JP3230383B2 - 多気筒内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多気筒内燃機関の失火検
出装置に係わり、特に同時点火方式の適用される多気筒
内燃機関の失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において失火が発生すると未燃
ガスが大気中に排出され、さらに排気ガス浄化のための
触媒装置を損傷するおそれがあるため、失火を検出する
ことが大気汚染防止および装置保護上重要となる。複数
の気筒を具備する多気筒内燃機関において発生する失火
を検出するために、ある気筒の爆発行程において所定ク
ランク角度回転するのに要する時間が他の気筒の爆発行
程における時間よりも長くなったことが検出された時
に、その気筒において失火が発生したと判断する失火検
出装置が公知である。

【０００３】ところでクランクシャフトの回転角度を検
出するためには、クランクシャフトと同期回転し外周に
歯が形成されたロータとロータの歯に近接して設置され
る電磁ピックアップとが使用されることが一般的であ
り、一定個数のパルスが計数される時間として爆発行程
における所定クランク角度回転するのに要する時間を検
出している。

【０００４】しかしながらロータに所定の一定角度ごと
に正確に歯を形成することは困難であり相当の誤差が発
生することは避けることができず、従って所定クランク
角度回転するのに要する時間にも誤差が発生する。この
課題を解決するために本出願人は、ロータの同一範囲を
２つの気筒の爆発行程の所定クランク角度回転時間を検
出するために使用し、それぞれの気筒に対応する回転時
間に所定以上の偏差が生じたときに回転時間の長い方の
気筒に失火が発生したと判断する失火検出装置を提案し
ている（特開平２−２６５４４７公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いわゆ
る同時点火方式を適用する内燃機関にあっては上記提案
にかかる失火検出装置によっては失火を検出することは
できない。即ち４サイクル内燃機関はクランク角度にし
て７２０°毎に同一行程を繰り返すため、多気筒内燃機
関においては相互にクランク角度にして３６０°行程が
相違する２つの気筒に対して１つの点火系統とする同時
点火方式を採用をし、点火系統を簡略な構成とすること
が可能である。

【０００６】同時点火方式にあっては、３６０°行程の
相違する２つの気筒の爆発行程の所定クランク角度回転
時間の検出にはロータの同一範囲が使用され、また点火
系統に異常が発生した時に２つの気筒が同時に失火する
可能性が高い。従って、３６０°行程の相違する２つの
気筒が同時に失火した場合には２つの気筒の爆発行程の
所定クランク角度回転時間は同等に長くなるため、ロー
タの同一範囲を使用して所定クランク角度回転時間の偏
差を検出することが不可能である。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、同時点火方式を適用する内燃機関であっても確実
に失火を検出することの可能な多気筒内燃機関の失火検
出装置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】図１は第１の発明にかか
る多気筒内燃機関の失火検出装置の基本構成図であっ
て、同時点火方式を採用する多気筒内燃機関のクランク
シャフトに同期して回転し外周に所定角度毎に複数個の
検出要素が形成されたロータ１３と、ロータの外周に近
接して配置されロータの外周に形成された検出要素が通
過する度にパルスを出力するセンサ１４と、センサによ
ってロータの同一範囲に存在する予め定められた個数の
検出要素の通過が検出される時間を点火系統を共有する
２つの気筒の爆発行程の予め定められた基準クランク角
度の回転時間として検出し２つの気筒の各々に対応する
２つの時間の偏差を演算し時間偏差が予め定められた設
定時間以上となったときに時間の長い方の気筒に失火が
発生したと判別するクランク角度差分失火検出方法によ
って失火を検出する第１の失火検出手段Ａと、第１の失
火判別手段において使用される失火検出であるクランク
角度差分失火検出方法以外の方法で失火を検出する第２
の失火検出手段Ｂと、内燃機関の回転数が予め定められ
た基準回転数以上であるか否かを判別する回転数判別手
段Ｃと、回転数判別手段Ｃにおいて内燃機関回転数が基
準回転数以上であると判別された時には第１の失火検出
手段Ａで失火が検出された場合に失火発生とし回転数判
別手段Ｃにおいて内燃機関回転数が基準回転数未満であ
ると判別された時には第２の失火検出手段Ｂで失火が検
出された場合に失火発生とする失火状態出力手段Ｄと、
を具備する。

