特許 6137705 失火判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6137705

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】失火判定装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 368Z

   F02D45/00 362H

   F02D45/00 362A

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-18496(P2015-18496)

(22)【出願日】2015年2月2日

(65)【公開番号】特開2016-142181(P2016-142181A)

(43)【公開日】2016年8月8日

【審査請求日】2015年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100123696

【弁理士】

【氏名又は名称】稲田 弘明

(74)【代理人】

【識別番号】100100413

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 温

(72)【発明者】

【氏名】太田 真雄

【審査官】 戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３３６９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３０７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２０１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９４１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−９２５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４８５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、
クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
診断対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を用いて失火判定を行う失火判定手段と、
前記診断対象気筒の燃焼行程及び前記直前気筒以外の他の比較気筒の燃焼行程において前記クランクシャフトの回転速度をそれぞれ算出し、前記診断対象気筒の燃焼行程における回転速度と前記比較気筒の燃焼行程における回転速度との差分に基づいて前記診断値を補正する補正手段を備えること
を特徴とする失火判定装置。

【請求項2】

複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、
クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
診断対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を用いて失火判定を行う失火判定手段と、
前記診断対象気筒の燃焼行程における前記クランクシャフトの回転速度の連続する複数サイクル間の平均変化量に基づいて前記診断値を補正するとともに、前記平均変化量が所定の閾値よりも小さい場合に前記診断値の補正を中止する補正手段とを備えること
を特徴とする失火判定装置。

【請求項3】

複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、
クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、
前記モデル差分値は、診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の診断値との積の１／２を減じた値の平方根であること
を特徴とする失火判定装置。

【請求項4】

複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、
クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、
前記モデル差分値は、診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直後に点火が行われた直後気筒の診断値との積の１／２を減じた値の平方根であること
を特徴とする失火判定装置。

【請求項5】

複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、
クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、
前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、
前記モデル差分値は、前記診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の診断値との積の１／２、及び、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直後に点火が行われた直後気筒の診断値との積の１／２をそれぞれ減じた値の平方根であること
を特徴とする失火判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、火花点火式のエンジンの失火を判定する失火判定装置に関し、特に燃焼が不安定な状態であっても適切に失火を判定することが可能なものに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば自動車用の４ストロークガソリンエンジン等の火花点火式の内燃機関においては、何らかの原因によって正常に混合気に着火せず、燃焼が行われない失火状態を適切に検出することが要求される。
エンジンの失火判定装置に関する従来技術として、例えば特許文献１には、内燃機関の運転状態に応じて適切に失火検出するため、触媒早期暖機制御中には失火を判定するための判定閾値を通常運転時とは異ならせることが記載されている。
特許文献２には、エンジンの運転状態が、暖気増量実行中、急加減速、暖気遅角等の過渡状態にあるときには、失火判定のための判定値を失火と判定され難いよう変更することが記載されている。
特許文献３には、クランクシャフトの回転角を検出する回転角センサの製造ばらつきや取付誤差の影響を抑制するため、隣接気筒の回転速度差と、同一気筒の１サイクル前との回転速度差を用いて判定値を演算することが記載されている。
特許文献４には、複数の識別気筒グループのクランク角間の周期の和を利用して、クランク角センサのベーン角度間隔のばらつきに対する補正係数を逐次算出し学習補正することが記載されている。
特許文献５には、急加速時や急減速時における内燃機関の運転条件による過渡的な回転変動増減の影響を排除する目的で、気筒間のクランク角偏差時間の算出に過渡補正項を加味することが記載されている。
特許文献６には、失火を判定する際に、失火の可能性がある気筒とその前後気筒とで、失火診断値の割合を算出することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２− ４９３６号公報

【特許文献2】特開平５− １８３１１号公報

【特許文献3】特開２００２− ４７９９６号公報

【特許文献4】特許第２８５３３３４号

【特許文献5】特開平９−１６６０４２号公報

【特許文献6】特開２００６−１５２９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンの冷間始動直後等に行われる暖機促進運転であるファストアイドル中においては、通常運転時に対して点火サイクル毎の燃焼変動が大きくなるため、失火による特有のエンジン回転速度変化を抽出し、正常状態と失火状態とを適切に判別する必要がある。
従来の失火診断においては、ファストアイドル中に診断値のＳ／Ｎ比（診断精度）が最も低くなっており、耐誤検出性向上を目的としたＳ／Ｎ比改善が要求されている。
Ｓ／Ｎ比が低下する要因として、排ガス対策のために触媒早期暖機制御（点火時期遅角等）が入り、気筒毎の発生トルクが小さく、その結果燃焼が不安定であることが考えられる。このように燃焼が不安定であると、正常に点火されている場合であっても通常運転時に対して比較的大きなトルク変動が生じ、エンジン回転数の差分値が発生して失火であると誤判定される場合がある。
さらに、正常状態の発生トルクが小さい場合には、失火が生じた際の回転速度の変化量も小さくなる。したがって、ノイズ（正常ばらつき）増大とシグナル（失火変化量）減少を抑制することが、ファストアイドル状態での失火診断において改善すべき課題となる。

