JPH06272610A

JPH06272610A - 内燃機関の失火検出装置

Info

Publication number: JPH06272610A
Application number: JP5085324A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sato; 佐藤　　敏彦; Takayoshi Nakayama; 隆義中山; Takeshi Takizawa; 剛滝澤; Yoichi Iwata; 洋一岩田; Hiroshi Ito; 洋伊東
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27
Also published as: US5437154A

Abstract

(57)【要約】【目的】内燃機関の排気系に設けられる触媒装置の浄
化能力が低下した場合にも失火状態の判定を適切に行
う。【構成】機関の排気系に装着される三元触媒の劣化度
合を算出し（ステップＳ１）、その劣化度合の応じて失
火判定基準値を算出し（ステップＳ２）、その失火判定
基準値を用いて失火判定を行う（ステップＳ３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の失火検出装
置に関し、特に燃料系の原因に係る失火の検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の失火検出装置は従来から種々
知られている（例えば本願出願人による特開平４−８１
５４８号公報）。それらの検出装置は、所定の失火発生
率を越えるような失火状態にあるとき、失火状態である
との判定を確定し、警告等を発生させ、運転者に知らせ
ることにより、機関の排気系の部品（特に排気ガス浄化
用の触媒装置）への悪影響を抑制するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、所定の失火発生率は、触媒装置の浄化能
力が正常レベルにある場合を想定して設定されているた
め、浄化能力が低下した場合には、失火状態であるとの
判定を確定する前に排気ガス特性が悪化するおそれがあ
る。

【０００４】また、浄化能力がさらに低下したような場
合には、その浄化能力低下を助長し、触媒装置の耐用期
間が短縮化するおそれもある。

【０００５】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、触媒装置の浄化能力が低下した場合にも失火状態
の判定を適切に行い、排気ガス特性が悪化を防止すると
ともに触媒装置の劣化進行を抑制することを可能とする
失火検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、排気系に排気ガスを浄化する触媒装置が設け
られた内燃機関の失火状態を判定する失火判定手段を備
えた内燃機関の失火検出装置において、前記触媒装置の
劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、該検出さ
れた劣化度合に応じて、前記失火判定手段の判定基準を
設定する失火判定基準設定手段とを設けるようにしたも
のである。

【０００７】また、前記失火判定基準設定手段は、検出
した劣化度合が大きい程前記失火判定基準を失火状態と
判定する可能性が高くなるように設定することが望まし
い。

【０００８】

【作用】検出された触媒装置の劣化度合に応じて失火状
態を判定するため判定基準が設定される。

【０００９】この判定基準は、検出した劣化度合が大き
い程、失火状態と判定する可能性が高くなるように設定
される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

【００１１】図１は本発明の一実施例に係る内燃機関
（以下「エンジン」という）及びその制御装置の全体の
構成図であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロッ
トル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロット
ル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該ス
ロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コ
ントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給
する。

【００１２】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１３】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７
を介して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられ
ており、この絶対圧センサ８により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その
下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられており、
吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣ
Ｕ５に供給する。

【００１４】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を
出力してＥＣＵ５に供給する。

【００１５】エンジン１の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン１の特定の気筒の所定クラ
ンク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」
という）を出力する気筒判別センサ（以下「ＣＹＬセン
サ」という）１３、各気筒の吸入行程開始時の上死点
（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位
置で（４気筒エンジンではクランク角１８０゜毎に）Ｔ
ＤＣ信号パルスを発生するＴＤＣセンサ１２、及び前記
ＴＤＣ信号パルスの周期より短い一定クランク角（例え
ば３０゜）周期で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」
という）を発生するクランク角センサ（以下「ＣＲＫセ
ンサ」と云う）１１が取り付けられており、ＣＹＬ信号
パルスＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号（クランク角信
号）パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１６】エンジン１の各気筒には、点火プラグ１９
設けられ、ディストリビュータ１８を介してＥＣＵ５に
接続されている。

【００１７】三元触媒（触媒装置）１５はエンジン１の
排気管１４に配置されており、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１４の三元触
媒１５の上流側及び下流側には、それぞれ空燃比センサ
としての酸素濃度センサ１６，１７（以下それぞれ「上
流側Ｏ₂センサ１６」，「下流側Ｏ₂センサ１７」とい
う）が装着されており、これらのＯ₂センサ１６，１７
は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応じた
電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。

【００１８】ＥＣＵ５には、さらに大気圧を検出する大
気圧センサ、当該エンジンが搭載された車両の走行速度
を検出する車速センサ等の各種センサ２０が接続されて
おり、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給され
る。

【００１９】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２０】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、次式（１）に基づき、前記ＴＤＣ
信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏ
ｕｔを演算する。

【００２１】Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ …（１) ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉ
マップが記憶手段５ｃに記憶されている。

【００２２】ＫＯ２は、Ｏ₂センサ１６，１７の出力に
基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィ
ードバック制御中は上流側Ｏ₂センサ１６によって検出
された空燃比（酸素濃度）が目標空燃比に一致するよう
に設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態
に応じた所定値に設定される。

【００２３】Ｋ₁及びＫ₂は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であ
り、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速
特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定され
る。

【００２４】ＣＰＵ５ｂはさらに点火時期θＩＧをエン
ジン運転状態に応じて算出し、上記Ｔｏｕｔ値に応じた
燃料噴射弁６の駆動及びθＩＧ値に応じた点火プラグ１
９の駆動信号を、出力回路５ｄを介して出力する。

