JPH05332189A - 多気筒エンジンの燃焼状態診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気筒相互間の回転速度変動から燃焼状態を診
断する装置において、広い回転速度範囲で燃焼状態を正
確に診断することができることである。 【構成】 回転速度の変化に応じた燃焼状態パラメータ
Ｄの変動バラツキに関する関数パターンを記憶しておく
関数パターン記憶手段４４と、回転速度および燃焼状態
パラメータＤから、順次、各気筒毎に関数パターンを補
正しつつ特定して所定気筒の回転速度に対する燃焼状態
パラメータの変動バラツキＤ’を求める学習手段４５
と、所定気筒に対する燃焼状態パラメータＤからこの燃
焼状態パラメータＤの変動バラツキＤ’を減算して、こ
れを新たな燃焼状態パラメータとする補正手段４６と、
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気筒相互間の回転速度
変動により、燃焼状態を診断する多気筒エンジンの燃焼
状態診断装置および燃焼状態診断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンにおける燃焼の異常、例えば、
失火の発生は、未燃焼ガスが排出されるため大気汚染の
原因となる。さらに、排気ガスを浄化することを目的に
設けられている触媒等において、未燃焼ガスが燃焼する
ことにより、これらの排気ガス浄化装置部が異常高温と
なり性能が低下したりする。これらの対策のため、例え
ば、失火の発生を検出して運転者に警告したり、失火の
発生している気筒に対して燃料の供給を中止したりする
必要がある。

【０００３】失火等の燃焼状態の診断装置に関する従来
技術としては、例えば、エンジンの回転速度の変動から
検出する方法、燃焼室内の燃焼圧力、温度等から検出す
る方法、点火コイルを流れる電流波形等から検出する方
法等、数多くの方法がある。このうち、気筒相互間の回
転速度変動から燃焼状態を検出する方法は、比較的コス
トの上昇が少なく、原因によらず（燃料系、点火系、空
気系いずれの異常による燃焼状態の悪化であっても）燃
焼状態の異常を検出できるという特徴がある。この方法
は、具体的には、例えば、特開平２−１１２６４６号公
報に記載されているもののように、正常燃焼時と異常燃
焼時とは、回転速度が異なるため、各気筒ごとに特定ク
ランク角のところで回転速度を検出し、気筒相互間にお
ける回転速度の変動量に基づいて、燃焼状態を診断する
ものである。

【０００４】ところで、この回転速度変動から燃焼状態
を検出しようとするもののうち、より精度を上げようと
するものとしては、例えば、特公平１−３００９８号公
報に記載されているものがある。この技術は、同じ回転
速度の加速時と減速時（燃料が燃焼することのない減
速、すなわち例えば燃料供給停止を伴う減速等である必
要がある。）との運動エネルギー変化の差を求めること
により、誤差をもたらす多数のファクタ（特にピストン
等作動部材の質量、回転速度測定等の誤差）を相殺し
て、燃焼状態の検出精度を高めようというものである。

【０００５】また、回転速度変動から燃焼状態を検出す
る方法では、当然のことながら回転速度を検出する手段
の精度により、燃焼状態の検出精度が左右されてしま
う。このため、燃焼状態の検出精度を向上させるために
は、回転速度の測定精度を向上させることが好ましい。
この回転速度情報の測定精度を向上させるべく、クラン
ク角を正確に測定するための技術に関しては、例えば、
特開昭６０−２５４３４号公報や特開平３−９２５６５
号公報等に記載されたものがある。前者の技術は、失火
時に圧力センサで燃焼室圧力最大時期を検出し、この信
号でクランク角センサの圧縮上死点信号を補正するとい
うものである。また、後者の技術は、計測するクランク
角と真のクランク角との誤差を回転数との関係で、予め
固定的に取得しておき、つまり、回転数に応じた誤差分
をマップ等に登録しておき、この誤差に基づき、計測し
たクランク角を補正しようというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転速度変
動から燃焼状態を検出する場合、エンジンが高回転にな
ると、爆発膨張行程にかかる時間が短くなり、失火した
場合の回転速度の落ち込みが回転速度にほぼ反比例して
少なくなるために、正常時と失火時との回転速度の差が
ほとんどなくなり、燃焼状態の診断が難しくなる。一例
を述べると、回転速度が６０００ｒｐｍの時で負荷が比
較的低い場合には、失火しても回転速度は５〜１０ｒｐ
ｍ程度しか変化しない。従って、このような高速低負荷
でも燃焼状態を検出しようとすると、回転速度に関する
情報としては、少なくとも１ｒｐｍ程度の精度が必要と
なる。しかるに、特開平２−１１２６４６号公報の技術
では、この点をまったく考慮しておらず、特に高速回転
時には、正確に燃焼状態を診断することができない（あ
るいは非常に高精度の回転速度検出手段を必要とする）
という問題がある。

【０００７】また、特公平１−３００９８号公報の技術
では、同じ回転速度の加速時と減速時との運動エネルギ
ー変化の差を求めることにより、誤差を相殺しているた
めに、燃焼状態の診断精度を高めることは可能である
が、次のような問題がある。すなわち、この方法は、同
じ回転速度の加速時の運動エネルギーと減速時の運動エ
ネルギーとを必要とするため、エンジンメーカまたはサ
ービス工場でのチェック方法としては良いが、例えば自
動車等に搭載されたエンジンを自動的にチェツクする所
謂自己診断に採用しようとすると、運転者の運転パター
ンの偏りのため、加速時と減速時の回転速度が同じにな
るデータ取得可能な回転数範囲は、非常に狭く、正確な
燃焼診断を行えない領域が存在してしまうという問題点
がある。

【０００８】また、特開昭６０−２５４３４号公報や特
開平３−９２５６５号公報等に記載されているクランク
角検出装置を利用して、その出力に基づき燃焼状態を正
確に診断しようとしても、次のような問題点がある。前
者のものを利用する場合、補正する際の基準となる圧力
最大時期の検出精度自体が、前述のような高速低負荷時
の燃焼状態の診断に必要とされる精度には及ばず、高速
低負荷時の燃焼状態の正確な診断を期待することができ
ないという問題点がある。また、後者のものを利用する
場合、誤差が予め固定的に設定されているため、エンジ
ンの固体差や経時変化に対応することができないという
問題点がある。

【０００９】本発明は、以上のような従来技術の問題点
について着目してなされたもので、回転速度変動からエ
ンジンの燃焼状態を検出する装置において、広い回転速
度範囲で燃焼状態を正確に診断することができると共
に、エンジンの固体差やその経時変化にも対応すること
ができる多気筒エンジンの燃焼状態診断装置および燃焼
状態の診断方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の多気筒エンジンの燃焼状態診断装置は、予め、回転速
度の変化に応じた燃焼状態パラメータの変動バラツキに
関する関数パターンを記憶しておく関数パターン記憶手
段と、計測される回転速度および求められる前記燃焼状
態パラメータから、順次、前記関数パターンを特定また
は補正しつつ特定して、所定気筒の回転速度に対する燃
焼状態パラメータの変動バラツキを求めるする学習手段
と、前記燃焼状態パラメータから、求められた前記変動
バラツキを減算して、これを新たな燃焼状態パラメータ
とする補正手段と、を備えていることを特徴とするもの
である。

