特許 6484306 内燃機関失火検出装置

(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】6484306

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】内燃機関失火検出装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20190304BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 368Z

   F02D45/00 362J

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-164020(P2017-164020)

(22)【出願日】2017年8月29日

(65)【公開番号】特開2019-39412(P2019-39412A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2018年9月21日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】100182028

【弁理士】

【氏名又は名称】多原 伸宜

(74)【代理人】

【識別番号】100145023

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 学

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153349

【弁理士】

【氏名又は名称】武山 茂

(72)【発明者】

【氏名】田▲崎▼ 勝徳

(72)【発明者】

【氏名】森田 優樹

【審査官】 田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１７０２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−５４６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３０００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４０５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０８６７６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−８６８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９７７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ４１／００ − ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

４ストロークの内燃機関の失火を検出する内燃機関失火検出装置において、
所定のクランク角度毎に前記内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを算出し、前記回転速度パラメータの基準値を算出し、前記基準値と前記回転速度パラメータとの偏差を算出すると共に、前記偏差の積算値を算出する算出部と、
前記積算値に基づいて失火判定を行う判定部と、
を備え、
前記内燃機関は、
複数の気筒を備え、互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われ、
前記算出部は、
前記内燃機関が所定の回転数以上の場合の前記積算値の積算区間を、失火判定を行なう気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時までの長さよりも短くして設定し、前記内燃機関が前記所定の回転数未満の場合の前記積算区間を、前記所定の回転数以上の場合の前記積算区間よりも短くして設定する、
こと特徴とする内燃機関失火検出装置。

【請求項2】

前記算出部は、
前記積算区間を各気筒別に個別の長さに設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関失火検出装置。

【請求項3】

前記算出部は、
前記内燃機関が前記所定の回転数未満の場合の前記積算区間を、前記内燃機関の膨張行程の開始時から終了時までの長さに設定し、前記内燃機関が前記所定の回転数以上の場合の前記積算区間を、前記内燃機関の膨張行程の開始時から次に点火する気筒の点火時の直前までの長さに設定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関失火検出装置。

【請求項4】

前記算出部は、
前記回転速度パラメータを示す電気信号に含まれる高周波成分を除去するフィルタを備え、前記フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す前記回転速度パラメータの前記基準値を算出すると共に、前記基準値と、前記フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す前記回転速度パラメータと、の前記偏差を算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関失火検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば２気筒や３気筒の４ストロークの内燃機関の失火を検出する内燃機関失火検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関、例えば２気筒や３気筒の４ストロークのエンジンにおいては、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程を繰り返すことで出力が生み出されている。エンジンの制御装置は、これらエンジンの各行程を判別することで、燃料の噴射や点火などのタイミングを制御している。この際、エンジンの運転状態に応じて、点火タイミングで点火しないエンジン失火を生じる場合がある。かかるエンジン失火を生じた場合には、ドライバビリティの悪化又は排気性能の悪化等を招く。このため、従来、エンジン失火を検出することにより、この検出結果に基づいて運転者に報知して整備工場への持ち込みを促したり、エンジンの運転状態を制御して、ドライバビリティ又は排気性能の悪化を低減させたりすることが行われている。

【0003】

かかる状況下で、特許文献１は、複数の気筒を備える内燃機関の失火検出装置に関し、内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを用いて相対速度パラメータを算出し、相対速度パラメータの積算値に基づいて内燃機関の失火の有無を検出する構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１９８３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の装置構成では、各気筒の相対速度パラメータの積算値の積算区間を、クランク角度７２０を気筒数で除算して求めた長さにしているために、二輪車等に搭載される単気筒のエンジンにおける積算区間はクランク軸が７２０度回転する間の区間となり、又、二輪車等に搭載される２気筒や３気筒のエンジンにおける積算区間はクランク軸が３６０度又は２４０度回転する間の区間となって、比較的長い区間となるため、慣性力又は摩擦等の影響を受け、積算値のバラツキが大きくなる可能性があり、この場合には失火を誤検出するリスクが高まる。

【0006】

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、４ストロークの内燃機関の失火を、適切な積算区間で積算した積算値を用いて検出することにより、内燃機関の失火を誤検出するリスクを低減することができる内燃機関失火検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、４ストロークの内燃機関の失火を検出する内燃機関失火検出装置において、所定のクランク角度毎に前記内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを算出し、前記回転速度パラメータの基準値を算出し、前記基準値と前記回転速度パラメータとの偏差を算出すると共に、前記偏差の積算値を算出する算出部と、前記積算値に基づいて失火判定を行う判定部と、を備え、前記内燃機関は、複数の気筒を備え、互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われ、前記算出部は、前記内燃機関が所定の回転数以上の場合の前記積算値の積算区間を、失火判定を行なう気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時までの長さよりも短くして設定し、前記内燃機関が前記所定の回転数未満の場合の前記積算区間を、前記所定の回転数以上の場合の前記積算区間よりも短くして設定する内燃機関失火検出装置である。