【０００９】第２の発明にかかる多気筒内燃機関の失火
検出装置は、回転数判別手段Ｃにおいて内燃機関回転数
が基準回転数未満であると判別された時に第２の失火検
出手段Ｂによって失火が発生したと識別された気筒およ
び失火発生回数に基づいて触媒損傷のおそれがあるか否
かを判断する触媒損傷条件成立判断手段と、触媒損傷条
件成立判断手段により触媒を損傷するおそれがあると判
断された場合には回転数判別手段Ｃにおいて内燃機関回
転数が基準回転数以上である時も触媒損傷のおそれがあ
るとみなし触媒損傷警報を出力する触媒損傷警報出力手
段と、をさらに具備する。

【００１０】第３の発明にかかる多気筒内燃機関の失火
検出装置は、触媒損傷条件成立判断手段が、第２の失火
検出手段によって点火系統を共有する２つの気筒におい
て失火が発生していることが検出された場合には点火系
統が異常であると判断する。

【００１１】

【作用】第１の発明にかかる多気筒内燃機関の失火検出
装置にあっては、高速運転状態において第１のロータの
同一領域の回転に要する時間によってを使用して点火時
期が相互に対向する２つの気筒の失火を検出するクラン
ク角度差分失火検出方法を適用しているため、ロータの
製造誤差の影響が除去される。低速運転状態においては
ロータの製造誤差に起因する時間変動は無視できるた
め、クランク角度差分失火検出方法以外の失火検出方法
が適用される。

【００１２】第２の発明にかかる多気筒内燃機関の失火
検出装置にあっては、低速運転状態において失火発生が
検出された気筒番号および回数を識別して、失火による
触媒損傷のおそれがあるか否かを判断する。高速運転状
態においては、気筒毎の失火を検出できないためこの判
断は行われない。第３の発明にかかる多気筒内燃機関の
失火検出装置にあっては、低速運転状態において対向気
筒がともに失火していることが検出された場合には、点
火系統ののうち対向気筒に共通する部分、即ち点火系統
の異常と判断される。

【００１３】

【実施例】図２は本発明にかかる多気筒内燃機関の失火
検出装置の構成図であって、４気筒内燃機関に適用した
場合を示す。即ち内燃機関１は、１番気筒＃１、２番気
筒＃２、３番気筒＃３、４番気筒＃４の４つの気筒を有
する。

【００１４】各気筒の吸気弁側は対応する枝管２を介し
てサージタンク３に、排気弁側は排気マニホルド４に接
続される。また各枝管２には気筒に対応して燃料噴射弁
５が設置される。サージタンク３は吸気ダクト６および
エアフローメータ７を介してエアクリーナ８に連結さ
れ、吸気ダクト６内にはスロットル弁９が配置される。

【００１５】スロットル弁９の開度はスロットル弁９に
連結されたスロットルセンサ１０によって検出され、内
燃機関の冷却水温度は内燃機関１に取り付けられた水温
センサ１１によって検出される。内燃機関１のクランク
シャフト１２にはディスク状の第１のロータ１３が直結
され、第１のロータ１３の外周にはクランク角度センサ
１４が配置される。

【００１６】さらに内燃機関１にはディストリビュータ
１５が設置されるが、ディストリビュータ１５はクラン
クシャフト１２の１／２の速度で回転するシャフト１６
を具備する。このシャフト１６にはディスク状の第２の
ロータ１７が固定され、第２のロータ１７の外周に上死
点センサ１８が配置される。さらに各気筒には、混合ガ
スに点火するための点火プラグ５１、５２、５３、５４
が設置されている。

【００１７】同時点火方式が適用される４気筒内燃機関
１においてはクランク角度にして３６０°位相の相違す
る２つの気筒に対して１つの点火回路が設けられる。即
ち＃１および＃４気筒に対して第１のイグニッションコ
イル５５が、＃２および＃３気筒に対して第２のイグニ
ッションコイル５６が設置されている。内燃機関１は、
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と記す。）２０によ
って制御、監視が行われる。

【００１８】ＥＣＵ２０はマイクロコンピュータシステ
ムであり、バス２１を中心として、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ
２３、ＣＰＵ２４、タイマ２５、入力ポート２６および
出力ポート２７から構成される。タイマ２５はフリーラ
ンニングカウンタで構成され、そのカウント値は時刻を
表している。

【００１９】エアーフローメータ７は吸入空気量に比例
した電圧を出力し、Ａ／Ｄコンバータ２８を介して入力
ポート２６に接続される。スロットルセンサ１０はスロ
ットル弁９開度に比例した電圧を出力し、Ａ／Ｄコンバ
ータ２９を介して入力ポート２６に接続される。水温セ
ンサ１１は内燃機関冷却水温度に比例した電圧を出力
し、Ａ／Ｄコンバータ３０を介して入力ポート２６に接
続される。