【００１１】なお、この多気筒エンジンの燃焼状態診断
装置において、診断するエンジンに対する関数パターン
を予め準備しておくことができない場合には、各種実験
等により、複数の関数パターンを準備しておき、計測さ
れる回転速度および求めらる燃焼状態パラメータとか
ら、複数の関数パターンのうち、いずれかの関数パター
ンに対する優先性および優先される関数パターンを定め
るようにしてもよい。

【００１２】また、前記目的を達成するための他の多気
筒エンジンの燃焼状態診断装置は、求められた燃焼状態
パラメータから、該燃焼状態パラメータの変動バラツキ
成分を抽出する抽出手段と、抽出された変動バラツキ成
分を過去の変動バラツキ成分との関係において補正し、
補正した該変動バラツキ成分を回転速度毎または定めら
れた回転速度領域毎に記憶しておく学習手段と、所定気
筒に対して求められた燃焼状態パラメータから、該所定
気筒の前記回転速度に対応する変動バラツキ成分を減算
して、これを新たな燃焼状態パラメータとする補正手段
と、を備えていることを特徴とするものである。

【００１３】前記目的を達成するためのさらに他の多気
筒エンジンの燃焼状態診断装置は、各気筒毎に定められ
ている回転速度計測区間の経過所要時間を各気筒ごとに
計測する所要時間計測手段と、各気筒毎の前記所要時間
を補正する補正値を、逐次、現在までに計測された複数
の所要時間との関係において補正する学習手段と、補正
された前記補正値に基づき、計測された所要時間を補正
する補正手段と、補正された所定気筒の所要時間および
補正された他の気筒の所要時間を用いて、所定気筒の回
転速度と他の気筒の回転速度との差異量である燃焼状態
パラメータを求める燃焼状態パラメータ演算手段と、求
められた前記燃焼状態パラメータの値に応じて、前記所
定気筒の燃焼状態を診断する燃焼状態判定手段と、を備
えていることを特徴とするものである。

【００１４】なお、回転速度は回転速度計測区間をその
経過所要時間で割った値で、回転速度と所要時間とには
相関関係があるので、以上の多気筒エンジンの燃焼状態
診断装置において、回転速度を用いている箇所に所要時
間を用い、逆に、所要時間を用いている箇所に回転速度
を用いてもよい。

【００１５】

【作用】学習手段は、計測された回転速度および求めら
た前記燃焼状態パラメータとから、関数パターン記憶手
段に記憶されている関数パターンを直ちに特定する。関
数パターンが一旦特定されると、次からは、順次、先に
特定した関数パターンを補正しつつ特定して行く。学習
手段は、さらに、所定気筒に対して定められた関数パタ
ーンを用いて、所定気筒の回転速度に対する燃焼状態パ
ラメータの変動バラツキを求め、これを補正値として記
憶しておく。補正手段は、燃焼状態パラメータからこの
燃焼状態パラメータに対する変動バラツキを減算して、
これを新たな燃焼状態パラメータとする。燃焼状態判定
手段は、この新たな燃焼状態パラメータの値に応じた燃
焼状態の判定を行う。

【００１６】以上のように、本発明では、回転速度の変
化に応じた燃焼状態パラメータの変動バラツキに関する
関数パターンを準備しておいているので、偏った運転状
態であっても、少ない学習回数から広範囲における燃焼
状態パラメータの変動バラツキを求めることができる。
したがって、学習していない範囲であっても、変動バラ
ツキがほとんど除去された燃焼状態パラメータを得るこ
とができ、広い回転速度範囲で、燃焼状態を正確に診断
することができる。また、計測された回転速度等を用い
て、関数を順次補正しているので、同一形式のエンジン
における固体差や、エンジンの経時変化にも対応するこ
とができる。

【００１７】一の関数パターンまたは複数の関数パター
ンを準備できないときでも、燃焼状態パラメータから、
その変動バラツキ成分を抽出する抽出手段を備えていれ
ば、広い回転速度範囲において、正確に燃焼状態を診断
することができる。すなわち、燃焼状態パラメータの変
動バラツキ成分を得るためには、非燃焼状態しておける
回転速度を用いて求めることが好ましいが、これでは、
運転状態の偏りにより、特定の範囲内の変動バラツキ成
分しか得られない。そこで、比較的安定した燃焼状態に
おける燃焼状態パラメータから変動バラツキ成分を抽出
することにより、非燃焼状態以外からでも変動バラツキ
に関する情報を得ることができるようにすることによ
り、広い回転速度域における燃焼診断を正確に行うこと
ができるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の各種実施例について、図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施例のエンジン
回りの全体構成を示す図面である。エンジン１には、エ
ンジン１の始動時に使用するスタータ用のリングギア４
の歯形を電磁式ピックアップ５ａで検出するタイプのポ
ジションセンサ５（すなわちクランク軸７の１回転にリ
ングギアの歯数に対応した数の信号を発生する。）と、
クランク軸７の１回転に１回一定のクランク角度位置で
の信号を得るためにリングギア４に設けた突起部４ａ及
び電磁式ピックアップ６ａを用いたレファレンスセンサ
６と、気筒識別用にクランク軸７の２回転につき１回信
号を発生するフェイズセンサ３と、が設けられている。
なお、以上の各種センサ５，６，３は、本発明におい
て、これらの形式に限定されるものではない。各種セン
サ５，６，３からの出力５ｂ，６ｂ，３ｂは、制御演算
ユニット１０に入力され、クランク角度、回転速度等が
測定または計算される。排気ガスは、排気管２３を通
り、酸素濃度センサ２４で酸素濃度を計測された後、触
媒２５で浄化される。エンジン１が失火した場合、エン
ジン１から未燃焼ガスが排気管２３に流出して、これが
触媒２５の有する箇所で燃焼すると、ここが異常に高温
となり触媒２５が劣化していまう。また、当然のことな
がら、触媒２５が劣化すれば、失火が発生しなくなって
も、各種有害ガスが浄化されなくなるので、大気が汚染
されることになる。

【００１９】制御演算ユニット１０は、図２に示すよう
に、各種センサ５，６，３等からの出力５ｂ，６ｂ，３
ｂが入力する入力回路１４と、各種プログラム等が記憶
さているＲＯＭ１２と、各種データ等が記憶されるＲＡ
Ｍ１３と、各種センサ５，６，３からの出力５ｂ，６
ｂ，３ｂおよびＲＯＭ１２に記憶されているプログラム
に基づいて各種演算を実行するＣＰＵ１１と、Ｉ／Ｏ１
５と、ＣＰＵ１１からの指示に従って点火プラグ２１を
制御する点火プラグ駆動回路１６と、ＣＰＵ１１からの
指示に従ってインジェクタ２２を駆動するインジェクタ
駆動回路１７と、を有している。なお、同図において、
制御演算ユニット１０には、ポジションセンサ５からの
出力５ｂ、レファレンスセンサ６からの出力６ｂ、フェ
イズセンサ３からの出力３ｂの他、ブレーキペダル操作
センサ１８、加速度センサ１９、酸素濃度センサ２４、
空気流量センサ（図示されていない。）、水温センサ
（図示されていない。）等からの出力も入力する。ま
た、制御演算ユニット１０からの信号は、点火プラグ２
１、インジェクタ２２の他、燃焼状態の診断結果等を運
転者に知らせるため表示装置２９にも出力される。