【0009】

本発明は、第１の局面に加えて、前記算出部は、前記積算区間を各気筒別に個別の長さに設定することを第２の局面とする。

【0010】

本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記算出部は、前記内燃機関が前記所定の回転数未満の場合の前記積算区間を、前記内燃機関の膨張行程の開始時から終了時までの長さに設定し、前記内燃機関が前記所定の回転数以上の場合の前記積算区間を、前記内燃機関の膨張行程の開始時から次に点火する気筒の点火時の直前までの長さに設定することを第３の局面とする。

【0011】

本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記算出部は、前記回転速度パラメータを示す電気信号に含まれる高周波成分を除去するフィルタを備え、前記フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す前記回転速度パラメータの前記基準値を算出すると共に、前記基準値と、前記フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す前記回転速度パラメータと、の前記偏差を算出することを第４の局面とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の第１の局面にかかる内燃機関失火検出装置においては、４ストロークの内燃機関の失火を検出する内燃機関失火検出装置において、所定のクランク角度毎に内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータを算出し、回転速度パラメータの基準値を算出し、基準値と回転速度パラメータとの偏差を算出すると共に、偏差の積算値を算出する算出部と、積算値に基づいて失火判定を行う判定部と、を備え、内燃機関は、複数の気筒を備え、互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われ、算出部は、内燃機関が所定の回転数以上の場合の積算値の積算区間を、失火判定を行なう気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時までの長さよりも短くして設定し、内燃機関が所定の回転数未満の場合の積算区間を、所定の回転数以上の場合の積算区間よりも短くして設定するものであるため、４ストロークの内燃機関の失火を、適切な積算区間で積算した積算値を用いて検出することにより、内燃機関の失火を誤検出するリスクを低減することができる。

【0013】

また、本発明の第１の局面にかかる内燃機関失火検出装置によれば、燃焼に依らない他の気筒の行程、慣性力又は摩擦等の影響による回転速度パラメータのバラツキを抑制することができ、エンジンの低回転時と高回転時との両方において確実に失火を検出することができる。

【0014】

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関失火検出装置によれば、算出部は、積算区間を各気筒別に個別の長さに設定するものであるため、２気筒以上を備える内燃機関の各気筒の燃焼状況が異なる場合であっても、内燃機関の失火を正確に検出することができる。

【0015】

また、本発明の第３の局面にかかる内燃機関失火検出装置によれば、算出部は、内燃機関が所定の回転数未満の場合の積算区間を、内燃機関の膨張行程の開始時から終了時までの長さに設定し、内燃機関が所定の回転数以上の場合の積算区間を、内燃機関の膨張行程の開始時から次に点火する気筒の点火時の直前までの長さに設定するものであるため、エンジンの低回転時には排気行程以降を除外した積算区間を設定して燃焼に依らない摩擦等の影響で回転速度パラメータにバラツキを生じることを抑制し、エンジンの高回転時には膨張行程以降の次に点火する気筒の点火時の直前までの積算区間を設定して燃焼に依らない慣性力等の影響で回転速度パラメータにバラツキを生じることを抑制することにより、通常点火時と失火時とにおける偏差のＳ／Ｎ比を大きくすることができる。

【0016】

また、本発明の第４の局面にかかる内燃機関失火検出装置によれば、算出部は、回転速度パラメータを示す電気信号に含まれる高周波成分を除去するフィルタを備え、フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す回転速度パラメータの基準値を算出すると共に、基準値と、フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す回転速度パラメータと、の偏差を算出するものであるため、回転速度パラメータを示す電気信号に含まれるノイズを除去することができ、精度よく積算値を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施形態における内燃機関失火検出装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態における判定パラメータ算出処理の流れを示すフロー図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態における判定パラメータ算出処理で判定パラメータを算出する際の気筒毎の各行程及びクランク角速度の具体的な推移を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態における失火判定処理の流れを示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関失火検出装置につき、詳細に説明する。