【００２０】さらにクランク角度センサ１４および上死
点センサ１８は直接入力ポート２６に接続される。一方
出力ポート２７には、点火信号および失火検出信号が出
力される。即ち第１の点火信号は第１のパワートランジ
スタ５７を介して第１のイグニッションコイル５５に出
力され、第２の点火信号は第２のパワートランジスタ５
８を介して第２のイグニッションコイル５６に出力され
る。

【００２１】失火検出信号は対応するドライバ３１、３
２、３３および３４を介して、＃１気筒が失火したこと
を表示する警告灯３５、＃２気筒が失火したことを表示
する警告灯３６、＃３気筒が失火したことを表示する警
告灯３７、＃４気筒が失火したことを表示する警告灯３
８に接続される。図３は点火順序が＃１、＃３、＃４、
＃２気筒の順序である内燃機関の点火回路の詳細回路図
であって、出力ポート２７から出力される第１の点火信
号は第１のパワートランジスタ５７のベースに接続さ
れ、第１の点火信号が“Ｈ”レベルとなると第１のパワ
ートランジスタ５７は導通状態となる。

【００２２】するとバッテリバス５９から電力が第１の
イグニッションコイル５５の１次コイルに供給され、２
次コイルに高電圧が誘起される。この高電圧はハイテン
ションコードを介して、＃１気筒に設置される点火プラ
グ５１および＃４気筒に設置される点火プラグ５４に供
給される。出力ポート２７から出力される第２の点火信
号は第２のパワートランジスタ５８のベースに接続さ
れ、第２の点火信号が“Ｈ”レベルとなると第２のパワ
ートランジスタ５８は導通状態となる。

【００２３】するとバッテリバス５９から電力が第２の
イグニッションコイル５６の１次コイルに供給され、２
次コイルに高電圧が誘起される。この高電圧はハイテン
ションコードを介して、＃２気筒に設置される点火プラ
グ５２および＃３気筒に設置される点火プラグ５３に供
給される。図４はクランクシャフト１２に取り付けられ
る第１のロータとクランク角度センサの正面図である。

【００２４】ロータ１３には３０°ピッチに１２個の外
歯１３ａから１３ｌが形成されており、クランク角度セ
ンサ１４は外歯がクランク角度センサ１４の発生する磁
束を切る度に出力パルスを発生する。即ち外歯は検出要
素を構成している。クランクシャフト１２が回転する
と、第１のロータ１３は矢印Ｘ方向に回転し、３０°回
転する度に出力パルスが入力ポート２６に供給される。

【００２５】図５はディストリビュータシャフト１６に
取り付けられる第２のロータと上死点センサの正面図で
あって、第２のロータ１７には１つの外歯１７ａが形成
され、上死点センサ１８は外歯１７ａが上死点センサ１
８の発生する磁束を切る度に出力パルスを出力する。第
２のロータ１７の外歯１７ａは、例えば＃１気筒が爆発
上死点にあるときに上死点センサ１８と対向するように
設定され、＃１気筒が爆発上死点に達する度に、即ちク
ランクシャフト１２が７２０°回転する度に出力パルス
が入力ポート２６に入力される。

【００２６】次に本発明における失火検出方法の基本的
考え方を説明するが、同時点火方式を適用した場合の失
火原因と第１のロータ１３に外歯を形成する際の製作誤
差を考慮する必要がある。即ち図３に示す点火回路にお
いて、第１あるいは第２のイグニッションコイル５５あ
るいは５６の上流側、即ちＥＣＵ側で異常が発生した場
合には２次コイルに高電圧が誘起されることはないため
１つのイグニッションコイルにより点火される２つの気
筒の双方で失火（以下「双方失火」と記す。）が発生す
る。

【００２７】これに対して第１あるいは第２のイグニッ
ションコイル５５あるいは５６の下流側、即ち点火プラ
グ側で異常が発生した場合は、双方失火も発生しうる
が、異常の原因によっては１つのイグニッションコイル
により点火される２つの気筒のうちの一方に失火（以下
「片方失火」と記す。）も発生しうる。図６は失火によ
る変動と第１のロータの製作誤差に起因する変動との比
較グラフであって、横軸に内燃機関回転数を、縦軸に所
定クランク角度（例えば１８０°）回転するのに要する
時間をとる。

【００２８】即ち１つの気筒に失火が発生した場合には
駆動力が付与されないため爆発行程中にクランクが所定
角度回転するのに要する時間は失火の発生しない場合に
比較して長くなり、しかも内燃機関回転数が高くなるに
応じて変動量は減少する。これは内燃機関回転数が高く
なると、所定角度回転するのに要する時間が短くなるか
らである。