【００２５】なお、ＥＣＵ５は、失火判定手段、触媒劣
化度合検出手段及び失火判定基準設定手段を構成する。

【００２６】図２はＣＰＵ５ｂで実行される失火判定処
理の全体構成を説明するためのフローチャートである。

【００２７】ステップＳ１では、三元触媒１５の劣化度
合の算出し、ステップＳ２では、算出した劣化度合に応
じて失火判定基準値を算出する。そして、その基準値を
用いて失火判定を行う。

【００２８】以下、上記ステップＳ１〜Ｓ３における処
理内容を詳細に説明する。（１）触媒劣化度合の算出触媒の劣化度合の算出は、図４に示すように下流側Ｏ₂
センサ１６の出力ＲＶＯ２のみに基づいて補正係数ＫＯ
２を算出するフィードバック制御実行中に、ＫＯ２値を
減少方向にスキップさせるためのスペシャルＰ項ＰＬＳ
Ｐが発生してからＯ₂センサ出力ＲＶＯ２が反転するま
での時間ＴＬ及びＫＯ２値を増加方向にスキップさせる
ためのスペシャルＰ項ＰＲＳＰが発生してからＯ₂セン
サ出力ＲＶＯ２が反転するまでの時間ＴＲを計測し、こ
れらの時間ＴＬ，ＴＲに基づいて行われる。

【００２９】図３は、この算出を行うプログラムのフロ
ーチャートであり、同図のステップＳ２１では劣化度合
の算出を行うべき前条件が成立しているか否かを判別す
る。この前条件はエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶圧Ｐ
ＢＡ等のエンジン運転パラメータが所定範囲内にあり、
エンジン運転状態が定常的な状態にあるとき成立する。

【００３０】前条件が成立しないときにはステップＳ２
２に進み、時間ＴＬ，ＴＲの積算値ＴＬＳＵＭ，ＴＲＳ
ＵＭ及びＴＬ値、ＴＲ値の計測回数ｎＴＬ，ｎＴＲを値
０にリセットし、通常の燃料制御を行う（ステップＳ２
３）。通常燃料制御では、空燃比フィードバック制御中
はＯ₂センサ１６，１７の出力に基づくフィードバック
制御により補正係数ＫＯ２を算出する一方、オープンル
ープ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定す
る。

【００３１】前条件が成立するときにはステップＳ２４
に進み、ＴＬ値、ＴＲ値の計測を所定回数行ったか否か
を判別し、最初はこの答が否定（ＮＯ）となるので、ス
テップＳ２５に進み、下流側Ｏ₂センサ出力ＲＶＯ２の
みに基づくＰＩ（比例積分）制御を行うとともに、ＴＬ
値及びＴＲ値の計測を行って、それらの値の積算値ＴＬ
ＳＵＭ，ＴＲＳＵＭを算出する（ステップＳ２５，Ｓ２
６）。

【００３２】具体的には、図４に示すように、下流側Ｏ
₂センサ出力ＲＶＯ２のリーンリッチ反転時点ｔ１から
所定時間ｔＬＤ経過した時刻ｔ２において、リーン方向
のスペシャルＰ項ＰＬＳＰにより、ＫＯ２値を減少方向
にスキップさせ、その後、センサ出力ＲＶＯ２のリッチ
リーン反転時点ｔ３から所定時間ｔＲＤ経過する時刻ｔ
４までＫＯ２値を漸減させるＩ項制御を行う。そしてこ
のとき時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間をＴＬ値（ＴＬ
₁）として計測する。次に時刻ｔ４においてリッチ方向
のスペシャルＰ項ＰＲＳＰにより、ＫＯ２値を増加方向
にスキップさせ、その後センサ出力ＲＶＯ２のリーンリ
ッチ反転時点ｔ５から所定時間ｔＬＤ経過する時刻ｔ６
までＫＯ２値を漸増させるＩ項制御を行う。そして、こ
のとき時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間をＴＲ値（ＴＲ
₁）として計測する。以後、同様にして順次ＴＬ₂，ＴＲ
₂，…を計測し、それらの計測値の積算値としてＴＬＳ
ＵＭ，ＴＲＳＵＭを算出する。

【００３３】ステップＳ２４の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ち、所定回数計測が完了すると、次式（２）により触媒
の劣化度合を表わすパラメータである判定時間ＴＣＨＫ
を算出する（ステップＳ２７）。

【００３４】ＴＣＨＫ＝（ＴＬＳＵＭ／ｎＴＬ＋ＴＲＳＵＭ／ｎＴＲ）／２ …（２）その後は前記ステップＳ２３と同様に通常燃料制御を行
う（ステップＳ２８）。

【００３５】ここで、時間ＴＬとＴＲの平均値であるＴ
ＣＨＫは、触媒の浄化率（ＣＡＴ浄化率）と図５に示す
ような関係があり、触媒の浄化率が低下してくると、Ｔ
ＣＨＫ値が減少する。従って、図５において浄化率が低
下するのに伴ってＴＣＨＫ値が減少する範囲では、ＴＣ
ＨＫ値が触媒の劣化度合（浄化率の低下度合）を表わす
ことになる。なお、触媒の浄化率は、触媒の酸素蓄積能
力（Ｏ₂ストレージ能力）に依存しており、判定時間Ｔ
ＣＨＫの減少はＯ₂ストレージ能力の低下を意味する。
この手法により、触媒の劣化度合を正確に把握すること
ができる。（２）失火判定基準値の算出後述する図１２に示す処理で、失火が特定の気筒で発生
したか否かを判定するための失火判定基準値ＭＳＬＭＴ
を次式（３）により算出する。

