JPH10213058A - エンジンの失火診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】エンジン失火診断装置に関し、高回転域におい
ても、失火判定レベルを厳密に設定でき、誤診断を確実
に防止し、失火気筒をも特定可能とする。 【解決手段】気筒間の所定クランク角毎に回転速度を算
出し、現在の燃焼行程気筒＃ｎを判別し、今回回転速度
ＭＮＸｎから前回の同区間の回転速度ＭＮＸｎ-1を減算
し同気筒に対する失火パラメータとしての差回転ＤＥＬ
ＮＥ#nを算出する。点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに
達する毎に（S31）、気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#
iを算出し、これらの中の最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判
別して最大値とＤＮＡＶＥ#iとの差ＳＤＮＡＶＥ#iを夫
々算出する。気筒毎のＳＤＮＡＶＥ#iを失火判定レベル
ＬＶＬＭＩＳと比較し、同レベルよりもＳＤＮＡＶＥ#i
の大きい気筒を失火気筒と判別する（S33）。この時、
Ｏ2センサの出力電圧に基づき失火を判別し、判別した
時、同気筒の毎回失火と確定し、同気筒の毎回失火と診
断する（S36）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定クランク角毎
のエンジン回転状態量の変化と空燃比センサの出力値と
に基づいて失火を診断するエンジンの失火診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンの失火診断装置とし
ては、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化に
基づいてエンジンの失火を診断するエンジンの失火診断
装置が採用されている。

【０００３】すなわち、燃焼行程中の気筒の筒内圧（燃
焼圧）と、その燃焼行程と次の燃焼行程間のエンジン回
転には強い相関があり、従って、所定クランク角毎のエ
ンジン回転状態量の変化によって各気筒毎の失火を判断
することができる。

【０００４】しかし、エンジン回転状態量を得る際の基
となるクランク角を検出するためのクランクロータやク
ランク角センサには、製造許容誤差、取付許容誤差等が
存在するため、検出されるエンジン回転状態量にばらつ
きが生じ、特にエンジン高回転域では、この影響が大き
くなり、正確に失火を検出することが困難となる。

【０００５】これに対処するに、本出願人は、特開平６
−４２３９７号公報による技術を提案した。

【０００６】この先行例においては、エンジン回転状態
量としてエンジン回転速度（エンジン回転数）を用い、
気筒間における所定クランク角毎のエンジン回転速度の
差、即ち差回転ＤＥＬＮＥを算出し、現在の燃焼行程気
筒＃ｎの差回転ＤＥＬＮＥｎから加重平均による統計処
理によって１サイクル（７２０°ＣＡ）前に算出した当
該気筒＃ｎに対する差回転補正値ＡＶＥＤＮＸを減算し
て、当該気筒に対する補正差回転ＤＥＬＮＡｎを算出す
ることで、クランク角を検出するためのクランクロータ
やクランク角センサの製造許容誤差、取付許容誤差等の
影響を排除する。さらに、この補正差回転ＤＥＬＮＡｎ
から１燃焼行程前の失火診断対象気筒＃ｎ-1の補正差回
転ＤＥＬＮＡn-1を減算して当該気筒＃ｎに対する補正
差回転変化ＤＤＮＥＡｎを算出し、この補正差回転変化
ＤＤＮＥＡｎをエンジン運転状態に基づいて設定した失
火判定レベルＬＶＬＭＩＳと比較すると共に、前回ルー
チン実行時に算出した１燃焼行程前の失火診断対象気筒
＃ｎ-1に対する補正差回転変化ＤＤＮＥＡｎ-1をマイナ
スの失火判定レベル−ＬＶＬＭＩＳと比較する。そし
て、現在の燃焼行程気筒＃ｎの補正差回転変化ＤＤＮＥ
Ａｎが失火判定レベルＬＶＬＭＩＳ以上で、且つ失火診
断対象気筒＃ｎ-1の補正差回転変化ＤＤＮＥＡｎ-1がマ
イナス失火判定レベル以下のとき、失火診断対象気筒＃
ｎ-1の失火と判断する。

【０００７】しかしながら、クランクロータやクランク
角センサの製造許容誤差、取付許容誤差等に起因するエ
ンジン回転状態量（エンジン回転速度）のばらつきの他
に、各気筒毎に燃焼圧のばらつきに起因するエンジン回
転状態量のばらつきがある。

【０００８】すなわち、吸入管形状の複雑化や気筒間の
吸気干渉等による各気筒毎の吸気分配率の相違、冷却水
による冷却順路によって生じる各気筒毎の燃焼温度の相
違、各気筒の燃焼室容積やピストン形状の製造上のばら
つき、インジェクタの製造誤差等による燃料噴射量の違
いから生じる各気筒の空燃比の僅かなばらつき、これら
の原因によって、各気筒毎に燃焼圧のばらつきが生じ、
各気筒毎にエンジン回転のばらつきが生じる。そして、
エンジン高回転域では慣性エネルギが大きいため失火時
のエンジン回転変化量が小さく、失火判定が困難とな
る。

【０００９】従って、判定値としての失火判定レベルを
厳密に設定すると、上記要因によって実際には失火して
いないにも係わらず、失火と誤判定することがあった。
また、これに対処するに、判定値としての上記失火判定
レベルを緩く設定すると、失火時において失火を検出す
ることができなくなってしまう。

【００１０】このため、特開平４−３１８２５６号公報
においては、エンジン低回転域のときには、エンジン回
転速度に基づいて失火診断を行う一方、エンジンに失火
が発生した場合に排気ガス中の酸素濃度が増大すること
に着目し、少なくともエンジン高回転域においては、排
気ガス中の酸素濃度に基づいて失火診断を行う技術が開
示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行例では、少なくともエンジン高回転域においては、排
気ガス中の酸素濃度に基づいてのみ失火診断を行うの
で、失火が発生したことを検出することはできるもの
の、失火の生じている失火気筒を判別することができな
い不都合がある。

【００１２】すなわち、失火の判別自体は、酸素センサ
（Ｏ2センサ）が活性していて、ある程度のエンジン負
荷がかかっていればエンジン回転数にあまり影響を受け
ずに失火を検出することが可能だが、ある気筒に失火が
発生してから酸素濃度が変化するまでの時間は、酸素セ
ンサの取付位置、エンジン回転速度（排気ガスの流速）
等により変化する。従って、失火発生から酸素センサ出
力変化が起きるまでの時間が不均一であり、失火気筒を
判別することができない。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑み、エンジン回転
全域において、厳密な失火判定を行うと共に、失火気筒
を確実に判別することが可能なエンジンの失火診断装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明によるエンジンの失火診断装置
は、図１（ａ）の基本構成図に示すように、所定クラン
ク角毎のエンジン回転状態量の変化を検出する回転状態
量変化検出手段と、気筒を判別する気筒判別手段と、各
気筒毎の上記エンジン回転状態量の変化をそれぞれ失火
判定レベルと比較し、各気筒毎に失火を判別する第１の
失火判別手段と、空燃比センサの出力値に基づき失火を
判別する第２の失火判別手段と、上記エンジン回転状態
量の変化により所定気筒の失火を判別し、且つ、空燃比
センサの出力値に基づき失火を判別したとき、当該気筒
の失火と診断する失火診断手段とを備えたことを特徴と
する。

【００１５】請求項２記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、図１（ｂ）の基本構成図に示すように、気
筒間における所定クランク角毎のエンジン回転状態量を
検出するエンジン回転状態量検出手段と、現在の燃焼行
程気筒を判別する気筒判別手段と、前回検出したエンジ
ン回転状態量から今回検出したエンジン回転状態量を減
算して上記燃焼行程気筒に対する回転状態量の差を算出
する差回転状態量算出手段と、所定期間における各気筒
毎の上記差回転状態量を平均処理し各気筒毎の差回転状
態量平均値を算出する差回転状態量平均値算出手段と、
上記各差回転状態量平均値のうちの最大値と各気筒毎の
差回転状態量平均値との差をそれぞれ算出して、この最
大値に対する各気筒毎の平均値差を失火判定レベルと比
較し、該失火判定レベルよりも平均値差が大きい気筒を
失火気筒と判別する第１の失火判別手段と、空燃比セン
サの出力値に基づき失火を判別する第２の失火判別手段
と、空燃比センサの出力値に基づき失火を判別したと
き、上記失火気筒の毎回失火と確定し、当該気筒の毎回
失火と診断する失火診断手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１６】請求項３記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、請求項１或いは請求項２記載の発明におい
て、上記各失火判別手段は、エンジン運転状態が燃料増
量領域にあるとき、失火判別を行うことを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、請求項１或いは請求項２記載の発明におい
て、所定周期毎に上記空燃比センサの出力電圧及び該出
力電圧の変化量の絶対値を各々積算する積算手段を備
え、上記第２の失火判別手段は、エンジン運転状態が燃
料増量領域にあるとき、所定期間における空燃比センサ
出力電圧平均値を算出し、該空燃比センサ出力電圧平均
値が第１の判定値に達していないとき、或いは、所定期
間における上記空燃比センサ出力電圧変化量の絶対値積
算値が第２の判定値よりも大きいとき、失火と判別する
ことを特徴とする。

【００１８】請求項５記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、請求項２或いは請求項４記載の発明におい
て、上記各平均値は、所定期間における単純平均によっ
て算出することを特徴とする。

【００１９】請求項６記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、請求項２ないし請求項５記載の発明におい
て、上記所定期間は、点火回数が所定回数に達する毎の
期間であることを特徴とする。

【００２０】請求項７記載の発明によるエンジンの失火
診断装置は、請求項１ないし請求項６記載の発明におい
て、上記エンジン回転状態量は、エンジン回転速度であ
ることを特徴とする。

【００２１】すなわち、請求項１記載の発明では、所定
クランク角毎のエンジン回転状態量の変化を検出すると
共に、気筒を判別する。そして、各気筒毎のエンジン回
転状態量の変化をそれぞれ失火判定レベルと比較して、
各気筒毎に失火を判別する。また、空燃比センサの出力
値に基づき失火を判別する。そして、上記エンジン回転
状態量の変化により所定気筒の失火を判別し、且つ、空
燃比センサの出力値に基づいて失火を判別したとき、当
該気筒の失火と診断する。

【００２２】ここで、各気筒毎のエンジン回転状態量の
変化をそれぞれ失火判定レベルと比較して各気筒毎に失
火を判別し、所定気筒の失火を判別したとき、更に、空
燃比センサの出力値に基づいて失火が生じているかを判
断し、これら各判別結果の整合性により該当気筒の失火
と確定診断するので、エンジン高回転域においても失火
気筒を特定することが可能となる。また、エンジン高回
転域において失火判定レベルを厳密に設定することによ
り、例え、各気筒毎の燃焼圧のばらつき等に起因するエ
ンジン回転のばらつきによって失火していないにも係わ
らず所定気筒の失火と判断されても、これが空燃比セン
サの出力値に基づく失火診断によって検証されるため、
確実に誤診断を防止することが可能となる。また、真に
失火を生じているときには、空燃比センサの出力値によ
る失火診断によっても失火と診断されるため、失火判定
レベルの厳密設定との相乗により失火診断精度を向上す
ることが可能となる。

