特許 7272144 複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置

(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】

(24)【登録日】2023-05-01

(45)【発行日】2023-05-12

(54)【発明の名称】複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20230502BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 368Z

F02D45/00 362

F02D45/00 364G

F02D45/00 345

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019125302

(22)【出願日】2019-07-04

(65)【公開番号】P2021011838

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-06-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 和宏

(72)【発明者】

【氏名】森下 慎也

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２６３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－３９４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４９０３（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４ストロークエンジンの回転速度の変動幅が所定の範囲内にある状態である定速回転状態において、前記エンジンのクランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度である第１角度の間に出力される前記パルス信号の数である第１個数の前記パルス信号が検出されるのに要する経過時間を計測する計時手段と、
今回計測された前記第１個数の前記パルス信号が検出されるのに要した経過時間である第１時間と今回計測された前記第１個数の前記パルス信号の直前に計測された前記第１個数の前記パルス信号が検出されるのに要した経過時間である第２時間との偏差である第１偏差を算出する偏差算出手段と、
所定の数である第２個数の連続する前記パルス信号に対応する前記第１偏差を積算することにより得られる値である積算値を算出する積算値算出手段と、
前記積算値の少なくとも何れか１つが所定の閾値である第１閾値よりも大きい場合に前記エンジンにおいて失火が発生したと判定する第１判定手段と、
を備える、
複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
失火が発生していない状態における前記エンジンの回転速度と負荷とスロットル開度との関係を示すデータである第１データを格納しているデータ記憶手段を更に備え、
前記積算値算出手段は、前記エンジンの回転速度及び負荷から前記第１データに基づいて特定されるスロットル開度である第１開度を前記エンジンの実際のスロットル開度である第２開度から減ずることによって得られる偏差である第２偏差が所定の閾値である第２閾値よりも大きい場合に成立する条件である第１条件及び前記エンジンの始動時の回転速度の最大値が所定の閾値である第３閾値未満である場合に成立する条件である第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは、前記第２個数よりも少ない第３個数の連続する前記パルス信号に対応する前記第１偏差を積算することにより前記積算値を算出する、
ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【請求項2】

請求項１に記載された複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
前記積算値算出手段は、前記第１条件及び前記第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、前記エンジンの回転速度が所定の回転速度である第１回転速度よりも高い場合は、前記第２個数の連続する前記パルス信号に対応する前記第１偏差を積算することにより前記積算値を算出する、
ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載された複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
前記積算値算出手段は、前記第１条件及び前記第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、前記エンジンの回転速度が所定の回転速度である第２回転速度よりも高い場合は、前記第２回転速度よりも低い所定の回転速度である第３回転速度まで前記エンジンの回転速度を低下させた後に前記第２個数の連続する前記パルス信号に対応する前記第１偏差を積算することにより前記積算値を算出する、
ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
前記第２個数は前記第１個数に等しい、
ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
前記第１判定手段により前記エンジンにおいて失火が発生したと判定された回数を前記エンジンの１つのサイクルに相当する前記クランク軸の回転角度において前記積算値に対応する前記パルス信号が検出された順序毎にグループ分けして前記エンジンの複数のサイクルに相当する前記クランク軸の回転角度に亘って積算することにより得られる値である失火判定回数を算出する失火判定集計手段と、
前記失火判定回数の少なくとも何れか１つが所定の閾値である第４閾値よりも大きい場合に前記エンジンにおいて失火が発生したとの判定を確定する第２判定手段と、
を更に備える、
ことを特徴とする複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【請求項6】

請求項５に記載された複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置であって、
前記第２判定手段により前記エンジンにおいて失火が発生したとの判定が確定された場合に前記エンジンを停止させる停止手段を更に備える、
ことを特徴とする複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばガスエンジンヒートポンプ（ＧＨＰ）等のヒートポンプが備える圧縮機の駆動源として使用されるエンジンにおいて失火が発生すると、例えば排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等の問題に繋がる虞がある。このような問題を回避するためには、エンジンにおける失火の発生を迅速に（瞬時に）検出し、例えばエンジンを停止したり警報を発したりする等、必要な措置を早急に講ずる必要がある。このため、当該技術分野においては、例えばサーミスタ等を用いる温度センサを排気経路に配設して排気温度を検出することが広く行われている。しかしながら、例えば部品点数及びコストを削減する観点からは、上記のように温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を検出することが望ましい。

【0003】

そこで、当該技術分野においては、複数気筒４ストロークエンジンの一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までの経過時間のバラツキに基づいてエンジンにおける失火の発生を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。当該従来技術においては、クランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度の間に出力されるパルス信号の数である第１個数のパルス信号が検出されるのに要する経過時間が計測される。更に、今回計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間である第１時間と今回計測された第１個数のパルス信号の直前に計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間である第２時間との偏差が算出される。このようにして上記パルス信号が検出される度に算出される偏差が連続する所定の個数ずつ積算される。このようにして積算された積算値と所定の閾値との大小関係に基づいて、エンジンにおける失火の有無が判定される。

【0004】

上記従来技術によれば、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を検出することができる。しかしながら、上記従来技術においては上記のように第１時間と第２時間との偏差をクランク軸の所定の回転角度分だけ積算する必要があり、エンジンにおける失火の有無を判定するまでに一定の時間が必要となる。一方、上述したように、エンジンにおける失火の発生に伴う問題を回避するためには、エンジンにおける失火の発生を迅速に（瞬時に）検出し、例えばエンジンを停止したり警報を発したりする等、必要な措置を早急に講ずる必要がある。ところが、上記偏差の積算数に対応するクランク軸の所定の回転角度を減少して失火判定に要する期間を短縮することにより失火判定を迅速化すると、例えば外乱等の影響によりエンジンの失火が誤って判定される虞がある。このように、上記従来技術によっては、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することは困難である。

【0005】

一方、当該技術分野においては、排気ガスの状態を表す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し、失火が発生したと診断される場合は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技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。当該従来技術によれば、エンジンに失火が生じていると診断された場合は全気筒の燃料カットが行われるので、エンジンにおける失火の発生に伴う問題を確実に回避することができる。

【0006】

しかしながら、上記従来技術においては、排気の温度及び空燃比の少なくとも一方を失火診断パラメータとして採用しており、これらのパラメータを取得するためには、温度センサ及び／又は空燃比センサを排気経路に配設する必要がある。また、上記従来技術においては、全ての気筒に対する燃料カットを実施した場合においても、エンジン自体の慣性エネルギにより所定の期間に亘ってエンジンの回転が継続されることを前提としている。ところが、例えばＧＨＰ等の用途においては、例えば自動車等の用途に比べて、エンジン自体及びエンジンに連結された動力伝達機構等の慣性質量が小さい。その結果、上記従来技術におけるように失火が発生したと診断された場合にエンジンの全ての気筒に対する燃料カットが実施されると、エンジンが直ちに停止（ストール）してしまい、例えばＧＨＰの稼働を継続することができなくなってしまう。

【0007】

以上のように、当該技術分野においては、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することが可能な技術が依然として求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１２－２６３６５号公報

【文献】特開２０００－２４８９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したように、当該技術分野においては、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することが可能な技術が依然として求められている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題に鑑み、本発明者は、鋭意研究の結果、複数気筒４ストロークエンジンのクランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までに出力されるパルス信号の数である第１個数のパルス信号が検出されるのに要する経過時間を計測し、今回計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間と直前に計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間との偏差を算出し、当該偏差を連続する所定数ずつ積算した値が所定の閾値よりも大きい場合に当該エンジンにおいて失火が発生したと判定する失火判定装置において、失火が発生していない状態に想定される当該エンジンのスロットル開度よりも実際のスロットル開度が大きい場合及び／又は当該エンジンの始動時における回転速度の最大値が所定の閾値よりも低い場合は上記偏差の積算数を少なくすることにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができることを見出した。

【0011】

上記に鑑み、本発明に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（以降、「本発明装置」と称される場合がある。）は、計時手段と、偏差算出手段と、積算値算出手段と、第１判定手段と、を備える、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。

【0012】

計時手段は、定速回転状態において、複数気筒４ストロークエンジンのクランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、第１個数のパルス信号が検出されるのに要する経過時間を計測する。第１個数とは、当該エンジンにおける一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度である第１角度の間に出力されるパルス信号の数である。定速回転状態とは、当該エンジンの回転速度の変動幅が所定の範囲内にある状態である。

【0013】

偏差算出手段は、第１時間と第２時間との偏差である第１偏差を算出する。第１時間は今回計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間であり、第２時間は今回計測された第１個数のパルス信号の直前に計測された第１個数のパルス信号が検出されるのに要した経過時間である。