【００３６】ＭＳＬＭＴ＝ＭＳＬＭＴＭ＋ＫＭＳＬＭＴ …（３）ここでＭＳＬＭＴＭは、エンジン回転数ＮＥ及びエンジ
ン負荷（吸気管内絶対圧ＰＢＡ）に応じて設定されたマ
ップから読み出されるマップ値である。ＭＳＬＭＴＭ値
は、エンジン回転速度ＮＥが増加するほど小さくなるよ
うに設定され、エンジン負荷が増加するほど大きくなる
ように設定されている。これは、エンジン回転速度が低
いほど燃焼周期が長くなるため、速度変動分が大きくな
ること、及びエンジン負荷が高い程出力トルクも大きく
なり、トルク変動分が大きくなることを考慮したもので
ある。

【００３７】また、ＫＭＳＬＭＴは、図６（ａ）に示す
ように判定時間ＴＣＨＫに応じて算出される補正値であ
り、ＴＣＨＫ値が小さくなるほどより小さな値に設定さ
れる。換言すれば、触媒の劣化度合が大きくなるほどＫ
ＭＳＬＭＴ値はより小さな値に設定され、基準値ＭＳＬ
ＭＴもより小さな値に補正される。図１２の処理では、
失火判定用パラメータ（偏差積差値）ＭＳがＭＳＬＭＴ
値を越えると、失火発生と判定されるので、補正値ＫＭ
ＳＬＭＴによりＭＳＬＭＴ値は触媒の劣化度合が大きく
なるほど、失火と判定される可能性が増加するように補
正される。（３）失火判定図７〜図１５を参照して説明する。

【００３８】図７は、エンジン１の失火状態の判定を行
うプログラムの全体構成を示す図である。

【００３９】同図（ａ）は、前記ＣＲＫ信号パルスの発
生毎にこれと同期して実行されるＣＲＫ処理を示し、本
処理ではＣＲＫ信号パルスの発生時間間隔（エンジン回
転速度の逆数に比例するパラメータ）の平均値（以下
「第１の平均値」という）ＴＡＶＥの算出を行う（ステ
ップＳ４１）。

【００４０】同図（ｂ）は、前記ＴＤＣ信号パルスの発
生毎にこれと同期して実行されるＴＤＣと処理を示し、
本処理ではモニタ実施条件、即ち失火判定が実行可能か
否かの判別を行い（ステップＳ４２）、さらに後述する
＃３ＳＴＧ処理（同図（ｃ））で失火と判定された回数
に基づく異常判定（失火率検定）を行う（ステップＳ４
３）。

【００４１】上記モニタ実施条件、例えば、エンジン運
転状態が定常的な状態であり、かつエンジン水温ＴＷ、
吸気温ＴＡ、エンジン回転速度ＮＥ等が所定範囲内にあ
るとき成立する。

【００４２】同図（ｃ）は、前記ＴＤＣ処理と同一周期
であって、＃３ＳＴＧ（＃３ステージ、図９参照）で実
行される処理を示し、本処理では、ＣＲＫ処理で算出さ
れる第１の平均値ＴＡＶＥの平均値（以下「第２の平均
値」という）Ｍの変化量ΔＭが算出され（ステップＳ４
４）、この変化量ΔＭとその平均値との偏差の積算値Ｍ
Ｓが算出され（ステップＳ４５）、偏差積算値ＭＳに基
づいてエンジン１における失火の発生の有無及び失火気
筒の判別が行われる（ステップＳ４６）。

【００４３】図８は、第１の平均値ＴＡＶＥを算出する
プログラムのフロ−チャ−トである。

【００４４】ステップＳ５１では、ＣＲＫ信号パルスの
発生時間間隔ＣＲＭｅ（ｎ）計測する。具体的には、図
９に示すようにクランク軸が３０度回転する毎に順次Ｃ
ＲＭｅ（ｎ），ＣＲＭｅ（ｎ＋１），ＣＲＭｅ（Ｎ＋
２）…が計測される。

【００４５】なお、クランク軸が１８０度回転する期間
を３０度毎に分割し、それぞれ＃０ＳＴＧ〜＃５ＳＴＧ
（＃０ステージ〜＃５ステージ）と呼んでいる。

【００４６】ステップＳ５２では、次式（３）により１
１回前の計測値ＣＲＭｅ（ｎ−１１）から最新の計測値
ＣＲＭｅ（ｎ）までの１２個のＣＲＭｅ値の平均値とし
て、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）を算出する。

【００４７】

【数１】本実施例ではＣＲＫ信号パルスはクランク軸が３０度回
転する毎に発生するので、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）
はクランク軸１回転に対応する平均値である。このよう
な平均化処理を行うことにより、クランク軸１回転で１
周期のエンジン回転の１次振動成分、即ち、クランク角
センサ１１を構成するパルサ又はピックアップの機械的
誤差（製造誤差、取付誤差等）によるノイズ成分を除去
することができる。

【００４８】なおＴＡＶＥ（ｎ）値に基づいてエンジン
回転速度ＮＥが算出される。

【００４９】図１０は、図７（ｃ）のステップＳ４４に
おけるΔＭ算出処理を具体的に示したフロ−チャ−トで
ある。

【００５０】ステップＳ６１では、次式（４）により、
第１の平均値ＴＡＶＥの５回前の算出値ＴＡＶＥ（ｎ−
５）から最新の算出値ＴＡＶＥ（ｎ）までの６個のＴＡ
ＶＥ値の平均値として、第２の平均値Ｍ（ｎ）を算出す
る。