【００２３】請求項２記載の発明では、気筒間における
所定クランク角毎のエンジン回転状態量を検出すると共
に、現在の燃焼行程気筒を判別し、前回検出したエンジ
ン回転状態量から今回検出したエンジン回転状態量を減
算して上記燃焼行程気筒に対する回転状態量の差を算出
する。そして、所定期間における各気筒毎の上記差回転
状態量を平均処理して各気筒毎の差回転状態量平均値を
算出し、これら各差回転状態量平均値のうちの最大値と
各気筒毎の差回転状態量平均値との差をそれぞれ算出す
る。そして、この最大値に対する各気筒毎の平均値差を
失火判定レベルと比較し、該失火判定レベルよりも平均
値差が大きい気筒を失火気筒と判別する。更に、空燃比
センサの出力値に基づいて失火を判別し、失火を判別し
たとき、上記失火気筒の毎回失火と確定して当該気筒の
毎回失火と診断する。

【００２４】この際、請求項３記載の発明では、エンジ
ン運転状態が触媒保護のための燃料増量領域にあると
き、エンジン回転状態量と空燃比センサ出力値とによる
失火判別を行う。

【００２５】また、請求項４記載の発明では、所定周期
毎に上記空燃比センサの出力電圧及び該出力電圧の変化
量の絶対値を各々積算する。そして、空燃比センサの出
力値による失火診断に際し、エンジン運転状態が触媒保
護のための燃料増量領域にあるとき、所定期間における
上記空燃比センサ出力電圧の積算値に基づいて空燃比セ
ンサ出力電圧平均値を算出し、該空燃比センサ出力電圧
平均値が第１の判定値に達していないとき、或いは、所
定期間における上記空燃比センサ出力電圧変化量の絶対
値積算値が第２の判定値よりも大きいとき、失火と判別
する。

【００２６】また、請求項５記載の発明では、上記各平
均値を所定期間における単純平均によって算出する。

【００２７】さらに、請求項６記載の発明では、上記所
定期間を、点火回数が所定回数に達する毎の期間とし、
請求項７記載では、上記回転状態量としてエンジン回転
速度を採用する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図２〜図１９を参照して本
発明の実施の一形態を説明する。

【００２９】先ず、図１６に基づいてエンジンの全体構
成について説明する。同図において、符号１はエンジン
であり、本形態においては水平対向型４気筒ガソリンエ
ンジンである。このエンジン１のシリンダブロック１ａ
の左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設け
られ、各シリンダヘッド２に吸気ポート２ａと排気ポー
ト２ｂが形成されている。

【００３０】このエンジン１の吸気系は、各吸気ポート
２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテ
ークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチ
ャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通されてい
る。そして、このスロットルチャンバ５の上流側に吸気
管６を介してエアクリーナ７が取り付けられ、このエア
クリーナ７がエアインテークチャンバ８に連通されてい
る。

【００３１】また、上記スロットルチャンバ５には、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁５ａが設けられて
いる。上記吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパス
するバイパス通路９が接続され、このバイパス通路９
に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９
を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転
数を制御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１０が
介装されている。

【００３２】更に、上記インテークマニホルド３の各気
筒の吸気ポート２ａの直上流側にインジェクタ１１が配
設されている。上記インジェクタ１１は燃料供給路１２
を介して燃料タンク１３に連通されており、この燃料タ
ンク１３にはインタンク式の燃料ポンプ１４が設けられ
ている。この燃料ポンプ１４からの燃料が、上記燃料供
給路１２に介装された燃料フィルタ１５を経て上記イン
ジェクタ１１及びプレッシャレギュレータ１６に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ１６から上記燃料タン
ク１３にリターンされて、上記インジェクタ１１への燃
料圧力が所定の圧力に調圧される。

【００３３】一方、上記シリンダヘッド２の各気筒毎
に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１７
が取り付けられ、この点火プラグ１７に、各気筒毎に配
設された点火コイル１８を介してイグナイタ１９が接続
されている。

【００３４】また、エンジン１の排気系としては、上記
シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾ
ーストマニホルド２０の集合部に排気管２１が連通さ
れ、この排気管２１に触媒コンバータ２２が介装されて
マフラ２３に連通されている。

【００３５】次に、エンジン運転状態を検出するための
センサ類について説明する。上記吸気管６のエアクリー
ナ７の直下流に、ホットワイヤ或いはホットフィルム等
を用いた熱式の吸入空気量センサ２４が介装され、更
に、上記スロットルチャンバ５に設けられたスロットル
弁５ａに、スロットル開度センサ２５ａとスロットル弁
５ａの全閉でＯＮするアイドルスイッチ２５ｂとを内蔵
したスロットルセンサ２５が連設されている。

【００３６】また、エンジン１のシリンダブロック１ａ
にノックセンサ２６が取り付けられていると共に、シリ
ンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路２
７に冷却水温センサ２８が臨まされ、更に、上記触媒コ
ンバータ２２の上流に空燃比センサの一例としてＯ2セ
ンサ２９が配設されている。

【００３７】また、エンジン１のクランクシャフト３０
に軸着するクランクロータ３１の外周に、クランク角セ
ンサ３２が対設され、更に、クランクシャフト３０に対
して１／２回転するカムシャフト３３に連設するカムロ
ータ３４に、気筒判別用のカム角センサ３５が対設され
ている。

【００３８】上記クランクロータ３１は、図１７に示す
ように、その外周に突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成
され、これらの各突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃが、各気
筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前
（ＢＴＤＣ）θ1，θ2，θ3の位置に形成されている。
本実施の形態においては、θ1＝９７°ＣＡ，θ2＝６５
°ＣＡ，θ3＝１０°ＣＡである。

【００３９】また、図１８に示すように、上記カムロー
タ３４の外周には、気筒判別用の突起３４ａ，３４ｂ，
３４ｃが形成され、突起３４ａが＃３，＃４気筒の圧縮
上死点後（ＡＴＤＣ）θ4の位置に形成され、突起３４
ｂが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡ
ＴＤＣθ5の位置に形成されている。更に、突起３４ｃ
が２個の突起で構成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴ
ＤＣθ6の位置に形成されている。本実施の形態におい
ては、θ4＝２０°ＣＡ，θ5＝５°ＣＡ，θ6＝２０°
ＣＡである。

【００４０】そして、図８のタイムチャートに示すよう
に、エンジン運転に伴いクランクシャフト３０及びカム
シャフト３３の回転により上記クランクロータ３１及び
カムロータ３４が回転して、クランクロータ３１の各突
起が上記クランク角センサ３２によって検出され、クラ
ンク角センサ３２からθ1，θ2，θ3（ＢＴＤＣ９７
°，６５°，１０°）の各クランクパルスがエンジン１
／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。一方、θ3
クランクパルスとθ1クランクパルスとの間で上記カム
ロータ３４の各突起が上記カム角センサ３５によって検
出され、カム角センサ３５から所定数のカムパルスが出
力される。

【００４１】そして、後述する電子制御装置４０（図１
９参照）において、上記クランク角センサ３２から出力
されるクランクパルスの入力間隔時間Ｔθに基づいてエ
ンジン回転速度（エンジン回転数）ＮEを算出し、ま
た、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒
→＃２気筒→＃４気筒）と、上記カム角センサ３５から
のカムパルスをカウンタによって計数した値とのパター
ンに基づいて、現在の燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒
や点火対象気筒等の気筒判別を行う。

【００４２】上記インジェクタ１１、点火プラグ１７，
ＩＳＣ弁１０等のアクチュエータ類に対する制御量の演
算、制御信号の出力、すなわち燃料噴射制御、点火時期
制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御は、図１９
に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０によって行われる。

【００４３】上記ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４
２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、カウンタ・
タイマ群４５、及びＩ／Ｏインターフェイス４６がバス
ラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータ
を中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定
電圧回路４７、上記Ｉ／Ｏインターフェイス４６に接続
される駆動回路４８及びＡ／Ｄ変換器４９等の周辺回路
が内蔵されている。

【００４４】なお、上記カウンタ・タイマ群４５は、フ
リーランカウンタ、カム角センサ信号（カムパルス）の
入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、定期割り込みを発生させるための定
期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランク
パルス）の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監
視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総
称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウン
タ・タイマが用いられる。

【００４５】上記定電圧回路４７は、２回路のリレー接
点を有する電源リレー５０の第１のリレー接点を介して
バッテリ５１に接続され、バッテリ５１に、上記電源リ
レー５０のリレーコイルがイグニッションスイッチ５２
を介して接続されている。また、上記定電圧回路４７
は、直接、上記バッテリ５１に接続されており、イグニ
ッションスイッチ５２がＯＮされて電源リレー５０の接
点が閉となるとＥＣＵ４０内の各部へ電源を供給する一
方、上記イグニッションスイッチ５２のＯＮ，ＯＦＦに
拘らず、常時、上記バックアップＲＡＭ４４にバックア
ップ用の電源を供給する。更に、上記バッテリ５１に
は、燃料ポンプリレー５３のリレー接点を介して燃料ポ
ンプ１４が接続されている。なお、上記電源リレー５０
の第２のリレー接点には、上記バッテリ５１から各アク
チュエータに電源を供給するための電源線が接続されて
いる。

【００４６】上記Ｉ／Ｏインターフェイス４６の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ２５ｂ、ノックセンサ２
６、クランク角センサ３２、カム角センサ３５、車速を
検出するための車速センサ３６、及び始動状態を検出す
るためにスタータスイッチ３７が接続されており、更
に、上記Ａ／Ｄ変換器４９を介して、吸入空気量センサ
２４、スロットル開度センサ２５ａ、冷却水温センサ２
８、及びＯ２センサ２９が接続されると共に、バッテリ
電圧ＶBが入力されてモニタされる。

【００４７】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェイス４６の
出力ポートには、上記燃料ポンプリレー５３のリレーコ
イル、ＩＳＣ弁１０、インジェクタ１１、及び、図示し
ないインストルメントパネルに配設され各種警報を集中
表示する警報ランプ３８が上記駆動回路４８を介して接
続されると共に、イグナイタ１９が接続されている。

【００４８】また、上記Ｉ／Ｏインターフェイス４６に
は、外部接続用コネクタ５５が接続されており、この外
部接続用コネクタ５５にシリアルモニタ（携帯型故障診
断装置）６０を接続することで、シリアルモニタ６０に
よってＥＣＵ４０における入出力データ及びＥＣＵ４０
の自己診断機能により上記バックアップＲＡＭ４４にス
トアされた失火気筒を示す後述する気筒別失火判定ＮＧ
フラグＦNG#iを含む故障部位、故障内容を示すトラブル
データを読み出して診断可能としている。更に、上記シ
リアルモニタ６０によって、上記トラブルデータのイニ
シャルセット（クリア）が行えるようになっている。