【0019】

まず、図１を参照して、本実施形態における内燃機関失火検出装置の構成につき、詳細に説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態における内燃機関失火検出装置の構成を示すブロック図である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態における内燃機関失火検出装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の電子制御装置によって構成され、いずれも図示を省略する複数の気筒を備えると共にそれぞれの気筒の膨張行程終了後に他の気筒の点火が行われる（互いの気筒の膨張行程が重ならない）４ストロークの内燃機関としてのエンジン、駆動輪、メインクラッチ及び変速機を備える典型的には自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載されている。かかるエンジンは、典型的には２又は３気筒を備え、気筒間の点火間隔が同一の等間隔燃焼又は気筒間の点火間隔が異なる不等間隔燃焼を行うエンジンである。図示しないスロットルバルブ及び吸気圧力センサ２１は、それぞれの気筒の上流側にそれぞれ１つずつ備えられている。

【0022】

内燃機関失火検出装置１は、クランク角速度算出部２、判定閾値検索部３、判定パラメータ算出部４、及び失火判定部５を備えている。

【0023】

クランク角速度算出部２は、クランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度（図示を省略するクランク軸の回転角度）に応じた電気信号に基づいて、所定のクランク角度毎に回転速度パラメータとしてのクランク軸の角速度（以下、「クランク角速度」と記載する）を算出する。クランク角速度算出部２は、このように算出したクランク角速度を示す電気信号を判定パラメータ算出部４に出力する。

【0024】

判定閾値検索部３は、クランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度に応じた電気信号、及び気筒毎に設けられた吸気圧力センサ２１から入力される図示しないスロットルバルブとエンジンとの間の吸気圧力に応じた電気信号に基づいて、エンジン回転数及び吸気圧力から求まるエンジンの負荷状態に応じた判定閾値を気筒毎に算出することで、各気筒別に判定閾値を異ならせて設定する。具体的には、判定閾値検索部３は、エンジンの負荷状態が高いほど判定閾値を大きくする。例えば、判定閾値検索部３は、判定閾値と、エンジン回転数と、吸気圧力と、の関係を気筒毎に予め規定した図示しないＲＯＭに記憶されたテーブルデータを読み出して、読み出したテーブルデータにクランク角度から算出されるエンジン回転数及び吸気圧力を気筒毎に当てはめることにより判定閾値を算出する。判定閾値検索部３は、このように算出した判定閾値を示す電気信号を失火判定部５に出力する。なお、エンジンの負荷状態は、上記のエンジン回転数と吸気圧力とにより求める場合に限らず、エンジン回転数とスロットルバルブの開度とから求めてもよい。

【0025】

判定パラメータ算出部４は、クランク角速度算出部２から入力されるクランク角速度を示す電気信号に含まれる高周波成分を除去する図示しないフィルタを備えている。かかるフィルタは、典型的には移動平均フィルタ等のデジタルフィルタである。

【0026】

判定パラメータ算出部４は、後述する判定パラメータ算出処理を実行して失火を判定するための判定パラメータを算出する。

【0027】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、気筒毎に設けられた吸気圧力センサ２１から入力されるスロットルバルブとエンジンとの間の吸気圧力に応じた電気信号、及びクランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度に応じた電気信号に基づいて、各気筒の圧縮行程終了時（以下、「圧縮ＴＤＣステージ」と記載する）を検出する。判定パラメータ算出部４は、クランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度に応じた電気信号に基づいて、各気筒の積算区間終了時（以下、「積算終了ステージ」と記載する）を検出する。

【0028】

判定パラメータ算出部４は、フィルタにより高周波成分を除去した電気信号の示すクランク角速度のうちの圧縮ＴＤＣステージのクランク角速度を、基準値としての基準角速度として保持する。

【0029】

判定パラメータ算出部４は、圧縮ＴＤＣステージの検出時から積算区間終了ステージの検出時までに、フィルタにより高周波成分を除去した電気信号の示すクランク角速度から、保持した基準角速度を減じて、クランク角速度と基準角速度との偏差としての相対クランク角速度を算出し、算出した相対クランク角速度を積算区間毎に積算して判定パラメータとしての積算値を求める。かかる積算区間は、クランクセンサ２２から入力される電気信号の示すエンジンのクランク角度より求めるエンジン回転数に応じて設定されている。判定パラメータ算出部４は、このように算出した積算値を示す電気信号を失火判定部５に出力する。

【0030】

失火判定部５は、後述する失火判定処理を実行して失火を判定する。具体的には、失火判定部５は、判定パラメータ算出部４から入力される電気信号の示す相対クランク角速度の積算値と、判定閾値検索部３から入力される電気信号の示す判定閾値と、を比較して、積算値が判定閾値以下の場合に失火の発生と判定する。失火判定部５は、失火の発生と判定した場合に、表示装置２４に表示して報知する。

【0031】

以上のような構成を有する内燃機関失火検出装置１は、以下に示す判定パラメータ算出処理及び失火判定処理を実行する。以下、更に図２から図４をも参照して、各処理について、詳細に説明する。