【００５１】

【数２】本実施例では、エンジン１は４気筒４サイクルエンジン
であり、クランク軸が１８０度回転する毎にいずれかの
気筒で点火が行われる。従って、第２の平均値（ｎ）
は、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）の点火周期毎の平均値
である。このような平均化処理を行うことにより、燃焼
によるエンジン回転のトルク変動分として表わされる２
次振動成分、即ち、クランク軸半回転周期の振動成分を
除去することができる。

【００５２】続くステップＳ６２では、次式（５）によ
り、第２の平均値Ｍ（ｎ）のハイパスフィルタ処理を行
う。ハイパスフィルタ処理後の第２の平均値をＦＭ
（ｎ）としている。

【００５３】ＦＭ（ｎ）＝b(1)×Ｍ（ｎ）＋b(2)×Ｍ（ｎ−１）＋b(3)×Ｍ（ｎ−２） −a(2)ＦＭ（ｎ−１）−a(3)ＦＭ（ｎ−２） …（５）ここで、b(1)〜b(3)，a(2)，a(3)はフィルタ伝達係数で
あり、それぞれ例えば０．２０９６，−０．４１９２，
０．２０９６，０．３５５７，０．１９４０に設定され
る。またＦＭ（０）及びＦＭ（１）はいずれも値０とし
て、値２以上のｎについて式（５）が適用される。

【００５４】このハイパスフィルタ処理により、Ｍ
（ｎ）値に含まれる約１０Ｈｚ以下の低周波成分が除か
れ、駆動系からエンジンに伝わる振動（例えばクランク
シャフトのねじりに起因する振動、タイヤから伝わる路
面振動等）の影響を除去することができる。

【００５５】続くステップＳ６３では、ハイパスフィル
タ処理した第２の平均値ＦＭ（ｎ）の変化量ΔＭ（ｎ）
を次式（６）により算出する。

【００５６】 ΔＭ（ｎ）＝ＦＭ（ｎ）−ＦＭ（ｎ−１） …（６）なお、ハイパスフィルタ処理した後の第２の平均値ＦＭ
（ｎ）は、Ｍ（ｎ）値と極性が反転するため、エンジン
１で失火が発生した場合には、Ｍ（ｎ）値は増加するの
でＦＭ（ｎ）値はマイナス方向に増加し、ΔＭ（ｎ）値
もマイナス方向に増加する傾向を示す。なお、ΔＭ
（ｎ）値がマイナス方向に増加することは、エンジン回
転速度の減速度が増加することを示す。

【００５７】図１１は、図７（ｃ）のステップＳ４５に
おけるＭＳ算出処理を具体的に示したフローチャートで
ある。

【００５８】ステップＳ７１では、次式（７）により、
変化量Ｍの３回前の算出値ΔＭ（ｎ−３）から最新の算
出値ΔＭ（ｎ）までの４個のΔＭ値の平均値として、変
化量平均値Ｘ（ｎ）を算出する。

【００５９】

【数３】続くステップＳ７２では、次式（８）により、変化量平
均値Ｘ（ｎ）と変化量ΔＭ（ｎ）の偏差ＡＤ（ｎ）を算
出する。

【００６０】ＡＤ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−ΔＭ（ｎ） …（８）次に偏差ＡＤ（ｎ）が値０より大きいか否かを判別し
（ステップＳ７３）、ＡＤ（ｎ）≦０が成立するときに
は、ＡＤ（ｎ）＝０，ＭＳ（ｎ）＝０とする（ステップ
Ｓ７５，Ｓ７６）。ここでＭＳ（ｎ）は、偏差ＡＤ
（ｎ）の積算値である。

【００６１】ステップＳ７３の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＡＤ（ｎ）＞０が成立するときには、次式（９）によ
り積算値ＭＳ（ｎ）を算出する。

【００６２】

【数４】図１１のプログラムによれば、偏差ＡＤ（ｎ）が正のと
きには前回値ＡＤ（ｎ−１）と今回値ＡＤ（ｎ）の和と
して積算値ＭＳ（ｎ）が算出される一方、偏差ＡＤ
（ｎ）が値０又は負のときにはＭＳ（ｎ）＝０とされ
る。従って、偏差ＡＤ（ｎ）が正、すなわち変化量平均
値Ｘ（ｎ）が変化量ΔＭ（ｎ）より大きいとき（変化量
ΔＭ（ｎ）が平均値Ｘ（ｎ）に対してエンジン回転速度
の減速度が大きい側にあるとき）のＡＤ（ｎ）値のみに
より積算値ＭＳ（ｎ）が算出される。

【００６３】このようにして算出した積算値ＭＳ（ｎ）
を用いて後述するように失火判定を行うことにより、エ
ンジン回転速度が増加方向に転じた後の回転変動の影響
が除去され、失火の検出及び失火気筒の特定を容易かつ
迅速に行うことができる。

【００６４】なお、積算値ＭＳ（ｎ）の算出期間（積算
する期間）を、クランク角度で３６０度（２ＴＤＣ期
間）としたのは、失火によるクランク軸回転角度変化の
ゆり返しの影響を除去するためである。