【0005】

現在一般的に用いられている診断値は、現時点で発生した回転差分値と、１サイクル前に発生した回転差分値との比較から算出されている。
この算出法は、回転数連続変化、クランク角センサのセンサプレート歯ばらつき、気筒間インバランスといった診断外乱要素をキャンセルする効果があり、エンジンの実質的な全運転領域における診断を可能としている。

【0006】

ただし、この算出法は、同気筒のエンジン回転速度は１点火サイクルで急変しないということを前提としている。すなわち、「今発生した回転差分値」≒「１サイクル前に発生した回転差分値」≒０が正常の定常状態で成立するという仮定が前提である。
このような仮定は燃焼変動が大きいファストアイドル状態では必ずしも成立するとは限らず、「今発生した回転差分値」と「１サイクル前に発生した回転差分値」との相関が崩れ、両者の比較が診断値ばらつきを助長することが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、燃焼が不安定な状態であっても適切に失火を判定することが可能な失火判定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、診断対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を用いて失火判定を行う失火判定手段と、前記診断対象気筒の燃焼行程及び前記直前気筒以外の他の比較気筒の燃焼行程において前記クランクシャフトの回転速度をそれぞれ算出し、前記診断対象気筒の燃焼行程における回転速度と前記比較気筒の燃焼行程における回転速度との差分に基づいて前記診断値を補正する補正手段を備えることを特徴とする失火判定装置である。
これによれば、診断値として診断対象気筒（現在気筒）の燃焼行程の回転速度と、直前気筒の燃焼行程の回転速度との差分を用いることによって、失火時のエンジン回転速度低下を精度よく抽出することが可能となる。
これによって、燃焼状態が不安定なファストアイドル時等であっても、適切に失火判定を行うことができる。

【0008】

また、例えばクランク角センサのセンサプレートの製造公差による歯間隔のばらつきなどによる回転速度の気筒間検出誤差を補正し、判定精度を向上することができる。
例えば、等間隔爆発の４気筒エンジンの場合には、現在気筒と３点火前気筒それぞれの燃焼行程における回転速度を比較して補正値を算出することが可能である。

【0009】

請求項２に係る発明は、複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、診断対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を用いて失火判定を行う失火判定手段と、前記診断対象気筒の燃焼行程における前記クランクシャフトの回転速度の連続する複数サイクル間の平均変化量に基づいて前記診断値を補正するとともに、前記平均変化量が所定の閾値よりも小さい場合に前記診断値の補正を中止する補正手段とを備えることを特徴とする失火判定装置である。
これによれば、急加速時や急減速時などにおいてエンジンの回転速度が連続的に変化する場合に、この影響を抑制して誤判定を防止し、判定精度を確保することができる。
また、エンジン回転数の変化そのものが小さく回転速度変化補正の必要性が低い場合には、あえて補正を行わないことによって、過剰補正等に起因する診断精度の低下を防止することができる。

【0010】

請求項３に係る発明は、複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、前記モデル差分値は、診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の診断値との積の１／２を減じた値の平方根であることを特徴とする失火判定装置である。
請求項４に係る発明は、複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、前記モデル差分値は、診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直後に点火が行われた直後気筒の診断値との積の１／２を減じた値の平方根であることを特徴とする失火判定装置である。
請求項５に係る発明は、複数気筒を有するエンジンの失火判定装置であって、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角検出手段と、前記クランク角検出手段の出力に基づいて前記クランクシャフトの回転速度を演算する回転速度演算手段と、診断値演算対象気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度と、前記診断値演算対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の燃焼行程におけるクランクシャフトの回転速度との差分を求め、前記差分に基づいて設定される診断値を気筒毎に演算し、燃焼行程が連続する複数気筒の前記診断値から求められるモデル差分値を所定の判定閾値と比較して失火判定を行う失火判定手段とを備え、前記モデル差分値は、前記診断対象気筒の診断値の自乗値から、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直前に点火が行われた直前気筒の診断値との積の１／２、及び、前記診断対象気筒の診断値と前記診断対象気筒の直後に点火が行われた直後気筒の診断値との積の１／２をそれぞれ減じた値の平方根であることを特徴とする失火判定装置である。
これらの各発明によれば、診断対象気筒の直前、直後に点火順序が設定された直前気筒、直後気筒の少なくとも一方が診断対象気筒であったときの診断値の影響を、現在の診断対象気筒の診断値に比較的簡単な演算で加味することによって、より精度よく失火判定を行うことができる。

