス、カムパル
ス、および、エンジン回転数のタイムチャート、第８図
は失火判定レベルマツプの概念図、第９図は差回転速度
と失火判定レベルのタイムチャート、第１０図は失火判
定手順を示すフローチャートである。

（構　成） 第４図の符号１はエンジン本体で、図においては４気筒
水平対向エンジンを示す。

このエンジン本体１の吸気ポート２ａにインテークマニ
ホルド３を介して連通する吸気管６の、エアクリーナ７
の直下流に吸入空気量センサ８が介装され、また、上記
吸気管６の中途に介装したスロットルバルブ５に、スロ
ットル開度センサ９ａとスロットル全開を検出するアイ
ドルスイッチ９ｂとが連設され、さらに、上記インテー
クマニホルド３に、噴射口を上記吸気ボート２ａ側へ指
向する（マルチポイント〉インジェクタ１０が配設され
ている。

また、上記エンジン本体１のクランクシャフト１ｂにク
ランクロータ１５が軸着され、その外周にクランク角を
検出するための電磁ピックアップなどからなるクランク
角センサ１６が対設され、さらに、上記クランクシャフ
ト１ｂに対して１／２回転するカムシャフトＩＣにカム
ロータ１７が軸着され、このカムロータ１７の外周にカ
ム角センサ１８が対設されている。

第５図に示すように、上記クランクロータ１５の外周に
突起１５ａ、１５ｂ、１５ｃが形成されている。この各
突起１５ａ、１５ｂ、１５ｃが各気筒の圧縮上死点前（
ＢＴＤＣ）θ１．θ２．θ３の位置に形成されており、
突起１５ｂ、１５ｃ間の通過時間からエンジン回転数Ｎ
を算出する。

ところで、一般に、アイドル運転時の点火時期はＢ丁Ｄ
Ｃ２０℃Ａ付近であり、このクランク角で着火しても、
その後約１０’ＣＡまでは、まだ燃焼圧が急激に上昇す
ることはない。

また、第７図に示すように、実施例においては、各気筒
の排気弁の開弁時期を、次の燃焼気筒の点火基準クラン
ク角ＢＴＤＣθ２よりやや遅角側に設定されているが、
一般に、排気弁開弁直後の燃焼圧は急激に低下している
ため、クランク角ＢＴＤＣθ３では、燃焼圧の影響はほ
とんどない。

したがって、上記突起１５ｃのクランク角θ３をＢＴＤ
Ｃ１０’ＣＡより進角側にセットすれば、上記突起１５
ｂ、１５ｃのクランク角ＢＴＤＣθ２、θ３の間の区間
が、各気筒間の燃焼による影響をほとんど受けない、す
なわち、燃焼行程気筒と次の燃焼行程気筒との間の燃焼
による仕事をしていない区間になる。

また、第６図に示づように、上記カムロータ１７の外周
に、気筒判別用突起１７ａ、１７ｂ、１７Ｃが形成され
ている。突起１７ａが＃３．６４気筒の圧縮上死点後＜
ＡＴＤＣ）０４の位置に形成され、また、突起１７ｂが
３ケの突起で構成され、その最初の突起が＃１気筒の圧
縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ５の位置に形成され、さらに
、突起１７Ｇが２ケの突起で構成され、その最初の突起
が＃２気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ６の位置に形
成されている。

なお、図の実施例ではθ１＝９７℃Ａ、θ２＝６５℃Ａ
、θ３＝１０”ＣＡ、θ４＝２０″ＣＡ、θ５＝５℃へ
、θ６＝２０’ＣＡ、θ（２−３）　＝　５５℃Ａであ
り、この配列により、第７図に示すように、例えば、上
記カム角センサ１８がθ５　（突起１７ｂ）のカムパル
スを検出した場合、その後にクランク角センサ１６で検
出するクランクパルスが＃３気筒のクランク角を示す信
号であることが判別できる。

また、上記θ５のカムパルスの後にθ４　（突起１７ａ
）のカムパルスを検出した場合、その後のクランク角セ
ンサ１６で検出するクランクパルスが＃２気筒のクラン
ク角を示すものであることが判別できる。同様に８６　
（突起１７Ｃ〉のカムパルスを検出した後のクランクパ
ルスが＃４気筒のクランク角を示すものであり、また、
上記θ６のカムパルスの後にθ４　（突起１７ａ）のカ
ムパルスを検出した場合、その後に検出するクランクパ
ルスが＃１気筒のクランク角を示すものであることが判
別できる。

さらに、上記カム角センサ１８でカムパルスを検出した
後に、上記クランク角センサ１６で検出するクランクパ
ルスが該当気筒の基準クランク角（θ１）を示すもので
あることが判別できる。