【００６５】図１２は、上述のようにして算出した積算
値ＭＳに基づいて失火判定及び失火気筒判別を行うプロ
グラムのフローチャートである。

【００６６】ステップＳ８１では、前述したモニタ実施
条件が成立しているか否かを判別し、モニタ実施条件が
不成立のときには直ちに本プログラムを終了する。

【００６７】モニタ実施条件が成立しているときには、
積算値ＭＳが失火判定基準値ＭＳＬＭＴより大きいか否
かを判別する（ステップＳ８２）。

【００６８】ステップＳ８２の答が否定（ＮＯ）、即ち
ＭＳ≦ＭＳＬＭＴが成立するときには直ちに本プログラ
ムを終了し、ステップＳ８２の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＭＳ＞ＭＳＬＭＴが成立するときには、前々回（２Ｔ
ＤＣ前に）点火した気筒で失火が発生したと判定する。
前述したように積算値ＭＳは、エンジン回転速度の減速
度が増加したとき増加する傾向を示すので、この値がし
きい値ＭＳＬＭＴを越えたとき失火発生と判定するもの
である。

【００６９】ここで失火判定基準値ＭＳＬＭＴは、前記
式（３）により算出され、触媒の劣化度合が大きくなる
ほどより小さな値に補正されるので、触媒の劣化度合が
大きくなるほど失火発生と判定される可能性が高くな
り、失火発生と判定される回数が増加する。

【００７０】従って後述する失火率検定により異常（失
火状態）と判定される可能性も高くなり、排気ガス特性
が悪化する前に適切な処置をとることができる。

【００７１】なお、前々回点火気筒で失火発生と判定す
るのは、ハイパスフィルタ処理によって遅れ分が発生す
るからである。ハイパスフィルタ処理の内容（フィルタ
特性）によって遅れ分は変化するのでその場合には、失
火気筒の判定も異なるものになる（例えば３ＴＤＣ前の
点火気筒あるいは１ＴＤＣ前の点火気筒となる）。

【００７２】図１３は＃３気筒で単発的に失火が発生し
た場合における変化量ΔＭの推移を示す図であり、図１
４はこれに対応する積算値ＭＳの推移を示す図である。
これらの図において横軸の時刻ｔ１〜ｔ９は互いに対応
しており、また図中の数字は点火気筒の気筒番号を示し
ている。

【００７３】図１４から明らかなように、ＭＳ値は矢印
Ｂで示す＃２気筒点火時にしきい値ＭＳＬＭＴを越え
る。従って、矢印Ａで示す＃３気筒（２ＴＤＣ前の点火
気筒）で失火発生と判定される。

【００７４】図１５は、図７（ｂ）のステップＳ４３で
実行される失火率検定処理のフロ−チャ−トである。

【００７５】ステップＳ９１では、失火判定用の部品又
はセンサ、具体的にはＣＲＫセンサ１１、ＴＤＣセンサ
１２、ＣＹＬセンサ１３及びこれらの周辺部品の故障が
検知されているか否かを判別し、故障が検知されていな
いときには後述するステップＳ１０３でリセットされる
カウンタＡのリセット後連続して２００回転分のクラン
ク軸回転変動（ΔＭ）の計測を行ったか否かを判別する
（ステップＳ９２）。なお、カウンタＡは、クランク軸
が２００回転する間に失火と判定した回数を計測するカ
ウンタである。

【００７６】失火判定用のセンサ等の故障検知時又は２
００回転分の計測が完了していないときには、直ちに本
処理を終了する一方、２００回転分の計測を行ったとき
には、カウンタＢのリセット後連続して１０００回転分
のクランク軸回転変動の計測を行ったか否かを判別する
（ステップＳ９３）。カウンタＢはクランク軸が１００
０回転する間に失火と判定した回数を計測するカウンタ
である。

【００７７】１０００回転分の計測が完了していないと
きには、２００回転分の計測のみ完了したことを示すフ
ラグＦ２００を値１に設定する一方（ステップＳ９
５）、完了したときにはそのことを示すフラグＦ１００
０を値１に設定する（ステップＳ９６）。続くステップ
Ｓ９６では、ＮＧ判定用失火ＴＤＣ数ＭＦＴＤＣＥＭＳ
ＴＤ及びＭＦＴＤＣＣＡＴをそれぞれＭＦＴＤＣＥＭＳ
ＴＤマップ及びＭＦＴＤＣＣＡＴマップから検索する。
ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤは後述するステップＳ９９の判別
に使用する第１のしきい値であり、未燃排出ガスが許容
基準以上となる失火率（１０００回転中の失火発生回
数）に対応する。またＭＦＴＤＣＣＡＴは、後述するス
テップＳ１００の判別に使用する第２のしきい値であ
り、三元触媒１５に悪影響を与える可能性のある失火率
（２００回転中の失火発生回数）に対応する。ここで第
１及び第２のしきい値は、ＭＦＴＤＣＣＡＴ／２００＞
ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ／１０００という関係がある。な
お、ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤマップ及びＭＦＴＤＣＣＡＴ
マップはそれぞれエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対
圧ＰＢＡに応じてＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ値及びＭＦＴＤ
ＣＣＡＴ値が設定されたマップであり、ＮＥ値が増加す
るほど、またＰＢＡ値が増加するほど、設定値が減少す
るように設定されている。

【００７８】続くステップＳ９７では、モニタ実施条件
（図７、ステップＳ４２参照）を判定するための部品又
はセンサ、具体的にはエンジン水温センサ１０、吸気温
センサ９、吸気管内絶対圧センサ８、スロットル弁開度
センサ４、車速センサ、大気圧センサ等又はこれらの周
辺部品の故障が検知されているか否かを判別し、故障が
検知されているときには、カウンタＡの値に基づく失火
率検定のみ行う（ステップＳ１００〜Ｓ１０２）。即
ち、カウンタＡの値が第２のしきい値ＭＦＴＤＣＣＡＴ
以上か否かを判別し（ステップＳ１００）、Ａ＜ＭＦＴ
ＤＣＣＡＴが成立するとき正常と判定する一方（ステッ
プＳ１０２）、Ａ≧ＭＦＴＤＣＣＡＴが成立するとき異
常（失火状態）と判定する（ステップＳ１０３）。

