JP4165625B2

JP4165625B2 - 多気筒エンジンの失火検出装置

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Publication number: JP4165625B2
Application number: JP04802099A
Authority: JP
Inventors: 秀昭福井
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JP2000248989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンにおいて失火が生じた場合に失火気筒を判別する多気筒エンジンの失火検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンに失火が生じた場合には、未燃ガスが排気通路に流れ込み、排気通路が有する熱により通路内で燃えるいわゆる後燃えを生じ、排気通路途中に設けられている触媒コンバータを劣化させるおそれがある。したがって、失火を検出した場合には、運転者に知らせて点検を促すことにより触媒コンバータを保護する必要がある。
【０００３】
また、従来より、例えば特開平５−２０３５３９号公報や特公平６−８９７０７号公報に示されるように、エンジンの失火気筒を迅速に特定し、失火気筒に対する燃料噴射を停止することにより未燃ガスの排出を防止して触媒コンバータを保護する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン運転状態が高回転高負荷領域にある場合には、失火により大量の未燃ガスが排出され、未燃ガスが後燃えすることにより排気温度が急激に上昇する。したがって、このような高回転高負荷運転領域においては、上述のような失火気筒を特定し失火気筒に対する燃料カットを行う方法では、それまでの間に排気ガスが高温となり、触媒コンバータに影響を与えるおそれがある。
【０００５】
また、特に近年、ターボを搭載した車両においては冷間始動時における未燃ガスの排出を抑制すべく、排気通路のターボ上流側位置に触媒コンバータを設けたタイプのものがある。このような位置に設けられた触媒コンバータは、エンジンの燃焼室により接近した位置に配置されることから、更に高温になり易い。触媒コンバータは自己が有する限界温度を超えると溶損するおそれがあり、仮に溶損した場合にはその下流に位置するターボのタービンに影響を与えるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した点を解決すべくなされたものであり、その目的は、触媒コンバータを保護しつつ失火気筒を特定する多気筒エンジンの失火検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明による多気筒エンジンの失火検出装置は、排気ガスの状態を失火診断パラメータとして検出する失火診断パラメータ検出手段と、該失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失火の有無を診断する失火診断手段と、高回転領域内において該失火診断手段が失火有りと診断した場合に前記エンジンの全ての気筒に対する燃料カットを実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、該排気温度の上昇を抑制した後に失火気筒の特定を行う失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、エンジンに失火が生じていると診断した場合には、全気筒の燃料カットを行い、これにより排気温度の上昇を抑制し、それから失火気筒の特定を行う。
【０００９】
燃料カットを行った場合、エンジンは、自己が有する慣性エネルギにより所定期間エンジン回転を継続するため、失火気筒にて未燃ガスは発生せず、また、吸入空気は燃焼室を通過してそのまま排気通路へと流れ込む。したがって、失火により上昇した排気温度は低減される。そして、それから失火気筒の特定が行われる。
【００１０】
この結果、失火気筒の特定の実施中における排気温度の更なる上昇を抑制することができ、排気通路に設けられた触媒コンバータを失火による熱から確実に保護することができる。
【００１１】
特に、エンジン運転状態が高負荷運転領域内であって失火が生じた場合には排気温度は高騰するが、最初に全気筒燃料カットを行うため、排気温度の上昇を抑制して確実に低減することができ、触媒コンバータを確実に保護することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明による多気筒エンジンの失火検出装置は、排気温度抑制手段が、エンジンの全ての気筒に対する燃料カットを所定時間継続することを特徴とする。これにより、エンジンは、慣性エネルギによりエンジン回転を所定時間継続することとなり、失火により上昇した排気温度を適切な温度まで確実に低減することができる。
【００１３】
請求項３の発明による失火気筒特定手段は、全気筒燃料カットから１気筒ずつ順番に燃料カットを解除し、解除した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定することを特徴とする。
【００１４】