なお、符号２４は車速センサである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３１はマイクロコンピュータなどからなる制
御装置で、この制御装置３１のＣＰＵ（中央処理演算装
置）３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バックアップＲΔ
Ｍ３５、および、Ｉ１０インターフェイス３６がパスラ
イン３７を介して互いに接続されており、このＩ１０イ
ンターフェイス３６の入力ボートに、各センサ８，９ａ
、１６゜１８．２４、および、アイドルスイッチ９ｂが
接続され、また、上記Ｉ１０インターフェイス３６の出
力ボートに、駆動回路３８を介してインジェクタ１０と
、図示しないインストルメントパネルに配設したインジ
ケータランプなどの警告手段１１が接続されている。

上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、固定データなどが
記憶されている。固定データとしては、後述する失火判
定レベルマツプＭ　Ｐ　、ｄ　Ｎ　ＬＥＶＥＬがある。

また、上記ＲΔＭ３４にはデータ処理した後の上記各セ
ンサ類の出力信号およびＣＰＵ３２で演算処理したデー
タが格納され、バックアップＲＡＭ３５には気筒別失火
判定データなどのトラブルデータが記憶されている。

さらに、上記Ｉ１０インターフェイス３６の出力ボート
に、故障診断用コネクタ３９が接続されており、この故
障診断用コネクタ３９に、故障診断用シリアルモニタ４
０を接続することで、上記バックアップＲＡＭ３５に記
憶されているトラブルデータを読出すことができる。

さらに、上記ＣＰＵ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶され
ている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３４に格納し
た各種データに基づき、インジェクタ１０に対する燃料
噴射パルス幅、あるいは、点火時期などを演算する。

（制御装置３１の機能構成〉 第３図に示すように、上記制御装置３１の失火判定に係
る機能が気筒判別手段４１、クランクパルス判別手段４
２、エンジン回転数算出手段４３、差回転速度算出手段
４４、エンジン負荷データ演算手段４５、失火判定レベ
ル設定手段４６、失火判別手段４７、気筒別失火回数カ
ウント手段４８、気筒別演算サイクル数カウント手段４
９、サイクル数判定手段５０、気筒別平均失火回数算出
手段５１、気筒別失火異常判定手段５２、インジケータ
駆動手段５３で構成されている。

気筒判別手段４１では、カム角センサ１８のカムロータ
１７の突起１７ａ〜１７ｃを検出するカムパルスに基づ
き、燃焼行程気筒＃ｉ　（ｉ＝ｉ。

３．２．４）を判別するもので、ステップ５１０１に対
応する。

クランクパルス判別手段４２では、上記カム角センサ１
８から出力されるカムパルスの後に、上記クランク角セ
ンサ１６から出力されるクランクパルスがいずれの突起
１５８〜１５ｃを検出したものであるかを判別するもの
で、ステップ５１０３に対応する。

エンジン回転数算出手段４３では、上記クランクパルス
判別手段４２で判別したθ２　（突起１５ｂ）と、θ３
　〈突起１５Ｃ）との間の経過時間に基づいて燃焼によ
る仕事をしていない区間のエンジン回転数ＮＮＥ−を算
出する。

差回転速度算出手段４４では、上記エンジン回転数算出
手段４３で算出した今回のエンジン回転数Ｎ　ＮＥＷと
、前回のエンジン回転数Ｎ　ＯＬＤとの差から、上記気
筒判別手段４１で判別した気筒＃（Ｄ差回転速ａｌＮ１
　（ｉ　＝１．３．２．４）を算出する。

第７図に示すように、４サイクル４気筒エンジンの場合
、燃焼による仕事をしていない区間におけるエンジン回
転数ＮＮＥ−の演算が、１８０℃Ａごとに実行され・る
ため、例えば、気筒＃１に着目した場合、前回算出した
エンジン回転数Ｎ　ＯＬＤを今回算出したエンジン回転
数ＮＮＥ−から減算すれば、気筒＃１の差回転速度、６
Ｎ１が求められ、一方、気筒＃３をみれば、上記気筒＃
１のエンジン回転数Ｎ　ＮＥＷをＮ　ＯＬＤとすること
で、その後の気筒＃３のエンジン回転数Ｎ　ＮＥＷから
差回転速度、ｄＮ３を求めることができる。

互いに共通する気筒のエンジン回転数をそれぞれ、Ｎ４
．１　、　Ｎ１．３　、　Ｎ３．２　、　Ｎ２．４とし
た場合、各気筒の差回転速度は以下の通りである。

ａ　Ｎ　ｉ　＝　ＮＮＥＷ　−Ｎ０ＬＤ、ｄＮ　１　＝
Ｎ１．３−Ｎ４．１ ．６Ｎ３＝Ｎ３．２　−Ｎ１．３ 、ｄＮ２＝Ｎ２．４　−Ｎ３．２ 、ｄＮ４＝Ｎ４．１−Ｎ２．４ ところで、上記差回転速度ｌＮｉは、図示平均有効圧力
、すなわち、気筒の燃焼状態と強い相関関係にあること
が実験から明らかにされている。

