(57)【要約】複数の気筒を有するエンジンにおいて各気筒の燃焼状態のばらつきを検出するエンジン異常検出装置は、エンジンの回転状態に関する回転情報を取得する回転情報取得部と、回転情報の周波数解析を行う周波数解析部であって、エンジンの１サイクルの周波数をｆＮｅとし、エンジンの脈動の周波数をｆｃｙｌとして、回転情報の周波数解析によって、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分を算出する周波数解析部と、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に基づいて、各気筒の排気エネルギーのばらつきを検出する検出部とを備える。
2019130525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジンにおいて各気筒の燃焼状態のばらつきを検出するエンジン異常検出装置であって、
前記エンジンの回転状態に関する回転情報を取得する回転情報取得部と、
前記回転情報の周波数解析を行う周波数解析部であって、前記エンジンの回転数をＮｅ［ｒｐｍ］とすると、前記エンジンの１サイクルの周波数ｆＮｅ［Ｈｚ］は、
【数１】
2019130525.tif 000007
であり、前記気筒の数をｎｃｙｌとすると、前記エンジンの脈動の周波数ｆｃｙｌ［Ｈｚ］は、
【数２】
2019130525.tif 000008
であり、前記回転情報の周波数解析によって、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分を算出する周波数解析部と、
前記ｆＮｅの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に基づいて、各気筒の排気エネルギーのばらつきを検出する検出部と
を備えるエンジン異常検出装置。
【請求項２】
前記検出部には、
前記ｆＮｅの成分の閾値であるｆＮｅ閾値と、
前記ｆｃｙｌの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅの成分が前記ｆＮｅ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌの成分が前記ｆｃｙｌ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギー高いことを検出する、請求項１に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項３】
前記検出部には、
前記ｆＮｅの成分の閾値であるｆＮｅ閾値と、
前記ｆｃｙｌの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅの成分が前記ｆＮｅ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌの成分が前記ｆｃｙｌ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出する、請求項１または２に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項４】
前記周波数解析部は、算出した前記ｆＮｅの成分及び前記ｆｃｙｌの成分から両者の比Ｒ（＝ｆＮｅの成分／ｆｃｙｌの成分）を算出し、
前記検出部には、前記Ｒの閾値が予め設定されており、
前記検出部は、前記Ｒが前記閾値以上の場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出する、請求項１に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項５】
前記回転情報は、前記気筒に圧縮した吸気を供給するためのターボチャージャーの回転数である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項６】
前記回転情報は、
前記エンジンの回転数であるエンジン回転数と、
前記気筒に圧縮した吸気を供給するためのターボチャージャーの回転数であるターボ回転数と
を含み、
前記周波数解析部は、前記エンジン回転数の周波数解析によって、前記ｆＮｅの成分に対応するｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に対応するｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分を算出するとともに、前記ターボ回転数の周波数解析によって、前記ｆＮｅの成分に対応するｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に対応するｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分を算出し、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分と前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分と前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分と前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分とに基づいて、各気筒の燃焼状態のばらつきを検出する、請求項１に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項７】
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値以上及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて多いことを検出する、請求項６に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項８】
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値以上及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて大きいことを検出する、請求項６または７に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項９】
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値以下及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて小さいことを検出する、請求項６〜８のいずれか一項に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項１０】
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎ下限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値以下及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて少ないことを検出する、請求項６〜９のいずれか一項に記載のエンジン異常検出装置。
【請求項１１】
前記複数の気筒のうち燃焼が起こっている気筒を特定する燃焼気筒特定部と、
前記検出部によって検出された結果及び前記燃焼気筒特定部によって特定された結果に基づいて前記１つの気筒を特定する異常気筒特定部と
をさらに備える、請求項２〜５及び７〜１０のいずれか一項に記載のエンジン異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジン異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車用エンジンは複数の気筒を有している。インジェクタの個体差や経年変化による燃料噴射量のばらつき、ＥＧＲ量のばらつき等の様々な要因で、各気筒の燃焼状態がばらつく可能性がある。特に、ある気筒の燃焼状態だけが極端に悪化すれば、失火が生じる可能性もある。これらの異常はエンジンの故障に繋がりかねないため、早期に検出することが重要である。【０００３】