【００２９】これに対して第１のロータ１３の外歯の形
成誤差に起因する所定角度回転するに要する時間の変動
量は内燃機関回転数によらずほぼ一定である。従って内
燃機関が低回転数で運転されているときは外歯形成誤差
の影響を受けずに第１のロータ１３が所定角度回転する
に要する時間に基づいて失火を検出することが可能であ
るが、内燃機関が高回転数で運転されているときは外歯
形成誤差に起因する時間変動と失火による時間変動とを
区別することはできない。

【００３０】即ち内燃機関の高速運転中は外歯形成誤差
の影響を受けることのない失火検出方法を使用すること
が必要である。外歯形成誤差の影響を受けることのない
失火検出方法として本出願人はすでにクランク角度差分
失火検出方法を提案している（特開平４−２６５４４７
公報参照）が、概要は以下の通りである。

【００３１】４気筒内燃機関においては、１８０°クラ
ンク角度回転毎に各気筒で爆発行程が実行されるため、
第１のロータ１３が外歯１３ａから１３ｆまでの範囲Ｉ
において＃１あるいは＃４気筒の爆発行程が、外歯１３
ｇから１３ｌまでの範囲IIにおいて＃２あるいは＃３気
筒の爆発行程が実行される。従って＃１気筒が爆発行程
にあるときの第１のロータ１３の範囲Ｉの回転時間ΔＴ
₁ と＃４気筒が爆発行程にあるときの第１のロータ１３
の範囲Ｉの回転時間ΔＴ₄ との偏差に基づいて＃１気筒
あるいは＃４気筒における失火の発生を検出することが
できる。

【００３２】即ち例えば＃１気筒で失火が発生した場合
には、＃１気筒に対応する回転時間ΔＴ₁ は＃４気筒に
対応する回転時間ΔＴ₄ に比して長くなるので、所定値
以上の偏差発生を検出して失火発生とする。同様に＃２
気筒が爆発行程にあるときの第１のロータ１３の範囲II
の回転時間ΔＴ₂ と＃３気筒が爆発行程にあるときの第
１のロータ１３の範囲IIの回転時間ΔＴ₃ との偏差に基
づいて＃２気筒あるいは＃３気筒における失火の発生を
検出することができる。

【００３３】ただし上記のクランク角度差分失火検出方
法によって失火検出ができるのは、片方失火の場合であ
り、両方失火の場合は検出不可能である。これは両方失
火の場合には、＃１気筒に対応する回転時間ΔＴ₁ と＃
４気筒に対応する回転時間ΔＴ₄ とが同程度に長くなる
ため偏差が増大することはないからである。

【００３４】図７はクランク角度差分失火検出方法のタ
イミング図であって、＃１気筒が爆発上死点にあるとき
に上死点パルスが発生するように設定されており、上死
点パルスが検出される度にカウンタＣのカウント値がリ
セットされる。また各気筒の爆発上死点を少し越えた時
刻Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ 、Ｔ₄ において、各時刻間の経過時
間ΔＴ₁ 、ΔＴ₂ 、ΔＴ₃ 、ΔＴ₄ が計測される。

【００３５】そして第１のロータ１３の同じ領域を使用
して計測される時間同士、即ちΔＴ ₁ とΔＴ₄ 、ΔＴ₂
とΔＴ₃ が比較され失火検出が行なわれる。これに対し
内燃機関の低速運転中は、失火による所定角度回転時間
の変動が外歯形成誤差によって生じる時間変動に比べて
充分大であるため、上記のクランク角度差分失火検出方
法を使用するまでもなく、他の失火検出方法を適用する
ことができる。

【００３６】例えば、＃１気筒が爆発行程にあるときの
第１のロータ１３の範囲Ｉの回転時間ΔＴ₁ と＃１気筒
の次に爆発行程となる＃３気筒が爆発行程にあるときの
第１のロータ１３の範囲IIの回転時間ΔＴ₃ との偏差に
基づいて＃１気筒あるいは＃３気筒における失火の発生
を検出する方法（以下「連続気筒方法」と記す。）を適
用することができる。

【００３７】以下ＥＣＵ２０で実行されるルーチンのフ
ローチャートに基づいて本発明にかかる失火検出装置の
作用を説明する。図８は点火順序カウンタリセットルー
チンのフローチャートであって、上死点センサ１８によ
って上死点パルスが検出される度に、ステップ８１にお
いて点火順序を表すカウンタＣのカウント値をリセット
する。