【0014】

積算値算出手段は、所定の数である第２個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより得られる値である積算値を算出する。典型的には、第２個数は上述した第１個数に等しい。

【0015】

第１判定手段は、積算値の少なくとも何れか１つが所定の閾値である第１閾値よりも大きい場合に当該エンジンにおいて失火が発生したと判定する。

【0016】

本発明装置は、失火が発生していない状態における当該エンジンの回転速度と負荷とスロットル開度との関係を示すデータである第１データを格納しているデータ記憶手段を更に備える。

【0017】

更に、本発明装置においては、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは第２個数よりも少ない第３個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより積算値を算出するように積算値算出手段が構成されている。第１条件は、当該エンジンの回転速度及び負荷から第１データに基づいて特定されるスロットル開度である第１開度を当該エンジンの実際のスロットル開度である第２開度から減ずることによって得られる偏差である第２偏差が所定の閾値である第２閾値よりも大きい場合に成立する条件である。第２条件は、当該エンジンの始動時の回転速度の最大値が所定の閾値である第３閾値未満である場合に成立する条件である。

【0018】

１つの好ましい態様において、積算値算出手段は、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、当該エンジンの回転速度が所定の回転速度である第１回転速度よりも高い場合は、第２個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより積算値を算出するように構成される。

【0019】

もう１つの好ましい態様において、積算値算出手段は、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、当該エンジンの回転速度が所定の回転速度である第１回転速度よりも高い場合は、第１回転速度よりも低い第２回転速度まで当該エンジンの回転速度を低下させた後に第２個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより積算値を算出するように構成される。

【0020】

更にもう１つの好ましい態様において、本発明装置は、失火判定集計手段と、第２判定手段と、を更に備える。失火判定集計手段は、失火判定回数を算出する。失火判定回数は、第１判定手段により当該エンジンにおいて失火が発生したと判定された回数を、当該エンジンの１つのサイクルに相当するクランク軸の回転角度において積算値に対応するパルス信号が検出された順序毎にグループ分けして、当該エンジンの複数のサイクルに相当するクランク軸の回転角度に亘って積算することにより得られる値である。第２判定手段は、失火判定回数の少なくとも何れか１つが所定の閾値である第４閾値よりも大きい場合に当該エンジンにおいて失火が発生したとの判定を確定する。

【0021】

上記態様において、本発明装置は停止手段を更に備え得る。停止手段は、第２判定手段により当該エンジンにおいて失火が発生したとの判定が確定された場合に当該エンジンを停止させる。

【発明の効果】

【0022】

上記のように、本発明装置においては、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは、第２個数よりも少ない第３個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより積算値を算出する。即ち、第１条件及び／又は第２条件の成立によりエンジンにおいて失火が発生している可能性が高いと判断される場合は、積算値を算出するために積算される第１偏差の数を低減する。これにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0023】

また、１つの好ましい態様において、積算値算出手段は、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、当該エンジンの回転速度が所定の回転速度である第１回転速度よりも高い場合は、第２個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算する。即ち、第１条件及び／又は第２条件の成立により当該エンジンにおいて失火が発生している可能性が高いと判断される場合であっても、当該エンジンの回転速度が高い場合は、積算値を算出するために積算される第１偏差の数を低減しない。この場合、積算値を算出するために積算される第１偏差の数は低減されないものの、当該エンジンの回転速度が高いため、積算値を算出するために要する時間は短い。これにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生をより高い精度にて迅速且つ正確に検出することができる。

【0024】

更に、もう１つの好ましい態様において、積算値算出手段は、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、当該エンジンの回転速度が所定の回転速度である第１回転速度よりも高い場合は、第１回転速度よりも低い第２回転速度まで当該エンジンの回転速度を低下させた後に第２個数の連続するパルス信号に対応する第１偏差を積算することにより積算値を算出する。即ち、第１条件及び／又は第２条件の成立により当該エンジンにおいて失火が発生している可能性が高いと判断される場合であっても、当該エンジンの回転速度が高い場合は、積算値を算出するために積算される第１偏差の数を低減しない。この場合、積算値を算出するために積算される第１偏差の数は低減されないものの、当該エンジンの回転速度が高いため、積算値を算出するために要する時間は短い。これにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生をより高い精度にて迅速且つ正確に検出することができる。更に、積算値を算出する前に当該エンジンの回転速度を低下させるので、例えば排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等、エンジンにおける失火の発生に起因する問題を低減又は回避することができる。

【0025】

加えて、更にもう１つの好ましい態様において、本発明装置は、上述した失火判定集計手段及び第２判定手段を更に備える。詳しくは後述するように、失火判定集計手段によって算出される失火判定回数と第４閾値との大小関係に基づいてエンジンにおける失火の有無を判定することにより、例えば外乱等に起因して積算値が第１閾値を超える度にエンジンにおいて失火が発生したとの誤判定が下されることを回避することができる。更に、第４閾値よりも大きい失火判定回数に対応するパルス信号が出力されたタイミング（クランク軸の回転角度）に基づいて、失火が発生している気筒を特定することもできる。

【0026】

尚、上述したように、上記態様において、本発明装置は、第２判定手段により当該エンジンにおいて失火が発生したとの判定が確定された場合に当該エンジンを停止させる停止手段を更に備えることができる。これにより、例えば排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等、エンジンにおける失火の発生に起因する問題をより確実に低減又は回避することができる。

【0027】

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（第１装置）が適用されるエンジンの構成を示す模式図である。

【図2】第１装置の構成の一例を示す模式的なブロック図である。

【図3】（ａ）及び（ｂ）はエンジンにおける失火の有無に応じたパルス信号の推移の一例を示す模式的なタイムチャートである。

【図4】パルス信号Ｐが検出される度に算出された第１偏差ＤＴのパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示すグラフである。

【図5】パルス信号Ｐが検出される度に算出された積算値ＲＣのパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示すグラフである。

【図6】第１装置によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第２実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（第２装置）によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第３実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（第３装置）によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの１つの例を示すフローチャートである。

【図9】第３装置によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れのもう１つの例を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第４実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（第４装置）の構成の一例を示す模式的なブロック図である。

【図11】第４装置が備える失火判定集計手段によって算出（集計）される失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）のパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示す模式的なグラフである。

【図12】第４装置によって実行される失火確定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（以降、「第１装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0030】

〈エンジンの構成〉
第１装置に関する説明に先立ち、第１装置が適用されるエンジンの構成に関する説明を以下に述べる。図１は、第１装置が適用される複数気筒４ストロークエンジンの構成を示す模式図である。図１に示すエンジン１１は、直列配置された４つの気筒１２（１２ａ～１２ｄ）を有する４気筒４ストロークエンジンであり、例えば、ヒートポンプ式空気調和装置が備える圧縮機の駆動源として使用することができる。各気筒１２には、ピストン１３が往復運動可能に収容されている。各ピストン１３は、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５に連結されている。各ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５の回転運動に変換される。

【0031】

各気筒１２の燃焼室１６には、外部の空気が供給される吸気通路１７が連通されている。この吸気通路１７の途中には、スロットル弁１８が設けられている。また、吸気通路１７には、スロットル弁１８の上流側において、燃料管路２１が連通されている。この燃料管路２１には、ガス電磁弁２２、ガスレギュレータ２３及び燃料調整弁２４が配設されている。そして、燃料ガス供給源（例えば、燃料タンク等）から燃料管路２１に導入された燃料ガス（例えば、プロパンガス及び天然ガス等）は、ガス電磁弁２２、ガスレギュレータ２３及び燃料調整弁２４を介して吸気通路１７へと供給される。従って、スロットル弁１８の上流側において吸気通路１７に供給された空気及び燃料ガスからなる混合気は、スロットル弁１８によって流量が調整され、燃焼室１６に導入される。

【0032】

各気筒１２の燃焼室１６には点火プラグ２６が設けられており、燃焼室１６に導入された混合気は点火プラグ２６が備える火花放電用電極（図示せず）における火花放電によって点火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復運動し、クランク軸１５が回転することにより、エンジン１１の駆動力が得られる。そして、この燃焼後の混合気（排気ガス）は、各気筒１２の燃焼室１６に連通する排気通路２７へと排出される。