【００２０】図３は、各種センサ３，５，６からの出力
タイミングを４気筒エンジンの場合について示した図で
ある。３ｂは、前述のようにフェイズセンサ３の図示し
ていない波形成形回路を通した後の出力であり、クラン
ク軸７が２回転する毎に１回出力される。この出力タイ
ミングは、第１気筒の燃焼上死点で出力されるように合
わせてある。６ｂは、レファレンスセンサ６の図示して
いない波形成形回路を通した後の出力であり、クランク
軸７が１回転する毎に１回出力される。この出力タイミ
ングは、第１気筒の上死点で出力されるように合わせて
ある。５ｂは、ポジションセンサ５の図示してない波形
成形回路を通した後の出力であり、これはリングギア４
の歯に対応して一定のクランク角度ごとに出力される。
波形３１は信号５ｂのパルス数のカウント値を示し、信
号３ｂと信号６ｂとのＡＮＤ信号によりリセットされ
る。このカウント値３１により、例えば第１気筒の燃焼
上死点を基準としたクランク角度を検出することができ
る。波形３２は回転速度計測区間を表す信号の一例であ
り、前述のカウント値３１に基づいてほぼ各気筒の燃焼
行程に対応するクランク角度位置に設定される。図の例
では、点火順が第１、２、３、４気筒として対応する回
転速度計測区間に気筒番号を付している。この回転速度
計測区間を回転するのに要する時間をＣＰＵ１１内のク
ロックが測定し、これをＴｄａｔａ(ｎ)（ｎ：気筒番
号）とする。

【００２１】なお、このＴｄａｔａ(ｎ)を測定する方法
は、上記のように、２回転毎にリセットするのではな
く、各気筒毎に設定した基準クランク角度において前記
カウント値に相当するカウント値３１をリセットするこ
とも可能である。

【００２２】ところで、エンジンの回転速度Ｎは、正常
な燃焼状態でも一定ではなく、クランク角度に応じて変
動する。この変動は、各燃焼室での吸気、圧縮、燃焼、
排気行程に伴う発生トルクＴｇの変動や、ピストン等往
復動する質量の慣性力に伴い生じるトルクＴｉの変動に
よるものである。例えば、４気筒エンジンの場合、発生
トルクＴｇは、図５に示すように、脈動する。これは、
燃焼室内の圧力とクランク機構のアーム長との積により
決定する曲線である。この発生トルクＴｇの変動に伴
い、例えば、トルクＴｉが比較的小さい低速回転時に
は、回転速度Ｎは図４に示すように変動する。この際、
エンジン１が失火すると、爆発によるトルクが発生しな
いので、発生トルクＴｇおよび回転速度Ｎは、同図の破
線で示すように、低下する。そこで、燃焼状態パラメー
タとしては、例えば、（数１）で示されるＤを採用す
る。

【００２３】 Ｄ(ｎ)＝｛Ｎ(ｎ)²−Ｎ(ｎ−１)²｝／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１） ここで、ｎは該当する気筒番号、Ｎ(ｎ)は該当気筒の回
転速度である。この燃焼状態パラメータＤは、回転運動
エネルギーの変化にほぼ比例する値となっている。な
お、回転速度Ｎは、まず各気筒の燃焼上死点を基準に回
転速度計測区間の開始位置をＷｓ（正の値である必要は
ない。）、幅をＷ（ｄｅｇ）とし、この回転速度計測区
間を回転するのに要する時間Ｔｄａｔａ（ｓ）を計測
し、（数２）を用いて求める。

【００２４】 Ｎ＝６０×（Ｗ／３６０）／Ｔｄａｔａ （r/min）・・・・・・・・・・・・・（数２） この燃焼状態パラメータＤの（数１）は、（数２）を用
いて、以下に示す（数３）ように、変形することができ
る。

【００２５】 Ｄ(ｎ)≒｛Ｎ(ｎ)−Ｎ(ｎ−１)｝・Ｎ(ｎ−１)／２ ＝Ｋ・Ｗ²・｛Ｔｄａｔａ(ｎ−１)−Ｔｄａｔａ(ｎ)｝ ／｛Ｔｄａｔａ(ｎ)・Ｔｄａｔａ(ｎ−１)²｝ （K=(60/360)²） ≒−Ｋ・Ｗ²・［｛Ｔｄａｔａ(ｎ)−Ｔｄａｔａ(ｎ−１)｝ ／Ｔｄａｔａ(ｎ−１)³］ ここで、燃焼状態パラメータを簡略化するため、−Ｋ・
Ｗ²を省略する。

【００２６】 Ｄ(ｎ)＝｛Ｔｄａｔａ(ｎ)−Ｔｄａｔａ(ｎ−１)｝／Ｔｄａｔａ(ｎ−１)³ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３） この（数３）で表される燃焼パラメータＤを用いた場合
について、以下に説明する。この場合、Ｄは正常時には
ゼロに近い値、失火時には正の値を示す。また、失火に
至らなくとも不完全燃焼が発生している様な場合には、
その程度に応じた正の値を示す。なお、失火時に示す値
は、エンジンの負荷が大きい場合ほど大きな値となる。

【００２７】図６は、６気筒エンジンについて４８点火
毎に１回の割合で第１気筒（点火順を第１気筒、第２気
筒、第３気筒、…、６気筒とする。）を失火をさせた場
合のエンジン回転速度Ｎおよび燃焼状態パラメータＤの
変化を示す図である。この例では、エンジンの平均回転
速度が約２４００（r/min）と低速回転であるため、失
火時と正常時とで燃焼状態パラメータＤは明確な差を示
している。従って、例えば、失火に対して正の値のしき
い値を設定し、そのしきい値を超えたときに該当する気
筒を失火と判定するなどの燃焼状態判定を行うことが可
能である。なお、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＤの変動
の一部を拡大した図であり、失火した気筒にのみ対応し
てＤが変化している、すなわち、失火気筒の識別も可能
であることがわかる。（実際には、Ｔｄａｔａの計測や
Ｄの計算に要する遅れが存在するが、この図では位相を
合わせて表示してある。）図７は、エンジンの平均回転
速度のみを約６０００（r/min）と高速にし、その他は
図６と同様の条件にしたものである。低速回転時と比
べ、失火時と正常時とで燃焼状態パラメータＤの差がは
っきりとしなくなっていることがわかる。また、失火時
の回転速度の落ちこみは小さく（失火した気筒の次の燃
焼行程までの時間が短くなるため）、行程内の回転速度
変動は大きく（前述のピストン等往復動する質量の慣性
力に伴い生じるトルクＴｉが大きくなるため）なってい
ることもわかる。高速回転時に失火時と正常時とで燃焼
状態パラメータＤの差がはっきりとしなくなる原因のう
ち、大きな割合を占めるのは、回転速度計測区間の幅Ｗ
の誤差と、ピストン等作動部材の質量の誤差やコンロッ
ドの長さの誤差等である。ここで、回転速度計測区間の
幅Ｗの誤差に関しては、回転速度が６０００（r/min）
のときに、失火した場合、５〜１０（r/min）しか低下
しないことを考慮すると、例えば、幅Ｗに対して、１／
１０００Ｗ以下のオーダーで問題となる。したがって、
量産過程で、このような精度で、全ての回転速度計測区
間の幅Ｗ（リングギア４の歯の精度等）を把握すること
は困難である。

【００２８】これらの誤差のうち、ピストン等作動部材
の質量の誤差等は、前述の慣性力に伴うトルクＴｉの変
動のバラツキとなり、最終的に回転速度変動のバラツキ
となるが、これを単純には燃焼状態の変動による回転速
度変動のバラツキと区別することは難しい。ところで、
トルクＴｉの変動に伴う回転速度変動ω_cは、（数４）
に示すように、回転速度ωとクランク角θの関数ｈ(θ)
との積で表すことができる。