【0032】

＜判定パラメータ算出処理＞
上記構成を有する内燃機関失火検出装置１では、失火を判定するための判定パラメータを算出する判定パラメータ算出処理を実行する。以下、図２及び図３を参照して、本実施形態における判定パラメータ算出処理の具体的な流れについて詳しく説明する。

【0033】

図２は、本発明の実施形態における判定パラメータ算出処理の流れを示すフロー図である。図３は、本発明の実施形態における判定パラメータ算出処理で判定パラメータを算出する際の気筒毎の各行程及びクランク角速度の具体的な推移を示す図である。

【0034】

図２及び図３では、＃１気筒及び＃２気筒の２気筒を備える不等間隔燃焼を行う４ストロークのエンジンについて、判定パラメータ算出処理を実行する場合を例に説明する。この際、失火判定を行う気筒が＃１気筒である場合には次に点火する気筒は＃２気筒であり、失火判定を行う気筒が＃２気筒である場合には次に点火する気筒は＃１気筒である。また、図３は、一例として＃２気筒で失火を生じた際のクランク角速度の推移を示している。なお、本実施形態において、図２及び図３では２気筒を備えるエンジンにおいて判定パラメータ算出処理を実行する場合を示したが、単気筒のエンジン又は３気筒以上の気筒を備えるエンジンにおいて判定パラメータ算出処理を実行してもよい。

【0035】

本実施形態におけるエンジンは、それぞれの気筒の膨張行程終了後に他の気筒の点火が行われ（互いの気筒の膨張行程が重ならず）、図３に示すように、＃１気筒及び＃２気筒のそれぞれにおいて、膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程の４サイクルを繰り返す。具体的には、図３に示すように、クランク軸が０度から１８０度まで回転する間の区間は＃１気筒の膨張行程となり、クランク軸が１８０度から３６０度まで回転する間の区間は＃１気筒の排気行程となり、クランク軸が３６０度から５４０度まで回転する間の区間は＃１気筒の吸気行程となり、クランク軸が５４０度から７２０度まで回転する間の区間は＃１気筒の圧縮行程となる。また、クランク軸が＃１気筒の膨張行程の終了後のＸ１度からＸ２度まで回転する間の区間は、＃２気筒の膨張行程となる。

【0036】

この際、図３に示すように、＃２気筒の点火時であるクランク角度Ｘ１からクランク軸が回転するにつれて、失火を生じていない正常な状態でのクランク角速度（以下、「正常時クランク角速度」と記載する）Ｌ１と、失火を生じた状態でのクランク角速度（以下、「失火時クランク角速度」と記載する）Ｌ２と、の差が徐々に大きくなる。正常時クランク角速度Ｌ１は、クランク軸がクランク角度Ｘ２まで回転した＃２気筒の膨張行程の終了時の膨張行程終了ステージにおいてピークとなる。失火時クランク角速度Ｌ２は、クランク軸がクランク角度Ｘ１から回転するにつれて徐々に低下する。これより、＃２気筒の膨張行程終了ステージにおいて、正常時クランク角速度Ｌ１と失火時クランク角速度Ｌ２との差が最も大きくなる。

【0037】

一方、クランク軸がクランク角度Ｘ２から、次に点火する＃１気筒の点火時であるクランク角度７２０まで回転する間には、クランク軸がクランク角度Ｘ１からクランク角度Ｘ２まで回転する間に比べて、慣性力、摩擦又は＃１気筒の行程の影響を受けること等により正常時クランク角速度Ｌ１のバラツキが大きくなる。なお、＃１気筒についても、＃２気筒と同様の傾向を示す。

【0038】

本実施形態では、クランク角速度の上記の特性を考慮して相対クランク角速度の積算区間を設定する。

【0039】

図２に示すフロー図は、鞍乗型車両等の車両が起動されて内燃機関失火検出装置１が稼働したタイミングで開始となり、判定パラメータ算出処理はステップＳ１の処理に進む。かかる判定パラメータ算出処理は、車両が起動されて内燃機失火検出装置１が稼働している間、繰り返し実行される。

【0040】

ここで、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ１の処理を開始する前に、圧縮ＴＤＣステージのクランク角速度を基準角速度Ｌとして保持する。

【0041】

ステップＳ１の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃１気筒のスロットルバルブとエンジンとの間の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ２１から入力される電気信号、及びクランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度に応じた電気信号に基づいて、＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージか否かを判定する。判定の結果、＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージではない場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ２の処理に進める。一方、＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージである場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ１４の処理に進める。