【0033】

尚、吸気通路１７及び排気通路２７の燃焼室１６に臨む各々の開口部には、吸気弁１７ａ及び排気弁２７ａが設けられている。一方、クランク軸１５には、適宜の伝動部材（例えば、タイミングベルト等）を介して、カム軸２８が駆動連結されている。クランク軸１５及びカム軸２８間の回転伝達比は１／２であり、クランク軸１５の２回転に対しカム軸２８が１回転するように構成されている。そして、吸気弁１７ａ及び排気弁２７ａは、クランク軸１５の回転に伴うカム軸２８の回転に合わせて開閉動作する。

【0034】

そして、エンジン１１は、各気筒１２において、燃料（混合気）の吸入・圧縮・燃焼（爆発）・排気の全行程（４ストローク／１サイクル）を繰り返すことにより、コネクティングロッド１４を介してピストン１３の往復運動をクランク軸１５に伝え、クランク軸１５を回転させる。尚、４つの気筒１２ａ～１２ｄの点火タイミングは等間隔であり（位相差は等しく）、クランク軸１５は１サイクル毎に２回転する。即ち、４つの気筒１２ａ～１２ｄのうち一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸１５の回転角度（第１角度）は１８０°（＝３６０°×２／４）である。

【0035】

上記のような構成を有するエンジン１１は、エンジン用電子制御装置（ＥＮＧ－ＥＣＵ）３０によって制御される。即ち、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、スロットル弁１８、ガス電磁弁２２及び燃料調整弁２４の各々と電気的に接続されており、これらの作動を制御する。また、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、点火プラグ２６に電力を供給するイグニッションコイル３１をスイッチング動作させるイグナイタ３２と電気的に接続されており、当該イグナイタ３２等を介して点火プラグ２６による放電（点火）を制御する。

【0036】

尚、クランク軸１５には、所定角度ＤＮ（例えば、３０°）間隔に配設された複数（１２個）の突起３３ａを有するロータ３３が一体的に回転するように連結されている。そして、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、径方向においてロータ３３（突起３３ａ）に対向するように配置されたクランクポジションセンサ３４と電気的に接続されている。このクランクポジションセンサ３４は、クランク軸１５の回転に伴ってロータ３３の突起３３ａが通過する毎に、即ちクランク軸１５が所定角度ＤＮだけ回転する度にパルス信号Ｐを生成・出力する。ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、パルス信号Ｐに基づいてクランク軸１５の回転量及び回転速度等を検出する。

【0037】

そして、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、検出したクランク軸１５の回転量等に基づいてスロットル弁１８等の作動を制御することにより、例えば、エンジン回転速度（クランク軸１５の回転速度）が一定になるように制御する。以降、このような制御は「定速回転制御」と称呼される場合があり、エンジン回転速度（クランク軸１５の回転速度）が一定に維持されている状態は「定速回転状態」と称呼される場合がある。ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、定速回転状態において、パルス信号Ｐに基づいてエンジン１１における失火の有無を判定することができる。この場合、第１装置はＥＮＧ－ＥＣＵ３０によって構成される。但し、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０以外の電子制御装置（ＥＣＵ）によって第１装置としての機能の一部又は全部が達成されていてもよい。尚、以下の説明においては、第１装置としての機能の全てがＥＮＧ－ＥＣＵ３０によって達成されているものとする。

【0038】

また、カム軸２８にも、同様の複数の突起を有するロータ３５が一体的に回転するように連結されている。そして、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、径方向においてロータ３５に対向するように配置されたカムポジションセンサ３６と電気的に接続されている。このカムポジションセンサ３６は、カム軸２８の回転に伴ってロータ３５の突起が通過する毎に、即ちカム軸２８が所定角度だけ回転する度にパルス信号を生成・出力する。ＥＮＧ－ＥＣＵ３０は、このパルス信号に基づいてカム軸２８の回転量及び回転速度等を検出する。

【0039】

〈第１装置の構成〉
次に、第１装置の構成について説明する。図２は、第１装置の構成の一例を示す模式的なブロック図である。第１装置１０１は、計時手段１１０と、偏差算出手段１２０と、積算値算出手段１３０と、第１判定手段１４０と、を備える、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。尚、第１装置１０１が更に備えるデータ記憶手段１５０については後述する。

【0040】

計時手段１１０は、定速回転状態において、複数気筒４ストロークエンジン１１のクランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号Ｐが検出される度に、第１個数ｎ１のパルス信号Ｐが検出されるのに要する経過時間Ｔを計測する。第１個数ｎ１とは、エンジン１１における一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度である第１角度の間に出力されるパルス信号Ｐの数である。定速回転状態とは、エンジン１１の回転速度ＮＥの変動幅が所定の範囲内にある状態である。尚、エンジン１１が定速回転状態に有るか否かは、上記のように検出されるパルス信号Ｐに基づいて判定することができる（図２中の一点鎖線を参照）。

【0041】

図３は、エンジン１１における失火の有無に応じたパルス信号Ｐの推移の一例を示す模式的なタイムチャートである。（ａ）はエンジンにおいて失火が発生していない状態におけるパルス信号Ｐの推移の一例を示し、（ｂ）はエンジンにおいて失火が発生している状態におけるパルス信号Ｐの推移の一例を示す。図１に示したエンジン１１においては、クランク軸１５が所定角度ＤＮ（例えば、３０°）だけ回転する度にパルス信号Ｐが出力され、計時手段１１０によって検出される。また、上述したようにエンジン１１において、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸１５の回転角度である第１角度は１８０°である。従って、第１角度の間に出力されるパルス信号Ｐの数である第１個数ｎ１は６つ（ｎ１＝１８０°／３０°＝６）である。即ち、図１に示した例においては、計時手段１１０が、パルス信号Ｐが検出される度に（即ち、クランク軸１５が３０°回転する度に）６つのパルス信号Ｐが検出されるのに要する経過時間Ｔを計測する。

【0042】

偏差算出手段１２０は、第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差である第１偏差ＤＴを算出する。第１時間ＴＲは今回計測された第１個数ｎ１のパルス信号Ｐが検出されるのに要した経過時間Ｔであり、第２時間ＴＬは今回計測された第１個数ｎ１のパルス信号Ｐの直前に計測された第１個数ｎ１のパルス信号Ｐが検出されるのに要した経過時間Ｔである。

【0043】

図１に示した例においては、計時手段１１０は、パルス信号Ｐが検出される度に（即ち、クランク軸１５が３０°回転する度に）第１個数ｎ１（６つ）のパルス信号Ｐが検出されるのに要する経過時間Ｔを計測する。従って、図１に示した例においては、第１時間ＴＲは、一のパルス信号Ｐが検出された時点から当該パルス信号Ｐから数えて６つ後のパルスＰが検出されるまでの期間の時間的な長さである。換言すれば、第１時間はＴＲ、一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角からクランク軸１５が第１角度（１８０°）だけ回転するのに要する経過時間Ｔである。一方、第２時間ＴＬは、一のパルス信号Ｐから数えて６つ前のパルスＰが検出された時点から当該パルス信号Ｐが検出された時点までの期間の時間的な長さである。換言すれば、第２時間はＴＬ、クランク軸１５が第１角度（１８０°）だけ回転して一のパルス信号Ｐが検出される時点におけるクランク角へと到達するのに要した経過時間Ｔである。

【0044】

上述したように、第１偏差ＤＴは、第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差である（ＤＴ＝ＴＲ－ＴＬ）。従って、第１偏差ＤＴは、一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角から第１角度（１８０°）だけ後のクランク角までの範囲におけるクランク軸１５の回転速度と、上記一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角から第１角度（１８０°）だけ前のクランク角から当該一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角までの範囲におけるクランク軸１５の回転速度と、の差に対応する。従って、何れの気筒においても失火が発生していない場合、パルス信号Ｐが検出される毎に（計測される第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差として）算出される第１偏差ＤＴのうちの何れも大きい値とはならない（図３の（ａ）を参照）。一方、何れかの気筒において失火が発生している場合、パルス信号Ｐが検出される毎に算出される第１偏差ＤＴのうちの何れかが大きい値となる（図３の（ｂ）を参照）。

【0045】

図４は、パルス信号Ｐが検出される度に算出された第１偏差ＤＴのパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示すグラフである。図４に示すグラフはあくまでも１つの例であり、例えば第１偏差ＤＴの大きさ（絶対値）等は実際に算出される値を厳密に反映するものではないが、パルス信号Ｐが検出される毎に算出される個々の第１偏差ＤＴの値は必ずしも大きくなく、また例えば外乱等に起因する突発的な第１偏差ＤＴの増大も起こり得る。従って、エンジン１１における失火の有無についての判定（失火判定）の精度を高める観点からは、パルス信号Ｐの各々が検出される毎に算出される第１偏差ＤＴを連続する所定の数だけ積算することにより、より精度の高い失火判定を可能とする判定指標を得ることができる。

