JP2856014B2 - クランク軸回転変動による失火検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸回転変動に
よる失火検出方法に関し、特に、クランク軸回転変動の
検出においてクランク角センサの構成上の誤差に起因し
て生じる検出誤差を除去して、失火発生の有無を正確に
検出できる失火検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の運転中に、燃料噴射装置の故
障等によって気筒内での燃焼が正常に行われない失火状
態が発生すると、内燃機関の排ガス特性等が悪化する。
そこで、特開平２ー３０９５４号などに開示のように、
エンジンの各気筒毎に対応した所定クランク角毎の周期
に基づいて回転数相当の情報を演算し、この情報の変化
量又は変化率に基づいてエンジンの失火状態を検出して
いる。又、特開平２ー４９９５５号の記載によれば、内
燃機関での燃焼行程に合わせて点火間隔毎に算出され
る、内燃機関の回転角速度と基準角速度としての１点火
前の回転角速度との偏差、すなわち回転変動に基づいて
失火検出を行うと、偶発的な失火が生じ或は数回転に１
回程度の割合で失火が生じる場合、失火を正確に検出で
きないことがある。そこで、特開平２ー４９９５５号で
は、基準角速度を必要に応じて更新するようにしてい
る。

【０００３】上述のように、所定クランク角の周期の検
出には、クランク角センサが用いられる。クランク角セ
ンサは、典型的には、等角度間隔で配された複数のベー
ンすなわち突起を有しクランク軸に一体回転自在に装着
された回転部材と、この回転部材に臨んで配されベーン
の通過を検出するための検出部とを有している。回転部
材のベーンは回転部材の周縁に半径方向に突出して形成
されるもので、エンジンの気筒数に応じた数だけ設けら
れ、例えば、６気筒エンジン用のクランク角センサは３
つのベーンを有している。斯かる構成のクランク角セン
サにおいて、エンジン回転に伴って相隣るベーンの一方
のものの端が検出部を通過したときに、該ベーンに対応
するクランク軸回転角度領域へのクランク軸の突入が検
出され、又、他方のベーンの端が通過したときに該領域
からの離脱が検出され、これにより、当該角度領域への
突入時点から該領域からの離脱時点までの時間間隔すな
わち周期が検出されるようになっている。更に、検出周
期に基づいてクランク軸回転角度領域でのクランク軸回
転速度が算出され、次いで、回転速度の変動の大きさか
ら失火発生の有無が判別される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な失火検出方法
では、周期検出上の精度すなわち失火検出精度は、クラ
ンク角センサでのベーン角度間隔すなわちベーン周方向
長さに依存する。その一方で、ある程度のクランク角セ
ンサ構成上の誤差、特に、ベーン製造及び取付け誤差は
避けられず、ベーン角度間隔にばらつきが生じて失火検
出精度が低下する。ベーン角度間隔が設計値よりも大き
いと、この角度領域でのクランク軸回転に時間を要し、
従って、当該角度領域においてクランク軸回転速度に減
少を来したと誤判別され、失火発生が誤って検出される
ことがある。

【０００５】詳しくは、内燃機関において失火が発生せ
ず、しかもクランク軸が一定速度で回転している場合、
製造および取付け誤差のないベーンを備えたクランク角
センサで検出した時間間隔に基づいて、２気筒エンジン
のクランク軸角加速度を算出すると、２つの気筒に対応
する算出角加速度は、図１に示すように、いずれもほぼ
零になる。その一方で、ベーン製造，取付け誤差のある
通常のクランク角センサで検出した時間間隔から算出し
た角加速度には、斯かる定速運転状態にあっても、図２
に示すような変動を生じる。すなわち、ベーン角度間隔
が過小であるクランク軸回転角度領域に対応する一方の
気筒に関しては算出角加速度が正の値になり、又、ベー
ン角度間隔が過大な角度領域に対応する他方の気筒に関
連する角加速度が負の値になる。そして、ベーン角度間
隔が相当に過大であれば、実際に失火が発生していなく
とも、算出角加速度が図２に示すように失火判定レベル
を下回って失火発生と誤判別されることになる。

【０００６】又、ベーン誤差のないクランク角センサで
検出した時間間隔に基づいてクランク角加速度を算出す
ると、失火が発生した気筒に対応する算出角加速度は、
図３に示すように、失火判定レベルを下回り、これによ
り失火発生が正確に検出される。一方、ベーン誤差のあ
るクランク角センサを用いた場合には、ベーン角度間隔
が過小であるクランク軸回転角度領域において失火が発
生すると、失火が発生した気筒に対応する算出角加速度
が、図４に示すように、失火判定レベルを上回って失火
発生を検出できないことになる。