エンジン回転数やターボ回転数から、失火等の気筒の燃焼状態を判定する方法が、例えば特許文献１〜６に開示されている。しかしながら、これらの方法は、ノイズを含む回転数を使用するために必ずしも精度よく燃焼状態を判定できるとは限らない。【０００４】
これに対して、特許文献７では、クランク軸の回転速度を示す速度信号を用いて、クランク軸の角加速度を示す角加速信号を生成し、角加速信号の周波数解析を行うことにより、失火した気筒間周期の気筒間成分が、失火していない気筒の気筒間成分より小さくなることを明らかにしている。これ基づいて、気筒間成分が気筒間閾値よりも小さい場合に失火が発生したと特定することができるので、ノイズに関係なくエンジンの失火を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２４６３５３号公報
【特許文献２】特許第２９７６６８４号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９１１１号公報
【特許文献４】特開２０１４−２３４８１４号公報
【特許文献５】特開２０１６−１４２１８１号公報
【特許文献６】特開２０１５−１９７０７４号公報
【特許文献７】特開２０１７−１０６４１７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、特許文献７に開示された方法では、失火のみしか考慮されていないため、ある気筒への燃料噴射量が増加したり減少したりするようなインジェクタの異常を効果的に検出することができず、また、燃料噴射量の変動以外の理由で生じる気筒ごとの燃焼状態のばらつきも効果的に検出することができない。【０００７】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することのできるエンジン異常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】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも１つの実施形態に係るエンジン異常検出装置は、
複数の気筒を有するエンジンにおいて各気筒の燃焼状態のばらつきを検出するエンジン異常検出装置であって、
前記エンジンの回転状態に関する回転情報を取得する回転情報取得部と、
前記回転情報の周波数解析を行う周波数解析部であって、前記エンジンの回転数をＮｅ［ｒｐｍ］とすると、前記エンジンの１サイクルの周波数ｆＮｅ［Ｈｚ］は、
【数１】
2019130525.tif 000003
であり、前記気筒の数をｎｃｙｌとすると、前記エンジンの脈動の周波数ｆｃｙｌ［Ｈｚ］は、
【数２】
2019130525.tif 000004
であり、前記回転情報の周波数解析によって、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分を算出する周波数解析部と、
前記ｆＮｅの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に基づいて、各気筒の排気エネルギーのばらつきを検出する検出部と
を備える。【０００９】
上記（１）の構成によると、回転情報の周波数解析によって算出したｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に基づいて各気筒の排気エネルギーのばらつきを検出することにより、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の燃焼状態よりも悪化する場合だけではなく、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の噴射量が多い場合や点火時期のずれなども検出できるので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。【００１０】
（２）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅの成分の閾値であるｆＮｅ閾値と、
前記ｆｃｙｌの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅの成分が前記ｆＮｅ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌの成分が前記ｆｃｙｌ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが高いことを検出する。【００１１】
上記（２）の構成によると、ｆＮｅの成分とｆＮｅ閾値との比較、及び、ｆｃｙｌの成分とｆｃｙｌ上限閾値との比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが高いことを検出することができるので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。【００１２】
（３）いくつかの実施形態では、上記（１）または（２）の構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅの成分の閾値であるｆＮｅ閾値と、
前記ｆｃｙｌの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅの成分が前記ｆＮｅ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌの成分が前記ｆｃｙｌ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出する。【００１３】
上記（３）の構成によると、ｆＮｅの成分とｆＮｅ閾値との比較、及び、ｆｃｙｌの成分とｆｃｙｌ下限閾値との比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出することができるので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。【００１４】
（４）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記周波数解析部は、算出した前記ｆＮｅの成分及び前記ｆｃｙｌの成分から両者の比Ｒ（＝ｆＮｅの成分／ｆｃｙｌの成分）を算出し、
前記検出部には、前記Ｒの閾値が予め設定されており、
前記検出部は、前記Ｒが前記閾値以上の場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出する。【００１５】
上記（４）の構成によると、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分の比Ｒを利用することにより、１つの気筒の排気エネルギーが低い場合にｆｃｙｌの成分が低下するとともにｆＮｅの成分は増加するため、比Ｒの変化が強調されてより精度良く排気エネルギーの低下を検出することができる。【００１６】
（５）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（４）のいずれかの構成において、
前記回転情報は、前記気筒に圧縮した吸気を供給するためのターボチャージャーの回転数である。【００１７】
エンジンはイナーシャが大きいことにより回転数の変動が現れにくいので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することが難しい場合がある。しかし、上記（５）の構成によると、回転情報としてターボチャージャーの回転数を使用することにより、エンジンの回転数に比べてターボチャージャーの回転数の変動が現れやすいので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。【００１８】
（６）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記回転情報は、
前記エンジンの回転数であるエンジン回転数と、
前記気筒に圧縮した吸気を供給するためのターボチャージャーの回転数であるターボ回転数と
を含み、