【0046】

そこで、積算値算出手段１３０は、所定の数である第２個数ｎ２の連続するパルス信号Ｐに対応する第１偏差ＤＴを積算することにより得られる値である積算値ＲＣを算出する。第２個数ｎ２の具体的な値は特に限定されないが、過度に小さい場合は、例えば、第１偏差ＤＴを積算することによって達成される上述した効果を十分に得ることができない虞がある。一方、第２個数ｎ２の具体的な値が過度に大きい場合は、例えば、失火に起因する燃焼行程におけるクランク軸１５の回転速度の気筒間における差異が平均化されてしまい、失火判定が困難となる虞がある。

【0047】

尚、上述したように、第１偏差ＤＴは、一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角から第１角度（１８０°）だけ後のクランク角までの範囲におけるクランク軸１５の回転速度と、上記一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角から第１角度（１８０°）だけ前のクランク角から当該一のパルス信号Ｐが検出された時点におけるクランク角までの範囲におけるクランク軸１５の回転速度と、の差に対応する。即ち、第１偏差ＤＴは、一の気筒における混合気の燃焼状態と、その前の気筒における混合気の燃焼状態と、の違いを反映するものである。従って、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度（第１角度）に対応する範囲において第１偏差ＤＴを積算することにより、エンジンにおける失火の発生に起因する第１偏差ＤＴの増大については累積・強調し、例えば外乱等に起因する突発的な第１偏差ＤＴの増大については平滑化することができる。その結果、エンジンにおける失火の発生をより高い精度にて迅速且つ正確に検出することができる。このため、典型的には、第２個数ｎ２は上述した第１個数ｎ１に等しい。

【0048】

例えば、ｋ個目に検出された（即ち、ＣＮＴ＝ｋ）パルス信号Ｐ（ｋ）に対応する第１時間及び第２時間がそれぞれＴＲ（ｋ）及びＴＬ（ｋ）として表される場合、当該パルス信号Ｐに対応する第１偏差はＤＴ（ｋ）として表される（ＤＴ（ｋ）＝ＴＲ（ｋ）－ＴＬ（ｋ））。更に、当該パルス信号Ｐに対応する積算値ＲＣ（ｋ）は、例えば、以下の式（１）によって算出することができる。尚、式（１）中、ｎ２は上述した第２個数を表す。

【0049】

【数1】

【0050】

具体的には、例えば、図３に示すように、一のパルス信号Ｐ（１）に対応する第１時間及び第２時間をそれぞれＴＲ（１）及びＴＬ（１）とする場合、当該パルス信号Ｐ（１）の次のパルス信号Ｐ（２）に対応する第１時間及び第２時間はそれぞれＴＲ（２）及びＴＬ（２）となる。以降同様にして、前述した第１個数（この場合は６つ）のパルス信号Ｐの最後のパルス信号Ｐ（６）に対応する第１時間及び第２時間はそれぞれＴＲ（６）及びＴＬ（６）となる。この場合、積算値ＲＣ（１）は以下の式（２）によって算出される。

【0051】

【数2】

【0052】

図５は、パルス信号Ｐが検出される度に算出された積算値ＲＣのパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示すグラフである。図５からも明らかであるように、積算値ＲＣにおいては、第２個数ｎ２は上述した第１個数ｎ１に等しいため、エンジン１１における失火の発生に起因する第１偏差ＤＴの増大については累積・強調され、例えば外乱等に起因する突発的な第１偏差ＤＴの増大については平滑化される。従って、このような積算値ＲＣに基づいて失火判定を行うことにより、エンジン１１における失火の発生をより高い精度にて迅速且つ正確に検出することができる。

【0053】

そして、第１判定手段１４０は、積算値ＲＣの少なくとも何れか１つが所定の閾値である第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合にエンジン１１において失火が発生したと判定する。定速回転状態は、上述したように、エンジン１１の回転速度（クランク軸１５の回転速度）が一定（の範囲内）に維持されている状態である。従って、エンジン１１の何れの気筒においても失火が発生していない場合は、第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差である第１偏差ＤＴも第１偏差ＤＴの積算値である積算値ＲＣも何れも非常に小さいか或いは０（ゼロ）である。逆に、エンジン１１の何れかの気筒において失火が発生している場合は、この失火が発生している気筒の燃焼行程に対応する第１偏差ＤＴ及び積算値ＲＣが他の第１偏差ＤＴ及び積算値ＲＣよりも大きくなる。このため、第１判定手段１４０は、定速回転状態において積算値ＲＣの少なくとも何れか１つが第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合に、当該エンジンにおいて失火が発生したと判定することができる。

【0054】

尚、第１閾値Ｔｈ１の具体的な値は、エンジン１１において失火が発生している可能性が高いと判断するのに好適な積算値ＲＣの値に基づいて適宜設定される。このような積算値ＲＣの具体的な値は、例えば特定の気筒において失火が発生している状態にあるエンジン１１の積算値ＲＣの値を測定する実験等を事前に行うことによって特定することができる。

【0055】

以上のようにして、第１装置１０１は、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジン１１における失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。しかしながら、エンジンにおける失火の有無を判定するための指標となる積算値を得るためには上記のように第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差である第１偏差ＤＴをクランク軸の所定の回転角度分（即ち、所定の第２個数ｎ２）だけ積算する必要があり、一定の時間が必要となる。

【0056】

一方、上述したように、エンジンにおける失火の発生に伴う問題を回避するためには、エンジンにおける失火の発生を迅速に（瞬時に）検出し、例えばエンジンを停止したり警報を発したりする等、必要な措置を早急に講ずる必要がある。ところが、上記偏差の積算数に対応するクランク軸の所定の回転角度を減少して失火判定に要する期間を短縮することにより失火判定を迅速化すると、例えば外乱等の影響により失火判定の精度が低下し、エンジンの失火が誤って判定される虞がある。

【0057】

そこで、第１装置１０１は、図２に示すように、失火が発生していない状態におけるエンジン１１の回転速度ＮＥと負荷Ｌとスロットル開度ＴＡとの関係を示すデータである第１データを格納しているデータ記憶手段１５０を更に備える。

【0058】

上記のように、第１データは、失火が発生していない状態における当該エンジンの回転速度と負荷とスロットル開度との関係を示すデータである。このような第１データは、例えば、エンジンにおいて失火が発生していない状態において、種々の運転状態における当該エンジンの回転速度と負荷とスロットル開度との関係を特定する実験を事前に行うことによって得ることができる。より詳しくは、例えば、失火が発生していない状態にあるエンジン１１の回転速度と負荷との種々の組み合わせにおけるスロットル開度を測定する実験を事前に行うことにより、上記第１データを得ることができる。

【0059】

データ記憶手段１５０は例えばＲＯＭ及び／又はＲＡＭ等の記憶装置であり、第１データは電子データとしてデータ記憶手段１５０に格納される。また、第１データは、上述した関係を表すデータテーブル（マップ）或いは当該関係を表す関数等として、データ記憶手段１５０に格納することができる。

【0060】

更に、第１装置１０１においては、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３の連続するパルス信号Ｐに対応する第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣを算出するように積算値算出手段１３０が構成されている。具体的には、例えば、式（２）を参照しながら示した例においては、エンジン１１における一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までのクランク軸の回転角度である第１角度（１８０°）の間に出力されるパルス信号Ｐの数である第１個数ｎ１に等しい第２個数ｎ２（即ち、６つ）分の第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣを算出した。しかしながら、第１装置１０１においては、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは、この第２個数ｎ２（６つ）よりも少ない第３個数ｎ３（例えば、１つ又は２つ等）の連続するパルス信号Ｐに対応する第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣが算出される。従って、積算値ＲＣの算出に要する時間が短縮される。尚、この場合、当然のことながら、第１偏差ＤＴの積算数の第２個数ｎ２から第３個数ｎ３への変更に伴い、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も適宜調整される。

【0061】

第１条件は、エンジン１１の回転速度ＮＥ及び負荷Ｌから第１データに基づいて特定されるスロットル開度である第１開度ＴＡ１をエンジン１１の実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２から減ずることによって得られる偏差である第２偏差ＤＡ（ＤＡ＝ＴＡ２－ＴＡ１）が所定の閾値である第２閾値Ｔｈ２よりも大きい（ＤＡ＞Ｔｈ２）場合に成立する条件である。エンジン１１の回転速度ＮＥは、例えば、クランク軸１５が所定角度ＤＮだけ回転する度にクランクポジションセンサ３４によって出力されるパルス信号Ｐに基づいて算出することができる。エンジン１１の負荷Ｌは、例えば、圧縮機２１１及び２１２の吐出側及び吸入側に配設された図示しない圧力センサによって検出される圧縮機２１１及び２１２の吐出側と吸入側との間における圧力差に基づいて検出することができる。

