(57)【要約】【課題】アルコールが含まれる燃料が使用される場合であっても失火検出を行うことができるようにすることを課題とする。【解決手段】失火検出装置は、内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得部と、吸入空気量が所定の閾値以上である場合に失火の検出を開始する失火検出部と、前記アルコール濃度取得部によって取得される前記アルコール濃度の上昇に伴って、前記アルコール濃度が上昇する以前の前記燃料に対して設定されていた前記閾値を低下させる閾値補正部と、を備える。燃料のアルコール濃度が高い場合に失火の検出を開始するか否かを判断する吸入空気量に関する閾値を低下させることで、アルコールが含まれる燃料が使用される場合であっても失火検出を行うことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得部と、
吸入空気量が所定の閾値以上である場合に失火の検出を開始する失火検出部と、
前記アルコール濃度取得部によって取得される前記アルコール濃度の上昇に伴って、前記アルコール濃度が上昇する以前の前記燃料に対して設定されていた前記閾値を低下させる閾値補正部と、
を、備える失火検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、失火検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸入空気量に基づいて演算されたエンジン負荷率が予め設定された領域内にある場合に、失火検出を開始する失火検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昨今、内燃機関の燃料として、ガソリンにエタノールなどのアルコールが混合されたアルコール混合燃料が用いられることがある。アルコール混合燃料が用いられた場合、アルコール濃度に応じて吸入空気量が低下する。このため、アルコール混合燃料を用いた内燃機関に対し、特許文献１のように吸入空気量やこれと相関性を有する値に基づいて失火検出を開始するようにすると、吸入空気量が失火検出開始の閾値を下回り、失火検出の機会が失われることがある。
【０００５】
そこで、本明細書開示の失火検出装置は、アルコールが含まれる燃料が使用される場合であっても失火検出を行うことができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示された失火検出装置は、内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得部と、吸入空気量が所定の閾値以上である場合に失火の検出を開始する失火検出部と、前記アルコール濃度取得部によって取得される前記アルコール濃度の上昇に伴って、前記アルコール濃度が上昇する以前の前記燃料に対して設定されていた前記閾値を低下させる閾値補正部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書開示の失火検出装置によれば、アルコールが含まれる燃料が使用される場合であっても失火判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施形態の失火検出装置を備えた内燃機関を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は比較例において生じ得る現象について説明するグラフである。
【図３】図３は実施形態の失火検出装置の機能ブロック図である。
【図４】図４は実施形態の失火検出装置による失火検出を示すフローチャートの一例である。
【図５】図５は実施形態において失火モニタ下限空気量を設定するためのマップの一例である。
【図６】図６は実施形態における失火モニタ下限空気量の補正を示すグラフである。
【図７】図７は失火モニタ下限空気量の補正量を決めるマップの一例である。
【図８】図８は失火モニタ下限空気量の補正量を決めるマップの他の例である。
【図９】図９は失火モニタ下限空気量の補正量を決めるマップのさらに他の例である。
【図１０】図１０は失火判定閾値を決定するマップの一例である。
【図１１】図１１は失火判定閾値を決定するマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。
【００１０】
（実施形態）
まず、図１を参照して、実施形態の失火検出装置１００を備えた内燃機関１０について説明する。内燃機関１０は、シリンダ１２を有するシリンダブロック１４と、シリンダブロック１４の上側に配置されたシリンダヘッド１６と、シリンダ１２内を往復動するピストン１８と、を主として備えている。ピストン１８が上死点に到達した際に、ピストン１８の頂面とシリンダヘッド１６の下面とで区画される領域が燃焼室２０となる。シリンダヘッド１６は、吸気ポート２２と排気ポート２４とを有する。吸気ポート２２と燃焼室２０との連通は、吸気弁２６によって行われる。排気ポート２４と燃焼室２０との連通は、排気弁２８によって行われる。吸気ポート２２には、ガソリンだけでなく、ガソリンにアルコールを含んだ燃料（以下、「アルコール混合燃料」）を吸気ポート２２に向かって噴射するインジェクタ３０が配置されている。