【００４９】なお、このシリアルモニタ６０によるトラ
ブルデータの診断、及びイニシャルセットについては、
本出願人による特公平７−７６７３０号公報に詳述され
ている。

【００５０】上記ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶さ
れている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェ
イス４６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの
検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ４３に
格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ４４に
格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ４２に記憶さ
れている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時
期、ＩＳＣ弁１０に対する駆動信号のデューティ比等を
演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数
制御等のエンジン制御を行う。

【００５１】このようなエンジン制御系において、ＥＣ
Ｕ４０では、エンジン回転状態量の変化とＯ2センサ２
９の出力値（出力電圧）とに基づいて失火診断を行う。

【００５２】すなわち、所定クランク角毎のエンジン回
転状態量の変化を検出すると共に、気筒を判別する。そ
して、各気筒毎のエンジン回転状態量の変化をそれぞれ
失火判定レベルと比較して、各気筒毎に失火を判別す
る。また、空燃比センサの出力値としてＯ2センサ２９
の出力電圧Ｏ２Ｓに基づき失火を判別する。そして、上
記エンジン回転状態量の変化により所定気筒の失火を判
別し、且つ、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づいて失火
を判別したとき、当該気筒の失火と診断する。

【００５３】すなわち、各気筒毎のエンジン回転状態量
の変化をそれぞれ失火判定レベルと比較して各気筒毎に
失火を判別し、所定気筒の失火を判別したとき、更に、
排気ガス中の酸素濃度を示すＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓ
に基づいて失火が生じているかを判断する。そして、こ
れら各判別結果の整合性により該当気筒の失火と確定診
断するので、エンジン高回転域において失火判定レベル
を厳密（小さく）に設定することにより、例え、各気筒
のエンジン回転のばらつきによって失火していないにも
係わらず所定気筒の失火と判断されたとしても、これが
Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づく失火診断によって検
証されるため、確実に誤診断を防止することが可能とな
る。

【００５４】また、真に失火を生じているときには、Ｏ
2センサ出力電圧Ｏ２Ｓによる失火診断によっても失火
と診断されるため、失火判定レベルの厳密設定との相乗
により失火診断精度を向上することが可能となり、且
つ、エンジン高回転域においても、失火気筒を判別する
ことが可能となる。

【００５５】より詳細には、本実施の形態においては、
クランク角センサ３２、カム角センサ３５からそれぞれ
出力されるクランクパルス、カムパルスに基づいて現在
の燃焼行程気筒＃ｎを判別する。そして、所定クランク
角毎のエンジン回転状態量として、各気筒間におけるＢ
ＴＤＣθ2，θ3間、すなわちθ2，θ3クランクパルス入
力間のエンジン回転速度（エンジン回転数）を採用し、
今回算出したエンジン回転速度ＭＮＸｎから前回の同区
間におけるエンジン回転速度ＭＮＸｎ-1を減算して上記
燃焼行程気筒＃ｎの失火パラメータとなる回転速度の
差、すなわち当該気筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＮＥ#n
を算出する。そして、点火回数が設定回数に達するまで
の所定期間における各気筒毎の差回転ＤＥＬＮＥ#i（ｉ
＝１〜４）を平均処理して各気筒毎の差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iを算出する。次に、これら各差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iのうちの最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判別して該
最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸと各気筒毎の差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iとの差ＳＤＮＡＶＥ#iをそれぞれ算出する。そ
して、この最大値に対する各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡ
ＶＥ#iを失火判定レベルＬＶＬＭＩＳと比較し、該失火
判定レベルＬＶＬＭＩＳよりも平均値差ＳＤＮＡＶＥ#i
の大きい気筒を失火気筒と判別する。

【００５６】また、このとき、更に、空燃比センサの出
力値としてＯ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓに基づいて
失火を判別し、失火を判別したとき、上記失火気筒の毎
回失火と確定して、当該気筒の毎回失火と診断する。

【００５７】このＯ2センサ出力電圧Ｏ2Ｓによる失火診
断に際しては、所定周期としてＯ2センサ出力電圧Ｏ２
ＳのＡ／Ｄ変換入力毎に該Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓ及
び該出力電圧Ｏ２Ｓの変化量の絶対値を各々積算する。
そして、点火回数が設定回数に達する所定期間における
Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓの積算値に基づいてＯ2センサ
出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥを算出し、該Ｏ2センサ出力
電圧平均値Ｏ２ＡＶＥが第１の判定値に達していないと
き、或いは、所定期間における上記Ｏ2センサ出力電圧
変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓが第２の判定値よりも大
きいとき、失火と判別する。

【００５８】尚、この各気筒毎のエンジン回転速度変化
とＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓとによる失火診断は、エン
ジン運転状態が触媒保護のための燃料増量領域にあると
きに行う。

【００５９】すなわち、エンジン回転速度変化により失
火を判定するための上記失火判定レベルＬＶＬＭＩＳを
エンジン高回転域においても厳密に設定し、各気筒毎の
回転速度変化により判別した失火気筒が真に失火を生じ
ているのか否かをＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づいて
検証するのであり、このエンジン高回転域は、触媒保護
のための燃料増量領域いわゆるフル増量領域に適合す
る。

【００６０】そして、このフル増量領域においては、失
火が生じていない無失火時には、燃料増量により燃焼後
の排気ガス空燃比がリッチとなりＯ2センサ２９の出力
電圧Ｏ２Ｓは、ほぼ一定のリッチ出力となるが、失火時
には、排気ガス中の酸素濃度が増大するため、略リーン
出力となる。従って、この触媒保護のためのフル増量領
域においては、無失火時と失火時とのＯ2センサ出力電
圧Ｏ２Ｓの差が大きく、これによりＯ2センサ出力電圧
Ｏ２Ｓに基づいて確実に失火を検証することが可能とな
る。

【００６１】すなわち、ＥＣＵ４０は、本発明に係る回
転状態量変化検出手段、気筒判別手段、第１の失火判別
手段、第２の失火判別手段、失火診断手段の機能を有
し、更に、差回転状態量算出手段、差回転状態量平均値
算出手段、積算手段としての機能をも実現する。

【００６２】以下、上記ＥＣＵ４０によって実行される
本発明に係る失火診断処理について、図２〜図７に示す
フローチャートに従って説明する。

【００６３】先ず、イグニッションスイッチ５２がＯＮ
され、ＥＣＵ４０に電源が投入されると、システムがイ
ニシャライズされ、バックアップＲＡＭ４４に格納され
ているトラブルデータ及び各種学習値等のデータを除
く、各フラグ、各カウンタ類が初期化される。そして、
スタータスイッチ３７がＯＮされてエンジンが起動する
と、クランク角センサ３２からのクランクパルス入力毎
に、図２に示す気筒判別／エンジン回転速度算出ルーチ
ンが実行される。

【００６４】この気筒判別／エンジン回転速度算出ルー
チンでは、エンジン運転に伴いクランクロータ３１が回
転してクランク角センサ３２からのクランクパルスが入
力されると、先ず、ステップS1で、今回入力されたクラ
ンクパルスがθ1，θ2，θ3の何れのクランク角に対応
する信号かをカム角センサ３５からのカムパルスの入力
パターンに基づいて識別し、ステップS2で、クランクパ
ルスとカムパルスとの入力パターンから現在の燃焼行程
気筒、点火対象気筒、及び燃料噴射対象気筒等の気筒判
別を行う。

【００６５】すなわち、図８のタイムチャートに示すよ
うに、例えば、前回クランクパルスが入力してから今回
クランクパルスが入力されるまでの間にカムパルス入力
が有れば、今回のクランクパルスはθ1クランクパルス
であると識別でき、更に次回入力されるクランクパルス
はθ2クランクパルスと識別できる。

【００６６】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルス入力が無く、前々回と前回のクランクパ
ルス入力間にカムパルス入力が有ったときには、今回の
クランクパルスはθ2クランクパルスと識別でき、次回
入力されるクランクパルスはθ3クランクパルスと識別
できる。また、前回と今回との間、及び前々回と前回と
のクランクパルス入力間に、何れもカムパルス入力が無
いときには、今回入力されたクランクパルスはθ3クラ
ンクパルスと識別でき、次回入力されるクランクパルス
はθ1クランクパルスと識別できる。

【００６７】さらに、前回と今回とのクランクパルス入
力間にカムパルスが３個入力（突起３４ｂに対応するθ
5カムパルス）したときには、次の圧縮上死点は＃３気
筒であり、現在の燃焼行程気筒は＃１気筒、点火対象気
筒は＃３気筒、燃料噴射対象気筒は、その２つ後の＃４
気筒となることが判別できる。また、前回と今回のクラ
ンクパルス入力間にカムパルスが２個入力（突起３４ｃ
に対応するθ6カムパルス）したときには、次の圧縮上
死点は＃４気筒であり、現在の燃焼行程気筒は＃２気
筒、点火対象気筒は＃４気筒、燃料噴射対象気筒は＃３
気筒と判別できる。

【００６８】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルスが１個入力（突起３４ａに対応するθ4
カムパルス）し、前の圧縮上死点判別が＃４気筒であっ
たときには、次の圧縮上死点は＃１気筒であり、現在の
燃焼行程気筒は＃４気筒、点火対象気筒は＃１気筒、燃
料噴射気筒は＃２気筒と判別できる。同様に、前回と今
回とのクランクパルス入力間にカムパルスが１個入力
し、前の圧縮上死点判別が＃３気筒であったときには次
の圧縮上死点は＃２気筒であり、現在の燃焼行程気筒は
＃３気筒、点火対象気筒は＃２気筒、燃料噴射対象気筒
は＃１気筒と判別できる。

【００６９】本形態の４サイクル４気筒エンジン１で
は、燃焼行程は＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順であ
り、図８のタイムチャートに示すように、カムパルス出
力時の今回（現在）の燃焼行程気筒＃ｎを＃１気筒とす
ると、点火対象気筒は圧縮上死点を迎える＃ｎ+1＝＃３
気筒、このときの燃料噴射対象気筒はその２つ後の＃ｎ
+3＝＃４気筒となる。そして、今回の燃焼行程気筒＃ｎ
の気筒判別結果が、θ3クランクパルス入力毎に実行さ
れる図３の差回転算出ルーチンにおいて参照され、該当
燃料行程気筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＮＥ#nが算出さ
れて積算される。

【００７０】また、ここでは詳述しないが、点火対象気
筒＃ｎ+1の判別結果に応じて該当気筒＃ｎ+1に対する点
火時期が設定されて、気筒毎に点火時期制御が行われ
る。更に、燃料噴射対象気筒＃ｎ+3気筒の判別結果が、
所定周期毎に実行される図示しない燃料噴射量設定ルー
チンにおいて参照されて、気筒毎に燃料噴射量が設定さ
れる。

