(57)【要約】【課題】失火発生の誤検出を防ぐことができると共に、連続失火の発生を高精度で検出することができる内燃機関失火検出装置を提供する。【解決手段】内燃機関失火検出装置１は、クランクパルス信号よりクランク軸の回転角速度を算出し、回転角速度の移動平均値を算出し、コムフィルタにより移動平均値における失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分を減衰させたコムフィルタ適用値を算出すると共に、コムフィルタ適用値の変化量を算出する演算部２と、変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可する失火判定許可判断部３と、失火判定許可判断部３により失火判定を許可している期間において、コムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定すると共に、コムフィルタ適用値が判定閾値以下である状態が所定時間継続した場合に連続失火の発生と判定する失火判定部４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
クランクパルス信号のパルス間の時間よりクランク軸の回転角速度を算出し、前記回転角速度の移動平均値を算出し、コムフィルタにより前記移動平均値における失火発生時の前記回転角速度以外の前記回転角速度の成分を減衰させたコムフィルタ適用値を算出すると共に、前記コムフィルタ適用値の変化量を算出する演算部と、
前記変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可し、前記変化量が正の値に設定される第２の閾値以上の場合に失火判定を禁止する失火判定許可判断部と、
前記失火判定許可判断部により前記失火判定を許可している期間において、前記コムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定すると共に、前記コムフィルタ適用値が前記判定閾値以下である状態が所定時間継続した場合に連続失火の発生と判定する失火判定部と、
を有することを特徴とする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、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気筒以上を備える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、内燃機関のクランクシャフトが所定角度回転するのに要した時間の計測値に対して所定の平均化処理を施すと共にコムフィルタを適用してコムフィルタ適用値を算出し、このコムフィルタ適用値の所定区間における平均値に基づいてエンジン失火を検出する内燃エンジンの燃焼状態検出装置を開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、連続失火を検出するエンジン失火検出装置に関し、エンジン回転数の差分が失火判定レベルの幅以上に変化して失火判定レベル以下の負の値に落ち込んだ後に所定のレベルまで上昇するまでの区間を連続失火状態と判定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８０７７３８号公報
【特許文献２】特開平６−１２３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、フィルタの特性上、失火を生じた際の揺り返しによって生じる成分の減衰が不十分であり、特に大きな揺り返しを生じた場合には誤検出の恐れがある。また、特許文献１の装置では、連続失火を検出することができない。
【０００７】
また、特許文献２の装置構成では、単発で失火を生じた際の揺り返しの影響、又は悪路の走行時等の外乱の影響によって、エンジン回転数の差分が瞬間的に上昇して所定のレベルを超えた場合に、連続失火状態を判定する区間を終了してしまう可能性があり、このような場合には連続失火を正確に判定することができない。
【０００８】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、失火発生の誤検出を防ぐことができると共に、連続失火の発生を高精度で検出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】
【０００９】
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、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、クランクパルス信号のパルス間の時間よりクランク軸の回転角速度を算出し、前記回転角速度の移動平均値を算出し、コムフィルタにより前記移動平均値における失火発生時の前記回転角速度以外の前記回転角速度の成分を減衰させたコムフィルタ適用値を算出すると共に、前記コムフィルタ適用値の変化量を算出する演算部と、前記変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可し、前記変化量が正の値に設定される第２の閾値以上の場合に失火判定を禁止する失火判定許可判断部と、前記失火判定許可判断部により前記失火判定を許可している期間において、前記コムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定すると共に、前記コムフィルタ適用値が前記判定閾値以下である状態が所定時間継続した場合に連続失火の発生と判定する失火判定部と、を有する内燃機関失火検出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