これによれば、失火気筒の燃料カットを解除した際に再び失火が生じるため、失火診断パラメータに変化が生ずる。したがって、当該燃料カットを解除した気筒が失火気筒であると特定することができる。
【００１５】
請求項４の発明による失火気筒特定手段は、任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気筒に対して順次実施し、該１気筒燃料カットを実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定することを特徴とする。
【００１６】
これによれば、１気筒燃料カットを失火気筒以外の気筒に実施した場合には、燃料噴射を行っている気筒に失火気筒が含まれているために、失火診断パラメータは失火有りを示す。これに対して、１気筒燃料カットを失火気筒に実施した場合には、失火気筒に燃料噴射が行われなくなるため、失火診断パラメータは、失火なしを示す。したがって、１気筒燃料カットを実施した気筒が失火気筒であると特定することができる。
【００１７】
請求項５の発明による失火気筒特定手段は、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により気筒失火を特定することを特徴とする。これによれば、所定クランク角毎のエンジン回転状態量として、各気筒間におけるエンジン回転速度を採用し、今回算出したエンジン回転速度から前回算出したエンジン回転速度を減算して各気筒毎に燃焼行程時のエンジン回転速度の差である差回転を算出する。
【００１８】
そして、各気筒毎の所定期間における差回転最大値と差回転平均値との差を判定レベルと比較する。ここで、差回転最大値と差回転平均値との差が判定レベルよりも大きい気筒は、その気筒における燃焼が正常に行われておらず正常なエンジン回転速度が維持されていないと判断され、その気筒が失火気筒と特定される。
【００１９】
請求項６の発明による失火気筒特定手段は、エンジン運転状態が前記高回転領域内にある場合は、任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気筒に対して順次実施し、該１気筒燃料カットを実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定し、エンジン運転状態が低・中回転領域内にある場合は、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により失火気筒を特定することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、エンジン回転状態量にバラツキを生じる高回転領域では、１気筒燃料カットを各気筒に対して順次実施することによる失火気筒の特定が行われ、それ以外の低・中回転領域では、エンジン回転状態量の変化による失火気筒の特定が行われる。したがって、エンジンの全回転領域にて正確に失火気筒の特定を行うことができる。
【００２１】
請求項７の発明による多気筒エンジンの失火検出装置は、排気ガスの状態を失火診断パラメータとして検出する失火診断パラメータ検出手段と、失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失火の有無を診断する失火診断手段と、失火発生と診断した場合に任意の１気筒のみ燃料噴射を行う１気筒燃料噴射を実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、１気筒燃料噴射を他の各気筒に対してそれぞれ実施し、該１気筒燃料噴射を実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒の特定を行う失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
これによれば、エンジンに失火が生じていると診断した場合には、１気筒のみ燃料噴射を行う１気筒燃料噴射を実施し、これにより排気温度の上昇を抑制し、同時に、失火気筒の特定を行う。
【００２３】
１気筒燃料噴射を実施した場合、エンジンは、１気筒のみでエンジン運転を継続する。したがって、エンジン出力は低下し、全気筒燃料カットよりは緩やかではあるが、排気温度は確実に低減される。
【００２４】
また、その際に、失火気筒のみを燃料噴射状態とした場合と、正常な気筒を燃料噴射状態とした場合とでは、失火診断パラメータの変化に顕著な相違が生じる。したがって、１気筒燃料噴射を各気筒に順番に実施し、失火診断パラメータの変化を検出することによって、失火気筒を特定することができる。
【００２５】
これにより、排気温度の上昇の抑制と失火気筒の特定を同時に行うことができ、排気通路に設けられた触媒コンバータを失火による熱から確実に保護することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、前記失火診断パラメータに排気温度と空燃比の少なくとも一方が用いられ、失火の有無は排気温度の変化量或いは空燃比のリーン側への変化量に基づいて判断されることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、排気温度と空燃比の少なくとも一方が失火診断パラメータとして用いられ、排気温度の変化量或いは空燃比のリーン側への変化量に基づいて失火の有無が判断される。
【００２８】