【0042】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、＃１気筒に設けられた吸気圧力センサ２１から入力される電気信号の示す吸気圧力が負圧である場合において、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度が３６０度に達する前に上死点に達したことを検出した場合に、＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージであると判定し、それ以外であれば＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージではないと判定する。

【0043】

ステップＳ２の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃２気筒のスロットルバルブとエンジンとの間の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ２１から入力される電気信号、及びクランクセンサ２２から入力されるエンジンのクランク角度に応じた電気信号に基づいて、＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージか否かを判定する。判定の結果、＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージではない場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ３の処理に進める。一方、＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージである場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ１４の処理に進める。

【0044】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、＃２気筒に設けられた吸気圧力センサ２１から入力される電気信号の示す吸気圧力が負圧である場合において、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度が３６０度に達する前に上死点に達したことを検出した場合に、＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージであると判定し、それ以外であれば＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージではないと判定する。

【0045】

ステップＳ３の処理では、判定パラメータ算出部４が、クランク角速度算出部２から入力されたクランク角速度を示す電気信号に含まれている高周波成分をフィルタにより除去し、高周波成分を除去した電気信号の示す今回判定用角速度としてのクランク角速度から、基準角速度Ｌを減じて相対クランク角速度（相対クランク角速度＝今回判定用角速度−基準角速度Ｌ）を算出すると共に、前回までに積算した相対クランク角速度の積算値である判定パラメータ前回値に対して、今回算出した相対クランク角速度を加算して積算することにより判定パラメータとしての積算値（判定パラメータ＝判定パラメータ前回値＋相対クランク角速度）を算出する。

【0046】

ここで、クランク角速度算出部２から出力されるクランク角速度を示す電気信号には、各種振動又は演算のバラツキ等によるランダムなノイズが含まれる。クランク角速度算出部２から出力される電気信号に含まれる高周波成分をフィルタで除去することにより、このようなノイズを除去することができる。また、図３に示すように、失火を生じていない場合の相対クランク角速度は、正常時クランク角速度Ｌ１が基準角速度Ｌよりも大きくなるために正の値になる。一方、失火を生じた場合の相対クランク角速度は、失火時クランク角速度Ｌ２が基準角速度Ｌよりも小さくなるために負の値になる。

【0047】

これにより、ステップＳ３の処理は完了し、判定パラメータ算出処理はステップＳ４の処理に進む。

【0048】

ステップＳ４の処理では、判定パラメータ算出部４が、エンジンの回転数が＃１気筒高回転判断値以上か否かを判定する。判定の結果、エンジンの回転数が＃１気筒高回転判断値以上の場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ５の処理に進める。一方、エンジンの回転数が＃１気筒高回転判断値未満の場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ６の処理に進める。高回転判断値としては、例えば最大トルク時の回転数８０００ｒｐｍが予め設定されている。

【0049】

ステップＳ５の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃１気筒の積算終了時（以下、「＃１気筒用積算終了ステージ」と記載する）として高回転用ステージを設定する。かかる高回転用ステージは、＃１気筒の次に点火する＃２気筒の点火時の直前である。図３の場合には、高回転用ステージは、クランク角度Ｘの直前である。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、判定パラメータ算出処理はステップＳ７の処理に進む。

【0050】

ステップＳ６の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃１気筒用積算終了ステージとして低・中回転用ステージを設定する。かかる低・中回転用ステージは、＃１気筒の膨張行程の終了時である。図３の場合には、低・中回転用ステージは、＃１気筒の膨張行程の終了時であるクランク角度１８０である。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、判定パラメータ算出処理はステップＳ７の処理に進む。

【0051】

ステップＳ７の処理では、判定パラメータ算出部４が、エンジンの回転数が＃２気筒高回転判断値以上か否かを判定する。判定の結果、エンジンの回転数が＃２気筒高回転判断値以上の場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ８の処理に進める。一方、エンジンの回転数が＃２気筒高回転判断値未満の場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ９の処理に進める。

【0052】

ステップＳ８の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃２気筒の積算終了時（以下、「＃２気筒用積算終了ステージ」と記載する）として＃２気筒の次に点火する＃１気筒の点火時の直前である高回転用ステージを設定する。図３の場合には、高回転用ステージは、クランク角度７２０の直前である。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、判定パラメータ算出処理はステップＳ１０の処理に進む。

【0053】

ステップＳ９の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃２気筒用積算終了ステージとして＃２気筒の膨張行程の終了時である低・中回転用ステージを設定する。図３の場合には、低・中回転用ステージは、＃２気筒の膨張行程の終了時であるクランク角度Ｘ２である。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、判定パラメータ算出処理はステップＳ１０の処理に進む。