【００７９】前記ステップＳ９７の答が否定（ＮＯ）、
即ちモニタ実施条件判定用のセンサ等の故障が検知され
ていないときには、フラグＦ２００が値１であるか否か
を判別し（ステップＳ９８）、Ｆ２００＝１のときは１
０００回転分の計測が完了していないので、前記ステッ
プＳ１００に進み、カウンタＡの値に基づく失火率検定
のみ行う。一方、Ｆ２００＝０のときは１０００回転分
の計測が完了しているので、まずカウンタＢの値に基づ
く失火率検定を行う（ステップＳ９９）。即ち、カウン
タＢの値が第１のしきい値ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ以上か
否かを判別し、Ｂ≧ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤが成立すると
きには異常と判定する一方（ステップＳ１０１）、Ｂ＜
ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤが成立するときには前記ステップ
Ｓ１００に進む。

【００８０】続くステップＳ１０３では、カウンタＡ及
びフラグＦ２００のリセットを行い、次いでＦ１０００
＝１のときはカウンタＢ及びフラグＦ１０００のリセッ
トを行って（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。

【００８１】図１５のステップＳ９７〜Ｓ１０２によれ
ば、モニタ実施条件判定用のセンサ等の故障が検知され
ていないときは、カウンタＡの値に基づく判定及びカウ
ンタＢの値に基づく判定の両方が実行され、故障が検知
されたときはカウンタＡの値に基づく判定のみ実行され
る。これはモニタ実施条件判定用センサ等の故障時は、
失火判定の精度が十分確保されない、あるいはエンジン
に供給する混合気の空燃比が所望値からずれて未燃排出
ガス成分が増大する可能性があり、検出精度が低下しそ
の結果カウンタＢの値に基づく判定を実行した場合は正
常燃焼状態を失火と判定するおそれがあるからである。

【００８２】また、モニタ実施条件判定用センサ等の正
常時は、２００回転毎にカウンタＡの値に基づく判定が
実行され、さらに１０００回転毎にカウンタＢの値に基
づく判定も実行されるので、比較的軽微の異常も確実に
検出することができる。

【００８３】以上のように本実施例によれば、触媒の劣
化度合を表わす判定時間ＴＣＨＫに応じて、劣化度合が
大きくなるほど失火判定基準値ＭＳＬＭＴがより小さな
値、即ち失火発生と判定する可能性が高くなるような値
に設定されるので、触媒の劣化度合が大きくなるほど、
失火発生と判定される回数が増加する。従って、失火率
検定により失火状態（異常）と判定される可能性が高く
なり、排気ガス特性が悪化する前に適切な処置をとるこ
とができる。その結果、排気ガス特性の悪化を未然に防
止するとともに、触媒の劣化の進行を抑制し、触媒の耐
用年数の短縮化を防止することができる。

【００８４】なお、上述した実施例では、失火判定基準
値ＭＳＬＭＴを判定時間ＴＣＨＫに応じて補正するよう
にしたが、これに代えて、又はこれとともに失火率検定
用の第１及び第２のしきい値ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ，Ｍ
ＦＴＤＣＣＡＴをＴＣＨＫ値に応じて補正するようにし
てもよい。

【００８５】具体的には、次式（１０），（１１）によ
りＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ値及びＭＦＴＤＣＡＴ値を算出
する。

【００８６】ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤ＝ＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤＭ＋ＫＭＦＴＤＣ１…（１０）ＭＦＴＤＣＣＡＴ＝ＭＦＴＤＣＣＡＴＭ＋ＫＭＦＴＤＣ２…（１１）ここでＭＦＴＤＣＥＭＳＴＤＭ及びＭＦＴＤＣＣＡＴＭ
は、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて設定されたマップから読み出されるマップ値であ
る。ＫＭＦＴＤＣ１は、図６（ｂ）に示すように判定時
間ＴＣＨＫに応じて算出される補正値であり、ＴＣＨＫ
値が小さくなる（触媒の劣化度合が大きくなる）ほどよ
り小さな値に設定される。また、ＫＭＦＴＤＣ２もＫＭ
ＦＴＤＣ１と同様に算出される。

【００８７】このように、第１及び第２のしきい値ＭＦ
ＴＤＣＦＭＳＴＤ，ＭＦＴＤＣＡＴをＴＣＨＫ値に応じ
て補正することにより、触媒の劣化度合が大きくなるほ
どしきい値が低下し、異常（失火状態）と判定される可
能性が高くなり、上述した実施例と同様の効果を奏す
る。

【００８８】次に失火の発生を検出するための他の手法
を用いた実施例を、図１６〜図１９を参照して説明す
る。本実施例は点火電圧を検出し、検出した点火電圧に
基づいて失火の発生を判定するものである。