たとえば、１気筒の燃料カットを解除した際にその気筒が失火気筒である場合は、未燃ガスが発生して排気通路内における後燃えが生じ、排気温度が所定の変化量以上に増加する。また、未燃ガスには多量の酸素が残留し、空燃比は所定の変化量以上にリーン側に変化する。したがって、気筒に失火が生じているか否かを正確に判断することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。図１は、本発明の失火検出装置を備えたエンジン装置を概念的に示した全体構成図である。エンジン装置１は、車両に用いられており、エンジン本体２と、エンジン本体２に連結されている吸気通路３及び排気通路４を備えている。
【００３０】
エンジン本体２は、気筒＃１〜＃４までの４つの気筒を有し、各気筒の吸気側には吸気ポート５を備え、吸気ポート５の上流側にはエンジン本体２と吸気通路３との間を連結するインテークマニホールド６が接続されている。インテークマニホールド６には、吸気ポート５の直上流位置にて各気筒毎に独立して燃料噴射を行うインジェクタ７が設けられている。
【００３１】
インジェクタ７は、図示していない燃料供給路を介して燃料タンクと連通されており、燃料を所定タイミングで所定量だけ噴射することができる。また、シリンダヘッドには、各気筒の燃焼室９内の点火を行う点火プラグ１０が設けられており、点火プラグ１０はイグナイタ１１に接続されている。
【００３２】
吸気通路３は、上流側からエアクリーナボックス１２、ターボ１３のコンプレッサハウジング１３ａ、インタークーラ１４、スロットルバルブ１５、タンブル生成バルブ１６を備え、排気通路４は、エンジン本体１側からプリ触媒２０、ターボ１３のタービンハウジング１３ｂ、ウエストゲートバルブ２１、フロント触媒２２、リヤ触媒２３を備えている。
【００３３】
タンブル生成バルブ１６は、タンブル駆動装置１７により閉状態とされることにより燃焼室９内にタンブル流を生成することができる。また、ウエストゲートバルブ２１は、アクチュエータ２４により開閉され過給圧を調整するものであり、開状態により過給圧の上昇を抑制することができる。アクチュエータ２４は、吸気通路３の負圧を駆動源とし、ソレノイドバルブ２５により負圧を調整することによりウエストゲートバルブ２１の開度を調整する。
【００３４】
また、エンジン本体２、吸気通路３及び排気通路４には、エンジン動作状態を検出するための各種センサが設けられている。具体的には、エンジン本体２には、クランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサ３１、カムシャフトの回転角度を検出するカム角センサ３２、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３３が設けられている。また、吸気通路３には、コンプレッサハウジング１３ａの上流位置に吸入空気量を計測するためのエアフローメータ３４、スロットルバルブ１５のスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ３５、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ３６が設けられている。
【００３５】
更に、排気通路４には、プリ触媒２０の上流位置にて排気ガス中に残留する酸素量を検出して空燃比を算出するためのＡ／Ｆ空燃比センサ４１、プリ触媒２０の下流位置にて排気ガスの排気温度を検出するための排気温センサ４２、フロント触媒２２の下流位置に空燃比フィードバック制御用のリヤＯ₂センサ４３が設けられている。
【００３６】
上記構成を有するエンジン装置１の制御は、電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）５０により行われる。図２は、ＥＣＵ５０の概略構成説明図である。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、ＣＰＵ５３、入力ポート５４、出力ポート５５がバスライン５６を介して互いに接続されている。
【００３７】
また、各種センサから受け取ったアナログ信号をデジタル信号に変換して入力ポート５４に引き渡すＡ／Ｄ変換器５７、及び出力ポート５５から受けた制御信号を駆動信号に変換して各種アクチュエータ類に出力するための駆動回路５８を内蔵している。
【００３８】
入力ポート５４には、クランク角センサ３１、カム角センサ３２が接続され、また、Ａ／Ｄ変換器５７を介してエアフローメータ３４、Ａ／Ｆ空燃比センサ４１、リアＯ₂センサ４３、排気温センサ４２、吸気温センサ３６が接続されている。出力ポート５５には、イグナイタ１１が接続され、また、駆動回路５８を介してタンブル駆動装置１７、インジェクタ７、ソレノイドバルブ２５、及び図示していないインストルメントメータパネルに設けられる警告ランプ２６が接続されている。
【００３９】
ＲＯＭ５１は、制御プログラムや予め設定された固定データを記憶し、ＲＡＭ５２は、各種センサからの検出信号や学習値等を格納する。ＣＰＵ５３は、予め設定された固定データや各種センサからの検出信号等を用いてＲＯＭ５１に記憶した制御プログラムに従って演算処理を行い、燃料噴射制御、点火時期制御等を行う。そして、ＥＣＵ５０では失火の検知を行い、失火を検知した場合は排気温度の上昇を抑制して失火気筒の判別を行う失火検出制御が実施される。