【００２９】 ω_c≒ω・ｈ(θ)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数４） ω_c ＝ピストン等往復動部分の慣性により発生する回
転速度変動 ω ＝回転速度（例えば点火サイクル内の平均回転速
度） θ ＝クランク角度 ｈ(θ)＝クランク角度θの関数で、ピストン等往復動部
分の質量等、コンロッドの長さ等により決定される。
（ｈ(θ)の詳細については、特願昭２−４２４５８号公
報に示されている。） したがって、回転速度変動のバラツキω_c’は、ｈ(θ)
のバラツキをｈ’(θ)とすれば、（数５）で示すことが
できる。 ω_c’≒ω・ｈ’(θ)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５） この（数５）より、高速回転時ほど、回転速度変動のバ
ラツキが大きくなることがわかる。

【００３０】一方、回転速度計測区間の幅Ｗの誤差につ
いては、誤差をＷ’とすると、例えば、得られるＴｄａ
ｔａの誤差Ｔｄａｔａ’は、（数６）で表すことができ
る。 Ｔｄａｔａ’＝（Ｗ’／Ｗ）×Ｔｄａｔａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数６） この誤差Ｔｄａｔａ’は、（数６）より、Ｔｄａｔａに
比例、すなわち回転速度に反比例することがわかる。

【００３１】さらに、燃焼状態パラメータＤのバラツキ
を検討すると、ｎ番気筒に対応する回転速度計測区間の
幅の誤差をＷ’(ｎ)、Ｄの誤差をＤ’として、Ｔｄａｔ
ａが一定、すなわち回転速度が一定の場合には、燃焼状
態パラメータのバラツキＤ’は、（数３）および（数
６）より、（数７）で表すことができる。 Ｄ’(ｎ)＝｛Ｔｄａｔａ’(ｎ)−Ｔｄａｔａ’(ｎ−１)｝ ／Ｔｄａｔａ’(ｎ−１)³ ＝［｛Ｗ’(ｎ)／Ｗ×Ｔｄａｔａ(ｎ) −Ｗ’(ｎ−１)／Ｗ×Ｔｄａｔａ(ｎ−１)｝］ ／Ｔｄａｔａ(ｎ−１)³ ≒［｛Ｗ’(ｎ)−Ｗ’(ｎ−１)｝／Ｗ］／Ｔｄａｔａ(ｎ−１)² ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数７） この（数７）より、燃焼状態パラメータのバラツキＤ’
は、Ｗ’(ｎ)やＷ’(ｎ−１)が回転速度計測区間毎に一
定なので、Ｔｄａｔａの２乗に反比例、すなわち回転速
度の２乗に比例することがわかる。

【００３２】以上のような検討により、各種誤差ファク
タが、所要時間Ｔｄａｔａに与える影響、すなわちＴｄ
ａｔａの誤差は、（数６）より、回転速度の関数で表す
ことができると言える。また、各種誤差ファクタが、燃
焼状態パラメータ、例えばＤに与える影響、すなわちＤ
のバラツキも、（数７）より、回転速度の関数で表すこ
とができると言える。

【００３３】図８は、燃焼状態パラメータＤのバラツキ
についての実験例である。この例では、６気筒エンジン
（点火順は、第１、２、３、４、５、６気筒の順であ
る。）で、非燃焼状態（例えばモータリング中や、坂道
を燃料供給を中断しながら下っているような状態）のＤ
の値を示している。なお、６気筒エンジンの場合、エン
ジン１回転に対して３回爆発膨張行程があるので、第１
気筒と第４気筒に対して回転速度計測区間Ａ、第２気筒
と第５気筒に対して回転速度計測区間Ｂ、第３気筒と第
６気筒に対して回転速度計測区間Ｃと、３つの回転速度
計測区間を設けている。これらの図より、各種誤差の影
響が回転速度計測区間（回転速度計測区間は、区間幅Ｗ
の外に区間開始位置により決定される）に依存している
こと、また、回転速度と関数関係があることが確認でき
る。

【００３４】回転速度計測区間に依存するということを
もう少し具体的に説明すると、例えば、第１気筒と第４
気筒に対応するＤのバラツキは、回転速度計測区間Ａと
回転速度計測区間Ｂの幅の誤差と、回転速度計測区間Ａ
と回転速度計測区間Ｂとに対応するクランク角度間のピ
ストン等作動部材の質量の誤差に起因する回転速度変動
のバラツキ（前述のω_cのバラツキ）等の誤差ファクタ
により決定するということである。なお、Ｄの変動バラ
ツキは、（数７）では回転速度の２乗に比例していた
が、この実験例では、回転速度の４乗に比例（比例定数
は気筒により３種類）している。また、この結果から、
Ｔｄａｔａの誤差を検討すると、Ｔｄａｔａに反比例、
すなわち回転速度に比例している。このように、Ｄの変
動バラツキは、常に同一の関数で表すことはできず、エ
ンジンの形式やチューニング程度等に応じて、異なる関
数で表される。

【００３５】次に、制御ユニット１０の機能的構成およ
びその動作について具体的に説明する。制御ユニット１
０は、機能的に、図１０に示すように、Ｔｄａｔａを計
測する所要時間計測手段４１と、燃焼状態パラメータＤ
を計算するパラメータ演算手段４２と、燃焼状態パラメ
ータＤの変動バラツキに関する関数パターン（後述する
（数８））を記憶しておく関数パターン記憶手段４４
と、関数パターンの係数を学習して補正値を取得する学
習手段４５と、この学習を実行するに当り適切な運転状
態であるか否かを判定する特定運転状態判定手段４３
と、学習により得られた補正値に基づいて燃焼状態パラ
メータを補正する補正手段４６と、補正された燃焼状態
パラメータＤｃを用いて燃焼状態を判定する燃焼状態判
定手段４７と、を備えている。なお、以上の各手段は、
ハード的には、制御ユニット１０のＲＯＭ１２、ＲＡＭ
１３、およびＲＯＭ１２に記憶されているプログラムに
従って演算等を実行するＣＰＵ１１とで、構成される。

【００３６】特定運転状態判定手段４３は、前述したよ
うに、各種センサからの信号に基づいて補正値を学習す
るのに適した運転状態であるか否かを判定するものであ
る。ここで、補正値を学習するのに適した運転状態と
は、例えば、燃焼のバラツキのない、燃料供給を中断し
ているような非燃焼状態等のことである。このような非
燃焼状態は、例えば、下り坂をアクセルペダルを踏まな
いで下っている際、すなわち、エンジンブレーキをきか
せている際に生じる。そこで、インジェクタ駆動回路１
７の制御において、燃料供給を中断するような制御を行
っている際に補正値の学習を促すようにする。但し、非
燃焼状態であっても、例えば、図１１および図１２に示
すように、燃焼状態パラメータＤや回転速度Ｎから明ら
かに外乱（負荷トルクの変動等）が発生していると判明
する場合には、補正値の学習を停止させる。具体的に
は、図１１に示すように、パラメータＤの値が非常に大
きい場合（同図中、（ｂ））、パラメータＤの大きい領
域が広範囲に及ぶ場合（同図中、（ｃ））、パラメータ
Ｄの値の正負が逆の場合（同図中、（ｄ））など、補正
前の燃焼状態パラメータＤであっても、明らかに、何ら
かの外乱が加わったと言える場合には補正値の学習を停
止させる。また、図１２に示すように、回転速度Ｎが低
下する領域が広範囲に及ぶ場合（同図中、（ｂ））や、
回転速度Ｎが上昇した場合（同図中、（ｃ））も、補正
値の学習を停止させる。なお、図１１及び図１２中、
（ａ）は失火状態を示している。