【発明の効果】

【0011】

以上説明したように、本発明によれば、燃焼が不安定な状態であっても適切に失火を判定することが可能な失火判定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明を適用した失火判定装置の実施例の構成を模式的に示すブロック図である。

【図2】回転数変化補正を有効とする領域の広狭とＳ／Ｎ比との相関の一例を示すグラフである。

【図3】３点モデル判定法におけるモデル診断値の算出手法を示す図である。

【図4】実施例の失火判定装置における正常状態、失火状態の診断値頻度分布の一例を示す図であって、ＣＶＴ車におけるデータを示す図である。

【図5】実施例の失火判定装置における正常状態、失火状態の診断値頻度分布の一例を示す図であって、６ＭＴ車におけるデータを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施例においては、燃焼が不安定な状態であっても適切に失火を判定することが可能な失火判定装置を提供する課題を、診断対象気筒の燃焼行程におけるエンジン回転速度を直前に爆発した気筒の燃焼行程におけるエンジン回転速度と比較した値を主診断値とし、気筒別補正、回転数変化補正を加えたうえで、３点モデル判定法を行って得たモデル差分値を予め設定された閾値と比較すること等によって解決した。

【実施例】

【0014】

以下、本発明を適用したエンジンの失火判定装置の実施例について説明する。
実施例の失火判定装置は、例えば自動車用ガソリンエンジンに設けられ、個々の気筒に関して各点火サイクル毎に正常に混合気に着火したか否かを判別するものである。

【0015】

図１は、実施例の失火判定装置の構成を模式的に示すブロック図である。
エンジン１は、例えば乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される４ストローク水平対向４気筒ガソリンエンジンである。
エンジン１は、図示しないクランクシャフトの前端部側（変速機と反対側）から順次配列された第１気筒１０、第２気筒２０、第３気筒３０、第４気筒４０を有する。
エンジン１は、例えば、クランクシャフトが車両の前後方向にほぼ沿って縦置き配置され、第１気筒１０、第３気筒３０は、車幅方向右側に配置された右バンク、第２気筒２０、第４気筒４０は、車幅方向左側に配置された左バンクに収容されている。
第１気筒１０と第２気筒２０、第３気筒３０と第４気筒４０は、各気筒のクランクピンのオフセット量だけずらした状態で、実質的にクランクシャフトを挟んで対向して配置されている。
エンジン１における点火順序（爆発順序）は、第１気筒１０、第３気筒３０、第２気筒２０、第４気筒４０の順に設定され、クランク角において１８０°毎に実質的に等間隔で点火（爆発）するようになっている。

【0016】

各気筒１０〜４０は、それぞれシリンダ、ピストン、燃焼室、吸排気ポート、吸排気バルブ、動弁駆動機構などの他、インジェクタ１１，２１，３１，４１、点火栓１２，２２，３２，４２等を有する。
インジェクタ１１〜４１は、各気筒の燃焼室内に霧化されたガソリンを噴射する噴射装置である。
インジェクタ１１〜４１の燃料噴射量及び燃料噴射時期は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ１００によって制御されている。
点火栓１２〜４２は、各気筒内で形成された混合気に、電気的なスパークによって着火させるものである。
点火栓１２〜４２の点火時期は、ＥＣＵ１００によって制御されている。
エンジン１はこれら以外に、各気筒に所定量の燃焼用空気を導入する吸気装置５０、図示しない排気装置、排ガス後処理装置、過給装置、バルブタイミング可変装置、冷却装置、潤滑装置、ＥＧＲ装置等を有して構成されている。