【0054】

ステップＳ１０の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃１気筒積算終了ステージか否かを判定する。判定の結果、＃１気筒積算終了ステージの場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ１１の処理に進める。一方、＃１気筒積算終了ステージではない場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ１２の処理に進める。

【0055】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ５で高回転用ステージを設定した場合には、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度がＸ１度に到達したことを検知した場合に＃１気筒積算終了ステージであると判定し、それ以外は＃１気筒積算終了ステージではないと判定する。また、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ６で低・中回転用ステージを設定した場合には、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度が１８０度に到達したことを検知した場合に＃１気筒積算終了ステージであると判定し、それ以外は＃１気筒積算終了ステージではないと判定する。

【0056】

ステップＳ１１の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃１気筒の判定パラメータとしての積算値を失火判定部５に出力する。

【0057】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ５で高回転用ステージを設定した場合に、＃１気筒の点火時であるクランク角度０の＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージ（＃１気筒の膨張行程開始時）から、クランク角度Ｘ１の＃１気筒積算終了ステージまでの積算区間で積算した相対クランク角速度の積算値を失火判定部５に出力する。また、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ６で低・中回転用ステージを設定した場合に、＃１気筒の点火時であるクランク角度０の＃１気筒の圧縮ＴＤＣステージ（＃１気筒の膨張行程開始時）から、クランク角度１８０の＃１気筒積算終了ステージまでの積算区間で積算した相対クランク角速度の積算値を失火判定部５に出力する。

【0058】

これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、判定パラメータ算出処理は終了する。

【0059】

ステップＳ１２の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃２気筒積算終了ステージか否かを判定する。判定の結果、＃２気筒積算終了ステージの場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理をステップＳ１３の処理に進める。一方、＃２気筒積算終了ステージではない場合には、判定パラメータ算出部４は、判定パラメータ算出処理を終了する。

【0060】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ８で高回転用ステージを設定した場合には、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度が７２０度に到達したことを検知した場合に＃２気筒積算終了ステージであると判定し、それ以外は＃２気筒積算終了ステージではないと判定する。また、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ９で低・中回転用ステージを設定した場合には、クランクセンサ２２から入力される電気信号より、クランク角度がＸ２度に到達したことを検知した場合に＃２気筒積算終了ステージであると判定し、それ以外は＃２気筒積算終了ステージではないと判定する。

【0061】

ステップＳ１３の処理では、判定パラメータ算出部４が、＃２気筒の判定パラメータとしての積算値を失火判定部５に出力する。

【0062】

具体的には、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ８で高回転用ステージを設定した場合に、＃２気筒の点火時であるクランク角度Ｘ１の＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージ（＃２気筒の膨張行程開始時）からクランク角度７２０までの積算区間で積算した相対クランク角速度の積算値を失火判定部５に出力する。また、判定パラメータ算出部４は、ステップＳ９で低・中回転用ステージを設定した場合に、＃２気筒の点火時であるクランク角度Ｘ１の＃２気筒の圧縮ＴＤＣステージ（＃２気筒の膨張行程開始時）からクランク角度Ｘ２までの積算区間で積算した相対クランク角速度の積算値を失火判定部５に出力する。

【0063】

これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、判定パラメータ算出処理は終了する。

【0064】

ステップＳ１４の処理では、判定パラメータ算出部４が、判定パラメータとしての積算値をリセットして「０」にする。これにより、ステップＳ１４の処理は完了し、判定パラメータ算出処理は終了する。

【0065】

このように、各気筒の各々が他の気筒の影響を異なる形で受ける不等間隔燃焼を行うエンジンの高回転時において、＃１気筒と＃２気筒とで積算区間を個別の長さに設定することにより、相対クランク角速度の積算値を求める際に他の気筒の行程の影響を抑制することができ、積算値のバラツキを低減することができる。

【0066】

なお、高回転時において、失火判定を行う気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時の直前までの積算区間を設定する場合に限らず、失火判定を行う気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時までの長さよりも短ければ、任意の積算区間を設定することができる。また、低速回転時において、失火判定を行う気筒の圧縮ＴＤＣステージから膨張行程の終了時までの積算区間を設定する場合に限らず、高回転時において設定される積算区間よりも短い任意の積算区間を設定することができる。

【0067】

＜失火判定処理＞
上記構成を有する内燃機関失火検出装置１では、内燃機関の失火を判定する失火判定処理を実行する。以下、図４を参照して、本実施形態における失火判定処理の具体的な流れについて詳しく説明する。

【0068】

図４は、本発明の実施形態における失火判定処理の流れを示すフロー図である。

【0069】

図４では、＃１気筒及び＃２気筒の２気筒を備えるエンジンについて、失火判定処理を実行する場合を例に説明する。なお、本実施形態において、図４では２気筒を備えるエンジンにおいて失火判定処理を実行する場合を示すが、単気筒のエンジン又は３気筒以上の気筒を備えるエンジンにおいて失火判定処理を実行してもよい。