【００３８】図９は失火検出ルーチンのフローチャート
であって、クランク角度にして１８０°毎、即ち図７の
時刻Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ 、Ｔ₄ 毎に実行される。ステップ
９１においてカウンタＣのカウント値Ｃをインクリメン
トした後、ステップ９２でタイマ２５のカウント値Ｔim
erをＴ（Ｃ）に記憶する。ステップ９３で失火判別条件
が成立しているか否かを判別する。例えば内燃機関の始
動時、急加速あるいは急減速時のように内燃機関回転数
が安定していないとみなされる時は失火判別条件は成立
していないものと判別される。

【００３９】内燃機関始動時であるか否かは、水温セン
サ１１で検出される冷却水温度が所定温度以上であるか
否かによって判断される。また内燃機関が急加速あるい
は急減速時であるか否かは、スロットルセンサ１０で検
出されるスロットル弁９が急開あるいは急閉したか否か
で判断される。ステップ９３で肯定判定されたときはス
テップ９４に進みクランク角度差分失火判別処理を、続
いてステップ９５で連続気筒失火判別処理を実行する。

【００４０】なおステップ９３で否定判定されたときは
直接このルーチンを終了する。図１０はステップ９４で
実行されるクランク角度差分失火判別処理の詳細フロー
チャートであって、ステップ９４ａおよび９４ｂでカウ
ンタＣのカウント値が判別される。Ｃ＝１であるときは
ステップ９４ｃに進み、＃２気筒の爆発上死点からクラ
ンク角度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₂
が次式により算出される。

【００４１】ΔＴ₂ ＝Ｔ₁ −Ｔ₄ ステップ９４ｄにおいて、同じく第１のロータ１３の領
域IIで検出される＃３気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ ₃ との差
がしきい値Ｌ以上であるか否かが判定される。ステップ
９４ｄで肯定判定されたときはステップ９４ｅに進み、
＃２気筒で失火発生と判別してフラグＭＦＸ（２）をセ
ットしてこの処理を終了する。

【００４２】なおステップ９４ｄで否定判定されたとき
は直接この処理を終了する。Ｃ＝２であるときはステッ
プ９４ｆに進み、＃１気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₁ が次式
により算出される。 ΔＴ₁ ＝Ｔ₂ −Ｔ₁ ステップ９４ｇにおいて、同じく第１のロータ１３の領
域Ｉで検出される＃１気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ ₄ との差
がしきい値Ｌ以上であるか否かが判定される。

【００４３】ステップ９４ｇで肯定判定されたときはス
テップ９４ｈに進み、＃１気筒で失火発生と判別してフ
ラグＭＦＸ（１）をセットしてこの処理を終了する。な
おステップ９４ｇで否定判定されたときは直接この処理
を終了する。Ｃ＝３であるときはステップ９４ｉに進
み、＃３気筒の爆発上死点からクランク角度にして１８
０°回転するのに要する時間ΔＴ₃ が次式により算出さ
れる。

【００４４】ΔＴ₃ ＝Ｔ₃ −Ｔ₂ ステップ９４ｊにおいて、同じく第１のロータ１３の領
域IIで検出される＃２気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ ₂ との差
がしきい値Ｌ以上であるか否かが判定される。ステップ
９４ｊで肯定判定されたときはステップ９４ｋに進み、
＃３気筒で失火発生と判別してフラグＭＦＸ（３）をセ
ットしてこの処理を終了する。

【００４５】なおステップ９４ｊで否定判定されたとき
は直接この処理を終了する。Ｃ＝４であるときはステッ
プ９４ｌに進み、＃４気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₄ が次式
により算出される。 ΔＴ₄ ＝Ｔ₄ −Ｔ₃ ステップ９４ｍにおいて、同じく第１のロータ１３の領
域Ｉで検出される＃１気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ ₁ との差
がしきい値Ｌ以上であるか否かが判定される。

【００４６】ステップ９４ｍで肯定判定されたときはス
テップ９４ｎに進み、＃４気筒で失火発生と判別してフ
ラグＭＦＸ（４）をセットしてこの処理を終了する。な
おステップ９４ｄで否定判定されたときは直接この処理
を終了する。ここで、しきい値Ｌは内燃機関負荷Ｑ／Ｎ
（ここでＱはエアフローメータ７で検出される吸入空気
量、Ｎはクランク角度センサ１４で検出される内燃機関
回転数である）の関数としてＲＯＭ２２に記憶されてい
る。