【0062】

図２における破線の矢印によって示されるように、上記のようにして取得されるエンジン１１の回転速度ＮＥ及び負荷Ｌから、データテーブル（マップ）又は関数としての第１データに基づいて、失火が発生していない状態にあるエンジン１１において想定されるスロットル開度である第１開度ＴＡ１を特定又は算出することができる。一方、エンジン１１の実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２は、例えば、エンジン４００の吸気管の途中に介装されたスロットル弁（図示せず）の開度を検出するスロットルポジションセンサ（図示せず）によって検出することができる。

【0063】

エンジン１１において失火が発生していない場合、第１開度ＴＡ１と第２開度ＴＡ２とは一致する筈である。一方、エンジン１１において失火が発生している場合、負荷Ｌに応じた回転速度ＮＥを維持するためにスロットル開度ＴＡが増大し、第１開度ＴＡ１よりも第２開度ＴＡ２が大きくなる筈である。従って、第１開度ＴＡ１を第２開度ＴＡ２から減ずることによって得られる偏差である第２偏差ＤＡが大きいほど、エンジン１１において失火が発生している可能性が高いと判断することができる。このような観点から、第２偏差ＤＡが第２閾値Ｔｈ２よりも大きい場合に成立する条件を第１条件としている。

【0064】

尚、第２閾値Ｔｈ２の具体的な値は、エンジン１１において失火が発生している可能性が高いと判断するのに好適なスロットル開度ＴＡの増大量に基づいて適宜設定される。このようなスロットル開度ＴＡの増大量の具体的な値は、例えば失火が発生している状態にあるエンジン１１のスロットル開度ＴＡ及び失火が発生していない状態にあるエンジン１１のスロットル開度ＴＡを回転速度ＮＥと負荷Ｌとの種々の組み合わせにおいて測定する実験等を事前に行うことによって特定することができる。

【0065】

第２条件は、エンジン１１の始動時の回転速度ＮＥの最大値ＮＥｍａｘが所定の閾値である第３閾値Ｔｈ３未満である（ＮＥｍａｘ＜Ｔｈ３）場合に成立する条件である。例えばエンジン１１を圧縮機の駆動源として使用するヒートポンプの始動時等において所定の条件下にてＥＮＧ－ＥＣＵ３０によってエンジン１１が始動される場合、失火が発生していない状態にあるエンジン１１の始動直後の回転速度ＮＥは所定の最大値に到達する筈である。一方、エンジン１１において失火が発生している場合は、失火が発生していない状態に比べて、エンジン１１の始動直後の回転速度ＮＥの最大値がより小さくなる。従って、エンジン１１の始動時の回転速度ＮＥの最大値ＮＥｍａｘが所定の閾値である第３閾値Ｔｈ３よりも小さいほど、エンジン１１において失火が発生している可能性が高いと判断することができる。このような観点から、エンジン１１の始動時の回転速度ＮＥの最大値ＮＥｍａｘが第３閾値Ｔｈ３未満である場合に成立する条件を第２条件としている。

【0066】

尚、第３閾値Ｔｈ３の具体的な値は、エンジン１１において失火が発生している可能性が高いと判断するのに好適なエンジン１１の始動直後の回転速度ＮＥの最大値に基づいて適宜設定される。このような回転速度ＮＥの最大値の具体的な値は、例えば失火が発生している状態にあるエンジン１１の始動直後の回転速度ＮＥの最大値を測定する実験等を事前に行うことによって特定することができる。

【0067】

以上の説明から明らかであるように、上述した第１条件及び第２条件はエンジン１１において失火が発生している可能性が高い場合に成立する条件である。従って、上述したように積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かのみに基づいて失火判定を行う場合に比べて、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するか否かと積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かとの両方に基づいて失火判定を行う場合は、失火判定の精度がより高くなる。これにより、上述したように積算値ＲＣの算出における第１偏差ＤＴの積算数を減らしても、失火判定の精度の低下を招くこと無く、失火判定に要する期間を短縮して、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0068】

〈第１装置の作動〉
ここで、以上説明してきた第１装置１０１によって実行される失火判定ルーチンにつき詳しく説明する。図６は、第１装置１０１によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。尚、当該ルーチンは、第１装置１０１としての機能を達成するＥＣＵを構成するＣＰＵによって所定の短い周期にて実行される。

【0069】

当該ルーチンが開始されると、ＣＰＵは、ステップＳ１１０において、エンジン１１が定速回転状態にあるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥの変動幅が所定の範囲内にあるか否かを判定する。エンジン１１が定速回転状態にない場合は、十分に高い精度にて失火判定を行うことが困難であるので、ＣＰＵは、ステップＳ１１０において「Ｎｏ」と判定し、当該ルーチンを一旦終了する。一方、エンジン１１が定速回転状態にある場合は、十分に高い精度にて失火判定を行うことが可能であるので、ＣＰＵは、ステップＳ１１０において「Ｙｅｓ」と判定して、次のステップＳ１２０へと処理を進める。

【0070】

次のステップＳ１２０において、ＣＰＵは、パルス信号Ｐが検出される度に、上述した第１個数ｎ１のパルス信号Ｐが検出されるのに要する経過時間Ｔを計測する。次に、ＣＰＵは、ステップＳ１３０へと処理を進め、上述した第１時間ＴＲ及び第２時間ＴＬを算出し、第１時間ＴＲと第２時間ＴＬとの偏差である第１偏差ＤＴを算出する（ＤＴ＝ＴＬ－ＴＲ）。

【0071】

次に、ＣＰＵは、ステップＳ１４０へと処理を進め、エンジン１１の回転速度ＮＥ、負荷Ｌ及びスロットル開度ＴＡ（第１データに基づくスロットル開度である第１開度ＴＡ１及び実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２）に基づいて、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するか否かを判定する。第１条件及び第２条件の何れも成立しない場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｎｏ」と判定して、次のステップＳ１５０において、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。一方、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立する場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｙｅｓ」と判定して、次のステップＳ１６０において、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３に設定する。更に、ＣＰＵは、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も第３個数ｎ３に応じた値に変更する。

【0072】

次に、ＣＰＵは、ステップＳ１７０へと処理を進め、ステップＳ１５０又はＳ１６０において設定された積算数に応じて第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣを算出し、次のステップＳ１８０へと処理を進める。次のステップＳ１８０において、ＣＰＵは、算出された積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。算出された全ての積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１以下である場合、ＣＰＵは、ステップＳ１８０において「Ｎｏ」と判定し、当該ルーチンを一旦終了する。一方、少なくとも何れか１つの積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きいよりも大きい場合、ＣＰＵは、ステップＳ１８０において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ１９０へと処理を進め、エンジン１１において失火が発生していると判定し、当該ルーチンを一旦終了する。

【0073】

〈効果〉
以上説明してきたように、第１装置においては、クランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までの開花時間を計測し、連続する２つの経過時間の間の偏差である第１偏差を算出し、第１偏差を所定の第２個数ずつ積算して得られる積算値の少なくとも何れか１つが所定の閾値よりも大きい場合にエンジンにおいて失火が発生したと判定する。これにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を正確に検出することができる。

【0074】

上記に加えて、第１装置においては、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときは、第２個数よりも少ない第３個数の第１偏差を積算することにより積算値を算出する。これにより、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0075】

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（以降、「第２装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0076】

上述したように、第１装置においては、第１条件及び／又は第２条件の成立によりエンジンにおいて失火が発生している可能性が高いと判断される場合は、積算値を算出するために積算される第１偏差の数（積算数）を低減する。これにより、失火判定の精度を維持しつつ、エンジンにおける失火の発生を迅速に検出することができる。

【0077】

しかしながら、エンジンの回転速度が十分に高い場合は、個々のパルス信号が検出される間隔が短いため、積算値を算出するために積算される第１偏差の数（積算数）を低減するまでも無く、積算値を迅速に算出して、エンジンにおける失火の発生を迅速に検出することができる。

【0078】

〈第２装置の構成〉
そこで、第２装置は、上述した第１装置であって、積算値算出手段１３０は、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが所定の回転速度である第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合は、第２個数ｎ２の連続するパルス信号Ｐに対応する第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣを算出する、ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。換言すれば、第２装置においては、たとえ第１条件及び／又は第２条件が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）が低減されない。