【0070】

図４に示すフロー図は、鞍乗型車両等の車両が起動されて内燃機関失火検出装置１が稼働したタイミングで開始となり、失火判定処理はステップＳ２１の処理に進む。かかる失火判定処理は、車両が起動されて内燃機失火検出装置１が稼働している間、繰り返し実行される。

【0071】

ステップＳ２１の処理では、失火判定部５が、＃１気筒の膨張行程終了ステージであるか否かを判定する。具体的には、失火判定部５は、＃１気筒の判定パラメータとしての積算値が判定パラメータ算出部４から入力したか否かにより判定する。判定の結果、＃１気筒の膨張行程終了ステージである場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２２の処理に進める。一方、＃１気筒の膨張行程終了ステージではない場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２４の処理に進める。

【0072】

ステップＳ２２の処理では、失火判定部５が、判定パラメータ算出部４から入力された電気信号の示す＃１気筒の判定パラメータとしての積算値が判定閾値検索部３から入力された電気信号の示す＃１気筒の判定閾値以下であるか否かを判定する。この際、＃１気筒の判定閾値は、エンジンの負荷状態が高いほど大きな値が設定される。これにより、エンジンの負荷状態が高い場合には正常燃焼時に比べてエンジンによる生成トルクが相対的に大きくなり、エンジンによる生成トルクと相関関係にある判定パラメータとしての積算値も大きくなるため、エンジンの負荷状態が高いほど＃１気筒の判定閾値を大きく設定することにより、精度良く失火を検出することができる。

【0073】

判定の結果、＃１気筒の判定パラメータとしての積算値が＃１気筒の判定閾値以下である場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２３の処理に進める。一方、＃１気筒の判定パラメータとしての積算値が＃１気筒の判定閾値より大きい場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２７の処理に進める。

【0074】

ステップＳ２３の処理では、失火判定部５が、＃１気筒の失火発生と判断する。これにより、ステップＳ２３の処理は完了し、失火判定処理はステップＳ２７の処理に進む。

【0075】

ステップＳ２４の処理では、失火判定部５が、＃２気筒の膨張行程終了ステージであるか否かを判定する。具体的には、失火判定部５は、＃２気筒の判定パラメータとしての積算値が判定パラメータ算出部４から入力したか否かにより判定する。判定の結果、＃２気筒の膨張行程終了ステージである場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２５の処理に進める。一方、＃２気筒の膨張行程終了ステージではない場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２７の処理に進める。

【0076】

ステップＳ２５の処理では、失火判定部５が、判定パラメータ算出部４から入力された電気信号の示す＃２気筒の判定パラメータとしての積算値が判定閾値検索部３から入力された電気信号の示す＃２気筒の判定閾値以下であるか否かを判定する。この際、＃２気筒の判定閾値は、エンジンの負荷状態が高いほど大きな値が設定される。これにより、エンジンの負荷状態が高い場合には正常燃焼時に比べてエンジンによる生成トルクが相対的に大きくなり、エンジンによる生成トルクと相関関係にある判定パラメータとしての積算値も大きくなるため、エンジンの負荷状態が高いほど＃２気筒の判定閾値を大きく設定することにより、精度良く失火を検出することができる。

【0077】

判定の結果、＃２気筒の判定パラメータとしての積算値が＃２気筒の判定閾値以下である場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２６の処理に進める。一方、＃２気筒の判定パラメータとしての積算値が＃２気筒の判定閾値より大きい場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２７の処理に進める。このように、＃１気筒の積算値と比較する判定閾値と＃２気筒の積算値と比較する判定閾値とを異ならせることにより、燃焼状況の異なる各気筒の失火を誤検出することを防ぐことができる。

【0078】

ステップＳ２６の処理では、失火判定部５が、＃２気筒の失火発生と判断する。これにより、ステップＳ２６の処理は完了し、失火判定処理はステップＳ２７の処理に進む。

【0079】

ステップＳ２７の処理では、失火判定部５が、図示しないカウンタのカウント値をインクリメント又はデクリメントするカウント処理を行う。これにより、ステップＳ２７の処理は完了し、失火判定処理はステップＳ２８の処理に進む。

【0080】

ステップＳ２８の処理では、失火判定部５が、カウント値に基づいて故障報知必要か否かを判定する。判定の結果、故障報知必要な場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ２９の処理に進める。具体的には、失火判定部５は、カウント値が所定値に到達した場合に、故障報知必要と判定する。一方、故障報知不要な場合には、失火判定部５は、失火判定処理をステップＳ３０の処理に進める。具体的には、失火判定部５は、カウント値が所定値に到達しない場合に、故障報知不要と判定する。