したがって、この差回転速度ｚＮｉを求めることで、各
気筒＃ｉの燃焼状態（図示平均有効圧力）の良否を推定
することができる。

以下に、上記差回転速度ｚＮｉと上記図示平均有効圧力
との関係を示す。

まず、エンジンが回転している状態を式で表すと、 １：ｔｌ性モーメント Ｎ：エンジン回転速度 Ｔｉ　：指示トルク Ｔｆ　：フリクショントルク となり、この（１）式を簡略化して、 とおき、さらに圧力にＮ換えて表すと、Ｐｉ　：図示平
均有効圧力 Ｐｆ：ＦＪ擦損失有効圧力 となる。

実験によれば、回転速度を検出するためのクランク角幅
θ２．３を、燃焼行程の前後に設定すれば、４サイクル
４気筒エンジンの場合、上記差回転速度ＪＮｉと、その
間の時間的変化ａＴ（１８０℃Ａ）とをもとに、上記（
３）式のｄＮ／ｄｔを求めた結果、非常に強い相関が得
られる。

この場合１，４Ｔ（１８０℃Ａ）の変動は無視できる量
であり、また、摩擦損失有効圧力Ｐｆも一定と考えれば
、上記（３）式から、 ａＮ＝ＫＸＰｉ　＋ＰＦ　　　　　　　・（４）Ｐｉ　
、　ＰＦ　：定数 が成立する。

したがって、各気筒の差回転速度、４Ｎを、それぞれ求
めることで、図示平均有効圧力Ｐｉ、すなわち、燃焼状
態を気筒ごとに推定することができる。

そして、この各気筒＃ｉの差回転速度ＪＮｉを個々に″
０″に近づければ、気筒ごとの燃焼状態を均一にするこ
とができる。

一方、上記（３）式において、＊ｉ平均有効圧力Ｐｆを
一定とみなして定数Ｃとし、比例定数をＫとすると、 となり、したがって、Ｋ、Ｃを予め求めることで、図示
平均有効圧力Ｐｉを求めることができる。

この（５）式によれば、差回転速度ＪＮを時間微分する
ことで、図示平均有効圧力Ｐｉを差回転速度ＪＮからさ
らに精度よく推定することができる。

エンジン負荷データ演算手段４５では、吸入空気量セン
サ８で計測した吸入空気！ＩＱと上記エンジン回転数Ｎ
　ＮＥＷとに基づいてエンジン負荷データ〈＝基本燃料
噴射パルス幅）Ｔｐを設定する。

失火判定レベル設定手段４６では、上記エンジン回転数
Ｎ　ＮＥＷと上記エンジン負荷データＴｐをパラメータ
として、失火判定レベルマツプＭＰＪＮ　ＬＥＶＥＬか
ら失火判定レベル、４　Ｎ　ＬＥＶＥＬを設定する。

第８図に示すように、上記失火判定レベルマツプＭＰ、
４ｊＮＬＥＶＥＬハ、エンジン回転数ＮＮＥＷ　トエン
ジン負荷データＴｐをパラメータとする三次元マツプで
、格子で囲まれた各領域には予め実験などから求めた失
火判定レベル、６　Ｎ　ＬＥＶＥＬが格納されている。

第９図に示すように、差回転速度ＪＮｉは過渡時に比較
的大きな値を示すが、この変動幅はエンジンの運転条件
によって相違する。そのため、予め実験などから、その
変動幅を運転条件ごとに求め、その変動幅に応じた失火
判定レベル、ｊ　Ｎ　ＬＥＶＥＬを設定し、マツプ化す
ることで高い失火判定精度を得ることができる。

失火判別手段４７では、当該燃焼行程気筒＃の差回転速
度ｚＮｉと上記失火判定レベル、ｊ　Ｎ　ＬＥＶＥＬを
比較して、当該燃焼行程気筒＃ｉが失火を起したかどう
かを判別する。

気筒別失火回数カウント手段４８では、上記燃焼行程気
筒＃１が起した失火の回数ＣＩ２をカウントする。

気筒別演韓すイクル数カウン１−手段４９では、燃焼行
程気筒＃）の演算サイクル数Ｃｉｌを気筒別にカウント
する。

サイクル数判定手段５０では、カウントアツプした燃焼
行程気筒＃ｉの演算サイクル数Ｃｉ１と予め設定したサ
ンプリングサイクル数Ｃ１ｌｓＥＴとを比較し、当該気
筒＃ｉの演算サイクル数Ｃｉ１がサンプリングサイクル
数Ｃ１ｌｓＥＴに達したかどうか判定する。