【0079】

上記第１回転速度ＮＥ１の大きさは、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）を減らさなくても十分に短い時間内に積算値ＲＣを算出することが可能となるエンジン１１の回転速度ＮＥに基づいて定めることができる。例えば、第１回転速度ＮＥ１の具体的な大きさは、排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等、エンジンにおける失火の発生に起因する問題が許容不可能な程度にまで進行するのに要する時間の長さが積算値ＲＣを算出するのに要する時間の長さよりも長くなるエンジン１１の回転速度ＮＥを特定する実験等を事前に行うことによって適宜定めることができる。

【0080】

〈第２装置の動作〉
ここで、以上説明してきた第２装置によって実行される失火判定ルーチンにつき詳しく説明する。図７は、第２装置によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。尚、当該ルーチンは、第２装置としての機能を達成するＥＣＵを構成するＣＰＵによって所定の短い周期にて実行される。

【0081】

図７に示す失火判定ルーチンは、ステップＳ１４０とＳ１６０との間にステップＳ１４２が追加されている点を除き、第１装置によって実行される図６に示した失火判定ルーチンと同様である。従って、以下の説明においては、主として上記相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。

【0082】

当該ルーチンが開始されてからステップＳ１４０に到るまでの処理の流れは、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。ステップＳ１４０において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥ、負荷Ｌ及びスロットル開度ＴＡ（第１データに基づくスロットル開度である第１開度ＴＡ１及び実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２）に基づいて、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するか否かを判定する。第１条件及び第２条件の何れも成立しない場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｎｏ」と判定して、次のステップＳ１５０において、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0083】

一方、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立する場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｙｅｓ」と判定するが、当該ルーチンにおいては、ステップＳ１６０へと処理を進める前に、新たに追加されたステップＳ１４２へと処理を進める。ステップＳ１４２において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高いか否かを判定する。エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１以下である場合（ＮＥ≦ＮＥ１）、ＣＰＵは、ステップＳ１４２において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１６０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３に設定する。更に、ＣＰＵは、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も第３個数ｎ３に応じた値に変更する。このステップＳ１６０以降の処理の流れも、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0084】

一方、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合（ＮＥ＞ＮＥ１）、ＣＰＵは、ステップＳ１４２において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１６０ではなくステップＳ１５０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0085】

〈効果〉
以上説明してきたように、第２装置においては、たとえ第１条件及び／又は第２条件が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）が低減されない。しかしながら、エンジンの回転速度が十分に高いので、個々のパルス信号が検出される間隔が短いため、積算値を迅速に算出することができる。従って、第２装置によれば、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0086】

《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（以降、「第３装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0087】

上述したように、第２装置においては、たとえ第１条件及び／又は第２条件が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）が低減されない。しかしながら、エンジンの回転速度が十分に高いので、個々のパルス信号が検出される間隔が短いため、積算値を迅速に算出することができる。従って、第２装置によれば、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0088】

しかしながら、エンジン１１の回転速度ＮＥが非常に高い場合、回転速度ＮＥを維持すると、例えば排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等、エンジンにおける失火の発生に起因する問題に繋がる虞がある。

【0089】

〈第３装置の構成〉
そこで、第３装置は、上述した第１装置又は第２装置であって、積算値算出手段１３０は、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが所定の回転速度である第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合は、第２回転速度ＮＥ２よりも低い所定の回転速度である第３回転速度ＮＥ３までエンジン１１の回転速度ＮＥを低下させた後に、第２個数ｎ２の連続するパルス信号Ｐに対応する第１偏差ＤＴを積算することにより積算値ＲＣを算出する、ことを特徴とする、複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。換言すれば、第３装置においては、第２装置と同様に、たとえ第１条件及び／又は第２条件が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）が低減されない。但し、第３装置においては、エンジン１１の回転速度ＮＥを第２回転速度ＮＥ２よりも低い第３回転速度ＮＥ３まで下げてから積算値ＲＣが算出される。

【0090】

上記第２回転速度ＮＥ２の大きさは、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）を減らさなくても上述したような失火の発生に起因する問題が許容不可能な程度にまでは進行しないエンジン１１の回転速度ＮＥに基づいて定めることができる。例えば、第２回転速度ＮＥ２の具体的な大きさは、特定の気筒において失火が発生している状態にあるエンジン１１の回転速度ＮＥを種々に変更して、上述したような失火の発生に起因する問題が許容不可能な程度にまで進行するのに要する時間の長さが第２個数ｎ２の連続するパルス信号Ｐが出力されるのに要する時間の長さよりも短くなるエンジン１１の回転速度ＮＥを特定する実験等を事前に行うことによって適宜定めることができる。

【0091】

〈第３装置の作動１〉
ここで、以上説明してきた第３装置によって実行される失火判定ルーチンにつき詳しく説明する。図８は、前述した第１装置に基づく第３装置によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの１つの例を示すフローチャートである。尚、当該ルーチンは、第３装置としての機能を達成するＥＣＵを構成するＣＰＵによって所定の短い周期にて実行される。

【0092】

図８に示す失火判定ルーチンは、ステップＳ１４０とＳ１６０との間のステップＳ１４２がステップＳ１４４に置き換えられている点及び当該ステップＳ１４４とステップＳ１５０との間にステップＳ１４６が新たに追加されている点を除き、第２装置によって実行される図７に示した失火判定ルーチンと同様である。従って、以下の説明においては、主として上記相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。

【0093】

当該ルーチンが開始されてからステップＳ１４０に到るまでの処理の流れは、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。ステップＳ１４０において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥ、負荷Ｌ及びスロットル開度ＴＡ（第１データに基づくスロットル開度である第１開度ＴＡ１及び実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２）に基づいて、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するか否かを判定する。第１条件及び第２条件の何れも成立しない場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｎｏ」と判定して、次のステップＳ１５０において、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0094】

一方、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立する場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｙｅｓ」と判定するが、当該ルーチンにおいては、ステップＳ１４２ではなく、新たに追加されたステップＳ１４４へと処理を進める。ステップＳ１４４において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高いか否かを判定する。エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２以下である場合（ＮＥ≦ＮＥ２）、ＣＰＵは、ステップＳ１４４において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１６０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３に設定する。更に、ＣＰＵは、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も第３個数ｎ３に応じた値に変更する。このステップＳ１６０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0095】

一方、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合（ＮＥ＞ＮＥ２）、ＣＰＵは、ステップＳ１４４において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ１４６へと処理を進める。ステップＳ１４６において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度を、第２回転速度ＮＥ２よりも低い第３回転速度ＮＥ３まで低下させる。これにより、上述したようなエンジンにおける失火の発生に起因する問題を低減又は回避することができる。その後、ＣＰＵは、ステップＳ１５０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0096】

〈第３装置の作動２〉
次に、第３装置によって実行される失火判定ルーチンのもう１つの例につき詳しく説明する。図９は、前述した第２装置に基づく第３装置によって実行される失火判定ルーチンにおける処理の流れの１つの例を示すフローチャートである。当該ルーチンもまた、第３装置としての機能を達成するＥＣＵを構成するＣＰＵによって所定の短い周期にて実行される。

【0097】

図９に示す失火判定ルーチンは、ステップＳ１４０とＳ１６０との間のステップＳ１４２とステップＳ１５０との間にステップＳ１４４及びステップＳ１４６が新たに追加されている点を除き、第２装置によって実行される図７に示した失火判定ルーチンと同様である。従って、以下の説明においては、主として上記相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。

【0098】

当該ルーチンが開始されてからステップＳ１４０に到るまでの処理の流れは、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。ステップＳ１４０において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥ、負荷Ｌ及びスロットル開度ＴＡ（第１データに基づくスロットル開度である第１開度ＴＡ１及び実際のスロットル開度である第２開度ＴＡ２）に基づいて、上述した第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立するか否かを判定する。

【0099】

第１条件及び第２条件の何れも成立しない場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｎｏ」と判定して、次のステップＳ１５０において、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。一方、第１条件及び第２条件の何れか一方又は両方が成立する場合、ＣＰＵは、ステップＳ１４０において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ１４２へと処理を進める。ステップＳ１４２において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高いか否かを判定する。