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、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、クランクパルス信号のパルス間の時間よりクランク軸の回転角速度を算出し、回転角速度の移動平均値を算出し、コムフィルタにより移動平均値における失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分を減衰させたコムフィルタ適用値を算出すると共に、コムフィルタ適用値の変化量を算出する演算部と、変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可し、変化量が正の値に設定される第２の閾値以上の場合に失火判定を禁止する失火判定許可判断部と、失火判定許可判断部により失火判定を許可している期間において、コムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定すると共に、コムフィルタ適用値が判定閾値以下である状態が所定時間継続した場合に連続失火の発生と判定する失火判定部と、を有するものであるため、失火発生の誤検出を防ぐことができると共に、連続失火の発生を高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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車両の運転状態の推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
＜内燃機関失火検出装置の構成＞
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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典型的には単気筒を備える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自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載されている。いずれも図示しないスロットルバルブ及び吸気圧力センサは、気筒の上流側に１つ備えられている。なお、内燃機関失火検出装置１は、２気筒以上を備えるエンジンを備える鞍乗型車両に搭載されてもよい。また、スロットルバルブ及び吸気圧力センサは、２気筒以上の場合には各気筒の上流側にそれぞれ１つずつ備えられている。
【００１６】
内燃機関失火検出装置１は、演算部２、失火判定許可判断部３、失火判定部４、及びタイマ５を備えている。
【００１７】
演算部２は、クランクセンサ１１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失火判定パラメータを算出し、算出した失火判定パラメータを失火判定許可判断部３及び失火判定部４に出力する。
【００１８】
具体的には、演算部２は、回転角速度算出部２１、移動平均値算出部２２、コムフィルタ２３及び変化量算出部２４を備えている。回転角速度算出部２１、移動平均値算出部２２、コムフィルタ２３及び変化量算出部２４は、典型的には、図示しないＣＰＵにおける制御プログラム実行時の機能ブロックとして構成されるが、これらは、必要に応じて、電気回路として構成されてもよい。また、内燃機関失火検出装置１は、図示を省略するメモリ等を備えており、メモリには、ＣＰＵの演算処理に必要な制御プログラム及び制御データ等が格納されている。
【００１９】
回転角速度算出部２１は、クランクセンサ１１から入力される電気信号に基づいて、クランク軸の回転角速度（以下、単に「回転角速度」と記載する）を算出する。具体的には、回転角速度算出部２１は、車両のクランク軸上に取り付けられたタイミングロータの歯間の間隔に応じたクランクパルス信号のパルス間の時間より回転角速度を算出する。回転角速度算出部２１は、回転角速度の算出値を移動平均値算出部２２に出力する。
【００２０】
移動平均値算出部２２は、回転角速度算出部２１から入力される回転角速度の算出値の所定期間における移動平均値を算出する。移動平均値算出部２２は、例えばクランク軸が１回転する期間を窓とした回転角速度の算出値の移動平均値を算出する。移動平均値算出部２２は、算出した移動平均値をコムフィルタ２３に出力する。
【００２１】