【００３７】以上のような場合の他、例えば、悪路を走
行しているときのように車体振動が大きい場合や、ブレ
ーキペダルが踏まれた場合なども、補正値の学習を停止
させる。車体振動が大きくなったり、ブレーキペダルが
踏まれると、負荷トルク変動荷よる回転速度変動が発生
し、このような状態のときに、学習しても適正な補正値
を得ることができない。そこで、図１に示すように、ブ
レーキペダル操作センサ１８および加速度センサ１９を
設けて、これらの出力を制御演算ユニット１０に入力し
て、補正値の学習を停止させる。

【００３８】また、比較的負荷が低く、強制的に非燃焼
状態を発生させてもあまり影響のないような運転状態の
場合には、これを検出し、補正値を学習するために強制
的にかつ一時的に燃料の供給を中断するなどして非燃焼
状態を作り出し、この非燃焼状態において補正値を学習
させることも可能である。あるいは、補正値の学習の精
度の面では、多少、非燃焼状態における学習の場合より
劣るが、比較的燃焼の安定する運転状態を検出したり、
さらには、補正値を学習するために強制的にかつ一時的
に燃料の供給量を増量したり、点火時期を補正するなど
して燃焼を安定させて（但しこのような操作を行っても
運転性や排気ガスに悪影響がでないような運転状態を検
出し、その後操作する必要がある。）補正値を学習させ
ることも可能である。

【００３９】次に、学習手段における関数パターンの係
数の学習方法について説明する。燃焼状態パラメータＤ
としては、（数７）で表されるものを採用した場合につ
いて以下に説明する。Ｄの変動バラツキについては、図
８で示したように、回転速度と関数関係がある。種々の
実験で得られ結果から、その関数関係を求めると、例え
ば、（数８）や（数９）で示すような関係があった。

【００４０】 Ｄ’＝ｋ１×Ｎ⁴ （図８の場合）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数８） Ｄ’＝ｋ２×Ｎ⁴＋ｋ３×Ｎ²・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数９） ここで、Ｄ’はＤの変動バラツキ、Ｎは回転速度、ｋ１
〜ｋ３は係数である。Ｄの変動バラツキがどのような関
数関係となるかは、ひとつには燃焼状態パラメータの種
類に左右され、燃焼状態パラメータを決定すればエンジ
ンの種類によりほぼ決定されるものと想像される。そこ
で、（数８）や（数９）に示すような、Ｄの変動バラツ
キと全回転速度域における回転速度Ｎとの関数関係を予
め求めておき、この係数を補正値として学習し、これを
燃焼状態パラメータＤの補正に利用することが考えられ
る。

【００４１】図１３は、補正値の学習方法の一例を示す
フローチャートである。この例は、６気筒エンジンで燃
焼状態パラメータＤの変動バラツキが回転速度の４乗に
比例する場合について、その比例係数を学習する場合の
処理の例を示している。

【００４２】このルーチンは、例えばＤを計算する毎に
起動される。まず、ステップ１０１では、前述したよう
な補正値の学習のための特定運転状態かどうかを判断
し、そうでないときには以下の処理を行わずこのルーチ
ンを終了する。特定運転状態であるときは、ステップ１
０２で、（数１０）を計算する。 ｋ＝Ｄ（ｎ）／Ｎ⁴・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数７） ここで、Ｎは回転速度であり、ｋはＤを計算する毎に計
算される比例係数の見込値である。なお、非燃焼状態の
ような運転状態におけるＤは、ほぼゼロになるべきで、
ゼロとならない分が各種誤差ファクタの影響によるＤの
誤差である。ステップ１０３で気筒番号ｎにより区分け
する。すなわち、前述のように、第１気筒と４気筒、第
２気筒と５気筒、第３気筒と６気筒は、それぞれ１回転
ごとに同じ回転速度計測区間を使用しているので、それ
ぞれに応じて、ステップ１０４、１０５、１０６に進
む。なお、気筒毎に回転速度計測区間を別々に設ける場
合には、それぞれの気筒に区分けするようにすれば良
い。ステップ１０４では、前回までの比例係数ｋ_aと今
回の見込値ｋとの差ｅ_aを求め、さらにｅ_aに重み付け係
数αを掛けた値をｋ_aに加算して新たに係数ｋ_aとする。
重み付け係数αは学習値である係数ｋ_aを安定させるた
めの係数で、０から１の値とすることが望ましい。な
お、重み付け係数αは、例えば学習の開始時には大きめ
の値として学習の速度を早めるとか、低速回転時にはＤ
の値そのものが小さく学習の精度が低いので回転速度に
応じて値を変える等してもよい。ステップ１０５，１０
６も基本的には、ステップ１０４と同じである。

【００４３】さらに、学習された各気筒毎の係数ｋ_a，
ｋ_b，ｋ_cを（数８）におけるｋ１として、変動バラツキ
Ｄ’を求める。この変動バラツキＤ’は、補正値とし
て、補正手段４６で燃焼状態パラメータＤの補正に用い
られる。補正手段４６では、図１３に示すように、学習
により得られた補正値Ｄ_a（＝ｋ_a×Ｎ⁴），Ｄ_b（＝ｋ_b
×Ｎ⁴），Ｄ_c（＝ｋ_c×Ｎ⁴）が入力すると、ステップ１
１０で気筒番号ｎにより区分けして、ステップ１１１，
１１２、１１３に進む。これらのステップでは、パラメ
ータ演算手段４２において求めたＤ（ｎ）からＤ’を減
算して、変動バラツキをほぼ除去したＤｃ（ｎ）を求め
る。

【００４４】燃焼状態判定手段４７では、変動バラツキ
がほぼ除去された燃焼状態パラメータＤｃ（ｎ）を用い
て、燃焼状態が判定される。具体的には、燃焼状態パラ
メータＤｃ（ｎ）が特定のしきい値よりも大きい場合に
は、失火として判定し、その旨および該当気筒を表示装
置２９に出力する。表示装置２９では、失火の旨と該当
気筒が表示され、運転者に対して、警告を促す。さら
に、失火と判定された場合には、インジェクタ２２が該
当気筒への燃料供給を停止するよう、インジェクタ駆動
回路１７に対して指示する。また、この燃焼状態パラメ
ータＤを用いて、失火以外の燃焼状態、例えば、くすぶ
り状態を検出すべく、さらに他のしきい値設けてもよ
い。この場合、エンジン１の制御としては、点火プラグ
２１の点火時期の変更、およびインジェクタ２２からの
燃料噴射量の変更を行う。

【００４５】以上のように、本実施例では、予め、全回
転速度範囲における燃焼状態パラメータの変動バラツキ
と回転速度との関数関係を予め準備しているので、非常
に少ない回数の補正値学習で、広い回転速度範囲におけ
る燃焼状態を正確に診断することができる。また、補正
値は、逐次学習されるので、エンジンが経時変化して
も、変動バラツキの少ない燃焼状態パラメータを求める
ことができ、正確な燃焼診断を行うことができる。な
お、本実施例において、Ｄ’が（数９）で表される場合
には、少なくとも、回転速度が異なる２以上の特定運転
状態から、ｋ２およびｋ３を学習することになる。この
場合の学習方法等については、後述の燃焼状態パラメー
タの変動バラツキに関する関数パターンを予め定めるこ
とができない場合についての例（図１５、図１６）と同
様である。また、燃焼パラメータＤの変動バラツキは、
回転速度以外でも、例えば、トランスミッションで、ど
のギアが選択されているかによっても影響されることが
考えられる。したがって、このような場合には、燃焼パ
ラメータＤの変動バラツキに関する関数として、回転速
度およびギアの種類を変数とするものを準備しておくこ
とが好ましい。