【００７１】その後、ステップS2からステップS3へ進
み、前記クランクパルス入力間隔計時用タイマによって
計時された前回のクランクパルス入力から今回のクラン
クパルス入力までの時間、すなわちクランクパルス入力
間隔時間（θ1クランクパルスとθ2クランクパルスの入
力間隔時間Ｔθ12、θ2クランクパルスとθ3クランクパ
ルスの入力間隔時間Ｔθ23、或いはθ3クランクパルス
とθ1クランクパルスの入力間隔時間Ｔθ31）を読み出
し、クランクパルス入力間隔時間Ｔθを検出する。

【００７２】次いで、ステップS4へ進み、今回識別した
クランクパルスに対応するクランクパルス間角度を読み
出し、このクランクパルス間角度と上記クランクパルス
入力間隔時間Ｔθとに基づいて現在のエンジン回転速度
（エンジン回転数）ＮEを算出し、ＲＡＭ４３の所定ア
ドレスにストアしてルーチンを抜ける。なお、上記クラ
ンクパルス間角度は既知であり、予めＲＯＭ４２に固定
データとして記憶されているものであり、本実施の形態
においては、θ1クランクパルスとθ2クランクパルス間
の角度は３２°ＣＡであり、θ2クランクパルスとθ3ク
ランクパルス間の角度は５５°ＣＡ、θ3クランクパル
スとθ1クランクパルス間の角度は９３°ＣＡである。
また、エンジン始動時を考慮し、エンジン回転数ＮE
は、例えば、１５０rpm以上で算出される。

【００７３】そして、θ3クランクパルス入力毎に実行
される図３に示す差回転算出ルーチンにおいて、上記燃
焼行程気筒＃ｎ、及びエンジン回転速度ＮEの各データ
が読み出され、該当気筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＮＥ
#nを算出して、この差回転ＤＥＬＮＥ#nを積算する。

【００７４】ここで、上記差回転算出ルーチンは、θ3
クランクパルス入力に対応して実行され、このとき、上
記気筒判別／エンジン回転数算出ルーチンによりθ2ク
ランクパルスとθ3クランクパルス間の入力間隔時間Ｔ
θ23に基づきＢＴＤＣθ2，θ3間のエンジン回転速度Ｎ
Eが算出されており、上述のＢＴＤＣθ2，θ3間のエン
ジン回転速度ＮEに基づいて該当気筒＃ｎに対する失火
パラメータを表す差回転ＤＥＬＮＥ#nが算出されること
になる。

【００７５】この差回転算出ルーチンにおいては、先
ず、ステップS11で、上記気筒判別／エンジン回転速度
算出ルーチンにおいて気筒判別された今回の燃焼行程気
筒データ＃ｎを読み出して、現在の燃焼行程気筒＃ｎを
特定する。

【００７６】ステップS12では、現在のエンジン回転速
度ＮE、すなわち最新のＢＴＤＣθ2，θ3間のエンジン
回転速度ＮEを読み出して、現在の燃焼行程気筒＃ｎに
対応するエンジン回転速度ＭＮＸｎとする（ＭＮＸｎ←
ＮE）。

【００７７】次にステップS13へ進み、上記ステップS12
で設定された現在の気筒＃ｎに対応するエンジン回転数
ＭＮＸｎから、前回ルーチン実行時に設定されワークエ
リアにストアされた１燃焼行程前の気筒＃ｎ-1に対応す
るエンジン回転速度ＭＮＸｎ-1を減算し、気筒間におけ
る所定クランク角毎のエンジン回転速度の変化、すなわ
ち現在の燃焼行程気筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＮＥ#n
を算出する（ＤＥＬＮＥ#n←ＭＮＸｎ−ＭＮＸｎ-1）。

【００７８】そして、ステップS14で、上記差回転ＤＥ
ＬＮＥ#nを積算して、当該気筒＃ｎの差回転積算値ΣＤ
ＥＬＮＥ#nとする（ΣＤＥＬＮＥ#n←ΣＤＥＬＮＥ#n＋
ＤＥＬＮＥ#n）。

【００７９】次いでステップS15で、失火診断の実行期
間を与える点火回数ＣIGNをカウントアップする（ＣIGN
←ＣIGN＋１）。ここで、本ルーチンは、θ3クランクパ
ルス入力毎すなわち１８０°ＣＡ毎に実行され、本実施
の形態におけるエンジン１は４気筒エンジンであり、従
って、本ルーチンの実行回数をカウントすることで、点
火回数をカウントすることと実質的に同一となる。

【００８０】そして、ステップS16で、次の燃焼行程気
筒に対する差回転の算出に備え、今回の回転速度ＭＮＸ
ｎを前回のエンジン回転速度ＭＮＸｎ-1としてワークエ
リアにストアし（ＭＮＸｎ-1←ＭＮＸｎ）、ルーチンを
抜ける。

【００８１】以上の差回転算出ルーチンにより、図９に
示すように、各気筒毎に差回転ＤＥＬＮＥが算出され、
各気筒＃ｉ（ｉ＝１〜４気筒）毎に対応して差回転積算
値ΣＤＥＬＮＥ#iが算出される。

【００８２】一方、図４はＯ2センサ出力電圧積算ルー
チンであり、Ｏ2センサ２９の出力電圧Ｏ２ＳのＡ／Ｄ
変換入力毎に実行され、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓ及び
該出力電圧Ｏ２Ｓの変化量の絶対値を各々積算する。

【００８３】次に、このＯ2センサ出力電圧積算ルーチ
ンについて説明すると、先ず、ステップS21で、Ａ／Ｄ
変換された最新のＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓｎを読み込
み、該Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓを、Ｏ2センサ出力電圧
積算値ΣＯ２Ｓに加算して積算する（ΣＯ２Ｓ←ΣＯ２
Ｓ＋Ｏ２Ｓ）。

【００８４】次いでステップS22で、上記Ｏ2センサ出力
電圧Ｏ２Ｓｎから前回のルーチン実行時にワークエリア
にストアされた１回前のＡ／Ｄ変換時のＯ2センサ出力
電圧Ｏ２Ｓｎ-1を減算し、この減算値の絶対値を、Ｏ2
センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓに加算し
て積算する（ＤＯ２Ｓ←ＤＯ２Ｓ＋｜Ｏ２Ｓｎ−Ｏ２Ｓ
ｎ-1｜）。

【００８５】その後、ステップS23で、Ｏ2センサ出力電
圧サンプリング回数ＣO2Sをカウントアップし（ＣO2S←
ＣO2S＋１）、続くステップS24で、次回ルーチン実行時
の絶対値積算値ＤＯ２Ｓの算出に備え、上記Ｏ2センサ
出力電圧Ｏ２Ｓｎを、前回（１回前）のＡ／Ｄ変換時の
Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓｎ-1としてワークエリアにス
トアし（Ｏ２Ｓｎ-1←Ｏ２Ｓｎ）、ルーチンを抜ける。

【００８６】そして、図５に示す失火診断ルーチンにお
いて、点火回数が失火診断の実行期間を定める設定回数
に達し、且つエンジン運転状態が触媒保護のための燃料
増量領域にあるとき、前述の差回転算出ルーチンによっ
て算出された各気筒毎の差回転積算値ΣＤＥＬＮＥ#i、
及び上記Ｏ2センサ出力電圧積算ルーチンによって積算
されたＯ2センサ出力電圧積算値ΣＯ２Ｓ、Ｏ2センサ出
力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓが読み出される。
そして、点火回数が設定回数に達するまでの所定期間に
おける各気筒毎の差回転ＤＥＬＮＥ#i（ｉ＝１〜４）を
平均処理して各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iを算
出し、これら各差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iのうちの最大
値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判別して該最大値ＤＮＡＶＥＭＡ
Ｘと各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iとの差ＳＤＮ
ＡＶＥ#iをそれぞれ算出する。そして、この最大値に対
する各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iを失火判定レベ
ルＬＶＬＭＩＳと比較し、該失火判定レベルＬＶＬＭＩ
Ｓよりも平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iの大きい気筒を失火気
筒と判別する。

【００８７】そして、失火気筒が判別されたときには、
更に、点火回数が設定回数に達するまでの所定期間にお
ける上記Ｏ2センサ出力電圧積算値ΣＯ２Ｓに基づいて
Ｏ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥを算出し、該Ｏ2セ
ンサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥが第１の判定値ＬＶＬO2
AVEに達していないとき、或いは、所定期間における上
記Ｏ2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓが
第２の判定値ＬＶＬDO2Sよりも大きいとき、失火と判別
し、上記失火気筒の毎回失火と確定して、当該気筒の毎
回失火と診断する。

【００８８】次に、図５に示す失火診断ルーチンについ
て説明する。

【００８９】この失火診断ルーチンは、所定クランク角
毎（例えば、１８０°ＣＡ毎）或いは所定時間（例え
ば、５msec）毎に実行され、ステップS31で、上記点火
回数カウント値ＣIGNを、設定回数ＩＧＮ（例えば、４
００回）と比較する。

【００９０】上記設定回数ＩＧＮは、失火診断の実行周
期を定めるものであり、後述する各気筒毎の差回転ＤＥ
ＬＮＥ#iに対する平均処理、Ｏ2センサ出力電圧積算値
ΣＯ２Ｓに基づくＯ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥ
の算出処理によって、及び、上記Ｏ2センサセンサ出力
電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓに対し、スナッチや
外乱等によるエンジン回転変動の影響を排除し、且つ、
加速等による一時的な失火による影響を排除し得る期間
を与えるに適切な点火回数値を、予めシミュレーション
或いは実験等により求め、この点火回数値を設定回数Ｉ
ＧＮとして設定し、固定データとしてＲＯＭ４２にメモ
リされているものである。

【００９１】すなわち、失火回数に直接依存する点火回
数ＣIGNを採用し、この点火回数ＣIGNを上記設定回数Ｉ
ＧＮと比較して、失火診断の実行期間を定めることで、
所定気筒の恒常的な失火すなわち毎回失火を確実に診断
することが可能となる。

【００９２】そして、ＣIGN＜ＩＧＮで、点火回数ＣIGN
が設定回数ＩＧＮに達していないときには、そのままル
ーチンを抜け、一方、ＣIGN≧ＩＧＮで点火回数ＣIGNが
設定回数ＩＧＮに達したとき、ステップS32へ進む。す
なわち、点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに達する毎
に、その設定回数ＩＧＮに相当する期間のデータに基づ
いて失火診断を行う。

【００９３】ステップS32では、エンジン運転状態が触
媒保護のための燃料増量領域いわゆるフル増量域にある
か否かをフル増量係数ＫFULLによって判断する。

【００９４】周知のように、上記フル増量係数ＫFULL
は、エンジン運転状態が高回転及び高負荷の少なくとも
一方の状態のときに、燃料増量補正により触媒温度の異
常上昇を防止して触媒を保護するためのものであり、燃
料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算式におけ
る各種増量係数ＣＯＥＦの補正項として与えられる。