【００１１】
失火検出装置１００は、アルコール混合燃料に含まれるアルコール濃度を計測するアルコールセンサ４０と、内燃機関１０の吸入空気量を測定するエアフロメータ４１を含む。また、失火検出装置１００は、内燃機関１０の回転数を測定するためにクランクシャフトのポジションを計測するクランクポジションセンサ４２を含む。また、失火検出装置１００は、失火を検出したときに点灯する警告灯４４を備えている。
【００１２】
失火検出装置１００は、図２に示すように、内燃機関１０の各種制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって機能する失火検出前提条件設定部５２、アルコール濃度取得部５３を含む。さらに、失火検出装置１００は、ＥＣＵ５０によって機能する失火検出前提条件補正部５４、失火検出前提条件判定部５５、失火検出部５６及び警告灯制御部５７を含む。
【００１３】
失火検出前提条件設定部５２は、クランクポジションセンサ４２と電気的に接続されており、失火検出を行うための前提条件となる閾値を設定する。ここで、失火検出を行うための前提条件は、失火モニタ下限空気量であり、内燃機関の回転数Ｎｅに応じて設定される。失火モニタ下限空気量は、回転数Ｎｅが高いほど、高い値に設定される。アルコール濃度取得部５３はアルコールセンサ４０と電気的に接続されており、アルコール混合燃料中のアルコール濃度を取得する。失火検出前提条件補正部５４は、閾値補正部に相当し、アルコール混合燃料のアルコール濃度に基づいて、失火モニタ下限空気量を補正する。失火検出前提条件補正部５４は、アルコール濃度が高いほど、補正量を大きくし、失火モニタ下限空気量を低下させる。失火検出前提条件判定部５５はエアフロメータ４１と電気的に接続されており、エアフロメータ４１によって計測された吸入空気量が失火モニタ下限空気量よりも多いか少ないかを判定する。失火検出部５６は、クランクポジションセンサ４２と電気的に接続されており、クランクシャフトの回転の様子から失火が生じているか否かを検出する。警告灯制御部５７は失火が検出されたときに警告灯４４を点灯させる。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成されている。
【００１４】
このような失火検出装置１００は、吸入空気量が所定の閾値である失火モニタ下限空気量以上である場合に失火の検出をするが、アルコール混合燃料中のアルコール濃度の上昇に伴って失火モニタ下限空気量を低下させる制御を行う。ここで、仮に本実施形態の失火検出装置１００によるこのような制御が行われなかった場合に生じ得る現象について図３を参照して説明する。
【００１５】
ここでは、アルコール混合燃料が継ぎ足され、アルコール混合燃料中のアルコール濃度が上昇する場合について説明する。アルコール混合燃料が継ぎ足された後、時刻ｔ１から燃料噴射される燃料中のアルコール濃度が上昇し始めると、これに伴って、吸入空気量が低下する。これは、アルコール中に空気の成分が含まれることから、アルコール混合燃料中のアルコール濃度が上昇すると、ＥＣＵ５０が吸入空気量を低下させ、空燃比を適切な値に保とうとすることに起因する。また、アルコール濃度が上昇すると出力が上昇することがあり、このような出力の上昇を抑制するために吸入空気量を低下させることも一因となる。
【００１６】
一方、失火モニタ下限空気量はアルコール濃度に拘わらず一定の値であるとすると、時刻ｔ２において吸入空気量が失火モニタ下限空気量を下回るようになる。吸入空気量が失火モニタ下限空気量を下回るようになると失火検出が行われない。すなわち、失火検出の機会が失われる。
【００１７】
本実施形態の失火検出装置１００は、アルコール混合燃料が使用される場合であっても失火判定の機会を喪失することがないように、失火モニタ下限空気量を低下させる制御を行う。以下、この制御について説明する。
【００１８】
図４を参照すると、失火検出装置１００は、ステップＳ１において、アルコール濃度取得部５３がアルコールセンサ４０の測定値に基づいてアルコール濃度を検出する。ステップＳ１に引き続いて行うステップＳ２では、失火検出前提条件設定部５２が、クランクポジションセンサ４２の測定値に基づいて内燃機関１０の回転数Ｎｅを取得する。また、失火検出前提条件判定部５５がエアフロメータ４１の測定値に基づいて吸入空気量を取得する。
【００１９】
なお、ステップＳ１とステップＳ２が実行される順番は入れ替わってもよいし、同時に行うようにしてもよい。また、吸入空気量の取得は、後に説明するステップＳ５が行われるまでに完了していればよい。