コムフィルタ２３は、移動平均値算出部２２から入力される移動平均値における失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分を減衰させた失火発生時の特有成分を含むコムフィルタ適用値を算出するフィルタ処理を行う。かかるフィルタ処理は、移動平均値算出部２２から入力される移動平均値の前回値と今回値との差分を算出することにより、失火発生時の回転角速度以外の正常燃焼時等の回転角速度の成分を減衰させる処理である。また、算出されるコムフィルタ適用値は、失火発生に伴う揺り返しの影響を受けた値になっている。コムフィルタ２３は、算出したコムフィルタ適用値を失火判定パラメータとして変化量算出部２４及び失火判定部４に出力する。
【００２２】
変化量算出部２４は、コムフィルタ２３から入力されるコムフィルタ適用値の前回値と今回値との差分を変化量として算出し、算出したコムフィルタ適用値の変化量を失火判定パラメータとして失火判定許可判断部３に出力する。
【００２３】
失火判定許可判断部３は、変化量算出部２４から入力される変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可し、変化量算出部２４から入力される変化量が正の値に設定される第２の閾値以上の場合に失火判定を禁止する。失火判定許可判断部３は、失火判定の許可又は禁止を示すフラグ情報を含む電気信号を失火判定部４に出力する。
【００２４】
失火判定部４は、失火判定許可判断部３から入力される電気信号に含まれるフラグ情報が失火判定を許可することを示す場合には、コムフィルタ２３から入力されるコムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定する。失火判定部４は、失火判定許可判断部３より失火判定を許可するフラグ情報が入力される間において、タイマ５に対して失火判定許可期間をカウントさせ、タイマ５によってカウントする失火判定許可期間が所定時間以上となった場合に、連続失火の発生と判定する。失火判定部４は、失火又は連続失火の判定結果を表示装置１２に表示させる。失火判定部４は、失火判定許可判断部３から入力される電気信号に含まれるフラグ情報が失火判定を禁止することを示す場合には、失火の判定を行わないと共に、タイマ５をリセットする。
【００２５】
タイマ５は、失火判定部４の制御によって失火判定を許可する失火判定許可期間をカウントする。
【００２６】
以上のような構成を有する内燃機関失火検出装置１は、特に四輪の車両に比べてクランク系の質量が比較的小さいために、失火の発生に伴って大きな揺り返しの影響を被る自動二輪車等の鞍乗型車両のエンジンに好適であり、以下に示す失火及び連続失火判定処理を実行する。
【００２７】
＜失火及び連続失火判定処理＞
上記構成を有する内燃機関失火検出装置１では、内燃機関の失火及び連続失火を判定する失火及び連続失火判定処理を実行する。以下、図２を参照して、本実施形態における失火及び連続失火判定処理の具体的な流れについて詳しく説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態における車両の運転状態の推移を示すタイミングチャートである。
【００２９】
図２において、図２（ａ）はコムフィルタ適用値の推移を示すものであり、図２（ｂ）はコムフィルタ適用値の変化量の推移を示すものであり、図２（ｃ）は失火判定許可フラグの状態の推移を示すものであり、図２（ｄ）は失火判定許可期間のカウント値を示すものであり、図２（ｅ）は失火判定フラグの状態の推移を示すものである。
【００３０】
まず、時刻ｔ＝ｔ１において、失火判定許可判断部３は、変化量算出部２４により算出されるコムフィルタ適用値の変化量が負の値に設定される第１の閾値ＴＨ２以下となるため（図２（ｂ））、失火判定を許可するフラグ情報を出力する（図２（ｃ））。失火判定部４は、失火判定許可判断部３より失火判定を許可するフラグ情報が入力されることにより、失火判定を許可している期間であると判定する。
【００３１】
ここで、失火発生時のコムフィルタ適用値の変化量と、失火の発生による揺り返し時のコムフィルタ適用値の変化量と、は異なる。これは、コムフィルタ適用値に変動を与える回転角速度変動パターンが、失火発生時と失火の発生による揺り返し時とで異なるためである。
【００３２】
具体的には、回転角速度変動パターンは、正常燃焼時には山なりであると共に失火発生時には低下し続けるが、失火の発生による揺り返し時には大きな変化はなく数サイクルに亘って揺らぐ。従って、失火発生時と失火の発生による揺り返し時とでは、コムフィルタ適用値の傾きに差異を生じる。内燃機関失火検出装置１は、この傾きの差異に着目して、失火判定許可判断部３においてコムフィルタ適用値の変化量に応じて失火判定を許可する。
【００３３】
時刻ｔ＝ｔ２において、失火判定部４は、コムフィルタ２３により算出されるコムフィルタ適用値が判定閾値ＴＨ１以下となるため（図２（ａ））、失火と判定して失火判定フラグを立てると共に（図２（ｅ））、タイマ５に対して失火判定許可期間のカウントを開始させる（図２（ｄ））。
【００３４】