【００９５】上記燃料噴射パルス幅Ｔｉは、周知のよう
に、上記基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに、上記各種増量補
正係数ＣＯＥＦ及び空燃比フィードバック補正係数αを
乗算して空燃比補正すると共に、空燃比学習補正係数Ｋ
BLRCを乗算して学習補正し、更にインジェクタの無効噴
射時間を補償する電圧補正パルス幅Ｔｓを加算し、次式
によって与えられる。

【００９６】Ｔｉ←Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α×ＫBLRC＋Ｔｓ そして、上記フル増量係数は、各種増量係数ＣＯＥＦ中
の補正項として与えられる。尚、上記各種増量係数ＣＯ
ＥＦの演算式の一例を次式に示す。

【００９７】ＣＯＥＦ←ＫST×（１＋ＫFULL＋ＫTW＋Ｋ
AS＋ＫAI＋ＫACC） ここで、ＫSTは始動増量係数であり、始動性確保のため
スタータモータ作動中のクランキング時のみ燃料増量を
行うためのものである。また、ＫTWはエンジン冷態時の
運転性を確保するための燃料増量率を定める水温増量係
数であり、ＫASはエンジン始動直後におけるエンジン回
転の安定性を確保するための始動後増量係数であり、冷
却水温センサ２８による冷却水温度ＴWに基づき初期値
設定され、スタータスイッチ３７のＯＦＦによるエンジ
ン始動後、ＫAS＝０になるまで漸次的に減少される。ま
た、ＫAIは、アイドル解除時のもたつきを防止するため
のアイドル後増量係数であり、アイドルスイッチ２５ｂ
がＯＮ（スロットル弁全閉）からＯＦＦ（スロットル弁
開）に移行したとき初期値設定され、その後ＫAI＝０に
なるまで漸次的に減少される。更に、ＫACCは、スロッ
トル弁５ａが急開される加速時において吸入空気量セン
サ２４の吸入空気量検出遅れに起因する空燃比のリーン
スパイクを防止するための加速増量係数であり、スロッ
トル開度変化速度によりスロットル弁急開の加速を検知
したとき、初期値設定され、その後ＫACC＝０になるま
で漸次的に減少される。

【００９８】一方、触媒保護のための上記フル増量係数
ＫFULLは、エンジン回転速度ＮEとエンジン負荷を表す
基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づいてＲＯＭ４２に格
納されているフル増量係数テーブルを参照することによ
り設定される。

【００９９】上記フル増量係数テーブルは、エンジン負
荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転速度
ＮEとによる領域毎に、触媒温度の異常上昇を防止し得
る燃料増量適正値を予めシミュレーション或いは実験等
により求め、この燃料増量適正値をフル増量係数ＫFULL
として、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転速度
ＮEとをパラメータとするテーブルとして設定し、ＲＯ
Ｍ４２の一連のアドレスにストアされているものであ
る。

【０１００】上記フル増量係数テーブルの一例を、図１
０に示す。このフル増量係数テーブルにおいては、図１
０に斜線で示すように、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが大
きいエンジン高負荷領域およびエンジン高回転領域との
少なくとも一方の領域にあるとき、フル増量係数ＫFULL
がＫFULL＞０に設定される。そして、この領域がフル増
量係数ＫFULLによる燃料増量補正が行われる、いわゆる
フル増量領域となる。このフル増量領域外においては、
フル増量係数ＫFULLがＫFULL＝０に設定され、フル増量
係数ＫFULLによる燃料増量補正は行われない。また、フ
ル増量係数テーブルには、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが
大きくエンジン回転速度ＮEが高いほど、すなわちエン
ジン高負荷高回転であるほど、大きい値のフル増量係数
ＫFULLがメモリされている。

【０１０１】すなわち、本実施の形態においては、後述
の処理によって、点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに達
するまでの所定期間における各気筒毎の差回転ＤＥＬＮ
Ｅ#i（ｉ＝１〜４）を平均処理して各気筒毎の差回転平
均値ＤＮＡＶＥ#iを算出し、これら各差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iのうちの最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判別して該
最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸと各気筒毎の差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iとの差ＳＤＮＡＶＥ#iをそれぞれ算出する。そ
して、この最大値に対する各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡ
ＶＥ#iを失火判定レベルＬＶＬＭＩＳと比較すること
で、失火気筒を判別するのであり、失火を判定するため
の上記失火判定レベルＬＶＬＭＩＳをエンジン高回転域
においても厳密に設定し、判別した失火気筒が真に失火
を生じているのか否かをＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基
づいて検証する。

【０１０２】ここで、このエンジン高回転域は、触媒保
護のための上記フル増量係数ＫFULLによる燃料増量補正
を行うフル増量領域に適合する。

【０１０３】そして、このフル増量領域においては、失
火が生じていない無失火時には、フル増量係数ＫFULLに
よる燃料増量補正によって燃焼後の排気ガス空燃比がリ
ッチとなりＯ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓは、ほぼ一
定のリッチ出力となる。これに対し、燃焼が行われない
失火時には、排気ガス中の酸素濃度が増大するため、Ｏ
2センサ出力電圧Ｏ２Ｓは、略リーン出力となる。

【０１０４】従って、このフル増量係数ＫFULLによる触
媒保護のためのフル増量領域においては、無失火時と失
火時とのＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓの差が大きく、Ｏ2セ
ンサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づいて確実に失火を検証するこ
とが可能となる。

【０１０５】上記ステップS32では、フル増量係数ＫFUL
Lが０よりも大きいか否かによりエンジン運転領域が燃
料増量領域にあるか否かを判断するが、これに代え、例
えば、エンジン回転速度ＮEとエンジン負荷を表す基本
燃料噴射パルス幅Ｔｐとによる領域テーブルを採用し、
この領域テーブルを参照することで、燃料増量領域判定
を行うようにしてもよく、適宜の手段が採用できる。

【０１０６】そして、ＫFULL＝０の燃料増量領域外で条
件非成立のときには、ステップS40へジャンプして、ス
テップS40〜S44で、各気筒の前記差回転積算値ΣＤＥＬ
ＮＥ#i、点火回数ＣIGN、Ｏ2センサ出力電圧積算値ΣＯ
２Ｓ、Ｏ2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２
Ｓ、Ｏ2センサ出力電圧サンプリング回数ＣO2Sをそれぞ
れクリアして（ΣＤＥＬＮＥ#i←０、ＣIGN←０、ΣＯ
２Ｓ←０、ＤＯ２Ｓ←０、ＣO2S←０）、ルーチンを抜
ける。

【０１０７】一方、上記ステップS32においてＫFULL＞
０の燃料増量領域による条件成立時には、ステップS33
へ進み、図６に示す失火気筒検出サブルーチンを実行
し、エンジン回転変動として各気筒毎の差回転ＤＥＬＮ
Ｅ#iに基づき失火気筒を判別する。

【０１０８】図６の失火気筒検出サブルーチンについて
説明すると、ステップS51で、上記差回転算出ルーチン
において積算された点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに
達した所定期間における各気筒＃ｉ（ｉ＝１〜４気筒）
毎の差回転積算値ΣＤＥＬＮＥ#iを読み出し、この気筒
毎の差回転積算値ΣＤＥＬＮＥ#iに基づいて、次式によ
り、所定期間における各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶ
Ｅ#iをそれぞれ算出する。

【０１０９】 ＤＮＡＶＥ#i←ΣＤＥＬＮＥ#i／（ＩＧＮ／Ｎ） ここで、Ｎは気筒数であり、点火回数ＣIGNが設定回数
ＩＧＮに達するまでの間に、各気筒毎に（ＩＧＮ／Ｎ）
回づつ差回転ＤＥＬＮＥがそれぞれ積算される。従っ
て、点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに達した所定期間
における各気筒毎の差回転積算値ΣＤＥＬＮＥ#iを（Ｉ
ＧＮ／Ｎ）によりそれぞれ除算することで、この所定期
間における各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iを算出
することが可能である。また、上記（ＩＧＮ／Ｎ）は、
既知であり、予めＲＯＭ４２に固定データとしてメモリ
される。

【０１１０】そして、ステップS52で、これら各気筒毎
の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iの大小関係を比較し、これ
ら各差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iのうち最大のものを、最
大値ＤＮＡＶＥＭＡＸとする。

【０１１１】すなわち、図１１に示すように、例えば、
所定期間（４００点火）における各気筒毎の差回転平均
値ＤＮＡＶＥ#1，ＤＮＡＶＥ#2，ＤＮＡＶＥ#3，ＤＮＡ
ＶＥ#4のうち、＃１気筒の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#1が
最大であり、この＃１気筒の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#1
を最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸとして設定する。

【０１１２】次いでステップS53へ進み、上記最大値Ｄ
ＮＡＶＥＭＡＸから各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ
#iをそれぞれ減算して、この最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸに
対する各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iを算出する
（ＳＤＮＡＶＥ#i←ＤＮＡＶＥＭＡＸ−ＤＮＡＶＥ#
i）。

【０１１３】そして、ステップS54で、各気筒毎の上記
平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iを、それぞれ失火判定レベルＬ
ＶＬＭＩＳと比較し、ＳＤＮＡＶＥ#i＞ＬＶＬＭＩＳで
失火判定レベルＬＶＬＭＩＳよりも平均値差ＳＤＮＡＶ
Ｅ#iの大きい気筒を毎回連続失火中の失火気筒と判別
し、ステップS55で、該当気筒の毎回連続失火を表す気
筒別失火フラグＦMIS#iをセットする（ＦMIS#i←１）。

【０１１４】また、ＳＤＮＡＶＥ#i≦ＬＶＬＭＩＳで、
平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iが上記失火判定レベルＬＶＬＭ
ＩＳ以下の気筒については、少なくとも恒常的な毎回連
続失火を生じていないと判断して、ステップS56で、該
当気筒に対応する気筒別失火フラグＦMIS#iをクリアし
て（ＦMIS#i←０）、失火診断ルーチン（図５）のステ
ップS34へ進む。

【０１１５】すなわち、気筒毎の差回転ＤＥＬＮＥ#iを
直接用いずに、点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに達す
るまでの各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#iを採用す
ることで、スナッチや外乱等による一時的なエンジン回
転変動の影響を排除し、且つ、加速等による一時的な失
火による影響を排除する。そして、各差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iのうちの最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判別して該
最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸと各気筒毎の差回転平均値ＤＮ
ＡＶＥ#iとの差ＳＤＮＡＶＥ#iをそれぞれ算出すること
で、特定気筒の毎回連続失火を表す失火パラメータとし
て的確に反映させる。更に、この最大値ＤＮＡＶＥＭＡ
Ｘに対する各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iを失火判
定レベルＬＶＬＭＩＳと比較して、気筒毎の毎回連続失
火を判断するので、気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#i
を判定値（失火判定レベル）と比較して失火診断を行う
よりも、毎回連続失火を表す失火パラメータとしての気
筒毎の上記平均値差ＳＤＮＡＶＥ#iは、毎回連続失火の
有無に応じて大きく変化しダイナミックレンジが大き
く、従って、より的確に気筒別に毎回連続失火を判断す
ることが可能となる。