【０００７】上述の誤検出は、特開平２ー４９９５５号
に開示の基準角速度を更新する技術などによっては解消
できない。そこで、本発明は、クランク軸回転変動の検
出におけるクランク角センサの構成上の誤差に起因する
検出誤差の影響を除去して、失火発生の有無を正確に検
出可能なクランク軸回転変動による失火検出方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、クランク角センサにより検出される、内燃機関の各
気筒に対応するクランク軸回転角度領域への突入時点か
ら該角度領域からの離脱時点までの時間間隔に基づいて
失火発生の有無を検出する失火検出方法において、本発
明のクランク軸回転変動による失火検出方法は、失火検
出対象気筒に対応するクランク軸回転角度領域でのクラ
ンク軸の角速度または角加速度を表すパラメータ値をこ
の角度領域に対応する検出時間間隔に基づいて算出し、
斯く算出した失火検出対象気筒に対応するパラメータ値
と失火検出対象気筒に関連する時間間隔検出サイクルよ
りも内燃機関の気筒数に応じて定まるサイクル数だけ前
のサイクルで検出された時間間隔に基づいて算出されか
つ失火検出対象気筒と同一気筒グループに属する気筒ま
たは失火検出対象気筒に対応する算出パラメータ値との
偏差を算出し、算出偏差が判定値を下回るときに失火検
出対象気筒での失火発生を検出することを特徴とする。

【０００９】好ましくは、本発明の検出方法は、順次検
出される時間間隔のうち対応する複数の検出時間間隔に
基づいてクランク角センサの構成上の誤差を補償するた
めの補正係数を順次算出する工程を含み、順次算出され
る補正係数の収束の度合が所定のものに達するまではパ
ラメータ値の偏差に基づいて失火検出を行い、補正係数
の収束の度合が所定のものに達した後は、各検出時間間
隔をこれに対応する補正係数を用いて補正し、補正済み
の検出時間間隔に基づいて失火検出を行う。

【００１０】

【作用】内燃機関の運転中、内燃機関の夫々の気筒に対
応するクランク軸回転角度領域へのクランク軸の突入時
点から当該領域からの離脱時点までの時間間隔が、クラ
ンク角センサによって順次検出される。次に、各気筒に
対応するクランク軸回転角度領域でのクランク軸の角速
度または角加速度を表すパラメータ値が、順次検出され
る時間間隔のうちの対応する一つに基づいて算出され
る。

【００１１】更に、失火検出検出対象気筒に対応するパ
ラメータ値と失火検出対象気筒に関連する時間間隔検出
サイクルよりも内燃機関の気筒数に応じて定まるサイク
ル数だけ前のサイクルで検出した時間間隔に基づいて算
出されかつ失火検出対象気筒と同一気筒グループに属す
る気筒または失火検出対象気筒に対応するパラメータ値
との偏差が算出される。

【００１２】即ち、この偏差算出に用いられる２つのパ
ラメータ値は、その双方が失火検出対象気筒に関連する
ものであっても良く、この場合、好ましくは、失火検出
対象気筒に関連して順次算出されるパラメータ値のうち
の最新のものとその直前のものとが用いられる。最新値
の直前のパラメータ値は、最新値に関連する検出サイク
ルよりも気筒数に応じて定まるサイクル数（換言すれ
ば、内燃機関のストローク数であって、例えば４気筒お
よび６気筒エンジンでは２および３に夫々等しい）だけ
前の検出サイクルで検出される。４気筒および６気筒エ
ンジンに関連して、上記サイクル数は、より一般的に
は、２の倍数および３の倍数に夫々等しくなる。

【００１３】より好ましくは、より新しい情報に基づい
て偏差を算出すべく、偏差算出には、失火検出対象気筒
に関連するパラメータ値と、失火検出対象気筒と同一気
筒グループに属する気筒に関連するパラメータ値とが用
いられる。ここで、同一気筒グループは、クランク軸が
２回転する間に交互に点火動作すべき２つの気筒から構
成されるもので、例えば、第１気筒，第２気筒，第４気
筒，第３気筒の順で点火動作する直列４気筒エンジンに
あっては、第１気筒と第４気筒とが、又、第２気筒と第
３気筒とが同一気筒グループを夫々なす。また、第１〜
第６気筒の順で点火動作するＶ型６気筒エンジンでは、
第１気筒と第４気筒とが、第２気筒と第５気筒とが、
又、第３気筒と第６気筒とが同一気筒グループを夫々な
している。