【００４０】
次に、上記構成を有するエンジン装置１の失火検出方法について図３のフローチャートに基づいて説明する。まず最初に、ステップＳ１では、失火の有無を診断するための失火診断パラメータの入手が行われる。失火診断パラメータは、排気温度と空燃比が用いられ、排気温度は排気温度センサ４２により検出され、空燃比は、プリ触媒２０の上流位置に設けられたＡ／Ｆ空燃比センサ４１により検出される。
【００４１】
ステップＳ２では、いずれかの気筒に失火が生じているか否かが判断される。この判断は、ステップＳ１にて入手した失火診断パラメータに基づいて行われる。具体的には、排気温度の上昇量と空燃比のリーン側への変化量に基づいて判断される。
【００４２】
ここで、実際にいずれかの気筒に失火が生じている場合には、失火気筒から未燃ガスが排気通路に排出される。したがって、排気通路内に流れ込んだ未燃ガスは、プリ触媒２０の熱により排気通路内にて燃焼する、いわゆる後燃えを発生させる。これにより、排気音センサ４２により検出される排気温度は通常以上に上昇する。
【００４３】
また、排気通路内に流れ込んだ未燃ガスは、プリ触媒２０の上流位置では多量の酸素を含有している。したがって、プリ触媒２０の上流位置に設けられたＡ／Ｆ空燃比センサ４１は、多量の酸素を検出し、空燃比は通常以上にリーン側に変化する。
【００４４】
したがって、排気温度が通常以上に上昇した場合若しくは空燃比が通常以上にリーン側に変化した場合（ＹＥＳ）は、いずれかの気筒に失火が生じていると判断し、排気温度の上昇を抑制すべくステップＳ３に進む。
【００４５】
また、排気温度の上昇量が通常の範囲内でありかつ空燃比のリーン側への変化量が通常の範囲内である場合（ＮＯ）は、失火が生じていないと判断して、本ルーチンを抜ける（リターン）。ここまでの部分が失火診断手段に相当する。
【００４６】
ステップＳ３では、全ての気筒＃１〜＃４に対する燃料カットが所定時間行われる。これにより、エンジン本体２は全気筒燃料カットとされ、失火気筒からの未燃ガスの排出は停止され、プリ触媒２０における後燃えを防止できる。
【００４７】
また、エンジン本体２は、慣性力によりエンジン回転を継続するため、吸気通路３より吸入された空気は、そのまま燃焼室９から排出されて排気通路４に流れ込み、排気通路４内を冷却する。したがって、プリ触媒２０が、失火により高騰した排気温度によって熱せられていた場合には、迅速に冷却されることとなる。
【００４８】
この結果、失火による排気温度の上昇を抑制することができ、プリ触媒２０への熱による影響を防止することができる。特に、エンジン動作状態が高負荷運転領域内の場合には、失火による排気温度の上昇が急激になされるため、これを迅速に抑制することができ、プリ触媒２０を確実に保護することができる。
【００４９】
したがって、失火に起因したプリ触媒２０の溶損を確実に防止することができ、その下流に位置するターボ１３を保護することができる。この部分が排気温度抑制手段に相当する。
【００５０】
尚、本実施の形態では、全気筒燃料カットを所定時間継続することによって排気温度を所定温度まで低下させているが、全気筒燃料カットの継続を排気温センサの検出値に基づいて決定しても良い。所定時間は排気温度が低下するまでの時間を見越して設定した時間、又は排気温センサの出力値に基づいて設定される時間、更には、排気温センサの検出値が所定の温度に達するまでの時間としても良い。
【００５１】
そして、全気筒の燃料カットにより排気温度の上昇を抑制した後に、失火気筒の特定を行うべく、ステップＳ４以降に進む。ステップＳ４では、全気筒燃料カットから燃料カットを解除して燃料噴射を復帰させる気筒＃ｎの指示がなされる。ここでは、気筒＃１の燃料カット解除が指示される（ｎ＝１）。
【００５２】
ステップＳ５では、指示された気筒＃ｎの燃料カットの解除がなされ、燃料噴射の復帰が行われる。したがって、ステップＳ４から移行してきた場合は気筒＃１に対する燃料カットの解除が行われる。そして、ステップＳ６へ進む。
【００５３】
ステップＳ６では、気筒＃ｎの燃料カット解除により失火が生じたか否かが判断される。ここで、燃料カット解除の際における失火診断パラメータの変化量が算出され、その変化量が予め設定されている失火判定量よりも大きいか否かが判断される。
【００５４】
失火判定量は、ＥＣＵ５０のＲＯＭ５１内に予め設定されており、失火診断パラメータの変化量と比較される。失火診断パラメータは、ステップＳ１と同様に排気温度と空燃比が用いられ、これに対応する失火判定量も排気温度変化量と空燃比のリーン側への変化量が設定されている。
【００５５】
失火診断パラメータの変化量が失火判定量よりも大きい場合（ＹＥＳ）はステップＳ９に進み、ステップＳ９にて失火気筒が特定される。ステップＳ９では、ステップＳ５にて燃料カットを解除したことによって失火が生じたとして、燃料カットを解除した気筒を失火気筒と特定し、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００５６】
また、失火診断パラメータの変化量が失火判定量よりも小さい場合（ＮＯ）はステップＳ５にて燃料カット解除した気筒は失火気筒ではないと判断してステップＳ７へ進む。
【００５７】