【0017】

エンジン１は、さらに、クランク角センサ６０、水温センサ７０等を有する。
クランク角センサ６０は、エンジン１の出力軸である図示しないクランクシャフトの角度位置を検出するものである。
クランク角センサ６０は、センサプレート６１、ポジションセンサ６２等を有して構成されている。
センサプレート６１は、クランクシャフトの前端部に固定された円盤状の部材であって、外周縁部には所定の角度間隔で複数のベーン（歯）が放射状に突き出して形成されたスプロケット状の形状となっている。
ポジションセンサ６２は、センサプレート６１の外周縁部に対向して配置された磁気ピックアップであり、マグネット、コア、コイル、ターミナル等を有する。
ポジションセンサ６２は、直前をセンサプレート６１のベーンが通過した際に、所定のパルス信号を出力するようになっている。

【0018】

水温センサ７０は、シリンダヘッド及びシリンダに形成された冷却水流路であるウォータージャケット内を流れる冷却水（クーラント）の温度を検出するものである。
クランク角センサ６０、水温センサ７０の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。

【0019】

エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補器類を統括的に制御するものである。
ＥＣＵ１００は、例えば、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
ＥＣＵ１００は、例えばドライバのアクセル操作等によって設定される要求トルクに応じて、図示しないスロットルバルブの開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
また、ＥＣＵ１００は、水温センサ７０が検出する冷却水温が所定の低温状態である場合には、暖気促進のため、ファストアイドル運転を行う。
ファストアイドル運転においては、目標アイドル回転数を増加させるとともに、燃料増量、点火時期遅延等が行われる。
また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ６０の出力に基づいて逐次算出されるクランクシャフトの回転速度に基づいて、エンジン１の特定の気筒において混合気に正常に着火しない失火状態を検出する失火判定手段としても機能する。
以下、ＥＣＵ１００における失火判定について詳細に説明する。

【0020】

＜主診断値＞
本実施例においては、失火判定に用いる差分式の主診断値として、失火時のエンジン回転数（回転速度）低下のみを捉えるdomg（式１参照）を採用する。

主診断値：domg = omg1 - omg0 ・・・（式１）

ここで、omg0は、診断対象気筒の燃焼行程（爆発行程、膨張行程）におけるクランクシャフトの平均回転速度であり、omg1は、診断対象気筒の直前に点火され、燃焼行程が行われた気筒（直前気筒）のクランクシャフトの平均回転速度である。

【0021】

この主診断値を予め設定した閾値と比較することによって、Ｓ／Ｎ比＝１程度を確保することが可能でおり、従来技術に係る他の診断値に対して優位性が確認できた。
ただし、この主診断値domgは、隣接気筒（直前気筒）との回転速度変化のみを算出しているため、回転速度の径時変化や、センサプレート６１の部品公差による回転速度の気筒間の計測誤差が考慮されていない。
これらの影響をキャンセルするため、以下説明する各補正を行う。

【0022】

＜回転数変化補正項、比較項＞
エンジン回転数が連続的に変化している状況下においては、主診断値domgには一定値がオフセットされる。
特に、エンジン回転数が減少傾向にあるときには、診断値が大きくなり、実際には失火していないにも関わらず失火判定が行われる誤検出が懸念される。
そこで、主診断値に対して、回転数補正項neslopeA（式２参照）を追加する。

回転数変化補正項：neslopeA = {(omg5−omg1)/4+(omg9−omg5)/4}/2
=(omg9−omg1)/8 ・・・（式２）

【0023】

ここで、omg5, omg9は、omg1に対してそれぞれ１燃焼サイクル、２燃焼サイクル前の同一気筒燃焼行程におけるエンジン回転速度である。
このように、現在気筒の回転速度と１，２点火サイクル前の自気筒回転速度とを比較することによって、後述するセンサプレート６１の部品公差や気筒間インバランスの影響を受けずに、エンジン回転速度変化のみを算出することができる。
ここで、回転速度算出期間を主診断値domgと統一するために、点火サイクルでの変化を点火数で平均化して補正項とした。

【0024】

また、後述する気筒別補正項算出のために、現在気筒と３点火前気筒とを比較する回転数変化比較項neslopeB（式３参照）を同時に追加する。

回転数変化比較項：neslopeB={(omg4−omg1)/3+(omg8−omg5)/3}/2・・（式３）

【0025】

＜気筒別補正項＞
エンジン回転数は、クランクシャフトと同期して回転するセンサプレート６１のベーン（外周歯）をポジションセンサ６２で磁気的に読み取ることによって算出される。
センサプレート６１には、部品公差ばらつきが存在し、読み取るベーンによってエンジン回転数に誤差が発生する。
既存の差分式では比較気筒を利用することで誤差を低減していたが、本実施例の差分式（主診断値）には比較気筒が存在しないため、気筒別補正項dcyl（式４参照）を追加することで対応する。