【０１１６】また、所定期間における差回転の単純平均
を採用するため、失火診断に係るＣＰＵ４１の演算負担
を著しく低減することが可能となる。

【０１１７】例えば、上述の図１１の例では、＃１気筒
の差回転平均値ＤＮＡＶＥ#1が最大最大値ＤＮＡＶＥＭ
ＡＸとなり、従って、＃１気筒の平均値差ＳＤＮＡＶＥ
#1は、ＳＤＮＡＶＥ#1＝０rpmとなる。そして、この最
大値ＤＮＡＶＥＭＡＸに対する＃２気筒の平均値差ＳＤ
ＮＡＶＥ#2は約１８rpm、＃３気筒の平均値差ＳＤＮＡ
ＶＥ#3は約２５rpm、＃４気筒の平均値差ＳＤＮＡＶＥ#
4は約６５rpmとなり、この場合は、＃４気筒が毎回連続
失火を生じていることが解る。

【０１１８】しかし、エンジン高回転域（通常、５００
０rpm以上）においては、前述のように、クランクロー
タやクランク角センサの製造許容誤差及び取付許容誤
差、並びに各気筒毎に燃焼圧のばらつき等に起因するエ
ンジン回転速度のばらつきの影響が大きくなり、且つ、
高回転域では慣性エネルギが大きいため失火時のエンジ
ン回転変化量が小さく、失火判定が困難となる。

【０１１９】従って、エンジン高回転域においては、判
定値としての失火判定レベルＬＶＬＭＩＳを厳密（小さ
く）に設定すると、各気筒の回転ばらつきによって実際
には失火していないにも係わらず、失火と誤判定してし
まう。また、これに対処するに、上記失火判定レベルＬ
ＶＬＭＩＳを大きく設定すると、逆に、実際の失火を検
出することができなくなってしまう。いずれにしても、
エンジン回転変化による失火判定では、エンジン高回転
域において各気筒毎の毎回連続失火を適切に判定するこ
とができない。

【０１２０】従って、このときには、排気ガス中の酸素
濃度を示すＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づく失火判定
を併用し、後述の処理によりＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓ
に基づいて真に失火が生じているか否かを検証する。す
なわち、エンジン回転変化による失火判定とＯ2センサ
出力電圧Ｏ２Ｓによる失火判定とを併用することによっ
て、上記失火判定レベルＬＶＬＭＩＳを厳密設定するこ
とが可能となり、この失火判定レベルＬＶＬＭＩＳの厳
密設定との相乗によりエンジン高回転域における失火診
断精度を大幅に向上することが可能となり、且つ、エン
ジン高回転域においても、失火気筒を判別することが可
能となる。

【０１２１】そして、以上の失火気筒検出サブルーチン
の終了により、失火診断ルーチンのステップS34へ進む
と（図５参照）、各気筒の上記気筒別失火フラグＦMIS#
iを参照し、ＦMIS#i＝０で、全ての気筒に対する気筒別
失火フラグＦMIS#1，ＦMIS#2，ＦMIS#3，ＦMIS#4がクリ
アされており、全ての気筒＃１〜＃４について毎回連続
失火が生じていないと判断されているときには、図７の
失火検証サブルーチンのステップS65へジャンプして、
バックアップＲＡＭ４４にストアされ気筒毎の毎回連続
失火確定を示す全ての気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#
1，ＦNG#2，ＦNG#3，ＦNG#4をクリアする。

【０１２２】一方、上記ステップS34においてＦMIS#i＝
１で、上記気筒別失火フラグＦMIS#1〜ＦMIS#4のうち何
れか１つでもフラグがセットされており、少なくとも１
つの気筒に毎回連続失火が生じていると判別されている
ときには、ステップS35へ進み、Ｏ2センサ２９が活性し
ているか否かを判断する。

【０１２３】すなわち、Ｏ2センサ２９が非活性のとき
には、該Ｏ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓにより排気ガ
ス中の酸素濃度を判断できず、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２
Ｓに基づく失火診断を行うことができない。

【０１２４】従って、Ｏ2センサ２９が非活性のときに
は、上記ステップS40へジャンプして、ステップS40〜S4
4で、各気筒の差回転積算値ΣＤＥＬＮＥ#i、点火回数
ＣIGN、Ｏ2センサ出力電圧積算値ΣＯ２Ｓ、Ｏ2センサ
出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓ、Ｏ2センサ出
力電圧サンプリング回数ＣO2Sをそれぞれクリアして、
ルーチンを抜ける。

【０１２５】尚、このＯ2センサ２９の活性判定は、例
えば、Ｏ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓが設定値以上或
いは所定範囲の状態が設定以上継続しているとき、該Ｏ
2センサ２９の活性と判断することができる。

【０１２６】一方、上記ステップS35においてＯ2センサ
２９が活性のときには、ステップS36へ進み、図７に示
す失火検証サブルーチンを実行し、排気ガス中の酸素濃
度を示すＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づいて失火を検
証する。

【０１２７】図７の失火検証サブルーチンについて説明
すると、ステップS61で、上記Ｏ2センサ出力電圧積算ル
ーチンにおいて積算されたＯ2センサ出力電圧積算値Σ
Ｏ２Ｓ、及びＯ2センサ出力電圧サンプリング回数ＣO2S
を読み出し、上記Ｏ2センサ出力電圧積算値ΣＯ２Ｓを
Ｏ2センサ出力電圧サンプリング回数ＣO2Sにより除算し
て、点火回数ＣIGNが設定回数ＩＧＮに達した所定期間
におけるＯ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥを算出す
る（Ｏ２ＡＶＥ←ΣＯ２Ｓ／ＣO2S）。

【０１２８】次いでステップS62へ進み、上記Ｏ2センサ
出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥを、該Ｏ2センサ出力電圧平
均値Ｏ２ＡＶＥにより失火を判定するための第１の判定
値ＬＶＬO2AVEと比較する。

【０１２９】そして、Ｏ２ＡＶＥ＜ＬＶＬO2AVEで、上
記Ｏ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥが第１の判定値
ＬＶＬO2AVEに達していないときには、触媒保護のため
の燃料増量領域すなわちフル増量領域であるにも係わら
ず、Ｏ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓが継続的にリーン
出力を示しており、所定気筒に毎回連続失火が発生して
いると判断して、ステップS64へ進み、上記気筒別失火
フラグＦMIS#iにより特定される該当気筒の毎回連続失
火と確定し、最終的な失火診断結果を表しバックアップ
ＲＡＭ４４にストアされる該当気筒の毎回連続失火確定
を示す気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#iをセットして
（ＦNG#i←０）、失火診断ルーチン（図５）のステップ
S37へ進む。

【０１３０】また、上記ステップS62においてＯ２ＡＶ
Ｅ≧ＬＶＬO2AVEのときには、ステップS63へ進み、上記
Ｏ2センサ出力電圧積算ルーチンにおいて積算されたＯ2
センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓを読み出
し、この所定期間における上記Ｏ2センサ出力電圧変化
量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓを、該絶対値積算値ＤＯ２Ｓ
により失火を判定するための第２の判定値ＬＶＬDO2Sと
比較する。

【０１３１】そして、ＤＯ２Ｓ＞ＬＶＬDO2Sで、上記Ｏ
2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓが第２
の判定値ＬＶＬDO2Sよりも大きいときには、所定気筒の
毎回連続失火による空燃比変動によりＯ2センサ出力電
圧Ｏ２Ｓが変動しており、従って、所定気筒に毎回連続
失火が生じていると判断して、同様に、上記ステップS6
4へ進み、上記気筒別失火フラグＦMIS#iにより特定され
る該当気筒の毎回連続失火と確定し、バックアップＲＡ
Ｍ４４にストアされる該当気筒の毎回連続失火確定を示
す気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#iをセットして、失火
診断ルーチンのステップS37へ進む。

【０１３２】すなわち、エンジン回転変化による失火判
定によって、特定気筒の毎回連続失火が判別されたと
き、更にＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づく失火判定を
行って失火を検証し、このＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに
よる失火判定により失火を判別したとき、上記特定気筒
の毎回連続失火と確定する。

【０１３３】ここで、エンジン運転状態が触媒保護のた
めの燃料増量領域すなわちフル増量領域にあっても、上
述のように、前記フル増量係数ＫFULLは、エンジン高負
荷高回転であるほど、大きい値に設定され、このフル増
量係数ＫFULLによる燃料増量が大きく、エンジン低回転
或いはエンジン低負荷側に移行するほどフル増量係数Ｋ
FULLは小さい値に設定され、燃料増量が少なくなる。

【０１３４】上記フル増量係数ＫFULLの値が小さく燃料
増量が少ないときの、無失火時のＯ2センサ出力電圧Ｏ
２Ｓと特定気筒に毎回連続失火が生じている時のＯ2セ
ンサ出力電圧Ｏ２Ｓとの関係を、点火回数ＣIGNを時間
軸とした図１２のタイムチャートに示す。

【０１３５】同図に示すように、無失火時は、上記フル
増量係数ＫFULLによる燃料増量によりＯ2センサ出力電
圧Ｏ２Ｓが略一定のリッチ出力となり、失火時は、排気
ガス中の酸素濃度が増大しＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓは
リーン出力を継続する。

【０１３６】従って、このＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓを
平均した上記Ｏ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥは、
無失火時には大きく、特定気筒の毎回連続失火時には、
小さくなる。

【０１３７】これに対し、上記Ｏ2センサ出力電圧変化
量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓは、フル増量係数ＫFULLの値
が小さく燃料増量が少ないときには、失火の有無に係わ
らずＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓの変動が少ないため、図
１３に示すように、無失火時および失火時共に、小さな
値となる。従って、燃料増量が少ないときには、上記Ｏ
2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓによる
失火判定は、困難である。

【０１３８】すなわち、フル増量係数ＫFULLの値が小さ
く燃料増量が少ないときには、上記Ｏ2センサ出力電圧
平均値Ｏ２ＡＶＥによって失火を判断することが可能で
あり、このとき、Ｏ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥ
が上記第１の判定値ＬＶＬO2AVEを下回ることで所定気
筒に毎回連続失火が生じていることを判断できる。

【０１３９】尚、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓのみによる
失火判別では、無失火と所定気筒の毎回連続失火しか判
別できず毎回連続失火を生じている気筒を特定すること
はできないが、上述のエンジン回転変化による失火判定
により失火気筒が特定されているため、このエンジン回
転変化による失火判定とＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓによ
る失火判定とを併用することで、エンジン高回転域にお
いても、毎回連続失火を生じている失火気筒を確実に特
定することができる。

【０１４０】一方、上記フル増量係数ＫFULLの値が大き
く燃料増量が大きいときの、無失火時のＯ2センサ出力
電圧Ｏ２Ｓと特定気筒に毎回連続失火が生じている時の
Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓとの関係を、図１４のタイム
チャートに示す。