ステップＳ７では、気筒番号を表すｎに１が加算される。これにより、次に燃料カット解除を行う気筒が指示される。したがって、ステップＳ５にて気筒＃１の燃料カット解除が行われていた場合にはｎ＝２となり、次は気筒＃２の燃料カット解除を行うこととなる。そして、全気筒の燃料カット解除を実施したか否かを判断すべくステップＳ８へ移行する。
【００５８】
ステップＳ８では、ステップＳ７にて１を加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎと比較される「４」は、エンジン本体が有する気筒数を示し、６気筒を有するエンジンでは「６」となる。ここで、ｎが４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒の燃料カット解除を実施しておらず、全気筒に対する失火判断を行っていないとして、ステップＳ５に戻る。
【００５９】
したがって、ｎが４よりも大きい数となるまでは、Ｓ５からＳ７までの処理が繰り返される。これにより、気筒＃１から＃４まで順番に燃料カット解除がなされ、燃料カット解除がなされる度にＳ６にて失火有無の判断が行われる。
【００６０】
気筒数ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）は、全気筒の燃料カット解除を終了しており、全気筒に対する失火判断を行ったが失火気筒を特定できなかったとして本ルーチンを抜ける（リターン）。この部分が失火気筒特定手段に相当する。
【００６１】
以上の失火検出方法によれば、いずれかの気筒に失火が生じていると判断した場合には、まず最初に全気筒燃料カットが実施され、それから失火気筒の特定が行われる。
【００６２】
これにより、失火による排気温度の上昇を迅速に抑制し、排気通路の上流に位置するプリ触媒２０への失火による影響を防止することができる。特に、エンジン運転状態が高負荷運転領域内において失火を生じた場合でもプリ触媒２０を確実に保護することができ、かつ保護した状態で失火気筒を特定することができる。尚、失火気筒を特定した後は、従来と同様に失火気筒への燃料カット制御が行われ、警報ランプ２６（図２参照）が点灯される。
【００６３】
上述の実施の形態における失火気筒の特定方法については、他の方法を用いても良い。例えば、上述の実施の形態では、失火気筒の特定は全気筒燃料カットから１気筒ずつ燃料カットを解除する気筒を増加させることにより行われたが、他の失火気筒特定方法として全気筒燃料カットから１気筒燃料カットとし、この１気筒燃料カットを全気筒に対して順番に実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて判断しても良い。
【００６４】
図４は、上述の他の失火気筒特定方法を用いた失火検出用フローチャートである。図において、ステップＳ１１〜ステップＳ１３までは図３のステップＳ１〜ステップＳ３までと同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３における全気筒燃料カットから任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットとすべく、当該任意の１気筒の指定がなされる。ここでは、気筒＃１（ｎ＝１）が設定される。ステップＳ１５では、気筒＃１以外の全ての気筒＃２、＃３、＃４の燃料カットが解除され、燃料噴射の復帰が行われ、ステップＳ１６へ進む。
【００６６】
ステップＳ１６では、１気筒燃料カットにより失火が消滅しているか否かが判断される。ここで、１気筒燃料カットとした際における失火診断パラメータの変化量が予め設定されている失火判定量未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１９に進み、ステップＳ１９にて失火気筒が特定される。ここでは、ステップＳ１５にて気筒＃ｎを１気筒燃料カットとしたために失火が消滅したとして、気筒＃ｎを失火気筒と特定し、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００６７】
また、ステップＳ１６にて失火診断パラメータの変化量が失火判定量以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ１５にて１気筒燃料カットとした気筒に失火は生じていないと判断して、ステップＳ１７へ進む。
【００６８】
ステップＳ１７では、気筒番号を表すｎに１が加算される。これにより、次に１気筒燃料カットされる気筒が指示される。したがって、ステップＳ１５にて気筒＃１の１気筒燃料カットが実施されていた場合にはｎ＝２となり、次は気筒＃２に対する１気筒燃料カットが実施されることとなる。そして、全気筒に対して１気筒燃料カットを実施したか否かを判断すべくステップＳ１８へ移行する。
【００６９】
ステップＳ１８では、ステップＳ１７にて１を加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎと比較される「４」は、エンジン本体が有する気筒数を示し、６気筒を有するエンジンでは「６」となる。ここで、ｎが４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒に対して１気筒燃料カットを実施しておらず、全気筒に対する失火判断を行っていないとして、ステップＳ１５に戻る。
【００７０】