【0081】

ステップＳ２９の処理では、失火判定部５が、表示装置２４をＯＮにして失火の発生を報知する。これにより、ステップＳ２９の処理は完了し、失火判定処理は終了する。

【0082】

ステップＳ３０の処理では、失火判定部５が、表示装置２４をＯＦＦのままにして失火の発生を報知しない。これにより、ステップＳ３０の処理は完了し、失火判定処理は終了する。

【0083】

以上の本実施形態における内燃機関失火検出装置では、内燃機関の回転速度に応じた回転速度パラメータの基準値と、回転速度パラメータと、の偏差の積算値の積算区間を、内燃機関の回転数に応じて設定するものであるため、４ストロークの内燃機関の失火を、適切な積算区間で積算した積算値を用いて検出することにより、内燃機関の失火を誤検出するリスクを低減することができる。

【0084】

また、本実施形態における内燃機関失火検出装置では、複数の気筒を備えると共に互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われる内燃機関において、内燃機関が所定の回転数以上の場合の積算区間を、失火判定を行なう気筒の点火時から次に点火する気筒の点火時までの長さよりも短くして設定し、内燃機関が所定の回転数未満の場合の積算区間を、所定の回転数以上の場合の積算区間よりも短くして設定するものであるため、燃焼に依らない他の気筒の行程、慣性力又は摩擦等の影響による回転速度パラメータのバラツキを抑制することができ、エンジンの低回転時と高回転時との両方において確実に失火を検出することができる。

【0085】

また、本実施形態における内燃機関失火検出装置では、複数の気筒を備えると共に互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われる内燃機関において、積算区間を各気筒別に個別の長さに設定するものであるため、２気筒以上を備える内燃機関の各気筒の燃焼状況が異なる場合であっても、内燃機関の失火を正確に検出することができる。

【0086】

また、本実施形態における内燃機関失火検出装置では、複数の気筒を備えると共に互いの気筒の膨張行程が重ならないように各気筒の点火が行われる内燃機関において、内燃機関が所定の回転数未満の場合の積算区間を、内燃機関の膨張行程の開始時から終了時までの長さに設定し、内燃機関が所定の回転数以上の場合の積算区間を、内燃機関の膨張行程の開始時から次に点火する気筒の点火時の直前までの長さに設定するものであるため、エンジンの低回転時には排気行程以降を除外した積算区間を設定して燃焼に依らない摩擦等の影響で回転速度パラメータにバラツキを生じることを抑制し、エンジンの高回転時には膨張行程以降の次に点火する気筒の点火時の直前までの積算区間を設定して燃焼に依らない慣性力等の影響で回転速度パラメータにバラツキを生じることを抑制することにより、通常点火時と失火時とにおける偏差のＳ／Ｎ比を大きくすることができる。

【0087】

また、本実施形態における内燃機関失火検出装置では、回転速度パラメータを示す電気信号に含まれる高周波成分をフィルタにより除去して回転速度パラメータの基準値を算出すると共に、基準値と、フィルタにより高周波成分を除去された電気信号の示す回転速度パラメータと、の偏差を算出するものであるため、回転速度パラメータを示す電気信号に含まれるノイズを除去することができ、精度よく積算値を算出することができる。

【0088】

本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

【0089】

具体的には、上記実施形態において、エンジンの負荷状態に応じた判定閾値を設定したが、エンジンの負荷状態に関わらず固定値としての判定閾値を予め設定しておいてもよい。

【0090】

また、上記実施形態において、失火を検出した際に表示装置に表示して報知したが、音声、音又は光により失火を報知してもよいし、失火を報知することに加えて又は代えて、失火を検出した際にエンジンの運転状態を変更する制御を行うようにしてもよい。

【0091】

また、上記実施形態において、判定閾値と比較する積算値を算出する際に、クランク角速度を用いたが、これに限らずクランク角速度と相関のある任意のパラメータを用いることができる。

【産業上の利用可能性】

【0092】

以上のように、本発明においては、４ストロークの内燃機関の失火を、適切な積算区間で積算した積算値を用いて検出することにより、内燃機関の失火を誤検出するリスクを低減することができる内燃機関失火検出装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両の内燃機関失火検出装置に広範に適用され得るものと期待される。

【符号の説明】

【0093】

１…ＥＣＵ
２…クランク角速度算出部
３…判定閾値検索部
４…判定パラメータ算出部
５…失火判定部
２１…吸気圧力センサ
２２…クランクセンサ
２４…表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】