【００４７】図１１は連続気筒失火検出処理のフローチ
ャートであって、ステップ９４ａおよび９４ｂでカウン
タＣのカウント値が判別される。Ｃ＝１であるときはス
テップ９５ｃに進み、＃２気筒の爆発上死点からクラン
ク角度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₂ が
次式により算出される。 ΔＴ₂ ＝Ｔ₁ −Ｔ₄ ステップ９５ｄにおいて、＃２気筒の直前に爆発肯定が
実行された＃４気筒の爆発上死点からクランク角度にし
て１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₄ との差がしき
い値Ｍ以上であるか否かが判定される。

【００４８】ステップ９５ｄで肯定判定されたときはス
テップ９５ｅに進み、＃２気筒で失火発生と判別してフ
ラグＭＦＹ（２）をセットしてこの処理を終了する。な
おステップ９５ｄで否定判定されたときは直接この処理
を終了する。Ｃ＝２であるときはステップ９５ｆに進
み、＃１気筒の爆発上死点からクランク角度にして１８
０°回転するのに要する時間ΔＴ₁ が次式により算出さ
れる。

【００４９】ΔＴ₁ ＝Ｔ₂ −Ｔ₁ ステップ９５ｇにおいて、＃１気筒の直前に爆発肯定が
実行された＃２気筒の爆発上死点からクランク角度にし
て１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₂ との差がしき
い値Ｍ以上であるか否かが判定される。ステップ９５ｇ
で肯定判定されたときはステップ９５ｈに進み、＃１気
筒で失火発生と判別してフラグＭＦＹ（１）をセットし
てこの処理を終了する。

【００５０】なおステップ９５ｇで否定判定されたとき
は直接この処理を終了する。Ｃ＝３であるときはステッ
プ９５ｉに進み、＃３気筒の爆発上死点からクランク角
度にして１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₃ が次式
により算出される。 ΔＴ₃ ＝Ｔ₃ −Ｔ₂ ステップ９４ｊにおいて、＃３気筒の直前に爆発肯定が
実行された＃１気筒の爆発上死点からクランク角度にし
て１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₁ との差がしき
い値Ｍ以上であるか否かが判定される。

【００５１】ステップ９５ｊで肯定判定されたときはス
テップ９５ｋに進み、＃３気筒で失火発生と判別してフ
ラグＭＦＹ（３）をセットしてこの処理を終了する。な
おステップ９５ｊで否定判定されたときは直接この処理
を終了する。Ｃ＝４であるときはステップ９５ｌに進
み、＃４気筒の爆発上死点からクランク角度にして１８
０°回転するのに要する時間ΔＴ₄ が次式により算出さ
れる。

【００５２】ΔＴ₄ ＝Ｔ₄ −Ｔ₃ ステップ９５ｍにおいて、＃４気筒の直前に爆発肯定が
実行された＃３気筒の爆発上死点からクランク角度にし
て１８０°回転するのに要する時間ΔＴ₃ との差がしき
い値Ｍ以上であるか否かが判定される。ステップ９５ｍ
で肯定判定されたときはステップ９５ｎに進み、＃４気
筒で失火発生と判別してフラグＭＦＹ（４）をセットし
てこの処理を終了する。

【００５３】なおステップ９４ｄで否定判定されたとき
は直接この処理を終了する。ここで、しきい値Ｍは内燃
機関負荷Ｑ／Ｎの関数としてＲＯＭ２２に記憶されてい
る。図１２は失火警報出力ルーチンのフローチャートで
あって、一定時間毎の割り込み処理として実行される。

【００５４】ステップ１２１において内燃機関回転数Ｎ
を読み込み、ステップ１２２において気筒番号を表すイ
ンデックスｉを１にセットする。ステップ１２３で内燃
機関回転数Ｎがしきい値回転数Ｎ_th（例えば１２００ｒ
ｐｍ）以上であるか否かを判定する。ステップ１２３で
肯定判定されたとき、即ち内燃機関が高速運転状態であ
るときはクランク角度差分失火検出方法によらなければ
信頼度の高い検出はできないものとして、ステップ１２
４でフラグＭＦＸ（ｉ）がセットされているか否かを判
定する。

【００５５】ステップ１２３で否定判定されたとき、即
ち内燃機関が低速運転状態であるときは連続気筒失火検
出方法によらなければ信頼度の高い検出はできないもの
として、ステップ１２５でフラグＭＦＹ（ｉ）がセット
されているか否かを判定する。ステップ１２４あるいは
ステップ１２５で肯定判定されたときは、ステップ１２
６に進み、インデックスｉの値に応じて警告灯３５、３
６、３７あるいは３８のいずれかを点灯して、ステップ
１２７に進む。

【００５６】ステップ１２４あるいはステップ１２５で
否定判定されたときは、直接ステップ１２７に進みイン
デックスｉが４以上であるか否かを判定し、肯定判定さ
れたときはこのルーチンを終了する。ステップ１２７で
否定判定されたときは、ステップ１２８においてインデ
ックスｉをインクリメントしてステップ１２３に戻る。