【００１４】そして、失火検出対象気筒に夫々関連する
２つのパラメータ値同士、或は、失火検出対象気筒に関
連するパラメータ値および失火検出対象気筒と同一気筒
グループをなす気筒に関連するパラメータ値は、クラン
ク角センサの同一のベーンを介して夫々検出された時間
間隔に基づいて算出されたもので、両パラメータ値の偏
差をとると、これらのパラメータ値に共通のベーンが有
する誤差が相殺されることになる。この結果、算出角加
速度に図２に示す変動を生じさせるような誤差を有する
ベーンを備えたクランク角センサを用いた場合にも、内
燃機関の定速運転時には２つのパラメータ値の偏差たと
えば２つの角加速度の偏差に変動が生じることがなく
（図５参照）、また、失火発生時にはこれを検出可能と
なる（図６参照）。換言すれば、クランク角センサの構
成上の誤差に起因して生じる検出誤差が除去される。

【００１５】次に、パラメータ値の偏差と判定値とが比
較され、偏差が判定値を下回ると失火検出対象気筒での
失火発生が検出され、これにより、製造，取付け上の誤
差を有するベーンを備えたクランク角センサを用いた場
合にも、失火発生の有無が正確に検出される。本発明の
特定の態様では、順次検出される時間間隔のうち対応す
る複数の検出時間間隔に基づいてクランク角センサの構
成上の誤差を補償するための補正係数が順次算出され
る。この補正係数は、ベーンの製造，取付け誤差を反映
するもので、これを用いて検出時間間隔を補正すること
によりベーン誤差を除去可能となる。又、補正係数の算
出は繰り返されるもので、従って、補正係数は逐次更新
される。換言すれば、補正係数に関する学習が行われ
る。そして、車載バッテリの交換が行われたなどの理由
で補正係数に係る学習を最初からやり直すような場合
は、ベーン誤差を除去可能とする好適な補正係数を得る
までに、ある程度の時間を要することになる。

【００１６】そこで、この特定の態様では、順次算出さ
れる補正係数の収束の度合が所定のものに達するまで
は、即ち、補正係数に係る学習を一応終了するまでは、
パラメータ値の偏差に基づいて失火検出が行われ、これ
により、不適切な補正係数の利用による誤検出が防止さ
れる。その後、補正係数の収束の度合が所定のものに達
すると、各検出時間間隔に対応する補正係数を用いて検
出時間間隔が補正され、補正済みの検出時間間隔に基づ
いて失火検出が行われる。この失火検出モードは、失火
検出対象気筒に関連する時間間隔検出サイクルよりも前
の検出サイクルに対応するパラメータ値を利用する失火
検出モードに比べて、順次検出される時間間隔を直ちに
反映する補正係数、即ち、より新たな検出情報を利用す
るもので、内燃機関の運転状態変化に対する追従性に富
む。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例の、クランク軸回
転変動による失火検出方法を説明する。本実施例の失火
検出方法を実施するための装置は、例えば、内燃機関と
しての６気筒エンジン（図示略）に搭載されるもので、
図７に示すように、コントローラ１０，クランク角セン
サ２０および気筒判別センサ３０を主要要素として備え
ている。

【００１８】図８を参照すると、クランク角センサ２０
は、エンジンのクランク軸１と一体に回転する回転部材
２１とこの回転部材２１に臨んで配された検出部２２と
を有し、回転部材２１の周縁にはクランク軸半径方向に
突出する第１，第２及び第３のベーン２１ａ，２１ｂ及
び２１ｃが形成され、検出部２２によってベーン２１
ａ，２１ｂ又は２１ｃの通過を光学的に或は電磁気的に
検出したときにパルス出力を発生するようになってい
る。第１ないし第３のベーン２１ａ，２１ｂ及び２１ｃ
は、各々が一定角度のクランク軸回転角度に対応する周
方向長さを有し、互いに所定角度間隔をおいて周方向に
離間して配され、従って、相隣るベーンの対応する端同
士間の角度間隔は１２０度になっている。但し、実際に
は、クランク角センサ２０の構成上の誤差、特にベーン
２１ａ，２１ｂ及び２１ｃの製造および取付け誤差に起
因して、相隣るベーンの端間の角度間隔は正確には１２
０度であるとは限らず、一般には、約１度以下の角度間
隔誤差がある。