したがって、ｎが４よりも大きい数となるまでは、Ｓ１５からＳ１７までの処理が繰り返され、気筒＃１から＃４まで順番に１気筒燃料カットが実施される。そして、１気筒燃料カットが実施される度にＳ１６にて失火の有無の判断が行われる。
【００７１】
気筒数ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）は、既に全気筒に対する１気筒燃料カットを実施しており、全気筒に対する失火判断を行ったが失火気筒を特定できなかったとして本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００７２】
このように、失火気筒の特定を行う際に燃料カットを行う気筒を１気筒のみとすることによってエンジンの出力トルクの減少度合を小さくすることができる。したがって、エンジン出力を極端に低下させることなく、失火気筒の特定を行うことができる。
【００７３】
上述の失火気筒の特定方法については、更に他の方法を用いても良く、例えば、図５〜図７に示した差回転方式により行っても良い。差回転方式とは、各気筒毎のエンジン回転状態量（エンジン回転角速度）の変化により失火気筒の特定を行う方式であり、より詳しくは、本願出願人による特開平１０−２１３０５８号公報に記載されている。
【００７４】
図５は、差回転方式により失火気筒を特定する方法を用いた失火検出用フローチャートである。図において、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までは図３のステップＳ１〜ステップＳ３までと同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００７５】
ステップＳ２４では、エンジン回転数Ｎｅが規定回転数（ｒｐｍ）以下であるか否かの判断がなされ、エンジン回転数Ｎｅが規定回転数以下である場合（ＹＥＳ）は、差回転方式で失火気筒の特定を行うことが可能な運転領域であるとしてステップＳ２５へ進み、規定回転数よりも高いエンジン回転数の場合（ＮＯ）は、ステップＳ２２とステップＳ２３の間に戻り、規定回転数以下となるまで全気筒燃料カットを継続する。
【００７６】
差回転方式の場合、エンジン高回転領域ではエンジン内の慣性エネルギが大きいために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ため、エンジン回転数Ｎｅが規定回転数以下となった場合にのみ失火気筒の特定を行う。
【００７７】
ステップＳ２５では、ステップＳ２２にて行われた全気筒燃料カットの解除が行われ、全気筒に対する燃料噴射が復帰される。これにより、エンジンは、燃料噴射によるエンジン運転を再開する。そして、ステップＳ２６にて、差回転方式による失火気筒の特定が行われる。
【００７８】
ステップＳ２６では、差回転方式による失火気筒の特定が行われる。具体的には、図６に示したように、ステップＳ３１にてクランク角センサ３１より入力されるクランクパルスと、カム角センサ３２より入力されるカムパルスにより今回入力されたクランクパルスがいずれのクランク角に対応する信号かを識別し、ステップＳ３２にてクランクパルス入力間に入力されるカムパルスの個数、燃焼気筒の順序により現在の燃焼気筒を識別する。
【００７９】
ステップＳ３３にて前回入力されたクランクパルスから今回入力されたクランクパルス入力までの時間を算出し、ステップＳ３４にて所定クランク角毎のエンジン回転状態量として、各気筒間におけるエンジン回転速度を算出する。
【００８０】
ステップＳ３５では今回算出したエンジン回転速度から前回の同区間におけるエンジン回転速度を減算して燃焼行程気筒＃ｎの回転速度の差、すなわち気筒＃ｎに対する差回転ＤＥＬＥＮＥ＃ｎを算出する。
【００８１】
ステップＳ３６では差回転ＤＥＬＥＮＥ＃ｎの加算値を算出し、ステップＳ３７では点火回数をカウントする。更に、ステップＳ３８では今回算出したエンジン回転速度を前回のエンジン回転速度としてワークエリアにストアする。尚、ステップＳ３７における点火回数は本ルーチンの処理回数と見なしても良い。
【００８２】
そして、図７に示したように、ステップＳ４１にて点火回数が設定回数に達したか否かを判断し、ステップＳ４２にて各気筒の差回転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、ステップＳ４３にてこれら各差回転平均値ＤＮＡＶＥ＃ｉのうちの最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸを判別し、ステップＳ４４にてこの最大値ＤＮＡＶＥＭＡＸと各気筒毎の差回転平均値ＤＮＡＶＥ＃ｉをそれぞれ算出する。
【００８３】
そして、ステップＳ４５にて各気筒毎の平均値差ＳＤＮＡＶＥ＃ｉを失火判定レベルＬＶＬＭＩＳとそれぞれ比較し、ステップＳ４６にて失火判定レベルＬＶＬＭＩＳよりも平均値差ＳＤＮＡＶＥ＃ｉの大きい気筒を失火気筒と特定する。
【００８４】
また、上述の失火気筒の特定方法については、更に他の方法を用いても良く、例えば、図８に示したように、失火気筒の特定方法をエンジン運転領域に応じて変更する方法がある。
【００８５】
これは、エンジン高回転領域ではエンジン内の慣性エネルギが大きいために失火時のエンジン回転変化量が小さく、差回転方式による失火気筒の特定が困難となるため、かかる領域では排気温度若しくは空燃比を用いた失火気筒の特定を行うこととするものである。この方法によれば、エンジン回転数が所定回転領域にまで低下するまで待つ必要がなく、失火気筒の特定をより迅速に行うことができる。尚、本実施の形態ではエンジン回転数が２０００ｒｐｍ以下が差回転方式による失火気筒判別領域とされている。