【００５７】失火の発生が検出された場合は、未燃ガス
が排気系統に排出され排気ガス浄化のための触媒中で燃
焼し触媒を損傷するおそれがあるため、失火発生が許容
される気筒数には限界が存在する。図１３は４気筒内燃
機関における失火許容限界を示すグラフであって、横軸
は内燃機関回転数、縦軸は内燃機関負荷を表し、パラメ
ータは失火率である。なお失火率は内燃機関の全気筒数
に対する失火発生気筒数の比として定義される。

【００５８】即ち内燃機関が高負荷高速で運転中は１つ
の気筒の失火（失火率２５％）も許容されない場合があ
ることとなる。しかし前述したように同時点火方式を採
用する内燃機関においては両方失火が発生すると失火率
は５０％となるにもかかわらず、連続気筒失火検出方法
によっては精度の高い失火検出ができず、またクランク
角度差分失火検出方法によっては片方失火を検出するこ
とができないため、両方失火を高精度で検出することは
不可能である。

【００５９】これに対し、内燃機関の低負荷低速運転中
においては５０％の失火率も許容される運転状態（例え
ばアイドリング状態）が存在し、また連続気筒失火検出
方法によって対向する２つの気筒の失火を検出すること
が可能である。そこで本発明においては、内燃機関の低
速運転中に対向する２つの気筒の失火が検出された場合
には触媒損傷条件成立として触媒損傷警報を発し、内燃
機関の高速運転中は失火検出のいかんを問わず触媒損傷
警報を保持する。

【００６０】その後アイドリング状態に復帰した時に触
媒損傷条件不成立と判断された場合に触媒損傷警報をリ
セットすることとしている。図１４は触媒損傷警報ルー
チンのフローチャートであって、一定時間ごとの時間割
り込みとして実行される。ステップ１４１において内燃
機関回転数Ｎがしきい値回転数Ｎ_th以上であるか否かを
判定し、否定判定されれば内燃機関低速運転中であると
してステップ１４２に進む。

【００６１】ステップ１４２においてフラグＭＦＹ
（ｉ）の合計が２以上であるか否か、即ち連続気筒失火
検出処理において２以上の気筒に失火が発生しているこ
とが検出されたか否かを判定する。ステップ１４２にお
いて肯定判定された場合はステップ１４３に進み、触媒
損傷警報を出力してこのルーチンを終了する。

【００６２】ステップ１４２において否定判定された場
合はステップ１４４に進み、触媒損傷警報をリセットし
てこのルーチンを終了する。ステップ１４１において肯
定判定された場合は、内燃機関高速運転中であるとして
触媒損傷警報について判断することなく直接このルーチ
ンを終了する。また連続気筒失火判別処理で２つの気筒
で失火が発生していると判断された場合に、２つの気筒
が点火時期に関し対向する、即ち３６０°点火時期のず
れた気筒であると判断されたときは、両方失火であり点
火系統で異常が発生したものと特定することが可能であ
る。

【００６３】図１５はイグニッションコイル異常判定ル
ーチンのフローチャートであって、一定時間ごとの時間
割り込みとして実行される。ステップ１５１においてフ
ラグＭＦＹ（ｉ）の合計が２以上であるか否か、即ち連
続気筒失火検出処理において２以上の気筒に失火が発生
していることが検出されたか否かを判定する。

【００６４】ステップ１５１で肯定判定されれば、ステ
ップ１５２に進み、ＭＦＹ（１）＋ＭＦＹ（４）が２で
あるか否か、即ち＃１気筒と＃４気筒とにおいて失火が
発生しているか否かを判定する。ステップ１５２で肯定
判定されればステップ１５３で＃１気筒と＃４気筒とで
共通に使用されるイグニッションコイル５５の異常警報
を発生する。

【００６５】ステップ１５２で否定判定されれば、ステ
ップ１５４に進み、ＭＦＹ（３）＋ＭＦＹ（２）が２で
あるか否か、即ち＃３気筒と＃２気筒とにおいて失火が
発生しているか否かを判定する。ステップ１５４で肯定
判定されればステップ１５５で＃３気筒と＃２気筒とで
共通に使用されるイグニッションコイル５６の異常警報
を発生する。

【００６６】なおステップ１５１あるいはステップ１５
４で否定判定されたときは、直接このルーチンを終了す
る。以上本発明を４気筒内燃機関に適用した場合につい
て説明したが、６気筒以上の内燃機関についても適用可
能であることは明らかある。