【００１９】気筒判別センサ３０は、図示しないカムシ
ャフトにこれと一体回転自在に装着され、クランク軸１
が２回転してカムシャフトが１回転する間に、カムシャ
フトが一つの気筒に対応する特定の回転位置をとる毎に
パルス出力を発生するようになっている。コントローラ
１０は、失火検出装置の主要要素として機能すると共に
通常の各種エンジン制御を実行するもので、図７に示す
ように、各種制御プログラムを実行するためのプロセッ
サ１１と、制御プログラムを格納したリードオンリメモ
リ１２と、データの一時記憶等のためのランダムアクセ
スメモリ１３とを有している。プロセッサ１１は、入力
回路１４を介して、クランク角センサ２０，気筒判別セ
ンサ３０，イグニッションスイッチ４０，吸気量セン
サ，吸気温センサ，水温センサ等の各種センサ及びスイ
ッチ（一部図示略）に接続されると共に、出力回路１５
を介して、燃料噴射弁５０を含む各種アクチュエータ，
警告ランプ６０等を駆動するための各種駆動回路（要素
５０，６０に対応するもののみを参照符号５１，６１で
示す）に接続されている。

【００２０】点火動作が気筒番号順に行われる６気筒エ
ンジンに搭載される本実施例の装置は、例えば、第３ベ
ーン２１ｃの端（前端２１ｃ’又は後端）が検出部２２
を通過したときに、第１気筒グループをなす第１気筒及
び第４気筒のいずれか一方（好ましくは、当該一方の気
筒での主に膨張行程）に対応する第１クランク軸回転角
度領域にクランク軸が突入すると共に、第１ベーン２１
ａの端が検出部２２を通過したときにクランク軸が第１
回転角度領域から離脱するようになっている。同様に、
第１ベーン２１ａの端の通過時に、第２気筒グループを
構成する第２及び第５気筒のいずれか一方に対応する第
２クランク軸回転角度領域に突入しかつ第２ベーン２１
ｂの端の通過時に同領域から離脱し、更に、第２ベーン
２１ｂの端の通過時に第３気筒グループをなす第３及び
第６気筒の一方に対応する第３クランク軸回転角度領域
への突入が行われると共に第３ベーン２１ｃの端の通過
時に同領域からの離脱が行われるようになっている。な
お、第１気筒と第４気筒との識別，第２気筒と第５気筒
との識別および第３気筒と第６気筒との識別は、気筒判
別センサ３０の出力に基づいて行われる。

【００２１】以下、上記構成の失火検出装置の作動を説
明する。エンジン運転中、プロセッサ１１は、クランク
角センサ２０からのパルス出力と気筒判別センサ３０か
らのパルス出力とを逐次入力しつつ、図９に示す失火検
出処理を周期的に繰り返し実行する。プロセッサ１１
は、クランク角センサ２０のパルス出力を入力する毎に
失火検出処理サイクルを開始する。各検出サイクルにお
いて、プロセッサ１１は、上記クランク角センサパルス
出力が、気筒判別センサ３０のパルス出力の入力時点以
降に順次入力したクランク角センサパルス出力のうちの
何番目のものであるのかを先ず判別する。これにより、
入力したクランク角センサパルス出力に対応する気筒が
何番目の気筒であるのかが識別される（ステップＳ
１）。好ましくは、主に膨張行程（出力行程）を現時点
で実行中の気筒が識別気筒として識別される。

【００２２】なお、プロセッサ１１は、クランク角セン
サ２０のパルス出力の入力に応じて、識別気筒グループ
ｍ（ｍは１，２又は３）に対応するクランク軸回転角度
領域への突入を判別すると、周期計測用タイマ（図示
略）をリスタートさせる。識別気筒グループｍは、ステ
ップＳ１で識別した気筒を含む。クランク角センサ２０
から次のパルス出力を入力すると、プロセッサ１１は、
識別気筒グループｍに対応するクランク軸回転角度領域
からの離脱を判別し、周期計測用タイマの計時動作を停
止させて計時結果を読み取る（ステップＳ２）。この計
時結果は、識別気筒グループｍに対応するクランク軸回
転角度領域への突入時点から当該領域からの離脱時点ま
での時間間隔Ｔm(n)、すなわち、識別気筒グループに対
応する２つの所定クランク角によって定まる周期Ｔm(n)
を表している。ここで、周期Ｔm(n)での添え字ｎは、当
該周期が識別気筒におけるｎ回目（今回）の点火動作に
対応することを表す。又、周期Ｔm(n)は、６気筒エンジ
ンでは識別気筒グループの１２０度クランク角間周期に
なり、より一般的には、Ｎ気筒エンジンでの（７２０／
Ｎ）度クランク角間周期になる。