【００４６】また、本実施例において、回転速度と所要
時間とには（数２）に示される関係があるので、この関
係を踏まえて、変動バラツキに関する関数を所要時間の
関数とし、所要時間と燃焼状態パラメータとから変動バ
ラツキを求めるようにしてもよいことは、言うまでもな
い。

【００４７】以上は、あるエンジンに対して、燃焼状態
パラメータの変動バラツキに関する関数を一つ予め特定
しておくことができる場合であるが、次に、燃焼状態パ
ラメータの変動バラツキに関する関数を予め定めること
ができない場合について説明する。燃焼状態パラメータ
の変動バラツキに関する関数は、エンジンの形式等によ
り異なるものの、エンジン形式が複数個であれば、その
関数パターンも複数個に留まる。そこで、実験により、
複数の関数パターンを予め準備しておき、学習により、
複数の関数パターンのうち、いずれの関数パターンを優
先的に用いるかを定めることにより、あるエンジンに対
して、関数を予め特定することができなくても、対応す
ることができる。

【００４８】例えば、複数の関数パターンとして、（数
８）の他に、（数１０）に示す関数パターが得られたと
する。 Ｄ’＝ｋ２×Ｎ² ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１０） そこで、（数８）の右辺と（数１０）の右辺とを加算し
たもの（数１１）を準備し、これを関数パターン記憶手
段に記憶させておく。なお、この式を適用するエンジン
に対する関数は、（数８）または（数１０）のいずれか
であることが判明しているものとする。 Ｄ’＝ｋ１×Ｎ⁴＋ｋ２×Ｎ²・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１１） 補正値学習では、図１５および図１６に示すように、ま
ず、ステップ２５０で、補正値学習のために適した運転
状態であるか否かを判定する。適した運転状態であれ
ば、ステップ２５１に進み、適していない運転状態であ
れば、そのまま終了する。

【００４９】ステップ２５１では、係数を計算するため
のデータＮ１，Ｎ２，Ｄ１（ｎ）Ｄ２（ｎ）を更新す
る。ここで、Ｎ１，Ｎ２は、互いに異なる回転速度で、
Ｄ１（ｎ），Ｄ２（ｎ）は、それぞれの回転速度に対す
るパラメータである。このステップでは、今回得られた
データと過去に記録されたデータとを比較し、更新の必
要がある場合のみ、更新する。更新するか更新しないか
は、エンジンの経時変化に対応すべく、できるかぎり新
しいデータの方が好ましいので、原則として更新するよ
うにする。また、記録されている回転速度が今回の回転
速度よりも低い場合や、記録されているＮ１とＮ２との
差が今回のＮ１とＮ２との差よりも小さい場合には、記
録されているデータの方がパラメータの変動バラツキ差
が小さいので、更新するようにする。

【００５０】ステップ２５２では、ステップ２５１でデ
ータの更新がない場合、または学習が初期段階で、２種
類の回転速度に対するデータが揃っていない場合、次ス
テップ進まず、ここで終了する。ステップ２５３では、
係数ｋ１，ｋ２を（数１２）を用いて計算する。

【００５１】

【数１２】

【００５２】ここで、ＣＰＵの能力にもよるが、回転速
度に関する逆行列の計算負荷は比較的大きい。特に、学
習すべき係数が多い場合には、その計算負荷は著しく増
加する。そこで、ある程度学習が進み、０に近い係数に
関しては、無視して、実質的に関数を特定して、計算負
荷を低減する。その後は、先に示した実施例と同様にし
て、補正値を求める（ステップ２５４，２５５，２５
６，２５７）。

【００５３】さらに、別の例として、全回転速度領域に
おける燃焼状態パラメータの変動バラツキに関する関数
を実質的に予め定めることができない場合には、全回転
速度を複数の回転速度領域に分割して、それぞれに対応
する補正値を記憶しておく方法がある。しかし、この方
法では、学習に適した運転状態として、例えば、前述し
たような非燃焼状態を設定すると、運転状態の偏りによ
り、学習が進む回転速度領域と学習がほとんど進まない
回転数領域とが存在してしまうことになり、全回転速度
領域に対して対応することができない。従って、学習が
進んでいない領域では、燃焼状態の判定時に、例えば、
失火等の判定をするためのしきい値を補正する（しきい
値を高くする。）などして、失火であるとの誤判定が発
生しないようにする必要がある。また、前述したよう
に、強制的にかつ一時的に非燃焼状態を発生させて、こ
の領域の学習を進めることが必要になる。しかし、この
ようにして学習を進めても、全回転速度領域における学
習を進捗させることは難しい。そこで、非燃焼状態以外
の状態も特定運転状態として、補正値の学習を行う必要
がある。

【００５４】例えば、各気筒ごとの燃焼が安定している
状態を特定運転状態とした場合、補正値の学習に先立
ち、本来、燃焼状態パラメータＤの変動バラツキとして
減算しない燃焼のバラツキ（燃焼により発生するトルク
のバラツキ）の影響を除くため、燃焼状態パラメータＤ
の変動バラツキ成分の抽出処理、すなわち特徴成分抽出
処理を行う必要がある。特徴成分抽出処理としては、例
えば、低域通過フィルタを利用する方法がある。その例
を図１７を用いて以下に示す。

【００５５】図１７は、６気筒エンジン（点火順は、第
１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒、第５気筒、第
６気筒であり、第１気筒と第４気筒、第２気筒と第５気
筒、第３気筒と第６気筒の回転速度計測区間は、それぞ
れ同じクランク角位置の回転速度計測区間である。）に
ついて、１回転ごとのＤ（ｎ）に対してフィルタ処理を
施す場合のフィルタ処理のフローチャートを示してい
る。ステップ１５１で、Ｄ（ｎ）を求める。ステップ１
５２で、気筒番号ｎにより、Ｄ（ｎ）を気筒ごとに区分
けする。ここでは、第１気筒と第４気筒、第２気筒と第
５気筒、第３気筒と第６気筒については、それぞれ同じ
クランク角位置の回転速度計測区間を使用しているの
で、それぞれ、同じステップ１５３，１５４，１５５に
進む。これらのステップでは、フィルタ入力のため、そ
れぞれ別々の変数を代入し（ｕの添字で区別する。）、
その後、ステップ１５６へ進む。なお、これらのステッ
プ中のｍはサンプリング時刻を表す値である。

【００５６】ステップ１５６は、特徴成分抽出処理を実
行するステップである。同ステップ中の計算式は、低域
通過に限定されない２次フィルタの一般式であり、前述
のように、係数（行列）の設定により低域通過フィルタ
を実現できる。この場合、出力ｙ（ｍ）はバラツキ成分
を抽出した値である。なお、本実施例では、フィルタの
計算プログラムを共有化するため、入力の区分に応じ、
状態変数を別々に用意する構成としてある。ステップ１
５７では、ステップ１５６で求めたｙ（ｍ）をＤｆ
（ｎ）として出力する。