気筒別補正項：dcyl=[{ (omg4−omg1)/3-(omg5−omg1)/4}×3×omg0/omg4
+{(omg8−omg5)/3−(omg9−omg5)/4}×3×omg0/omg8]/2
=(neslopeB−neslopeA)×3×omg0/[(omg4+omg8)/2]・・・（式４）

【0026】

以上のように、気筒別補正項の計算には、上述した回転数変化補正項neslopeAと、回転数変化補正項neslopeBとの差分を用いる。
センサプレート６１公差の影響がない自気筒と、公差の影響がある隣接気筒とでそれぞれ同一区間（同一期間）の回転数変化を算出し、その差分を求めることによって、回転数に含まれる気筒間誤差のみを抽出している。
補正項の後半における「3×omg0/[(omg4+omg8)/2」は、回転数変化を計算する際に平均化した気筒間誤差を復元し、現在気筒で生じる誤差予測値に修正する役割を有する。

【0027】

上述した主診断値及び各補正項を用いて、補正後診断値（差分式）domgIDLを以下の式５、式６で定義する。
エンジン回転数の連続変化が小さく任意に定めた閾値neslopelim以下である場合は、主診断値からセンサプレート誤差（気筒間誤差）のみを補正する式５を使用し、エンジン回転数の連続変化が閾値neslopelim超である場合にはさらに傾きオフセット分を補正する式６を使用する。

補正後診断値：domgIDL=domg+dcyl (|neslopeA|≦neslopelim)・・（式５）
domgIDL=domg−neslopeA+dcyl (|neslopeA|>neslopelim)・・（式６）

【0028】

上述したように、補正後診断値の閾値neslopelimを設ける効果を図２に示す。
図２は、回転数変化補正を有効とする領域の広狭とＳ／Ｎ比との相関の一例を示すグラフである。
図２において、横軸は閾値neslopelimの大小を示し、図中左端は回転数変化補正を全域で有効とした状態であり、右端は回転数変化補正を全域で無効とした状態である。
縦軸は、失火判定におけるＳ／Ｎ比を示している。
図２は、エンジン１に組み合わせられる変速機が無段変速機（ＣＶＴ）である場合、６速手動変速機（６ＭＴ）である場合のデータをそれぞれ示している。
図２に示すように、回転数変化補正を全域で有効とする場合に対して、ＣＶＴ、６ＭＴともに閾値neslopelimを設けて回転数変化補正の有効、無効を切り替えた場合のほうが、Ｓ／Ｎ比にして１０％弱程度の向上が確認できた。
この結果から、これ以降の計算には、ＣＶＴ車においてはneslopelim=4(rpm)、 ６ＭＴ車においては2(rpm)(6MT)を設定した。

【0029】

以上説明した補正後診断値domgIDLの診断値平均AVEと、ばらつきσ、Ｓ／Ｎ比を表１に示す。
表１には、従来技術に係る差分式を用いた比較例１、２によるＳ／Ｎ比も示している。

【表1】

【0030】

上述したように、実施例の補正後診断値においては、比較例１、２に対して大幅にＳ／Ｎ比を改善することが確認できた。
ただし、Ｓ／Ｎ比≧１という正常、失火完全分離の目標値にはまだ到達していない。
そこで、本実施例においては、以下説明する３点モデル判定法を導入した。

【0031】

＜３点モデル判定法＞
補正後診断値domgIDLでも達成しきれなかったＳ／Ｎ分布の完全分離を実現するため、以下説明する３点モデル判定法を導入した。
３点モデル判定法とは、診断式に直前気筒及び直後気筒の診断値との差分値比較を織り込んだ判定法である。
図３は、３点モデル判定法におけるモデル診断値の算出手法を示す図である。
図３（ａ）は、診断対象気筒（現在気筒）の診断値α_０と、前後気筒の診断値α_−１、α_＋１との推移の一例を示す図である。
図３（ｂ）、図３（ｃ）は、それぞれ基本モデル及び前後気筒との差分値を加味した前後比較モデルを示す図である。
前後比較モデルを用いたモデル差分値domgMDLは、診断対象気筒の診断値Ｐの２乗によって求められる面積MAINから、Ｐを底辺とし、前後気筒の診断値Ｂ，Ａをそれぞれ高さとする三角形の面積SUB1, SUB2を減算し、さらにその平方根を求めることによって算出される。
以下、より詳細に説明する。