【００２３】次に、プロセッサ１１は、今回の検出サイ
クルのステップＳ２で計測した１２０度クランク間周期
Ｔn（＝Ｔm(n)）から当該周期におけるクランク軸の平
均角速度ωn（＝１２０度／Ｔn）を算出すると共に、先
の検出サイクルで計測してメモリ１３に格納しておいた
平均角速度ωn-1を読み出す。次に、プロセッサ１１
は、計測値Ｔn，Ｔn-1及び算出値ωn，ωn-1を用いて、
今回の検出サイクルの１２０度クランク間周期における
クランク軸の平均角加速度Ｄωnを、式Ｄωn＝（ωn−
ωn-1）÷｛（１／２）・（Ｔn＋Ｔn-1）｝に従って算
出する（ステップＳ３）。ここで、記号Ｄは微分演算子
記号で、ｄ／ｄｔを表す。

【００２４】次いで、プロセッサ１１は、識別気筒での
失火発生の有無を検出すべく、ステップＳ３で算出され
失火検出対象気筒に関連する平均角加速度Ｄωnと失火
検出対象気筒と同一気筒グループをなす気筒に関連する
平均角加速度Ｄωn-3との偏差を算出し、この算出偏差
と判定値との大小を比較する（ステップＳ４）。なお、
判定値は負の値に設定されている。また、値Ｄωn-3
は、値Ｄωnの算出の基礎となる時間間隔Ｔnが検出され
た検出サイクルよりも３サイクル（３ストローク）だけ
前（即ち、クランク軸の回転に関して１回転前）のサイ
クルで検出した時間間隔Ｔn-3などを用いて算出された
ものである。

【００２５】そして、算出偏差（Ｄωn−Ｄωn-3）が判
定値よりも小さいとステップＳ４で判別すると、プロセ
ッサ１１は、ランプ駆動回路６１に例えばＨレベルの駆
動信号を送出して警告ランプ６０を点灯させ、これによ
り識別気筒に失火が生じたことを警告し（ステップＳ
５）、更に、ステップＳ１で判別した識別気筒（失火検
出対象気筒）に失火が生じたことをメモリ１３内に記憶
させる（ステップＳ６）。一方、算出偏差が判定値以上
であるとステップＳ４で判別すると、プロセッサ１１は
例えばＬレベルの駆動信号を送出して警告ランプ６０を
消灯させて識別気筒に失火が生じていないことを告知す
る（ステップＳ７）。

【００２６】失火検出対象気筒に関連する平均角加速度
と失火検出対象気筒と同一気筒グループをなす気筒に関
連する平均角加速度との偏差に基づく上記失火検出は、
上述の理由でベーン角度間隔誤差の影響を受けず、正確
である。ステップ６での失火気筒記憶又はステップＳ７
での警告ランプ消灯を終えると、プロセッサ１１は、ク
ランク角センサ２０からの次のパルス出力の入力に待機
し、パルス出力を入力すると、図９の処理を再開する。

【００２７】以下、本発明の第２実施例による失火検出
方法を説明する。第２実施例の方法は、上記第１実施例
のものと比べて、クランク角センサにより検出される時
間間隔（計測周期）を、センサの構成上の誤差を補償す
るための補正係数を用いて補正し、補正済みの時間間隔
から求めたクランク軸角加速度に基づく失火検出を行う
ことに特徴がある。なお、第２実施例の方法は、図７に
示す装置により実施可能であり、従って装置説明を省略
する。

【００２８】図１０及び図１１を参照すると、繰り返し
実行される失火検出処理の各々のサイクルにおいて、プ
ロセッサ１１は、図９のステップＳ１及びＳ２に夫々対
応するステップＳ１１及びＳ１２において気筒識別およ
び所定クランク角間の周期計測を順次実行し、次に、後
述のように通常は検出サイクル毎に算出される補正係数
の収束の度合が所定のものに達したことを表す判別条件
が成立しているか否かを判別する（ステップＳ１３）。

【００２９】この判別を行うため、プロセッサ１１は、
例えば、エンジン始動時点から所定時間が既に経過し或
は所定数の行程（ストローク）が既に実行されたか否か
を判別し、又は、今回ストロークより所定ストローク数
だけ前のストロークの実行時点から今回ストローク実行
時点までに順次算出された補正係数の最大値と最小値と
の偏差あるいは斯く算出された補正係数の標準偏差が所
定値以下になったか否かを判別し、又は、補正係数の演
算回数が所定回数を越えたか否かを判別する。なお、こ
れら５種類の判別のうちの、任意の２つ以上の判別を行
うことにより、ステップＳ１３の判別を行っても良い。