気筒別平均失火回数算出手段５１では、サンプリングサ
イクル数Ｃ１１ＳＦ丁に達した当該気筒＃の演算サイク
ルＣ１１中にカウントした失火回数０１２と、前回まで
の当該気筒＃１の平均失火回数Ｃ気筒別失火異常判定手
段５２では、上記平均失準回数Ｃ１２５ＥＴに達した場
合、記憶手段（バックアップＲＡＭ）３５に当該気筒＃
ｉの失火異常データを格納するとともに駆動手段５３を
介してインジケータランプなどの警告手段１１／＼駆動
信号を出力する。

なお、上記記憶手段（バックアップＲＡＭ＞３５に格納
した当該気筒＃ｉの失火異常データは、ディーラ−のサ
ービスステーションなどにおいて、シリアルモニタ４０
を接続することで読出すことができ、また、このシリア
ルモニタ４０を介して上記記憶手段３５に記憶されてい
る失火異常データをクリアすることができる。

（作　用） 次に、上記構成による実施例の失火判定手順を第１０図
のフローチャートに従って説明する。なお、この制御プ
ログラムは回転数に同期して気筒別に実行する。

まず、ステップ５１０１で、クランク角センサ１６およ
びカム角センサ１８からそれぞれ出力されるクランクパ
ルスおよびカムパルスに基づき燃焼行程気筒＃ｉ　　（
ｉ＝１．３．２．４＞を判別し、ステップ５１０２で当
該燃焼行程気筒＃ｉの演算サイクル数ＣＩ＋をカウント
アツプする（Ｃ１１←Ｃｉ１＋１）。

次いで、ステップ５１０３で、クランク角センサ１６か
ら出力されるＢＴＤＣθ２．θ３を検出するクランクパ
ルスを上記カムパルスの割込みにより判別し、ステップ
５１０４で、上記ＢＴＤＣθ２．θ３を検出するクラン
クパルス間の経過時間と、θ２、θ３の挾み角（θ２−
０３〉から周期ｆ２゜３を算出する（子２．３←ｄｔ２
，３／ｄ（θ２−θ３〉）。

その後、ステップ５１０５で、上記周期子２・３から今
回のエンジン回転数Ｎ　ＮＥ１４を算出しく　Ｎ　ＮＥ
Ｗ←６０／　（２π・ｆ２．３））、ステップ８１０６
で、上記今回のエンジン回転数Ｎ　ＮＥＷと、前回のル
ーチンで算出した当該気筒＃ｉのエンジン回転数Ｎ０Ｌ
Ｉ）との差から燃焼行程気筒＃ｉの燃焼による仕事をし
ていない区間（θ２−０３）の差回転速度ｄＮｉ　を算
出１ル（ｄＮｉ　←ＮＮＥＷ　−ＮＯＬＤ　）。

この燃焼による仕事をしていない区間（θ２θ３）で算
出したエンジン回転数ＮＮＥ−には燃焼圧による回転数
の変動因子が含まれていないため比較的安定しており、
しかし、比較するふたつのエンジン回転数ＮＮ０ＩＩ、
　Ｎ０ＬＤが同一条件下で検出したものであるため、上
記差回転速度ＩＮｉと当該燃焼行程気筒＃ｉの燃焼状態
との相関が明確化し、したがって、燃焼状態を高精度に
推定することができる。

その後、ステップ５１０７で、今回のルーチンにて求め
たエンジン回転数Ｎ　ＮＥＷと吸入空気ＷｋＱに基づき
エンジン負荷データ（＝基本燃焼噴射パルス幅）ＴＰを
算出す６　（Ｔｔｌ　＋−ＫＸＱ／ＮＮＥ）ｌ　　Ｋ　
：定数）、。

そして、ステップ５１０８で、上記エンジン負荷データ
Ｔｐとエンジン回転数ＮＮＥ―をパラメータとしＴ失火
判定レベルマツプＭ　Ｐ　、６　ＮＬＥＶＥＬから失火
判定レベル、ｄ　Ｎ　ＬＥＶＥＬを設定し、ステップ５
１０９で、上記差回転速度ｚＮｉと上記失火判定レベル
、６Ｎ１［νＥ［を比較する。

なお、上記失火判定レベルａ　Ｎ　ＬＥＶＥＬは、マツ
プ検索により運転条件に応じて適正に可変設定されるた
め高い比較精度を得ることができる。

上記ステップ５１０９ｒ、ａＮｉ　＜、６ＮＬＥＶＥＬ
　、　ｔなわら、当該燃焼行程気筒＃ｉの差回転速度、
ｄＮが失火判定レベル、ｊ　Ｎ　ＬＥＶＥＬより低いと
判断した場合（第９図参照〉、失火と判定しステップ５
１１０へ進み、マタ、ＩＪ　Ｎ　ｉ　≧Ａ　Ｎ　ＬＥＶ
Ｅ　Ｌ　（７）　場合、正常燃焼と判断してステップ５
１１１へ進む。