【0100】

エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１以下である場合（ＮＥ≦ＮＥ１）、ＣＰＵは、ステップＳ１４２において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１６０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３に設定する。更に、ＣＰＵは、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も第３個数ｎ３に応じた値に変更する。このステップＳ１６０以降の処理の流れも、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。一方、エンジン１１の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１よりも高い場合（ＮＥ＞ＮＥ１）、ＣＰＵは、ステップＳ１４２において「Ｙｅｓ」と判定し、新たに追加されたステップＳ１４４へと処理を進める。

【0101】

ステップＳ１４４において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高いか否かを判定する。エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２以下である場合（ＮＥ≦ＮＥ２）、ＣＰＵは、ステップＳ１４４において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１６０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２よりも少ない第３個数ｎ３に設定する。更に、ＣＰＵは、積算値ＲＣに基づく失火判定のための閾値である第１閾値Ｔｈ１の値も第３個数ｎ３に応じた値に変更する。このステップＳ１６０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0102】

一方、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合（ＮＥ＞ＮＥ２）、ＣＰＵは、ステップＳ１４４において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ１４６へと処理を進める。ステップＳ１４６において、ＣＰＵは、エンジン１１の回転速度を、第２回転速度ＮＥ２よりも低い第３回転速度ＮＥ３まで低下させる。これにより、上述したようなエンジンにおける失火の発生に起因する問題を低減又は回避することができる。その後、ＣＰＵは、ステップＳ１５０へと処理を進め、第１偏差ＤＴの積算数を通常の第２個数ｎ２に設定する。このステップＳ１５０以降の処理の流れも、図７に示した失火判定ルーチンと同様である。

【0103】

尚、図８に示す失火判定ルーチンにおいて、第２回転速度ＮＥ２は第１回転速度ＮＥ１よりも高い。従って、当該ルーチンによれば、エンジンの回転速度ＮＥが十分に高い場合は積算値ＲＣの算出に要する時間の長さがそもそも短いので第１偏差ＤＴの積算数を減らさないが、エンジンの回転速度が過度に高い場合はエンジンにおける失火の発生に起因する問題が生ずる虞があるのでエンジンの回転速度ＮＥを下げてから積算値ＲＣが算出される。

【0104】

〈効果〉
以上説明してきたように、第３装置においては、たとえ第１条件及び／又は第２条件が成立するときであっても、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出するために積算される第１偏差ＤＴの数（積算数）が低減されない。しかしながら、エンジンの回転速度が十分に高いので、個々のパルス信号が検出される間隔が短いため、積算値を迅速に算出することができる。従って、第３装置によれば、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を迅速且つ正確に検出することができる。

【0105】

上記に加えて、第３装置においては、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも高い場合は、積算値ＲＣを算出する前に、エンジン１１の回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも低い第３回転速度ＮＥ３まで下げられる。従って、上述したようなエンジンにおける失火の発生に起因する問題を低減又は回避することができる。

【0106】

《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置（以降、「第４装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0107】

上述した第１装置乃至第３装置を始めとする種々の実施形態に係る本発明装置においては、クランク軸の所定の回転角度毎に出力されるパルス信号が検出される度に、一の気筒における燃焼から次の気筒における燃焼までの開花時間を計測し、連続する２つの経過時間の間の偏差である第１偏差を算出し、第１偏差を所定の第２個数ずつ積算して得られる積算値が所定の閾値よりも大きい場合にエンジンにおいて失火が発生したと判定する。これにより、温度センサを排気経路に配設すること無く、エンジンにおける失火の発生を正確に検出することができる。

【0108】

しかしながら、エンジンにおける失火の継続的な発生に起因するエンジンの回転変動ではなく、例えばノイズ、負荷変動、外乱（例えば、強風等）及び発生頻度の低い突発的な失火等の影響による偶発的なエンジンの回転変動により積算値が増大し、エンジンにおいて失火が発生したと判定される場合がある。このような誤判定に基づいて、例えばエンジンの停止及び警報の発報等の措置が徒に繰り返されることは望ましくない。

【0109】

〈第４装置の構成〉
そこで、第４装置１０４は、上述した第１装置乃至第３装置を始めとする種々の実施形態に係る本発明装置であって、図１０に示すように、失火判定回数Ｋｎを算出する失火判定集計手段１６０と、失火判定回数Ｋｎの少なくとも何れか１つが所定の閾値である第４閾値Ｔｈ４よりも大きい場合にエンジン１１において失火が発生したとの判定を確定する第２判定手段１７０と、を更に備える、ことを特徴とする複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。第４閾値Ｔｈ４は、エンジン１１の１サイクルが経過する度に集計される各々の失火判定回数Ｋｎに基づいてエンジン１１において失火が発生しているとの判定を確定するのに好適な値に設定される。このような第４閾値Ｔｈ４の具体的な値は、例えば特定の気筒において失火が発生している状態にあるエンジン１１の失火判定回数Ｋｎの値を測定する実験等を事前に行うことによって特定することができる。

【0110】

判定失火回数Ｋｎは、第１判定手段１４０によりエンジン１１において失火が発生したと判定された回数をエンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度において積算値ＲＣに対応するパルス信号Ｐが検出された順序毎にグループ分けしてエンジン１１の複数のサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度に亘って集計することにより得られる値である。失火判定集計手段１６０及び第２判定手段１７０としての機能は、第４装置としての機能の全て又は一部を達成するＥＣＵ（例えば、ＥＮＧ－ＥＣＵ３０等）によって達成される。

【0111】

例えば、失火判定集計手段１６０は、エンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度においてｘ番目に出力（検出）されるパルス信号Ｐに対応する積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合、失火判定回数Ｋｘの値を「１」だけ増やす（カウントアップする）。一方、失火判定集計手段１６０は、エンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度においてｙ番目に出力（検出）されるパルス信号Ｐに対応する積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１以下である場合、失火判定回数Ｋｙの値を増やさず（カウントアップせず）に維持する。このようにして、失火判定集計手段１６０は、第１判定手段１４０によりエンジン１１において失火が発生したと判定された回数をエンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度において積算値ＲＣに対応するパルス信号Ｐが検出された順序毎にグループ分けしてエンジン１１の複数のサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度に亘って集計することにより、判定失火回数Ｋｎを算出することができる。

【0112】

尚、図１に示したエンジン１１においては、上述したように、クランク軸１５が所定角度ＤＮ（３０°）だけ回転する度にパルス信号Ｐが出力される。従って、エンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度（３６０°×２＝７２０°）において２４個（７２０°／３０°＝２４）のパルス信号Ｐが出力（検出）され、それぞれのパルス信号Ｐに対応する２４個の積算値ＲＣが算出される。従って、この場合、エンジン１１の１つのサイクルにおいて１番目から２４番目に出力（検出）されるパルス信号Ｐに対応する２４個の失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）がそれぞれ集計される。換言すれば、一のパルス信号Ｐに対応して特定の失火判定回数Ｋｎが更新された場合、当該失火判定回数Ｋｎが次に更新されるのは１サイクル（クランク軸１５の２回転＝７２０°）後の時点となる。

【0113】

また、失火判定集計手段１６０は、上記のようにして得られる失火判定回数Ｋｎをエンジン１１の複数のサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度に亘って集計した後に、全ての失火判定回数Ｋｎの値を一旦０（ゼロ）に戻す（クリアする）。従って、例えば、失火判定集計手段１６０によってエンジン１１の１０サイクル（２４０個のパルス信号Ｐ）に亘って失火判定回数Ｋｎが集計される場合、失火判定回数Ｋｎの値は、最大でも失火判定回数Ｋｎが集計されるサイクル数に等しい値（即ち、１０）となる。

【0114】

上記の結果、エンジン１１が高速低負荷状態において運転されている場合においても、特定の気筒１２において失火が継続的に発生している場合は、１サイクル（クランク軸１５の２回転＝７２０°）毎に発生する回転変動により、複数のサイクルに亘って集計される失火判定回数Ｋｎのうち該当する気筒１２に対応する失火判定回数Ｋｎが漸増する。従って、第４装置によれば、特定の気筒１２における失火の発生回数を顕在化させて、失火が発生している気筒１２を特定することができる。

【0115】

図１１は、第４装置が備える失火判定集計手段によって算出（集計）される失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）のパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴの増加に伴う推移の一例を示す模式的なグラフである。パルス信号Ｐの検出数ＣＮＴは、エンジン１１の所定のサイクル数に相当する数まで計数される度（上述した例においては、パルス信号Ｐの検出数が「２４０」に到達する度）に「１」に戻される。尚、図１１に示すグラフは、便宜上、連続関数的に描かれているが、実際にはエンジン１１の１サイクルが経過する度に全ての失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）がそれぞれ個別に更新される。