【０１４１】図１４に示すように、無失火時は、上記フ
ル増量係数ＫFULLによる燃料増量によりＯ2センサ出力
電圧Ｏ２Ｓが略一定のリッチ出力となる。また、所定気
筒の毎回連続失火時は、失火により排気ガス中の酸素濃
度が増大しても、燃料増量が大きいときにはベース空燃
比のリッチの度合いが大きいため、Ｏ2センサ出力電圧
Ｏ２Ｓは、なおもリッチ出力となる。しかし、失火によ
る空燃比変動により、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓは変動
する。

【０１４２】従って、燃料増量が大きいときには、Ｏ2
センサ出力電圧Ｏ２Ｓが失火の有無に係わらずリッチ出
力となるため、このＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓを平均し
たＯ2センサ出力電圧平均値Ｏ２ＡＶＥは、無失火時と
失火時共にリッチとなり、且つ、その差が小さい。この
ため、燃料増量が大きいときには、上記Ｏ2センサ出力
電圧平均値Ｏ２ＡＶＥによる失火判定は、困難である。

【０１４３】これに対し、図１５に示すように、上記Ｏ
2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓは、無
失火時には、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓが略一定のリッ
チ出力で変動が少ないため、小さい。また、毎回連続失
火時には、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓの変動によりＯ2セ
ンサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓは大きくな
る。

【０１４４】従って、フル増量係数ＫFULLの値が大きく
燃料増量が大きいときには、上記Ｏ2センサ出力電圧変
化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓによって失火を判断するこ
とが可能であり、このとき、Ｏ2センサ出力電圧変化量
の絶対値積算値ＤＯ２Ｓが上記第２の判定値ＬＶＬDO2S
を超えることで所定気筒に毎回連続失火が生じているこ
とを判断できる。

【０１４５】すなわち、上記Ｏ2センサ出力電圧平均値
Ｏ２ＡＶＥとＯ2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値
との双方を判断することで、フル増量係数ＫFULLによる
燃料増量の相違に係わらず、適切に失火を判断すること
が可能となる。

【０１４６】一方、上記ステップS63において、ＤＯ２
Ｓ≦ＬＶＬDO2Sのとき、すなわち、Ｏ２ＡＶＥ≧ＬＶＬ
O2AVE且つＤＯ２Ｓ≦ＬＶＬDO2Sのときには、触媒保護
のための燃料増量領域すなわちフル増量領域に対応し
て、Ｏ2センサ２９の出力電圧Ｏ２Ｓが継続的にリッチ
出力を示しており、且つ、毎回連続失火による空燃比変
動も生じておらず、何れの気筒にも毎回連続失火が発生
していないと判断し、ステップS65へ進み、バックアッ
プＲＡＭ４４にストアされ気筒毎の毎回連続失火確定を
示す全ての気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#1，ＦNG#2，
ＦNG#3，ＦNG#4をクリアして、失火診断ルーチンのステ
ップS37へ進む。

【０１４７】すなわち、上述のエンジン回転変化による
失火判定により特定気筒の毎回連続失火と判断されたと
しても、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づく失火判定に
よって無失火と判断された場合には、このエンジン回転
変化による失火判定結果は、クランクロータやクランク
角センサの製造許容誤差及び取付許容誤差等、並びに各
気筒毎に燃焼圧のばらつきに起因するエンジン回転速度
のばらつきの影響によるものと判断する。そして、この
ときには、Ｏ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓに基づく検証によ
って無失火と確定する。

【０１４８】そして、以上の失火検証サブルーチンの終
了により、失火診断ルーチンのステップS37へ進むと
（図５参照）、バックアップＲＡＭ４４にストアされた
各気筒毎の上記気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#iを参照
し、各気筒の気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#1，ＦNG#
2，ＦNG#3，ＦNG#4のうち、何れかのフラグがセットさ
れているときには、ステップS38へ進み、点滅周期の長
短、所定期間における点滅回数、或いはこれらの組合せ
による所定の点滅コードで、警報ランプ３８を点滅さ
せ、失火の発生を運転者に報知する。そして、次回の診
断に備え、上記ステップS40〜S44を経て、各気筒の差回
転積算値ΣＤＥＬＮＥ#i、点火回数ＣIGN、Ｏ2センサ出
力電圧積算値ΣＯ２Ｓ、Ｏ2センサ出力電圧変化量の絶
対値積算値ＤＯ２Ｓ、Ｏ2センサ出力電圧サンプリング
回数ＣO2Sをそれぞれクリアし、ルーチンを抜ける。

【０１４９】一方、上記ステップS37においてＦNG#i＝
０で、全ての気筒の気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#1，
ＦNG#2，ＦNG#3，ＦNG#4がクリアされており、全ての気
筒＃１〜＃４について毎回連続失火が生じていないとき
には、ステップS39へ進み、無失火により上記警報ラン
プ３８の所定点滅コードによる点滅を中止し、上記ステ
ップS40〜S44を経て、ルーチンを抜ける。

【０１５０】その結果、所定気筒に失火が生じていると
きには、警報ランプ３８の点滅によって報知され、運転
者は容易に失火が生じていることを判断することができ
る。

【０１５１】また、ディーラ等のサービス工場でのトラ
ブルシューティングの際に、外部接続用コネクタ５５に
シリアルモニタ６０を接続することで、シリアルモニタ
６０によってＥＣＵ４０における各気筒毎の気筒別失火
判定ＮＧフラグＦNG#iによるトラブルデータを読み出し
て、どの気筒が失火を生じているのかを簡単且つ的確に
判断することができる。

【０１５２】そして、該当個所を修理後、上記シリアル
モニタ６０により上記気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#i
をクリアする。尚、本実施の形態においては、該当箇所
の修理後、シリアルモニタ６０によって上記気筒別失火
判定ＮＧフラグＦNG#iをクリアしなくても、正常状態へ
の復帰により無失火となれば、上記失火診断ルーチンに
おいて、各気筒別失火判定ＮＧフラグＦNG#iはクリアさ
れる。

【０１５３】尚、本実施の形態においては、エンジン回
転状態量としてエンジン回転速度（エンジン回転数）を
用い、所定周期毎のエンジン回転変化量に基づいて失火
を検出するようにしているが、本発明はこれに限定され
ず、エンジン回転速度に代えてエンジン回転周期、エン
ジン回転角速度、或いはエンジン回転角加速度を用いる
ようにしてもよい。

【０１５４】また、本実施の形態においては、エンジン
運転状態が触媒保護のための燃料増量領域にあるとき、
エンジン回転変化量とＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓとの併
用により失火を診断しているが、燃料増量領域外のとき
には、エンジン回転変化量のみによって失火診断を行う
ようにしてもよい。すなわち、触媒保護のための燃料増
量領域外のときには、エンジン高回転域外であり、エン
ジン高回転域に対して慣性エネルギが小さく失火時のエ
ンジン回転変化量が大きく、また、各気筒毎の燃焼圧の
ばらつきによる各気筒毎のエンジン回転のばらつきの影
響が小さい。従って、このときには、エンジン回転変化
量のみによって失火診断を行っても、診断精度上、問題
ない。

【０１５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変
化を検出すると共に、気筒を判別する。そして、各気筒
毎のエンジン回転状態量の変化をそれぞれ失火判定レベ
ルと比較して、各気筒毎に失火を判別する。また、空燃
比センサの出力値に基づき失火を判別する。そして、上
記エンジン回転状態量の変化により所定気筒の失火を判
別し、且つ、空燃比センサの出力値に基づいて失火を判
別したとき、当該気筒の失火と診断するので、エンジン
回転変化による失火判別結果が排気ガス中の酸素濃度を
示す空燃比センサの出力値に基づく失火判別によって検
証され、これら各判別結果の整合性により該当気筒の失
火が確定診断される。従って、このエンジン回転変化に
よる失火判定と空燃比センサの出力値に基づく失火判定
とを併用することによって、上記失火判定レベルをエン
ジン高回転域においても厳密に設定することが可能とな
り、この失火判定レベルの厳密設定との相乗によりエン
ジン高回転域における失火診断精度を大幅に向上するこ
とができ、且つエンジン高回転域においても失火気筒を
特定することができる。

【０１５６】すなわち、エンジン高回転域において失火
判定レベルを厳密に設定することにより、エンジン回転
変化による失火判定において、各気筒のエンジン回転の
ばらつきによって失火していないにも係わらず所定気筒
の失火と判断されたとしても、これが空燃比センサ出力
値に基づく失火診断によって検証されるため、確実に誤
診断を防止することができる。

【０１５７】また、真に失火を生じているときには、空
燃比センサ出力値による失火判定によっても失火と判別
されるため、上記失火判定レベルの厳密設定との相乗に
より失火診断精度を向上することが可能となり、且つ、
このときエンジン回転変化による失火判別において失火
気筒が判断されているため、エンジン高回転域において
も、失火気筒を特定することができる。

【０１５８】請求項２記載の発明によれば、気筒間にお
ける所定クランク角毎のエンジン回転状態量を検出する
と共に、現在の燃焼行程気筒を判別し、前回検出したエ
ンジン回転状態量から今回検出したエンジン回転状態量
を減算して上記燃焼行程気筒に対する回転状態量の差を
算出する。そして、所定期間における各気筒毎の上記差
回転状態量を平均処理して各気筒毎の差回転状態量平均
値を算出し、これら各差回転状態量平均値のうちの最大
値と各気筒毎の差回転状態量平均値との差をそれぞれ算
出する。そして、この最大値に対する各気筒毎の平均値
差を失火判定レベルと比較し、該失火判定レベルよりも
平均値差が大きい気筒を失火気筒と判別する。更に、空
燃比センサの出力値に基づいて失火を判別し、失火を判
別したとき、上記失火気筒の毎回失火と確定して当該気
筒の毎回失火と診断するので、上記請求項１記載の発明
の効果に加え、エンジン回転変化による失火判別に際
し、エンジン回転状態量の変化として気筒毎の回転状態
量の差を直接用いず、所定期間における各気筒毎の差回
転状態量平均値を採用するため、スナッチや外乱等によ
る一時的なエンジン回転変動の影響を排除し、且つ、加
速等による一時的な失火による影響を排除することがで
きる。また、各差回転状態量平均値のうちの最大値と各
気筒毎の差回転状態量平均値との差をそれぞれ算出し、
この最大値に対する各気筒毎の平均値差を最終的な失火
パラメータとするため、特定気筒の毎回連続失火を的確
に反映させることができる。

【０１５９】更に、この最大値に対する各気筒毎の平均
値差を失火判定レベルと比較して、気筒毎の毎回連続失
火を判断するので、気筒毎の差回転状態量平均値を判定
値（失火判定レベル）と比較して失火診断を行うより
も、毎回連続失火を表す失火パラメータとしての気筒毎
の上記平均値差は、毎回連続失火の有無に応じて大きく
変化しダイナミックレンジが大きく、従って、より的確
に気筒別に毎回連続失火を判別することができる効果を
有する。