【００３０】そして、ステップＳ１３の判別結果が否
定、すなわち、補正係数の収束の度合が所定のものに未
だ達しておらず、従って、補正係数を用いて算出したク
ランク角加速度に基づく失火検出を行うことは未だ不適
切であると判別すると、プロセッサ１１は、図９のステ
ップＳ３に対応するステップＳ１４において、平均角加
速度Ｄωnを演算する。次に、ステップＳ４に対応する
ステップＳ１５において、失火検出対象気筒に係る平均
角加速度Ｄωnと失火検出対象気筒と同一気筒グループ
をなす気筒に係る平均角加速度Ｄωn-3との偏差を算出
し、算出偏差と判定値との大小を比較する。算出偏差が
判定値よりも小さければ、プロセッサ１１は、ステップ
Ｓ５及びＳ６に夫々対応するステップＳ１６及びＳ１７
において警告ランプ点灯および失火気筒記憶を行い、更
に、失火判定時からの、補正係数の算出を禁止すべきス
トローク数ＫLMをカウンタＣＮＴにセットする（ステッ
プＳ１８）。 一方、平均角加速度の偏差（Ｄωn−Ｄ
ωn-3）が判定値以上であるとステップＳ１５で判別す
ると、プロセッサ１１は、図９のステップＳ７に対応す
るステップＳ１９において警告ランプ消灯を行い、次
に、カウンタ値ＣＮＴと値「０」との大小を比較する
（ステップＳ２０）。そして、カウンタ値ＣＮＴが値
「０」を上回っていれば、プロセッサ１１は、補正係数
算出が禁止されていると判別し、カウンタ値ＣＮＴを値
「１」だけデクリメントする（ステップＳ２１）。

【００３１】カウンタ値ＣＮＴが値「０」以下であると
ステップＳ２０で判別すると、プロセッサ１１は、補正
係数算出の禁止が解除されたと判断して、ベーン製造，
取付け上のベーン角度間隔のばらつきによる周期測定誤
差を除去すべく、識別気筒グループｍに関連する補正係
数ＫLm(n)を算出する（ステップＳ２２）。ステップＳ
２２での補正係数ＫLm(n)の算出には、式ＫLm(n)＝ａ・
ＫLm(n-1)＋（１−ａ）・ＫLmが用いられる。ここで、
記号ａは、メモリ１２に予め格納しておいたフィルタ定
数で、０以上でかつ１以下の値をとる。記号ＫLm(n-1)
は、先の検出サイクルで算出されメモリ１３に格納して
おいた識別気筒グループｍに関連する補正係数を表し、
ＫLmは、式ＫLm＝Ｔm(n)÷（Ｔ(n)／３）に従って算出
される値を表す。ここで、記号Ｔm(n)は、上述したよう
に、識別気筒グループｍの今回検出した１２０度クラン
ク角間周期を表す。又、記号Ｔ(n)は、先の２つの検出
サイクル及び今回の検出サイクルで相次いで計測した第
１ないし第３気筒グループの１２０度クランク角間周期
の和すなわち３６０度クランク角間周期（Ｔ(n)＝Ｔ1
(n)＋Ｔ2(n)＋Ｔ3(n)）を表す。エンジン回転数が一定
であれば、この３６０度クランク角間周期を値３で除し
た値Ｔ(n)／３は、ベーン角度間隔に誤差がない場合で
の正確な１２０度クランク角間周期に等しい。従って、
算出値ＫLmは、正確な１２０度クランク角間周期と識別
気筒グループｍの１２０度クランク角間周期との比を示
す。

【００３２】上記ステップＳ１８又はＳ２１又はＳ２２
での処理を終えると、プロセッサ１１は、クランク角セ
ンサ２０からの次のパルス出力の入力に待機し、パルス
出力の入力に応じて図１０及び図１１に示す失火検出処
理をステップＳ１１から再開する。その後の検出サイク
ルのステップＳ１３において、エンジン始動時点から所
定時間が既に経過し或は所定数のストロークが既に実行
されたと判別し、又は、今回ストロークより所定ストロ
ーク数だけ前のストロークの実行時点から今回ストロー
ク実行時点までに順次算出された補正係数の最大値と最
小値との偏差あるいは斯く算出された補正係数の標準偏
差が所定値以下になったと判別し、又は、補正係数の演
算回数が所定回数を越えたと判別すると、プロセッサ１
１は、順次算出される補正係数の収束の度合が所要のも
のに達したと判断し、ステップＳ２２の場合と同様の手
順で補正係数ＫLm(n)を算出し（ステップＳ２３）、ス
テップＳ１４の場合と類似の手順で平均角加速度Ｄωn
を算出する（ステップＳ２４）。