【００８６】
この方法の場合、失火を検知したときにはまず最初にステップＳ５３にて全気筒燃料カットとされ、排気温度の上昇が抑制され、その後に、ステップＳ５４にてエンジン運転状態が予め設定された差回転方式による気筒判別領域内にあるか否かが判断される。
【００８７】
そして、失火判別領域内にある場合（ＹＥＳ）は差回転方式による失火気筒の判別を行い、失火判別領域内にない場合（ＮＯ）は排気温度若しくは空燃比を用いた失火気筒の特定を行う。
【００８８】
ステップＳ５５により実施される差回転方式による失火気筒の特定は、図５のステップＳ２６と同様であり、ステップＳ５６により実施される排気温度若しくは空燃比を用いた失火気筒の特定は、図４のステップＳ１４〜ステップＳ１９と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００８９】
次に、本発明の第２の実施の形態について以下に図９に基づいて説明する。本実施の形態において特徴的なことは、排気温度の上昇を抑制すると同時に失火気筒の特定を行うことである。
【００９０】
すなわち、上述の第１の実施の形態では、失火を検知した場合、全気筒燃料カットして排気温度の上昇を抑制した後に、失火気筒の特定を行っていたが、本実施の形態では、排気温度の上昇の抑制と失火気筒の特定を同時に行うものである。
【００９１】
具体的には、エンジンの失火を検知すると燃料噴射を行う気筒を１気筒のみとする１気筒燃料噴射を行い、エンジン出力を低下させ、排気温度の上昇を抑制する。そして、同時に排気温度若しくは空燃比の変化量に基づいて燃料噴射を行っている気筒が失火しているか否かを判断する。失火していない場合は、１気筒燃料噴射を別の気筒に実施して同様に失火の有無を判断し、失火気筒の特定を行う。
【００９２】
以下に、図９のフローチャートを用いて説明する。まず最初に、ステップＳ６１及びステップＳ６２にていずれかの気筒で失火が生じていると判断された場合にはステップＳ６３に進み、ステップＳ６３では、燃料噴射させる気筒＃ｎを１とする設定がなされる。
【００９３】
ステップＳ６４では、気筒＃ｎのみにより燃料噴射が行われる。したがって、気筒＃２、＃３、＃４は、燃料カットされ、気筒＃１のみが燃料噴射を行っている１気筒燃料噴射とされる。これにより、全気筒燃料カットよりも緩やかではあるが排気温度の上昇を抑制することができる。そして、失火気筒の特定を行うべくステップＳ６５以降へ進む。
【００９４】
ステップＳ６５では、１気筒燃料噴射としたことにより失火が消滅したか否かが判断される。ここで、排気温度の低下量若しくは空燃比のリーン側への変化量が失火判定量未満である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ６８へ進む。ステップＳ６８では、１気筒燃料噴射となっている気筒＃ｎに失火が生じているために失火診断パラメータの変化量が失火判定量よりも大きく変化しないと判断して、ステップＳ６４にて１気筒燃料噴射とした気筒が失火気筒であると特定する。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００９５】
また、ステップＳ６５にて排気温度の低下量若しくは空燃比のリーン側への変化量が失火判定量以上である場合（ＮＯ）は、ステップＳ６４にて１気筒燃料噴射とされた気筒＃ｎには失火が生じていないと判断して、ステップＳ６６へ進む。
【００９６】
ステップＳ６６では、気筒番号を表すｎに１が加算される。これにより、次に１気筒燃料噴射とされる気筒が指示される。したがって、ステップＳ６４にて気筒＃１により１気筒燃料噴射が実施されていた場合にはｎ＝２となり、次は気筒＃２による１気筒燃料噴射が実施されることとなる。そして、全気筒により１気筒燃料噴射を実施したか否かを判断すべくステップＳ６７へ移行する。
【００９７】
ステップＳ６７では、ステップＳ６６にて１を加算したｎが４よりも多いか否かが判断される。ｎが４以下である場合（ＮＯ）は、未だ全気筒により１気筒燃料噴射を実施しておらず、全気筒に対する失火判断を行っていないとして、ステップＳ６４に戻る。
【００９８】
ｎが４よりも多い場合（ＹＥＳ）は、既に全気筒による１気筒燃料噴射を実施しており、全気筒に対する失火判断を行ったが失火気筒を特定できなかったとして本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００９９】
したがって、ｎが４よりも大きい数となるまでは、Ｓ６４からＳ６６までの処理が繰り返され、気筒＃１から＃４まで順番に１気筒燃料噴射が実施される。そして、１気筒燃料噴射が実施される度にＳ６５にて失火有無の判断が行われる。
【０１００】
以上の失火検出方法によれば、いずれかの気筒に失火が生じていると判断した場合には、１気筒燃料噴射とされ、失火による排気温度の上昇が抑制されると同時に失火気筒の特定が行われる。
【０１０１】