【０１６０】その際、請求項３記載の発明では、エンジ
ン運転状態が触媒保護のための燃料増量領域にあると
き、エンジン回転状態量と空燃比センサ出力電圧とによ
る失火判別を行う。すなわち、触媒保護のための燃料増
量領域はエンジン高回転域に適合し、この燃料増量領域
下で無失火時には、燃料増量によって燃焼後の排気ガス
空燃比がリッチとなり空燃比センサ出力値がほぼ一定の
リッチ出力となり、また、燃焼が行われない失火時に
は、排気ガス中の酸素濃度が増大するため、空燃比セン
サ出力値が略リーン出力となる。従って、この触媒保護
のための燃料増量領域においては、無失火時と失火時と
の空燃比センサ出力値の差が大きく、請求項３記載の発
明によれば、上記請求項１或いは請求項２記載の発明の
効果に加え、エンジン回転変化による失火判別結果を、
空燃比センサ出力値に基づいて確実に検証することがで
きる効果を有する。

【０１６１】請求項４記載の発明では、所定周期毎に上
記空燃比センサの出力電圧及び該出力電圧の変化量の絶
対値を各々積算する。そして、空燃比センサの出力値に
よる失火診断に際し、エンジン運転状態が触媒保護のた
めの燃料増量領域にあるとき、所定期間における上記空
燃比センサ出力電圧の積算値に基づいて空燃比センサ出
力電圧平均値を算出し、該空燃比センサ出力電圧平均値
が第１の判定値に達していないとき、或いは、所定期間
における上記空燃比センサ出力電圧変化量の絶対値積算
値が第２の判定値よりも大きいとき、失火と判別するの
で、上記請求項１或いは請求項２記載の発明の効果に加
え、エンジン運転状態が触媒保護のための燃料増量領域
にあって、燃料増量が少ないときには、失火の有無が所
定期間における空燃比センサ出力電圧平均値に確実に反
映されるため、この空燃比センサ出力電圧と第１の判定
値との比較によって失火を的確に判断することができ、
また、燃料増量が大きいときには、所定期間における空
燃比センサ出力電圧変化量の絶対値積算値に失火の有無
が確実に反映され、空燃比センサ出力電圧変化量の絶対
値積算値と第２の判定値との比較によって失火を的確に
判断することができ、従って、燃料増量の相違に係わら
ず、適切に失火を判断することができる効果を有する。

【０１６２】また、請求項５記載の発明では、上記各平
均値を所定期間における単純平均によって算出するた
め、上記請求項２或いは請求項４記載の発明の効果に加
え、失火診断に係るＣＰＵの演算負担を著しく低減する
ことができる効果を有する。

【０１６３】請求項６記載の発明では、上記所定期間
を、点火回数が所定回数に達する毎の期間とするので、
上記請求項２ないし請求項５記載の発明の効果に加え、
失火回数に直接依存する点火回数を採用し、この点火回
数によって失火診断の実行期間周期が定められるため、
スナッチや外乱等による影響、加速等による一時的な失
火による影響を排除して、所定気筒の恒常的な失火すな
わち所定気筒の毎回連続失火を確実に診断することがで
きる効果を有する。

【０１６４】その際、請求項７記載では、上記回転状態
量としてエンジン回転速度を用いるので、上記請求項１
ないし請求項６記載の発明を、従来のエンジンの失火診
断装置に極めて容易に組み込むことができ、失火診断精
度を向上することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】気筒判別／エンジン回転速度算出ルーチンのフ
ローチャート

【図３】差回転算出ルーチンのフローチャート

【図４】Ｏ2センサ出力電圧積算ルーチンのフローチャ
ート

【図５】失火診断ルーチンのフローチャート

【図６】エンジン回転変化に基づく失火判別による失火
気筒検出サブルーチンのフローチャート

【図７】Ｏ2センサ出力電圧に基づく失火検証サブルー
チンのフローチャート

【図８】クランクパルス、カムパルス、燃焼行程気筒、
点火タイミング、及び燃料噴射タイミングの関係を示す
タイムチャート

【図９】各気筒毎の差回転の算出状態を示すタイミング
チャート

【図１０】フル増量係数テーブルの説明図

【図１１】各気筒毎の差回転ＤＥＬＮＥ#i、差回転平均
値ＤＮＡＶＥ#i、最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸ、及び、最大
値ＤＮＡＶＥＭＡＸに対する各気筒毎の平均値差ＳＤＮ
ＡＶＥ#iの関係を示すタイムチャート

【図１２】燃料増量が少ないときの、無失火時のＯ2セ
ンサ出力電圧Ｏ２Ｓと特定気筒に毎回連続失火が生じて
いる時のＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓとの関係を示すタイ
ムチャート

【図１３】燃料増量が少ないときの、無失火時のＯ2セ
ンサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓと特定気筒
に毎回連続失火が生じている時のＯ2センサ出力電圧変
化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓとの関係を示すタイムチャ
ート

【図１４】燃料増量が大きいときの、無失火時のＯ2セ
ンサ出力電圧Ｏ２Ｓと特定気筒に毎回連続失火が生じて
いる時のＯ2センサ出力電圧Ｏ２Ｓとの関係を示すタイ
ムチャート

【図１５】燃料増量が大きいときの、無失火時のＯ2セ
ンサ出力電圧変化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓと特定気筒
に毎回連続失火が生じている時のＯ2センサ出力電圧変
化量の絶対値積算値ＤＯ２Ｓとの関係を示すタイムチャ
ート

【図１６】エンジンの全体概略図

【図１７】クランクロータとクランク角センサの正面図

【図１８】カムロータとカム角センサの正面図

【図１９】電子制御系の回路構成図

【符号の説明】

１ エンジン ２９ Ｏ2センサ（空燃比センサ） ３２ クランク角センサ ４０ 電子制御装置（回転状態量変化検出手段、気筒判
別手段、第１の失火判別手段、第２の失火判別手段、失
火診断手段、差回転状態量算出手段、差回転状態量平均
値算出手段、積算手段） ＮE エンジン回転速度（エンジン回転状態量） ＤＥＬＮＥ 差回転（エンジン回転状態量の変化） ＬＶＬＭＩＳ 失火レベル Ｏ２Ｓ Ｏ2センサ出力電圧（空燃比センサの出力値；
空燃比センサの出力電圧） ＃ｎ 現在の燃焼行程気筒 ＭＮＸｎ 現在の燃焼行程気筒＃ｎに対応するエンジン
回転速度（今回検出したエンジン回転状態量） ＭＮＸｎ-1 １燃焼行程前の気筒＃ｎ-1に対応するエン
ジン回転速度（前回検出したエンジン回転状態量） ＤＥＬＮＥ#n 現在の燃焼行程気筒＃ｎに対する差回転
（燃焼行程気筒に対する回転状態量の差） ＤＥＬＮＥ#i 各気筒毎の差回転（各気筒毎の差回転状
態量） ＤＮＡＶＥ#i 各気筒毎の差回転平均値（各気筒毎の差
回転状態量平均値） ＤＮＡＶＥＭＡＸ 最大値（各差回転状態量平均値のう
ちの最大値） ＳＤＮＡＶＥ#i 最大値に対する各気筒毎の平均値差 Ｏ２ＡＶＥ Ｏ2センサ出力電圧平均値（空燃比センサ
出力電圧平均値） ＬＶＬO2AVE 第１の判定値 ＤＯ２Ｓ Ｏ2センサ出力電圧変化量の絶対値積算値
（空燃比センサ出力電圧変化量の絶対値積算値） ＬＶＬDO2S 第２の判定値 ＣIGN 点火回数 ＩＧＮ 設定回数（所定回数）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定クランク角毎のエンジン回転状態量の
   変化を検出する回転状態量変化検出手段と、 気筒を判別する気筒判別手段と、 各気筒毎の上記エンジン回転状態量の変化をそれぞれ失
   火判定レベルと比較し、各気筒毎に失火を判別する第１
   の失火判別手段と、 空燃比センサの出力値に基づき失火を判別する第２の失
   火判別手段と、 上記エンジン回転状態量の変化により所定気筒の失火を
   判別し、且つ、空燃比センサの出力値に基づき失火を判
   別したとき、当該気筒の失火と診断する失火診断手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの失火診断装置。
2. 【請求項２】気筒間における所定クランク角毎のエンジ
   ン回転状態量を検出するエンジン回転状態量検出手段
   と、 現在の燃焼行程気筒を判別する気筒判別手段と、 前回検出したエンジン回転状態量から今回検出したエン
   ジン回転状態量を減算して上記燃焼行程気筒に対する回
   転状態量の差を算出する差回転状態量算出手段と、 所定期間における各気筒毎の上記差回転状態量を平均処
   理し各気筒毎の差回転状態量平均値を算出する差回転状
   態量平均値算出手段と、 上記各差回転状態量平均値のうちの最大値と各気筒毎の
   差回転状態量平均値との差をそれぞれ算出して、この最
   大値に対する各気筒毎の平均値差を失火判定レベルと比
   較し、該失火判定レベルよりも平均値差が大きい気筒を
   失火気筒と判別する第１の失火判別手段と、 空燃比センサの出力値に基づき失火を判別する第２の失
   火判別手段と、 空燃比センサの出力値に基づき失火を判別したとき、上
   記失火気筒の毎回失火と確定し、当該気筒の毎回失火と
   診断する失火診断手段とを備えたことを特徴とするエン
   ジンの失火診断装置。
3. 【請求項３】上記各失火判別手段は、エンジン運転状態
   が燃料増量領域にあるとき、失火判別を行うことを特徴
   とする請求項１或いは請求項２記載のエンジンの失火診
   断装置。
4. 【請求項４】所定周期毎に上記空燃比センサの出力電圧
   及び該出力電圧の変化量の絶対値を各々積算する積算手
   段を備え、上記第２の失火判別手段は、エンジン運転状
   態が燃料増量領域にあるとき、所定期間における空燃比
   センサ出力電圧平均値を算出し、該空燃比センサ出力電
   圧平均値が第１の判定値に達していないとき、或いは、
   所定期間における上記空燃比センサ出力電圧変化量の絶
   対値積算値が第２の判定値よりも大きいとき、失火と判
   別することを特徴とする請求項１或いは請求項２記載の
   エンジンの失火診断装置。
5. 【請求項５】上記各平均値は、所定期間における単純平
   均によって算出することを特徴とする請求項２或いは請
   求項４記載のエンジンの失火診断装置。
6. 【請求項６】上記所定期間は、点火回数が所定回数に達
   する毎の期間であることを特徴とする請求項２ないし請
   求項５記載のエンジンの失火診断装置。
7. 【請求項７】上記エンジン回転状態量は、エンジン回転
   速度であることを特徴とする請求項１ないし請求項６記
   載のエンジンの失火診断装置。