失火と判定されてステップ５１１０へ進むと当該燃焼行
程気筒＃ｉの気筒別失火回数Ｃｉ２をカウントアツプし
くＣ１１←Ｃｉ１＋１）、ステップ５１１１へ進む。

そして、ステップ５１１１で、当該燃焼行程気筒＃の演
算サイクル数Ｃｉｌと、予め設定したサンプリングサイ
クル数Ｃ１ｌｓＥＴ　　（例えば、１００ｃｙｃｌｅ）
とを比較し、演算サイクル数Ｃｉｌがサンプリングサイ
クル数Ｃ１１Ｓ口に達していない場合（Ｃｉｌ＜Ｃ１１
ｓＥＴ　）　、ステップ５１１９ヘジヤンプし、また、
演算サイクル数Ｃｉｌがサンプリングサイクル数Ｃｌ５
ＥＴに達した場合（Ｃｉ１１≧Ｃ１ＩＳＥＴ　）　、ス
テップ５１１２へ進み、上記演算サイクル数Ｃ１１をリ
セットする（　Ｃｉｔ←φ）。

次いで、ステップ５１１３で、前回のサンプリング周期
において算出した当該燃焼行程気筒＃ｉの気筒別平均失
火回数Ｃ１２（−１）を読出し、ステップ５１１４で、
この気筒別平均失火回数Ｃ１２（−１）と、今回のサン
プリングサイクル数Ｃ１ＩＳＥ丁においてカウントした
気筒別失火回数Ｃｉ２に基づき、今回の気筒別平均失火
回数０１２を、加重係数ｒの加重平均カラ求メル（Ｃｉ
２←（（２’　−１）　ｘＣｉ２（−１）＋Ｃ＋２）／
２’）。

気筒別平均失火回数Ｃｉ２を加重平均により求めること
で、当該燃焼行程気筒＃ｉの失火判別誤差、および急激
な燃焼変動による一時的な失火判別を修正することがで
きる。

その後、ステップ５１１５で、上記気箇別失火回数Ｃｉ
２をリセットしくＣ１２←ψ）、また、ステップ８１１
６で前回のリーンプリング周期において算出した気筒別
平均失火回数Ｃ１２（−１）を今回算出した気筒別平均
失火回数０１２で更新する（　Ｃ１２（−１）←Ｃ２）
。

そして、ステップ５１１７で、今回の気筒別平均失火回
数Ｑｉ２と、予め設定した失火異常判定基準回数Ｃ１２
ＳＥＴとを比較し、Ｃｉ２＞　（：、　１２ＳＥＴ　、
すなわち、気筒別平均失火回数０１２が失火異常判定基
準回数Ｃ１２ｓＥＴを越えている場合、当該気筒＃ｉが
失火異常であると判断し、ステップ８１１８へ進み、バ
ックアップＲＡＭ３５の所定アドレスに当該気筒＃１の
失火異常データを格納し、インジケータランプなどを点
灯させて運転者に失火異常を警告し、ステップ５１１９
へ進む。Ｃｉ２≦Ｃ１２ｓＥｒと判断した場合、当該気
筒＃ｉに失火異常がまだ発生していないと判断し、ステ
ップ５１１９へ進む。

ステップ５１１９では、今回算出したエンジン回転数Ｎ
　ＮＥＷで前回のルーチンで算出したエンジン回転数Ｎ
　ＯＬＤを更新して（ＮＯＬＤ　４−ＮＮＥ１４　）　
、ルーチンを外れる。

なお、第３図の機能ブロック図と第１０図のフローチャ
ートとの対応は以下の通りである。

気筒判別手段４１・・・５１０１ クランクパルス判別手段４２・・・５１０３工ンジン回
転数算出手段４３・・・５１０４．６１０５差回転速度
算出手段４４・・・５１０６工ンジン負荷データ演算手
段４５・・・５１０７失火判定レベル設定手段４６・・
・５１０８失火判別手段４７・・・５１０９ 気筒別失火回数カウント手段４８・・・５１１０気筒別
演算サイクル数力ウント手段４９・・・５１０２サイク
ル数判定手段５０・・・５１１１気筒別平均失火回数算
出手段５１・・・５１１４気筒別失火異常判定手段５２
・・・Ｓ１１フインジケ一タ駆動手段５３・・・５１１
８（第二実施例） 第１１図、第１２図は本発明の第二実施例を示し、第１
１図は制御装置の機能ブロック図、第１２図は失火判定
手順を示すフローチャートである。