したがって、第１の実施の形態と同様に排気通路の上流に位置するプリ触媒２０への失火による影響を防止することができ、かつ保護した状態で失火気筒を迅速に特定することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多気筒エンジンの失火検出装置によれば、エンジンのいずれかの気筒で失火がおきたと判断した場合には、燃料カットが行われ、失火による排気温度の上昇が抑制される。そして、排気温度を安全な温度まで下げたところで、失火気筒の特定が行われる。したがって、失火による排気通路内の高温状態を防止することができ、触媒を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の失火検出装置を備えたエンジン装置を概念的に示した全体構成図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成説明図である。
【図３】第１の実施の形態における失火検出ルーチンのフローチャートである。
【図４】他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ルーチンのフローチャートである。
【図５】更に他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ルーチンのフローチャートである。
【図６】差回転を算出するための差回転算出ルーチンのフローチャートである。
【図７】失火気筒判別ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】他の失火気筒特定方法を用いた失火検出ルーチンのフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態における失火検出ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン装置
７インジェクタ
１３ターボ
２０プリ触媒
３１クランク角センサ
３２カム各センサ
３６吸気温センサ
４１Ａ／Ｆ空燃比センサ（失火診断パラメータ検出手段）
４２排気温センサ（失火診断パラメータ検出手段）
５０電子制御装置（ＥＣＵ）

Claims

排気ガスの状態を失火診断パラメータとして検出する失火診断パラメータ検出手段と、
該失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失火の有無を診断する失火診断手段と、
高回転領域内において該失火診断手段が失火有りと診断した場合に前記エンジンの全ての気筒に対する燃料カットを実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、
該排気温度の上昇を抑制した後に失火気筒の特定を行う失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とする多気筒エンジンの失火検出装置。
前記排気温度抑制手段は、
前記エンジンの全ての気筒に対する燃料カットを一定時間継続することを特徴とする請求項１に記載の多気筒エンジンの失火検出装置。
前記失火気筒特定手段は、
前記全気筒燃料カットから１気筒ずつ順番に燃料カットを解除し、
該解除した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの失火検出装置。
前記失火気筒特定手段は、
任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気筒に対して順次実施し、
該１気筒燃料カットを実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの失火検出装置。
前記失火気筒特定手段は、
所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により気筒失火を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの失火検出装置。
前記失火気筒特定手段は、
エンジン運転状態が前記高回転領域内にある場合は、任意の１気筒のみ燃料カットした１気筒燃料カットを各気筒に対して順次実施し、該１気筒燃料カットを実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒を特定し、
エンジン運転状態が低・中回転領域内にある場合は、所定クランク角毎のエンジン回転状態量の変化により失火気筒を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの失火検出装置。
排気ガスの状態を失火診断パラメータとして検出する失火診断パラメータ検出手段と、
該失火診断パラメータの変化に基づいて多気筒エンジンにおける失火の有無を診断する失火診断手段と、
該失火発生と診断した場合に任意の１気筒のみ燃料噴射を行う１気筒燃料噴射を実施して排気温度の上昇を抑制する排気温度抑制手段と、
該１気筒燃料噴射を他の各気筒に対してそれぞれ実施し、該１気筒燃料噴射を実施した際の失火診断パラメータの変化に基づいて失火気筒の特定を行う失火気筒特定手段とを備えたことを特徴とする多気筒エンジンの失火検出装置。
前記失火診断パラメータは、
排気温度と空燃比の少なくとも一方が用いられ、
失火の有無は、排気温度の変化量或いは空燃比のリーン側への変化量に基づいて判断されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の多気筒エンジンの失火検出装置。