【００２０】
ステップＳ２に引き続いて行うステップＳ３では、失火モニタ下限空気量が算出される。失火モニタ下限空気量は、例えば、図５に一例を示すマップに基づいて算出される。図５を参照すると、失火モニタ下限空気量は、回転数Ｎｅが高いほど、高い値に設定される。なお、失火モニタ下限空気量を設定するのは、内燃機関１０が吸入空気量の少ない稼働状態であると、失火に起因しているトルク変動（回転変動）が生じているか否かの判定が困難であるため、これを回避するためである。
【００２１】
ステップＳ３に引き続き行うステップＳ４では、ステップＳ３で算出した失火モニタ下限空気量と、ステップＳ１で取得したアルコール濃度に基づいて補正する。図６を参照すると、時刻ｔ３において失火モニタ下限空気量を低下させる補正が実行されている。ここで、補正量は、図７に一例を示すマップに基づいて決定される。補正量は、アルコール濃度が高いほど、多い。なお、本実施形態では、アルコール濃度の上昇に伴って、失火モニタ下限空気量を低下させる補正を行っているが、アルコール濃度が低下した場合は、一旦低下させた失火モニタ下限空気量を上昇させるようにすることができる。
【００２２】
また、本実施形態で補正量の決定に用いられるマップは、図７に示すように、アルコール濃度と補正量との関係は線形となっているが、例えば、図８に示すように、アルコール濃度と補正量との関係が非線形となっているマップを用いてもよい。さらに、図９に示すように、アルコール濃度の増加に対して、補正量を段階的に増加させるマップを用いるようにしてもよい。
【００２３】
ステップＳ４に引き続いて行うステップＳ５では、失火検出前提条件判定部５５がステップＳ２で取得した吸入空気量がステップＳ４で補正した失火モニタ下限空気量以上であるか否かを判定する。ステップＳ５で肯定判定したときは、ステップＳ６へ進む。一方、ステップＳ５で否定判定したときは、吸入空気量は失火モニタ下限空気量を下回っているので、失火判定をすることができないため、処理は、リターンとなり、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００２４】
ステップＳ５で肯定判定したときは、ステップＳ６へ進み、失火が生じているか否かを判定する。ステップＳ６では、失火検出部５６が、クランクポジションセンサ４２の測定値に基づいて失火が生じているか否かを検出する。失火判定部は、クランクポジションセンサ４２の測定に基づいて、クランクシャフトの回転角度が所定角度だけ変化する時間を計測し、これの差分を求め、差分の変動を観測することによって回転変動量を検出する。そして、その回転変動量が失火判定閾値よりも大きいか否かによって失火が発生しているか否かを検出する。失火判定閾値は、図１０に一例を示すマップのように、吸入空気量が多いほど、増大させるようにしてもよい。また、図１１に一例を示すマップのように、内燃機関１０の回転数Ｎｅが多いほど、減少させるようにしてもよい。
【００２５】
ステップＳ６における失火検出実行の結果、失火が発生している場合は、ステップＳ７において肯定判定がされ、ステップＳ８へ進む。一方、失火が発生していない場合は、ステップＳ７で否定判定がされて、処理はリターンとなり、ステップＳ１からの処理が繰り返される。
【００２６】
ステップＳ８では、警告灯制御部５７によって警告灯４４が点灯される。ステップＳ８で警告灯が点灯した後は、ステップＳ１からの処理が繰り返される。なお、一旦ステップＳ８で警告灯４４が点灯した後、再度行われるステップＳ６及びＳ７で失火が生じていないと判定されたら、警告灯４４を消灯するようにしてもよい。
【００２７】
本実施形態の失火検出装置１００は、アルコール濃度の上昇に伴って、失火の検出を開始するか否かを判断する失火モニタ下限空気量を低下させるため、アルコールが含まれる燃料が使用される場合であっても失火検出を行うことができる。
【００２８】
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２９】
４０  アルコールセンサ
４１  エアフロメータ
４２  クランクポジションセンサ
５２  失火検出前提条件設定部
５３  アルコール濃度取得部
５４  失火検出前提条件補正部
５５  失火検出前提条件判定部
５６  失火検出部
１００  失火検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020153321.tif 000008
【図７】
2020153321.tif 000009
【図８】
2020153321.tif 000010
【図９】
2020153321.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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