なお、第一実施例と同様の機能を有する手段、ステップ
は第一実施例と同一の符号を付して説明を省略する。

この実施例では、失火回数を気筒別に順次記憶し、かつ
、この失火回数が最大カウント数に達した場合、この最
大失火回数を固定して記憶するものである。

制御ｌｌ装Ｍ３１の失火判別手段４７では、前述した第
一実施例の機能に加え、失火と判別した場合、インジケ
ータ駆動手段５３を介して警告手段１１へ駆動信号を出
力する。

気筒別失火回−数カウント手段４８では、上記第一実施
例の機能に加え、記憶手段（バックアップＲＡＭ）３５
の所定アドレスに格納されている当該燃焼行程気筒＃ｉ
の失火回数Ｃｉ２を失火検出ごとにカウントアツプした
値で更新する。

また、符号６１は気筒別最大カウント数固定記憶手段で
、最大カウント数判別手段６２、気筒別最大カウント数
固定手段６３で構成されている。

最大カウント数判別手段６２では、気筒別失火回数カウ
ント手段４８でカウントした燃焼行程気筒＃１の失火回
数Ｃｉ２と予め設定した最大カウント数Ｃ１２ＨＡＸ　
　（例エバ、２　ハイド（ＦＦＦＦＨ））　、！：　全
比較して、当該気筒＃ｉの失火回数Ｃ１２が最大カウン
ト数Ｃｌ２ＨＡＸに達したかどうかを判別する。

気筒別最大カウント数固定手段６３では、当該燃焼行程
気筒＃ｉの失火回数Ｃ１２が最大カウント数（：、　１
２ＨＡＸに達した場合、記憶手段（バックアップＲＡＭ
）３５に、格納した当該気筒＃ｉの失火回数Ｃｉ２を最
大カウント数Ｃ１２８ＡＸで固定する。

気筒別失火異常判定手段６４では、当該気筒＃の失火回
数Ｃｉ２が最大カウント数Ｃ１２ＨＡＸに達した場合、
クランクパルス判別手段４２へ演算停止信号を出力する
とともに、インジケータ駆動手段５３を介して警告手段
１１へ駆動信号を出力する。

なお、上記記憶手段３５に記憶した気筒別の失火回数Ｃ
ｉ２はシリアルモニタを接続することで読出すことがで
き、また、このシリアルモニタを介して上記失火回数デ
ータをクリアすることができる。

（作　用） 次に、上記構成による第二実施例の失火判定手順を第１
２図のフローチャートに従って説明する。

まず、ステップ５１０１で、燃焼行程気筒＃ｉを判別し
た後、ステップ５２０１で当該燃焼行程気筒＃の失火最
大カウント数フラグ「１がセット状態（Ｆｉ＝１）か、
リセット状態（Ｆｉ−φ）かを判別する。そして、セッ
ト状態（Ｆｉ＝１）の場合、ステップ３２０２へ進み、
インジケータランプなど点灯状態にして運転者に失火異
常を警告し、ルーチンを外れる。

一方、上記失火最大カウント数フラグ「ｉがリセット状
態（Ｆｉ　−φ）と判断されると、ステップ５１０３〜
５１０９まで、前述した第−実施例と同じ手順を実行す
る。

そして、上記ステップ５１０９で、当該燃焼行程気筒＃
１が失火（ａＮｉ　＜ａＮＬＥＶＥＬ　）と判定される
とステップ５２０３へ進み、また、正常燃焼（ＪＮ≧ａ
　Ｎ　ＬＥＶＥＬ　）と判定されるとステップ５２０４
へ進んで失火最大カウント数フラグ「１をリセットする
（Ｆｉ←φ）。

ステップ５２０３へ進むとインジケータランプなどを微
小時間点灯させて運転者に失火が発生したことを警告す
る。

運転者はインジケータランプなどの点灯する頻度を認識
づることで、エンジンの失火状況、すなわら、いかなる
エンジンの運転条件下で失火が発生しやすいかを把握す
ることができる。

そして、ステップ５２０５で、当該気筒＃ｉの失火回数
Ｃ１２をカウントアツプ（Ｃｉ２←Ｃｉ２＋１）した後
、このカウントアツプした値Ｃｉ２を記憶手段（バック
アップＲＡＭ）３５の所定アドレスに格納する。

ディーラ−のサービスステーションなどでは、シリアル
モニタ４０を接続して上記記憶手段３５に格納されてい
る気筒別の失火回数データを読出し、マニアルを参照す
るなどして失火状況を判断する。

その後、ステップ８２０６で、当該気筒＃ｉの失火回数
Ｃｉ２と予め設定した最大カウント数Ｃ１２ＨＡＸを比
較し、Ｃｉ２＝　Ｃ１２ＨＡＸ　（７）場合ステップ５
２０７へ進み、また、Ｃｉ２＜　Ｃ１２ＨＡＸの場合ス
テップ５２０４へ進む。