【００６７】

【発明の効果】第１の発明にかかる多気筒内燃機関の失
火検出装置によれば、高速運転状態における点火回路を
共有する２つの気筒の同時失火以外の失火を検出するこ
と、および低速運転状態における各気筒毎の失火を検出
することが可能となる。第２の発明にかかる多気筒内燃
機関の失火検出装置によれば、低速運転状態における失
火発生状況から高速運転状態においても触媒損傷のおそ
れがあるとして警報を発生することが可能となる。

【００６８】第２の発明にかかる多気筒内燃機関の失火
検出装置によれば、低速運転状態における失火発生状況
から点火回路の以上発生部位を特定することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１の発明の基本構成図である。

【図２】図２は、失火検出装置の構成図である。

【図３】図３は、失火回路の詳細回路図である。

【図４】図４は、第１のロータとクランク角度センサの
正面図である。

【図５】図５は、第２のロータと上死点センサの正面図
である。

【図６】図６は、失火による変動とロータ製作誤差によ
る変動を示すグラフである。

【図７】図７は、クランク角度差分失火検出方法のタイ
ミング図である。

【図８】図８は、点火順序カウンタリセットルーチンの
フローチャートである。

【図９】図９は、失火検出ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１０】図１０は、クランク角度差分失火検出処理の
フローチャートである。

【図１１】図１１は、連続気筒失火検出処理のフローチ
ャートである。

【図１２】図１２は、失火検出出力ルーチンのフローチ
ャートである。

【図１３】図１３は、失火許容限界を示すグラフであ
る。

【図１４】図１４は、触媒損傷警報ルーチンのフローチ
ャートである。

【図１５】図１５は、イグニッションコイル異常判別ル
ーチンのフローチャートである。

【符号の説明】 １２…クランクシャフト １３…第１のロータ １４…クランク角度センサ １５…ディストリビュータ １７…第２のロータ １８…上死点センサ ２０…ＥＣＵ ５１，５２，５３，５４…点火プラグ ５５，５６…イグニッションコイル ５７，５８…パワートランジスタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同時点火方式を採用する多気筒内燃機関
   のクランクシャフトに同期して回転し、外周に所定角度
   毎に複数個の検出要素が形成されたロータと、 前記ロータの外周に近接して配置され、前記ロータの外
   周に形成された検出要素が通過する度にパルスを出力す
   るセンサと、 前記センサによって前記ロータの同一範囲に存在する予
   め定められた個数の検出要素の通過が検出される時間を
   点火系統を共有する２つの気筒の爆発行程の予め定めら
   れた基準クランク角度の回転時間として検出し、２つの
   気筒の各々に対応する２つの時間の偏差を演算し、時間
   偏差が予め定められた設定時間以上となったときに時間
   の長い方の気筒に失火が発生したと判別するクランク角
   度差分失火検出方法によって失火を検出する第１の失火
   検出手段と、 前記第１の失火判別手段において使用される失火検出で
   あるクランク角度差分失火検出方法以外の方法で失火を
   検出する第２の失火検出手段と、 内燃機関の回転数が予め定められた基準回転数以上であ
   るか否かを判別する回転数判別手段と、 前記回転数判別手段において内燃機関回転数が基準回転
   数以上であると判別された時には前記第１の失火検出手
   段で失火が検出された場合に失火発生とし、前記回転数
   判別手段において内燃機関回転数が基準回転数未満であ
   ると判別された時には前記第２の失火検出手段で失火が
   検出された場合に失火発生とする失火状態出力手段と、
   を具備する多気筒内燃機関の失火検出装置。
2. 【請求項２】 前記回転数判別手段において内燃機関回
   転数が基準回転数未満であると判別された時に前記第２
   の失火検出手段によって失火が発生したと識別された気
   筒および失火発生回数に基づいて触媒損傷のおそれがあ
   るか否かを判断する触媒損傷条件成立判断手段と、 前記触媒損傷条件成立判断手段により触媒を損傷するお
   それがあると判断された場合には前記回転数判別手段に
   おいて内燃機関回転数が基準回転数以上である時も触媒
   損傷のおそれがあるとみなし触媒損傷警報を出力する触
   媒損傷警報出力手段と、をさらに具備する請求項１に記
   載の多気筒内燃機関の失火検出装置。
3. 【請求項３】 前記触媒損傷条件成立判断手段が、 前記第２の失火検出手段によって点火系統を共有する２
   つの気筒において失火が発生していることが検出された
   場合には、点火系統が異常であると判断する請求項２に
   記載の多気筒内燃機関の失火検出装置。