【００５７】図１８は、以上のようにして取得したＤｆ
（ｎ）を用いて、補正値を学習する方法を示すフローチ
ャートである。まず、ステップ２０１で、Ｄｆ（ｎ）を
気筒番号ｎにより区分けして、ステップ２０２，２０
３，２０４に進む。なお、各気筒毎に回転速度計測区間
を別々に設ける場合には、それぞれの気筒に区分けすれ
ばよい。ステップ２０２では、前回までの補正値ｄｅ_a
（Ｎ）とＤｆ（ｎ）との差ｅ_aを求め、さらに、この差
ｅ_aに重み付け係数αを掛けた値と前回までの補正値ｄ
ｅ_a（Ｎ）とを加算して、新たな補正値ｄｅ_a（Ｎ）を得
る。ここで、補正値ｄｅ_a（Ｎ）は、全回転速度領域を
複数の領域に分割した各回転速度領域ごとに記憶され
て、回転速度Ｎに対応して選択され更新される。ステッ
プ２０３，２０４においても、同様にして、新たな補正
値ｄｅ_b（Ｎ）、ｄｅ_c（Ｎ）を得る。そして、図１４に
示す処理と同様に、Ｄ（ｎ）から、このようにして求め
られた新たな補正値ｄｅ_a（Ｎ），ｄｅ_b（Ｎ），ｄｅ_c
（Ｎ）を減算して、変動バラツキがほとんど除かれた燃
焼状態パラメータを得る。 以上のように、非燃焼状態
以外の比較的安定した燃焼状態であっても、特徴成分抽
出処理により、この燃焼状態を特定燃焼状態として補正
値の学習に利用することができるようになる。このた
め、燃焼状態パラメータの変動バラツキに関する関数が
予め定められていない場合で、運転状態の偏りにより非
燃焼状態だけでは一部の回転数領域でしか補正値を学習
することができない場合でも、比較的容易に全回転速度
領域における補正値を学習することができる。

【００５８】ところで、以上説明した実施例は、燃焼状
態パラメータの変動バラツキ成分を求めて、燃焼状態パ
ラメータからこの変動バラツキ成分を減算し、変動バラ
ツキがほとんどない燃焼状態パラメータを求めるもので
あったが、次に、（数３）で示される燃焼状態パラメー
タの所要時間Ｔｄａｔａを補正することにより、変動バ
ラツキがほとんどない燃焼状態パラメータＤを求めるも
のについて、図２０を用いて説明する。

【００５９】この実施例では、所要時間Ｔｄａｔａを学
習手段４５ａへの入力としている。この場合の学習方法
や補正方法も基本的には上記したような燃焼状態パラメ
ータを学習手段４５への入力とした場合と同様である。
但し、この場合には例えば非燃焼状態のような運転状態
であっても所要時間はゼロとはならず、例えば高域通過
フィルタ手段により誤差成分を抽出する必要がある。な
お、このような誤差成分抽出手段の適用は所要時間Ｔｄ
ａｔａを学習手段４５ａへの入力とする場合に限らず有
効である。また、例えば、所要時間Ｔｄａｔａから回転
速度を計算しこれを学習手段への入力とすることも可能
であるし、所要時間Ｔｄａｔａを入力として燃焼状態パ
ラメータに対する補正値を学習するなどのことも可能で
ある。

【００６０】ここで、本実施例における補正値の学習、
および燃焼状態パラメータの算出方法の例について、具
体的に説明する。所要時間計測手段４１で計測された所
要時間Ｔｄａｔａは、学習手段４５ａに入力する。学習
手段４５ａでは、（数１３）を用いて、補正係数Ｋｉを
求める。 Ｋｉ＝１／｛（Ｔｉ）_avc／Ｔ_avc｝・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１３） ここで、ｉはａ，ｂ，ｃのいずれかであり、図９に示す
回転速度計測区間Ａ，Ｂ，Ｃに対応したものであること
を示している。また、（Ｔｉ）_avcは、各回転速度計測
区間毎に何回分かのＴｄａｔａを平均した値、Ｔ
_avcは、全ての回転速度計測区間のＴｄａｔａの平均値
である。

【００６１】（数１３）で求めた補正係数に対しては、
図１３のフローチャートにおけるステップ１０４と同様
の処理を施して、新たな補正係数を得る。つまり、（数
１３）で求めた補正係数と前回までの補正係数との差に
重み付け係数を掛け、この値を前回までの補正係数に加
算し、これを新たな補正係数とする。補正手段４６ａで
は、（数１４）を用いて、変動バラツキ成分を除去した
所要時間Ｔｃ（ｎ）を得る。 Ｔｃ（ｎ）＝Ｋｉ×Ｔｄａｔａ（ｎ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１４） パラメータ演算手段４２では、この所要時間Ｔｃ（ｎ）
および（数３）を用いて、燃焼状態パラメータＤを得
る。

【００６２】以上述べた学習方法により得られた補正値
は、記憶装置に記憶する必要があるが、書替え可能な不
揮発性の記憶装置に記憶することが好ましい。あるい
は、バッテリ等によりバックアップされている記憶装置
に記憶することも可能である。

【００６３】また、エンジン、または車両を製造した時
点での燃焼状態パラメータの変動バラツキに対する補正
値の初期値を前述のような記憶装置に記憶させておいて
もよい。例えば、シャシーダイナモ上で燃料供給を停止
させた状態でモータリングを行うことにより、各種運転
状態（例えば全ての回転速度領域）に対して初期の学習
を実施することができる。この場合、専用のツールを用
いて補正値を計算したり、例えば前述の学習の重み付け
係数αを大きくするなどして学習速度を早めるなどの操
作も可能である。このような手法は、例えば車両の定期
点検時等に車両整備工場等で実施することも可能であ
る。

【００６４】なお、補正値が異常に大きくなるような場
合には、回転速度検出手段等に異常が発生（例えば、リ
ングギア４の歯が欠けてなくなった場合等）したと考え
られる。したがって、補正値に対する限界値（通常の製
造バラツキ等に対する補正値の限界値より大きめに設定
することが好ましい。）を設定し、その限界値を超えた
ときには、回転速度検出手段等の異常を警告するように
し、燃焼状態の診断を注しすることも可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、回転速度の変化に応じ
た燃焼状態パラメータの変動バラツキに関する関数パタ
ーンを一または複数準備しているので、偏った運転状態
であっても、少ない学習回数から広範囲における燃焼状
態パラメータの変動バラツキを求めることができる。し
たがって、学習していない範囲であっても、変動バラツ
キがほとんど除去された燃焼状態パラメータを得ること
ができ、広い回転速度範囲で、燃焼状態を正確に診断す
ることができる。また、計測された回転速度等を用い
て、関数を順次補正しているので、同一形式のエンジン
における固体差や、エンジンの経時変化にも対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のエンジン回りの構成を
示す説明図である。