上記失火回数Ｃｉ２が最大カウント数Ｃｌ２ＨＡＸに達
している（　Ｃｉ２＝　Ｃ１２ＨＡＸ　）と判断されて
ステップ５２０７へ進むと、上記記憶手段３５の所定ア
ドレスに記憶した失火回数Ｃｉ２を上記最大カウント数
Ｃ１２ＨＡＸでホールドし、ステップ８２０８で、失火
最大カウント数フラグＦｉをセットする（「１←１）。

そして、ステップ８２０８、あるいは、５２０４からス
テップ５２０９へ進むと、今回算出したエンジン回転数
Ｎ　ＮＥＷで前回算出したエンジン回転数Ｎ　ＯＬＤを
更新して（Ｎ　ＯＬＤ←ＮＮＥＷ）、ルーチンを外れる
。

なお、第１１図の機能ブロック図と第１２図のフローチ
ャートとの対応は以下の通りである。

失火判別手段４７・・・５１０９ 気筒別失火回数カウント手段４８・・・５２０５最大力
ウント数判別手段６２・・・５２０６気箇別最大力ウン
ト数固定手段６３・・・Ｓ’２０７．３２８ 気筒別失火異常判定手段６４・・・５２０１（第三実施
例） 第１３図、第１４図は本発明の第三実施例を示し、第１
３図は制御装置の機能ブロック図、第１４図は失火判定
手順を示すフローチャートである。

なお、第一実施例と同様の機能を有する手段、ステップ
は第一実施例と同一の符号を付して説明を省略する。

この実施例では、失火判定をアイドル運転時に実行する
ものである。

制御装置３１のアイドル判別手段７１では、車速センサ
２４で検出した車速と、アイドルスイッチ９ｂの出力信
号から現運転がアイドル状態かどうかを判別する。

そして、アイドル運転と判別した場合、各構成手段に演
算開始信号を出力する。

失火判別手段７２では、差回転速度算出手段４４で算出
した当該燃焼気筒＃１の差回転速度、ｄＮと予め設定し
た失火判定レベルｄ　Ｎ　ＬＥＶＥＬとを比較し、当該
気筒＃ｉが失火を起したかどうかを判別する。

アイドル運転時のエンジン回転数は低く、かつ、負荷変
動が少ないため、失火判定レベル、ｄ　Ｎ　ＬＥＶＥ［
は、前述した第一実施例の如く変動値とする必要はなく
予め実験などから求めた固定値としても誤判定すること
はない。

この第三実施例による失火判定手順は第１０図に示した
フローチャートとほば同じであるが、第１４図に示すよ
うに、まず、ステップ５３０１でアイドル判定を行い、
アイドル解除状態と判別した場合、ルーチンを外れ、ま
た、アイドル運転と判断した場合、ステップ５１０１へ
進む点と、第一実施例のステップ５１０７．６１０８に
代え、ステップ５３０２で予めＲＯＭに記憶されている
固定失火判定レベルＡＮ　ＬＥＶＥＬを読出している点
が相違する。

なお、第１３図のブロック図と第１４図のフローチャー
トとの対応は以下の通りである。

アイドル判別手段７１・・・５３０１ 失火判別手段７２・・・５３０２．３１０９〈第四実施
例） 第１５図、第１６図は本発明の第四実施例を示し、第１
５図は制＠装置の機能ブロック図、第１６図は失火判定
手順を示すフローチャートである。

なお、第二実施例と同様の機能を有する手段、ステップ
は第二実施例と同一の符号を付して説明を省略する。

この実施例では、アイドル運転時の失火回数を気筒別に
順次記憶し、かつ、この失火回数が最大カウント数に達
した場合、この最大失火回数を固定して記憶するもので
ある。

制御装置３１のアイドル判別手段７１では、上述した第
三実施例と同様、車速センサ２４で車速＝０と検出し、
かつ、アイドルスイッチ９ｂの出力信号からスロットル
全開と判定した場合、アイドル運転と判別して、各構成
手段に演算開始信号を出力する。

失火判別手段７２では、上述した第三実施例と同様、差
回転速度算出手段４４で算出した差向転速ａｌＮｉと固
定失火判定レヘルａ　Ｎ　ＬＥＶＥＬとを比較して、当
該気筒＃ｊに失火が発１したかどうかを判別する。

この第四実施例による失火判定手順は第１２図に示した
フローチャートとほぼ同じであるが、まず、ステップ５
４０１でアイドル判定を行っている点、ステップ５４０
２で予め設定した固定失火判定レベル、ｊ　Ｎ　ＬＥＶ
ＥＬを読出している点が相違する。

なお、上記ステップ５４０１．５４０２は、前述した第
三実施例のステップ３３０１．５３０２に相当するため
説明を省略する。

第１５図の機能ブロック図と第１６図のフローチャート
との対応は以下の通りである。

アイドル判別手段７１・・・５４０１ 失火判別手段７２・・・８４０２．５１０９なお、各実
施例において運動量としてエンジン回転数を用いるよう
にしているが、これに代えて、周期、角速度、あるいは
角加速度を用いるようにしても良い。