時刻ｔ＝ｔ３において、失火判定部４は、時刻ｔ＝ｔ１から継続して失火判定許可判断部３より失火判定を許可するフラグ情報が入力されているため（図２（ｃ））、失火判定を許可している期間であると判定すると共に、タイマ５によりカウントする失火判定許可期間が所定時間に達するため（図２（ｄ））、連続失火であると判定する。また、失火判定部４は、タイマ５をリセットしてタイマ５に再び失火判定許可期間のカウントを開始させる（図２（ｄ））。
【００３５】
時刻ｔ＝ｔ４において、失火判定許可判断部３は、変化量算出部２４により算出されるコムフィルタ適用値の変化量が正の値に設定される第２の閾値ＴＨ３以上となるため（図２（ｂ））、失火判定を禁止するフラグ情報を出力する（図２（ｃ））。失火判定部４は、タイマ５によってカウントする失火判定許可期間が所定時間に達していないために連続失火であるとは判定しない。また、失火判定部４は、失火判定許可判断部３より失火判定を禁止するフラグ情報が入力されることにより、失火判定を禁止している期間であると判定して失火の判定を行わないと共に、タイマ５をリセットする（図２（ｄ））。
【００３６】
時刻ｔ＝ｔ５において、失火判定許可判断部３は、変化量算出部２４により算出されるコムフィルタ適用値の変化量が負の値に設定される第１の閾値ＴＨ２以下となるため（図２（ｂ））、失火判定を許可するフラグ情報を出力する（図２（ｃ））。失火判定部４は、失火判定許可判断部３より失火判定を許可するフラグ情報が入力されることにより、失火判定を許可している期間であると判定する。
【００３７】
時刻ｔ＝ｔ６において、失火判定部４は、コムフィルタ２３により算出されるコムフィルタ適用値が判定閾値ＴＨ１以下となるため（図２（ａ））、失火と判定して失火判定フラグを立てると共に（図２（ｅ））、タイマ５に失火判定許可期間のカウントを開始させる（図２（ｄ））。
【００３８】
時刻ｔ＝ｔ７において、失火判定許可判断部３は、変化量算出部２４により算出されるコムフィルタ適用値の変化量が正の値に設定される第２の閾値ＴＨ３以上となるため（図２（ｂ））、失火判定を禁止するフラグ情報を出力する（図２（ｃ））。失火判定部４は、タイマ５によってカウントする失火判定許可期間が所定時間に達していないために連続失火であるとは判定しない。また、失火判定部４は、失火判定許可判断部３より失火判定を禁止するフラグ情報が入力されることにより、失火判定を禁止している期間であると判定して失火の判定を行わないと共に、タイマ５をリセットする（図２（ｄ））。
【００３９】
因みに、特許文献１では、失火の影響として発生する揺り返し変動が表れる０．２５次成分に対応するゲインは０．５程度であるため、移動平均処理及びコムフィルタによって失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分を大幅に減衰することはできない。特に、四輪の車両に比べてクランク系の質量が比較的小さいために、失火の発生に伴う大きな揺り返しの影響を被る自動二輪車等の鞍乗型車両のエンジンへの適用に際しては、失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分の減衰が不十分であるために、揺り返しの影響によるコムフィルタ適用値の低下を招く恐れがあり、失火を精度よく検出することができない場合がある。
【００４０】
以上の本実施形態における内燃機関失火検出装置では、クランクパルス信号のパルス間の時間より回転角速度を算出し、回転角速度の移動平均値を算出し、コムフィルタにより移動平均値における失火発生時の回転角速度以外の回転角速度の成分を減衰させたコムフィルタ適用値を算出すると共に、コムフィルタ適用値の変化量を算出する演算部２と、変化量が負の値に設定される第１の閾値以下である場合に失火判定を許可し、変化量が正の値に設定される第２の閾値以上の場合に失火判定を禁止する失火判定許可判断部３と、失火判定許可判断部３により失火判定を許可している期間において、コムフィルタ適用値が所定の判定閾値以下である場合に失火と判定すると共に、コムフィルタ適用値が判定閾値以下である状態が所定時間継続した場合に連続失火の発生と判定する失火判定部４と、を有するものであるため、失火発生の誤検出を防ぐことができると共に、連続失火の発生を高精度で検出することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
具体的には、本実施形態において、失火と連続失火とを判定したが、失火のみを判定してもよい。この場合には、タイマによるカウント処理を不要にすることができるため、処理負荷を軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明においては、失火発生の誤検出を防ぐことができると共に、連続失火の発生を高精度で検出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】
【００４４】
１…ＥＣＵ
２…演算部
３…失火判定許可判断部
４…失火判定部
５…タイマ
１１…クランクセンサ
１２…表示装置
２１…回転角速度算出部
２２…移動平均値算出部
２３…コムフィルタ
２４…変化量算出部
【図１】
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【図２】
2020060156.tif 000004