【図２】本発明に係る一実施例の制御演算ユニットの回
路ブロック図である。

【図３】本発明に係る一実施例の各種信号のタイミング
チャートである。

【図４】回転速度の変動を示すグラフである。

【図５】発生トルクの変動を示すグラフである。

【図６】失火発生時の回転速度および燃焼状態パラメー
タの変化を示すグラフである。

【図７】失火発生時の回転速度および燃焼状態パラメー
タの変化を示すグラフである。

【図８】燃焼状態パラメータの変動バラツキを示すグラ
フである。

【図９】本発明に係る一実施例のクランク角に対する回
転速度計測区間の位置関係を示す説明図である。

【図１０】本発明に係る一実施例の制御演算ユニットの
機能ブロック図である。

【図１１】本発明に係る一実施例の特定運転状態把握の
内容を説明するための説明図である。

【図１２】本発明に係る一実施例の特定運転状態把握の
内容を説明するための説明図である。

【図１３】本発明に係る一実施例の補正値学習手順を示
すフローチャートである。

【図１４】本発明に係る一実施例の燃焼状態パラメータ
の補正手順を示すフローチャートである。

【図１５】本発明に係る他の実施例の補正値学習手順を
示すフローチャートである。

【図１６】本発明に係る他の実施例の補正値学習手順を
示すフローチャートである。

【図１７】本発明に係るさらに他の実施例の特徴成分抽
出手順を示すフローチャートである。

【図１８】本発明に係るさらに他の実施例の補正値学習
手順を示すフローチャートである。

【図１９】本発明に係るさらに他の実施例の燃焼状態パ
ラメータの補正手順を示すフローチャートである。

【図２０】本発明に係る他の実施例の制御演算ユニット
の機能ブロック図である。

【符号の説明】

１…エンジン、３…フェイズセンサ、４…リングギア、
５…ポジションセンサ、５ａ，６ａ…電磁式ピックアッ
プ、６…レファレンスセンサ、７…クランク軸、１０…
制御演算ユニット、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３
…ＲＡＭ、１６…点火プラグ駆動回路、１７…インジェ
クタ駆動回路、１８…ブレーキペダル操作センサ、１９
…加速度センサ、２１…点火プラグ、２２…インジェク
タ、２９…表示装置、４１…所要時間計測手段、４２，
４２ａ…パラメータ演算手段、４３…特定運転状態把握
手段、４４…関数パターン記憶手段、４５，４５ａ…学
習手段、４６，４６ａ…補正手段、４７…燃焼状態判定
手段。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒毎の回転速度を各気筒ごとに計測
   し、所定気筒の回転速度と他の気筒の回転速度との差異
   量である燃焼状態パラメータを求め、該燃焼状態パラメ
   ータの値に応じて前記所定気筒の燃焼状態を診断する多
   気筒エンジンの燃焼状態診断装置において、 回転速度の変化に応じた前記燃焼状態パラメータの変動
   バラツキに関する関数パターンを記憶しておく関数パタ
   ーン記憶手段と、 計測された前記回転速度および求めらた前記燃焼状態パ
   ラメータとから、順次、前記関数パターンを直ちに特定
   または補正しつつ特定して、前記所定気筒の回転速度に
   対する燃焼状態パラメータの変動バラツキを求める学習
   手段と、 前記燃焼状態パラメータから、求められた前記変動バラ
   ツキを減算して、これを新たな燃焼状態パラメータとす
   る補正手段と、 を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの燃焼状
   態診断装置。
2. 【請求項２】各気筒毎の回転速度を各気筒ごとに計測
   し、所定気筒の回転速度と他の気筒の回転速度との差異
   量である燃焼状態パラメータを求め、該燃焼状態パラメ
   ータの値に応じて前記所定気筒の燃焼状態を診断する多
   気筒エンジンの燃焼状態診断装置において、 回転速度の変化に応じた前記燃焼状態パラメータの変動
   バラツキに関する複数の関数パターンを記憶しておく関
   数パターン記憶手段と、 計測された前記回転速度および求めらた前記燃焼状態パ
   ラメータとから、順次、複数の前記関数パターンのう
   ち、いずれかの関数パターンに対する優先性および優先
   される関数パターンを直ちに特定または補正しつつ特定
   して、前記所定気筒の回転速度に対する燃焼状態パラメ
   ータの変動バラツキを求める学習手段と、 前記燃焼状態パラメータから、求められた前記変動バラ
   ツキを減算して、これを新たな燃焼状態パラメータとす
   る補正手段と、 を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの燃焼状
   態診断装置。
3. 【請求項３】各気筒毎の回転速度を各気筒ごとに計測
   し、所定気筒の回転速度と他の気筒の回転速度との差異
   量である燃焼状態パラメータを求め、該燃焼状態パラメ
   ータの値に応じて前記所定気筒の燃焼状態を診断する多
   気筒エンジンの燃焼状態診断装置において、 求められた前記燃焼状態パラメータから、該燃焼状態パ
   ラメータの変動バラツキ成分を抽出する抽出手段と、 抽出された変動バラツキ成分を過去の変動バラツキ成分
   との関係において補正し、補正した該変動バラツキ成分
   を回転速度毎または定められた回転速度領域毎に記憶し
   ておく学習手段と、 前記所定気筒に対して求められた前記燃焼状態パラメー
   タから、該所定気筒の前記回転速度に対応する変動バラ
   ツキ成分を減算して、これを新たな燃焼状態パラメータ
   とする補正手段と、 を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの燃焼状
   態診断装置。
4. 【請求項４】各気筒毎に定められている回転速度計測区
   間の経過所要時間を各気筒ごとに計測する所要時間計測
   手段と、 各気筒毎の前記所要時間を補正する補正値を、逐次、現
   在までに計測された複数の所要時間との関係において補
   正する学習手段と、 補正された前記補正値に基づき、計測された前記所要時
   間を補正する補正手段と、 補正された所定気筒の前記所要時間および補正された他
   の気筒の前記所要時間を用いて、所定気筒の回転速度と
   他の気筒の回転速度との差異量である燃焼状態パラメー
   タを求める燃焼状態パラメータ演算手段と、 求められた前記燃焼状態パラメータの値に応じて、前記
   所定気筒の燃焼状態を診断する燃焼状態判定手段と、 を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの燃焼状
   態診断装置。
5. 【請求項５】前記学習手段が補正に用いる値の取得に適
   切な運転状態を把握し、該学習手段に該運転状態おける
   該値で補正を実行させる特定運転状態把握手段を備えて
   いることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   多気筒エンジンの燃焼状態診断装置。
6. 【請求項６】燃焼状態の診断結果を出力する出力手段を
   備えていることを特徴とする請求項１、２、３、４また
   は５記載の多気筒エンジンの燃焼状態診断装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
   多気筒エンジンの燃焼状態診断装置と、 燃焼状態診断装置による燃焼状態の診断結果に応じて、
   インジェクタの燃料噴射量または点火プラグの点火時期
   を変更する制御手段と、 を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの燃焼制
   御装置。
8. 【請求項８】各気筒毎の回転速度を各気筒ごとに計測
   し、所定気筒の回転速度と他の気筒の回転速度との差異
   量である燃焼状態パラメータを求め、該燃焼状態パラメ
   ータの値に応じて前記所定気筒の燃焼状態を診断する多
   気筒エンジンの燃焼状態診断方法において、 予め、回転速度の変化に応じた前記燃焼状態パラメータ
   の変動バラツキに関する関数パターンを準備しておき、 計測された前記回転速度および求めらた前記燃焼状態パ
   ラメータとから、順次、各気筒毎に前記関数パターンを
   直ちに特定または補正しつつ特定し、 前記所定気筒に対して定められた前記関数パターンを用
   いて、該所定気筒の前記回転速度に対する燃焼状態パラ
   メータの変動バラツキを求め、 前記燃焼状態パラメータから該変動バラツキを減算し
   て、これを新たな燃焼状態パラメータとする、 ことを特徴とする多気筒エンジンの燃焼状態診断方法。