【００８９】図１６は、本実施例における点火電圧に基
づく失火の検出に係る部分の構成を示す図であり、ＥＣ
Ｕ５において電源電圧ＶＢが供給される電源端子Ｔ１は
一次側コイル４７と二次側コイル４８とから成る点火コ
イル（点火手段）４９に接続されている。一次側コイル
４７と二次側コイル４８とは互いにその一端で接続さ
れ、一次側コイル４７の他端はトランジスタ４６のコレ
クタに接続され、トランジスタ４６のベースは駆動回路
５１を介してＣＰＵ５ｂに接続され、そのエミッタは接
地されている。トランジスタ４６のベースには、ＣＰＵ
５ｂより点火指令信号Ａが供給される。また、二次側コ
イル４８の他端は、ディストリビュータ１８を介して点
火プラグ１９に接続されている。

【００９０】ディストリビュータ１８と点火プラグ１９
とを接続する接続線の途中には、その接続的と静電的に
結合された（接続線と数ＰＦのコンデンサを形成する）
点火電圧センサ２０が設けられており、点火電圧センサ
２０は、入力回路４１を介してピークホールド回路４２
及び比較器４４の非反転入力に接続されている。ピーク
ホールド回路４２の出力は、比較レベル設定回路４３を
介して比較器４４の反転入力に接続されている。また、
ピークホールド回路４２のリセット入力には、ＣＰＵ５
ｂが接続されおり、ＣＰＵ５ｂから適切なタイミングで
ピークホールド値をリセットするリセット信号が供給さ
れる。比較器４４の出力は、ＣＰＵ５ｂに入力される。
また、二次側コイル４８とディストリビュータ１５との
間にダイオード５０が介装されている。

【００９１】入力回路４１は分圧回路、バッファアンプ
等から成り、点火電圧センサ出力を適当なレベルに変換
して出力する。以下入力回路４１の出力電圧を点火電圧
Ｖという。

【００９２】図１６の回路によれば、検出された点火電
圧Ｖのピーク値がピークホールド回路４２によって保持
され、そのピークホールド値が比較レベル設定回路４３
により、値１より小さい所定数倍され、比較レベルＶＣ
ＯＭＰとして比較器４４に供給される。従って、端子Ｔ
４にはＶ＞ＶＣＯＭＰが成立するとき高レベルとなるパ
ルス信号（比較判定パルス）が出力される。

【００９３】以上のように構成される回路４１〜４４の
動作を図１７を用いて説明する。同図（ｂ），（ｃ）に
おいて実線は燃料混合気の正常燃焼時の特性を示し、破
線は燃料系の原因に係る失火発生時の特性を示す。

【００９４】同図（ａ）は、点火指令信号Ａを示す。

【００９５】同図（ｂ）は、検出した点火電圧（入力回
路４１の出力電圧）Ｖ（Ｂ，Ｂ′）及び比較レベルＶＣ
ＯＭＰ（Ｃ，Ｃ′）の推移を示している。

【００９６】この図から明らかなように、失火発生時
（破線Ｂ′）は、点火プラグ間の絶縁破線電圧が正常燃
焼時より高くなるので、点火電圧Ｖは正常燃焼時（実線
Ｂ）より高くなる。なお、失火発生時は放電後期におい
て高電圧を維持しているが、これは、ダイオード５０の
作用によるものである。

【００９７】図１７（ｂ）の曲線Ｃ，Ｃ′は、点火電圧
Ｖのピークホールド値から得られる比較レベルＶＣＯＭ
Ｐの推移を示しており、時刻ｔ２〜ｔ３間でリセットさ
れている。従って、時刻ｔ２以前は、前回点火された気
筒の比較レベルＶＣＯＭＰを示している。また、図１７
（ｃ）は比較器４４の出力（以下「比較判定パルス」と
いう）を示しており、図１７（ｂ）及び（ｃ）から明ら
かなように、燃焼時においては時刻ｔ２〜ｔ４間でＶ＞
ＶＣＯＭＰとなり、失火時においては時刻ｔ１〜ｔ５間
でＶ＞ＶＣＯＭＰとなり、その間比較器４４の出力は高
レベルとなる。

【００９８】従って、比較器４４から出力される比較判
定パルスのパルス幅を計測し、基準値と比較することに
よって、失火を判定することができる。図１８は、比較
判定パルスに基づいて、失火判定を行うプログラムのフ
ローチャートであり、本プログラムはＣＰＵ５ｂにおい
て一定時間毎に実行される。

【００９９】ステップＳ１１１では、ＩＧフラグ（Ｆｌ
ａｇＩＧ）が「１」であるか否かを判別し、その答が否
定（Ｎｏ）、即ちＩＧフラグが「０」のときには、リセ
ットタイマの計測値ｔＲを値０として（ステップＳ１１
２）本プログラムを終了する。ステップＳ１１１の答が
肯定（Ｙｅｓ）、即ちＩＧフラグが「１」のときには、
リセットタイマの計測値ｔＲが所定時間ｔＲＥＳＥＴよ
り小さいか否かを判別する（ステップＳ１１３）。ＩＧ
フラグが「０」から「１」となった直後は、この答が肯
定（Ｙｅｓ）となり、比較判定パルス、即ち比較器４４
の出力パルスが有るか否かを判別する（ステップＳ１１
６）。この答が否定（Ｎｏ）であれば直ちに本プログラ
ムを終了し、肯定（Ｙｅｓ）であれば、カウンタのカウ
ント値ＣＰを値１だけインクリメントし（ステップＳ１
１７）、そのカウント値ＣＰが基準値ＣＰＲＥＦより小
さいか否かを判別する（ステップＳ１１８）。