【0032】

モデル診断値SG-Modelは、以下の式７によって算出される。

モデル診断値SG-Model=(α₀)^2−1/2×α₀×[(α₋₁)+(α₊₁)] ・・・（式７）
ただし、α₀>0のとき、α₋₁=ABS(α₋₁)、α₊₁=MAX(α₊₁, 0)
α₀≦0のとき、α₋₁=ABS(α₋₁)、α₊₁=MIN(α₊₁, 0)

【0033】

モデル差分値は、以下の式８によって算出される。

（１）α₀>0 かつ MAIN>SUB1+SUB2のとき
domgMDL={(α₀)^2−1/2×α₀×[(α₋₁)+(α₊₁)]}^0.5
（２）α₀≦0かつ MAIN>SUB1+SUB2のとき
domgMDL= ―{(α₀)^2−1/2×α₀×[(α₋₁)+(α₊₁)]}^0.5
（３）MAIN≦SUB1+SUB2のとき
domgMDL=α₀ ・・・（式８）

【0034】

モデル診断値domgMDLは、中心差分値の二乗から計算されるメインモデル(MAIN)から、前後差分値それぞれと中心差分値から計算されるサブモデル１(SUB1)、サブモデル２(SUB2)を減算する考え方を用いている。
直前気筒の差分値を用いるサブモデル１に関しては、回転数ばらつきの指標とするため、絶対値での計算を行っている。
一方、直後気筒の差分値を用いるサブモデル２に関しては、失火後の回転数回復において誤計算することを避けるために、中心差分値と直後気筒との差分値とが同一符号の場合にのみ算出することとしている。
メインモデルからサブモデルを減算した算出値を、式７の通りモデル診断値SG-Modelと定義し、ここから失火判定に用いるモデル差分値domgMDLを式８を用いて算出する。
ただし、SG-Modelが負の値（メインモデルよりサブモデルのほうが大きい状態）である場合は、中心差分値をそのままモデル差分値SG-Modelとして判定に利用する。

【0035】

失火判定は、上述したモデル差分値domgMDLを、予め設定された閾値である判定差分値（適合値）と比較し、モデル差分値domgMDLが判定差分値以上である場合に失火判定を確定させる。

【0036】

以下、実施例の効果について説明する。
図４は、実施例の失火判定装置における正常状態、失火状態の診断値頻度分布の一例を示す図であって、ＣＶＴ車におけるデータを示す図である。
図５は、実施例の失火判定装置における正常状態、失火状態の診断値頻度分布の一例を示す図であって、６ＭＴ車におけるデータを示す図である。
図４及び図５においては、正常状態（失火が生じていない状態）として、通常状態に加え、上記通常状態に対して部品公差に起因する空燃比のオフセットが所定量生じている場合、隣接気筒で気筒間インバランスが所定量存在する場合、対向気筒で気筒間インバランスが所定量存在する場合が混在する条件設定としている。
一方、失火状態として、全点火回数における1%、3%、5%が失火している状態が混在する条件設定としている。
図４、図５に示すように、ＣＶＴ、６ＭＴとも、正常状態と失火状態の診断値分布を、実質的に完全に分離できている（Ｓ／Ｎ比が１以上である）ことが確認できた。

【0037】

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン及び失火判定装置の構成は、上述した実施例に限らず適宜変更することが可能である。例えば、実施例においてエンジンは例えば水平対向４気筒であるが、シリンダレイアウトや気筒数は、燃焼行程が複数気筒で同時に行われることがない限り、適宜変更することが可能である。
また、失火診断装置のハードウェア的な構成や各数式も適宜変更することが可能である。
例えば、実施例においては、エンジン回転数変化補正を直前２点火サイクルの診断値を用いて行っているが、この点火サイクル数なども特に限定されない。
（２）実施例ではモデル判定法として、診断対象気筒に加え前後気筒の影響を加味する３点モデル判定法を利用しているが、これに限らず、診断対象気筒の診断値を直前気筒の診断値、あるいは直後気筒の診断値の一方のみを加味して補正するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ エンジン １０ 第１気筒
１１ インジェクタ １２ 点火栓
２０ 第２気筒 ２１ インジェクタ
２２ 点火栓 ３０ 第３気筒
３１ インジェクタ ３２ 点火栓
４０ 第４気筒 ４１ インジェクタ
４２ 点火栓 ５０ 吸気装置
６０ クランク角センサ ６１ センサプレート
６２ ポジションセンサ ７０ 水温センサ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】