【００３３】このステップＳ２４において、プロセッサ
１１は、図９のステップＳ３の場合と類似した手順で平
均角加速度Ｄωnを算出する。すなわち、プロセッサ１
１は、今回および前回の１２０度クランク間周期Ｔn，
Ｔn-1と今回および前回の平均角速度ωn，ωn-1に加え
て、ステップＳ２３で算出した補正係数ＫLm(n)を用い
て、今回検出サイクルの１２０度クランク間周期におけ
る平均角加速度Ｄωnを、ステップＳ１４で用いた算出
式と異なる式Ｄωn＝ＫLm(n)・（ωn−ωn-1）÷｛（１
／２）・（Ｔn＋Ｔn-1）｝に従って算出する。この様に
して、補正係数ＫLm(n)を用いて補正した計測周期に基
づいてクランク軸角加速度が求められることになる。

【００３４】次いで、プロセッサ１１は、識別気筒（失
火検出対象気筒）での失火発生の有無を検出すべく、ス
テップＳ２４で算出されクランク軸の回転変動を表す平
均角加速度Ｄωnとメモリ１２に予め格納された失火判
定のための判定値との大小関係を判別する（ステップＳ
２５）。なお、判定値は負の値に設定されている。算出
値Ｄωnが判定値よりも小さいと判別すると、プロセッ
サ１１は、ステップＳ１６及びＳ１７での処理と同様の
手順で、警告ランプ点灯および失火気筒記憶を行う（Ｓ
２６，Ｓ２７）。一方、クランク軸の平均角加速度Ｄω
nが判定値以上であるとステップＳ２５で判別すると、
ステップＳ１９での処理と同様の手順で警告ランプ消灯
を行う（ステップＳ２８）。補正した周期に基づく上記
失火検出は、ベーン角度間隔誤差の影響を受けず、正確
である。

【００３５】ステップ２７での失火気筒記憶又はステッ
プＳ２８での警告ランプ消灯を終えると、プロセッサ１
１は、クランク角センサ２０からの次のパルス出力の入
力に待機し、パルス出力を入力すると、図１０及び図１
１の失火検出処理を再開する。本発明は、上記第１及び
第２実施例に限定されず、種々に変形可能である。

【００３６】例えば、両前記実施例では本発明を６気筒
エンジンに適用した場合について説明したが、本発明は
４気筒エンジンなどの種々のエンジンに適用可能であ
る。４気筒エンジンの場合、図８のクランク角センサに
おいてベーン数を２とすると共に両ベーンの対応する端
同士間の角度間隔を１８０゜とし、図９のステップＳ３
および図１０のステップＳ１５において、平均角加速度
の偏差（Ｄωn−Ｄωn-3）に代えて、偏差（Ｄωn−Ｄ
ωn-2）を用いる。又、４気筒エンジンにおいて補正係
数を用いる場合には、ステップＳ２２やＳ２３において
式ＫLm＝Ｔ'm(n)÷（Ｔ'(n)／２）に従ってＫLmを算出
する。ここで、Ｔ'm(n)は識別気筒グループｍの今回検
出した１８０度クランク角間周期を表し、Ｔ'(n)は直前
の検出サイクル及び今回の検出サイクルで相次いで計測
した第１，第２の気筒グループの１８０度クランク角間
周期の和、即ち３６０度クランク角間周期（Ｔ'(n)＝Ｔ
1(n)＋Ｔ2(n)）を表す。

【００３７】更に、上記実施例では、失火検出精度向上
のためにクランク軸角加速度の偏差に基づいて失火判定
を行うようにしたが、失火判定においてクランク軸角速
度の偏差を用いても良い。

【００３８】

【発明の効果】上述のように、クランク角センサにより
検出される、内燃機関の各気筒に対応するクランク軸回
転角度領域への突入時点から該角度領域からの離脱時点
までの時間間隔に基づいて失火発生の有無を検出する失
火検出方法において、本発明の失火検出方法は、失火検
出対象気筒に対応するクランク軸回転角度領域でのクラ
ンク軸の角速度または角加速度を表すパラメータ値をこ
の角度領域に対応する検出時間間隔に基づいて算出し、
斯く算出した失火検出対象気筒に対応するパラメータ値
と失火検出対象気筒に関連する時間間隔検出サイクルよ
りも内燃機関の気筒数に応じて定まるサイクル数だけ前
のサイクルで検出された時間間隔に基づいて算出されか
つ失火検出対象気筒と同一気筒グループに属する気筒ま
たは失火検出対象気筒に対応する算出パラメータ値との
偏差を算出し、算出偏差が判定値を下回るときに失火検
出対象気筒での失火発生を検出するようにしたので、ク
ランク角センサの構成上の誤差に起因する検出誤差の影
響を除去でき、従って、失火発生の有無を正確に検出可
能である。