【0116】

図１１に示す例においては、検出数ＣＮＴが「２４」の倍数付近となるタイミングにおいて対応する失火判定回数Ｋｎが著しく増加している。これにより、当該タイミングに相関して燃焼行程にある気筒１２において頻繁に失火が発生していることが推定される。

【0117】

第２判定手段１７０は、各々の失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）を更新する度に、当該失火判定回数Ｋｎと第４閾値Ｔｈ４との大小関係を判定し、失火判定回数Ｋｎの少なくとも何れか１つが所定の閾値である第４閾値Ｔｈ４よりも大きい場合にエンジン１１において失火が発生したとの判定を確定する。このように失火判定回数Ｋｎを利用してエンジン１１において失火が発生したとの判定を確定することにより、例えば外乱等に起因して積算値ＤＴが第１閾値Ｔｈ１を超える度にエンジン１１において失火が発生したとの誤判定が下されることを回避することができる。更に、第４閾値Ｔｈ４よりも大きい失火判定回数Ｋｎに対応するパルス信号Ｐが出力されたタイミング（クランク軸１５の回転角度）に基づいて、失火が発生している気筒１２を特定することもできる。

【0118】

一方、失火判定回数Ｋｎの何れもが第４閾値Ｔｈ４以下である場合、第２判定手段１７０は、エンジン１１において失火が発生していないとの判定を確定する。そして、第２判定手段１７０は、全ての失火判定回数Ｋｎについてエンジン１１において失火が発生しているとの判定が確定されること無くエンジン１１の所定のサイクル数に亘る失火判定回数Ｋｎの集計が完了すると、全ての失火判定回数Ｋｎ（ｎ＝１～２４）を一旦０（ゼロ）に戻して（クリアして）、改めて各々の失火判定回数Ｋｎの集計を開始する。

【0119】

〈第４装置の作動〉
ここで、以上説明してきた第４装置によって実行される失火確定ルーチンにつき詳しく説明する。図１２は、前述した第１装置に基づく第４装置によって実行される失火確定ルーチンにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。尚、当該ルーチンは、第４装置としての機能を達成するＥＣＵを構成するＣＰＵによって所定の短い周期にて実行される。

【0120】

尚、図１２に示す失火確定ルーチンは、ステップＳ１８０以降の処理の流れが、ステップＳ１９０において失火の発生を判定するか否かであったのに対し、ステップＳ２１０乃至Ｓ２７０において失火判定回数Ｋｎを算出して失火の発生を確定するか否かに変更されている点を除き、第１装置によって実行される図６に示した失火判定ルーチンと同様である。従って、以下の説明においては、主として上記相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。

【0121】

当該ルーチンが開始されてからステップＳ１８０に到るまでの処理の流れは、図６に示した失火判定ルーチンと同様である。ステップＳ１８０において、ＣＰＵは、前のステップＳ１７０において算出された積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合、ＣＰＵは、ステップＳ１８０において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ２１０へと処理を進め、対応する判定失火回数Ｋｎの値を「１」だけ増やす（カウントアップする）。一方、積算値ＲＣが第１閾値Ｔｈ１以下である場合、ＣＰＵは、ステップＳ１８０において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ２２０へと処理を進め、対応する判定失火回数Ｋｎの値を増やさず（カウントアップせず）に維持する。

【0122】

次に、ＣＰＵは、ステップＳ２３０へと処理を進め、上記のようにして更新された判定失火回数Ｋｎが第４閾値Ｔｈ４よりも大きいか否かを判定する。判定失火回数Ｋｎが第４閾値Ｔｈ４よりも大きい場合、ＣＰＵは、ステップＳ２３０において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ２４０へと処理を進め、エンジン１１において失火が発生しているとの判定を確定し、当該ルーチンを一旦終了する。一方、判定失火回数Ｋｎが第４閾値Ｔｈ４以下である場合、ＣＰＵは、ステップＳ２３０において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ２５０へと処理を進め、この時点におけるパルス信号Ｐの検出数ＣＮＴがエンジン１１の所定のサイクル数に相当する数であるＣＮＴｍａｘ（上述した例においては、ＣＮＴｍａｘ＝２４０）に到達しているか否かを判定する。

【0123】

パルス信号Ｐの検出数ＣＮＴがＣＮＴｍａｘに到達している場合、ＣＰＵは、ステップＳ２５０において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ２６０へと処理を進め、検出数ＣＮＴを「１」に戻し、エンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度（７２０°）において積算値ＲＣに対応するパルス信号Ｐが検出された順序を示すｎを「１」に戻す。更に、全ての失火判定回数Ｋｎの値を一旦０（ゼロ）に戻し（クリアし）、当該ルーチンを一旦終了する。

【0124】

一方、パルス信号Ｐの検出数ＣＮＴがＣＮＴｍａｘに未だ到達していない場合、ＣＰＵは、ステップＳ２５０において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ２７０へと処理を進め、上述した検出数ＣＮＴ及び順序ｎの値をそれぞれ「１」だけ増やし（カウントアップし）、当該ルーチンを一旦終了する。但し、上述したように、「ｎ」はエンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度（７２０°）において積算値ＲＣに対応するパルス信号Ｐが検出された順序を示す。従って、この場合におけるｎの最大値は２４であり、２４に到達しているｎの値はステップＳ２７０において「１」に更新される。

【0125】

尚、図１２においては前述した第１装置に基づく構成を有する第４装置によって実行される失火確定ルーチンを例示したが、第４装置は、前述した第２装置及び第３装置を始めとする種々の実施形態に係る本発明装置に基づく構成を有することができる。このような第４装置によって実行される失火確定ルーチンの具体例としては、例えば、図７乃至図９に示した第２装置乃至第３装置によって実行される失火判定ルーチンにおけるステップＳ１８０以降の処理の流れがステップＳ２１０乃至Ｓ２７０において失火判定回数Ｋｎを算出して失火の発生を確定するか否かに変更されているルーチン等を挙げることができる。

【0126】

〈効果〉
以上説明してきたように、第４装置においては、第１判定手段１４０によりエンジン１１において失火が発生したと判定された積算値ＲＣの数をエンジン１１の１つのサイクルに相当するクランク軸１５の回転角度においてパルス信号Ｐが検出された順序毎にグループ分けして複数のサイクルに亘って集計することにより得られる失火判定回数Ｋｎの何れかが第４閾値Ｔｈ４よりも大きい場合にエンジン１１において失火が発生したとの判定を確定する。

【0127】

上記により、エンジン１１における失火の継続的な発生に起因するエンジン１１の回転変動ではなく、例えばノイズ、負荷変動、外乱（例えば、強風等）及び発生頻度の低い突発的な失火等の影響による偶発的なエンジン１１の回転変動により積算値ＲＣが増大し、エンジン１１において失火が発生したと判定される可能性を低減することができる。その結果、このような誤判定に基づいて、例えばエンジン１１の停止及び警報の発報等の措置が徒に繰り返されることを回避することができる。

【0128】

〈第４装置の変形例〉
例えば排気温度の過剰な上昇による排気浄化触媒の焼損及び／又はエンジンの回転速度の変動に伴う異常振動の発生等、エンジンにおける失火の発生に起因する問題を低減又は回避する観点からは、第４装置によってエンジン１１において失火が発生しているとの判定が確定された場合、例えばエンジン１１の停止及び警報の発報等の措置が速やかに実行されることが望ましい。より好ましくは、第４装置によってエンジン１１において失火が発生しているとの判定が確定された場合は、エンジン１１が可及的速やかに停止されるべきである。

【0129】

そこで、１つの変形例に係る第４装置は、上述した第４装置であって、第２判定手段によりエンジン１１において失火が発生したとの判定が確定された場合にエンジン１１を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする複数気筒４ストロークエンジンの失火判定装置である。

【0130】

上記「停止手段」の構成は、エンジン１１を速やかに停止させることが可能である限り特に限定されない。停止手段の具体例としては、例えば、エンジン１１が備える全ての気筒１２への燃料の供給を遮断することができるように構成された手段をあげることができる。

【0131】

以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び変形例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び変形例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。

【符号の説明】

【0132】

１１…エンジン、１２，１２ａ～１２ｄ…気筒、１５…クランク軸、３０…ＥＣＵ（電子制御装置）、３４…クランクポジションセンサ、１０１…本発明装置（第１装置）、１０４…本発明装置（第４装置）、１１０…計時手段、１２０…偏差算出手段、１３０…積算値算出手段、１４０…第１判定手段、１５０…データ記憶手段、１６０…失火判定集計手段、及び１７０…第２判定手段。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】