【０１００】ステップＳ１１８の答が肯定（Ｙｅｓ）、
即ちＣＰ＜ＣＰＲＥＦのときには、正常燃焼と判定し、
フラグＦＭＩＳを「０」とする（ステップＳ１１９）一
方、ステップＳ１１８の答が否定（Ｎｏ）、即ちＣＰ≧
ＣＰＲＥＦのときには、ＦＩ失火と判定し、フラグＦＭ
ＩＳを「１」とし（ステップＳ１１９）、本プログラム
を終了する。

【０１０１】前記ステップＳ１１３の答が否定（Ｎ
ｏ）、即ちｔＲ＞ｔＲＥＳＥＴとなったときには、カウ
ンタのカウント値ＣＰ及びＩＧフラグを値０にリセット
し（ステップＳ１１４，Ｓ１１５）、前記ステップＳ１
１９に進む。

【０１０２】図１８のプログラムによれば、図１７
（ｄ），（ｅ）に示すように、燃焼時には、カウント値
ＣＰが基準値ＣＰＲＥＦを越えないのに対し、失火時に
は、時刻ｔ６に基準値ＣＰＲＥＦを越えるので、失火が
検出される（ＦＭＩＳが０から１に変化する）。

【０１０３】ここで基準値ＣＰＲＥＦは、次式（１２）
により算出される。

【０１０４】ＣＰＲＥＦ＝ＣＰＲＥＦＭ＋ＫＣＰＲＥＦ …（１２）ＣＰＲＥＦＭは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対
圧ＰＢＡに応じて設定されたマップから読み出されるマ
ップ値である。ＫＣＰＲＥＦは、図１９に示すように判
定時間ＴＣＨＫに応じて算出される補正値であり、ＴＣ
ＨＫ値が小さくなる（触媒の劣化度合が大きくなる）ほ
どより小さな値に設定される。

【０１０５】また、本実施例における失火率検定は図１
５に示すプログラムと同様に行われる。即ち、図１５の
ステップＳ９２及びＳ９３におけるクランク軸回転変動
計測を、点火電圧による失火判定に置き換えた処理によ
って行われる。

【０１０６】従って、前述した実施例と同様に触媒の劣
化が進行するほど失火発生と判定される頻度が増加し、
同様の効果を奏する。

【０１０７】なお、失火発生の検出手法としては、上述
した手法に代えてイオン電流法を適用してもよく、その
場合の失火判定基準値も触媒の劣化度合が大きくなるほ
ど失火と判定する可能性が高くなるように設定される。

【０１０８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、検
出された触媒装置の劣化度合に応じて失火状態を判定す
るための判定基準が設定されるので、触媒措置の劣化度
合に対応した適切な判定基準を用いて失火状態を判定
し、排気ガス特性が悪化する前に適切な処置をとること
ができる。その結果、排気ガス特性の悪化を未然に防止
するとともに、触媒装置の劣化の進行を抑制し、触媒の
耐用年数の短縮化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関及びその制御
装置の全体構成を示す図である。

【図２】内燃機関の失火状態を判定する処理の全体構成
を説明するためのフローチャートである。

【図３】三元触媒の劣化度合を表わすパラメータ（ＴＣ
ＨＫ）を算出するプログラムのフローチャートである。

【図４】三元触媒の劣化度合を表わすパラメータの算出
手法を説明するための図である。

【図５】三元触媒による浄化率と劣化度合を表わすパラ
メータとの関係を示す図である。

【図６】劣化度合を表わすパラメータと、失火判定基準
値の補正値（ＫＭＳＬＭＴ，ＫＭＦＴＤＣ）との関係を
示す図である。

【図７】失火状態の判定を行うプログラムの全体構成を
示す図である。

【図８】図７の処理内容の一部を詳細に示すフローチャ
ートである。

【図９】エンジン回転速度を表わすパラメータの計測と
クランク軸の回転角度との関係を説明するための図であ
る。

【図１０】図７の処理内容の一部を詳細に示すフローチ
ャートである。

【図１１】図７の処理内容の一部を詳細に示すフローチ
ャートである。

【図１２】図７の処理内容の一部を詳細に示すフローチ
ャートである。

【図１３】失火発生時における、エンジン回転速度の変
化量を表わすパラメ−タ値（ΔＭ）の推移を示す図であ
る。

【図１４】失火発生時における、エンジン回転速度の変
化量を表わすパラメ−タ値（ΔＭ）の平均値に対する偏
差の積算値（ＭＳ）の推移を示す図である。

【図１５】図７の処理内容の一部を詳細に示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１６】点火電圧を検出して失火判定を行う手法を用
いた実施例の失火判定に係る部分の構成を示す図であ
る。

【図１７】図１６の構成による失火判定手法を説明する
ための図である。

【図１８】図１６の構成による失火判定を行うプログラ
ムのフローチャートである。

【図１９】劣化度合を表わすパラメータ（ＴＣＨＫ）
と、失火判定基準値の補正値（ＫＣＰＲＥＦ）との関係
を示す図である。

【符号の説明】

１内燃エンジン５電子コントロ−ルユニット（ＥＣＵ）１１クランク角センサ１２ＴＤＣセンサ２０点火電圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田洋一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者伊東洋埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気系に排気ガスを浄化する触媒装置が
設けられた内燃機関の失火状態を判定する失火判定手段
を備えた内燃機関の失火検出装置において、前記触媒装
置の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、該検
出された劣化度合に応じて、前記失火判定手段の判定基
準を設定する失火判定基準設定手段とを設けたことを特
徴とする内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】前記失火判定基準設定手段は、検出した
劣化度合が大きい程前記失火判定基準を失火状態と判定
する可能性が高くなるように設定することを特徴とする
請求項１記載の内燃機関の失火検出装置。