【００３９】また、順次検出される時間間隔のうち対応
する複数の検出時間間隔に基づいてクランク角センサの
構成上の誤差を補償するための補正係数を順次算出する
工程を含む本発明の特定の態様では、順次算出される補
正係数の収束の度合が所定のものに達するまではパラメ
ータ値の偏差に基づいて失火検出を行い、補正係数の収
束の度合が所定のものに達した後は、各検出時間間隔を
これに対応する補正係数を用いて補正し、補正済みの検
出時間間隔に基づいて失火検出を行うので、補正係数の
収束の度合が所定のものに達するまでの段階での不適切
な補正係数の利用による誤検出を防止でき、補正係数の
収束の度合が所定のものに達した後は、より新たな検出
情報を利用して内燃機関の運転状態変化に対する追従性
に富む失火検出を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】２気筒エンジンの定速運転時においてベーン誤
差のないクランク角センサで検出した時間間隔に基づい
て算出されるクランク軸角加速度の時間軸に沿う変化を
例示するグラフである。

【図２】ベーン誤差のあるクランク角センサで検出した
時間間隔に基づいて算出される角加速度の時間軸に沿う
変化を例示する図１と同様のグラフである。

【図３】失火発生時およびその前後においてベーン誤差
のないクランク角センサで検出した時間間隔に基づいて
算出される角加速度の時間軸に沿う変化を例示するグラ
フである。

【図４】ベーン誤差のあるクランク角センサで検出した
時間間隔に基づいて算出される角加速度の時間軸に沿う
変化を例示する図３と同様のグラフである。

【図５】本発明の失火検出方法を適用することにより図
２に示す角加速度の変動が除去されることを示すための
グラフである。

【図６】本発明の失火検出方法を適用することにより図
４に示す失火検出不能状態が解消されることを示すため
のグラフである。

【図７】本発明の第１実施例による失火検出方法を実施
するための装置を示す概略ブロック図である。

【図８】図７に示す装置のクランク角センサを示す斜視
図である。

【図９】図１のコントローラによって実行される失火検
出処理を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第２実施例の失火検出方法における
失火検出処理の一部を示すフローチャートである。

【図１１】図１０に一部を示した失火検出処理の残部を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ クランク軸 １０ コントローラ １１ プロセッサ ２０ クランク角センサ ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ベーン ３０ 気筒判別センサ ４０ イグニッションスイッチ ６０ 警告ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 泰久 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−224258（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−91344（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−279767（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311650（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30954（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49955（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 45/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク角センサにより検出される、内
   燃機関の各気筒に対応するクランク軸回転角度領域への
   突入時点から該角度領域からの離脱時点までの時間間隔
   に基づいて失火発生の有無を検出する失火検出方法にお
   いて、失火検出対象気筒に対応するクランク軸回転角度
   領域でのクランク軸の角速度または角加速度を表すパラ
   メータ値をこの角度領域に対応する検出時間間隔に基づ
   いて算出し、斯く算出した前記失火検出対象気筒に対応
   するパラメータ値と前記失火検出対象気筒に関連する時
   間間隔検出サイクルよりも内燃機関の気筒数に応じて定
   まるサイクル数だけ前のサイクルで検出された時間間隔
   に基づいて算出されかつ前記失火検出対象気筒と同一気
   筒グループに属する気筒または前記失火検出対象気筒に
   対応する算出パラメータ値との偏差を算出し、前記算出
   偏差が判定値を下回るときに前記失火検出対象気筒での
   失火発生を検出することを特徴とする、クランク軸回転
   変動による失火検出方法。
2. 【請求項２】 順次検出される時間間隔のうち対応する
   複数の検出時間間隔に基づいて前記クランク角センサの
   構成上の誤差を補償するための補正係数を順次算出する
   工程を含み、前記順次算出される補正係数の収束の度合
   が所定のものに達するまでは前記パラメータ値の偏差に
   基づいて失火検出を行い、前記補正係数の収束の度合が
   所定のものに達した後は、各前記検出時間間隔をこれに
   対応する補正係数を用いて補正し、補正済みの検出時間
   間隔に基づいて失火検出を行うことを特徴とする、請求
   項１のクランク軸回転変動による失火検出方法。