［発明の効果コ 以上、説明したように本発明によれば、燃焼による仕事
をしＣいない区間の運＃Ｊ量を比較して運動変化量を算
出しているので、比較する際に他の気筒の燃焼圧による
回転数の変動因子が含まれていないため、同一条件下で
ふたつの運動量を比較することができ、各気筒の燃焼状
態を正確に推定することができる。したがって、判定基
準が明確化し、失火状態を正確に判断することができる
。

また、気筒別の失火回数を設定サイクルごとに平均化し
ているので、失火判別誤差、および、急激な燃焼変動に
よる一時的な失火判別を有効に修正することができ、失
火判定精度をより一層向上させることができる。

さらに、請求項１に記載されているように、平均化した
失火回数と予め設定した失火判別基準回数とを比較して
失火異常を気筒別に検出しているので、当該気筒の失火
状況が許容範囲のものか、あるいは、許容限度を越えて
いるかの判断が明確になり、取扱い性が大幅に向上する
。

また、請求項２に記載されているように、気筒別の失火
回数をカウントし、このカウント数が最大ガウン１−数
に達した場合、この最大カウント数を固定して記憶させ
ることで、失火回数が最大カウント数を越えた場合でも
オーバーフローすることがなく、保守、点検などにおい
て失火状況を有効に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に対応するクレーム対応図、第２図は
請求項２に対応するクレーム対応図、第３図〜第１０図
は本発明の第一実施例を示し、第３図は制御装置の機能
ブロック図、第４図はエンジン制御系の概略図、第５図
はクランクロータとクランク角センサの正面図、第６図
はカムロータとカム角センサの正面図、第７図は気筒的
圧力変動、クランクパルス、カムパルス、および、エン
ジン回転数のタイムチャート、第８図は失火判定レベル
マツプの概念図、第９図は差回転速度と失火判定レベル
のタイムチャート、第１０図は失火判定手順を示すフロ
ーチャート、第１１図および第１２図は本発明の第二実
施例を示し、第１１図は制ｍ＋装置の機能ブロック図、
第１２図は失火判定手順を示すフローチャート、第１３
図および第１４図は本発明の第三実施例を示し、第１３
図は制＠装置の機能ブロック図、第１４図は失火判定手
順を示すフローチャート、第１５図および第１６図は本
発明の第四実施例を示し、第１５図は制御装置の機能ブ
ロック図、第１６図は失火判定手順を示すフローチャー
トである。 ４７．７２・・・失火判別手段、４８・・・気筒別失火
回数カウント手段、５１・・・気筒別平均失火回数算出
手段、５２・・・気筒別失火異常判定手段、６１・・・
気筒別最大カウント数固定記憶手段、Ｃｉ２・・・失火
回数、Ｃｉ２Ｓ［Ｔ・・・失火判定基準回数、Ｃｉ２・
・・気筒別平均失火回数、Ｃ１２ＨＡＸ・・・最大カウ
ント数、２ＮＮＥＷ・１ｉｌｌｌ量、１１　Ｎ　ｉ−＝
運り変化ａ１．６　Ｎ　ＬＥＶＥＬ・・・失火判定レベ
ル。 第８図 第９図 １ 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量
   と、今回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量と
   を比較して、この両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運動
   変化量を算出し、この運動変化量と失火判定レベルとを
   比較して、失火状態を気筒別に判別する失火判別手段と
   、 上記失火判別手段で判別した当該気筒の失火回数をカウ
   ントする気筒別失火回数カウント手段と、上記気筒別失
   火回数カウント手段でカウントした当該気筒の設定サイ
   クルごとの失火回数を平均化する気筒別平均失火回数算
   出手段と、 上記気筒別平均失火回数算出手段で算出した気筒別平均
   失火回数と、予め設定した失火判定基準回数とを比較し
   て失火異常を気筒別に検出する気筒別失火異常判定手段
   とを備えることを特徴とするエンジンの失火判定装置。
2. （２）前回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量
   と、今回の燃焼による仕事をしていない区間の運動量と
   を比較して、この両区間に挟まれた燃焼行程気筒の運動
   変化量を算出し、この運動変化量と失火判定レベルとを
   比較して、失火状態を気筒別に判別する失火判別手段と
   、 上記失火判別手段で判別した当該気筒の失火回数をカウ
   ントする気筒別失火回数カウント手段と、上記気筒別失
   火回数カウント手段でカウントした当該気筒の失火回数
   と、予め設定した最大カウント数とを比較し、上記失火
   回数が最大カウント数に達した場合、この最大カウント
   数を固定し記憶する気筒別最大カウント数固定記憶手段
   とを備えることを特徴とするエンジンの失火判定装置。