前記周波数解析部は、前記エンジン回転数の周波数解析によって、前記ｆＮｅの成分に対応するｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に対応するｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分を算出するとともに、前記ターボ回転数の周波数解析によって、前記ｆＮｅの成分に対応するｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分及び前記ｆｃｙｌの成分に対応するｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分を算出し、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分と前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分と前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分と前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分とに基づいて、各気筒の燃焼状態のばらつきを検出する。【００１９】
上記（６）の構成によると、エンジン回転数及びターボ回転数それぞれの周波数解析によって算出したｆＮｅの成分（ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分）及びｆｃｙｌの成分（ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分）に基づいて各気筒の燃焼状態のばらつきを検出することにより、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒の燃焼状態のばらつきをより詳細に検出することができる。【００２０】
（７）いくつかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値以上及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて多いことを検出する。【００２１】
上記（７）の構成によると、ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値のそれぞれとの比較、及び、ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値のそれぞれとの比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて多いことを検出することができるので、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒の燃焼状態をより詳細に検出することができる。【００２２】
（８）いくつかの実施形態では、上記（６）または（７）の構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値以上及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて大きいことを検出する。【００２３】
上記（８）の構成によると、ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値のそれぞれとの比較、及び、ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆｃｙｌ_Ｅｎｇ上限閾値及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値のそれぞれとの比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて大きいことを検出することができるので、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒の燃焼状態をより詳細に検出することができる。【００２４】
（９）いくつかの実施形態では、上記（６）〜（８）のいずれかの構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値以下及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて小さいことを検出する。【００２５】
上記（９）の構成によると、ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値のそれぞれとの比較、及び、ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ上限閾値のそれぞれとの比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒の燃料効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて小さいことを検出することができるので、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒の燃焼状態をより詳細に検出することができる。【００２６】
（１０）いくつかの実施形態では、上記（６）〜（９）のいずれかの構成において、
前記検出部には、
前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｅｎ下限閾値と、
前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分の閾値であるｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値と、
前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値と
が予め設定されており、
前記検出部は、前記ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分が前記ｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値以上及び前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値以上、かつ、前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値以下及び前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分が前記ｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下となる場合に、前記複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて少ないことを検出する。【００２７】
上記（１０）の構成によると、ｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆＮｅ_Ｅｎｇ閾値及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏ閾値のそれぞれとの比較、及び、ｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれとｆｃｙｌ_Ｅｎｇ下限閾値及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏ下限閾値のそれぞれとの比較により、複数の気筒のうちの１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて少ないことを検出することができるので、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒の燃焼状態をより詳細に検出することができる。【００２８】
（１１）いくつかの実施形態では、上記（２）〜（５）及び（７）〜（１０）のいずれかの構成において、
前記複数の気筒のうち燃焼が起こっている気筒を特定する燃焼気筒特定部と、
前記検出部によって検出された結果及び前記燃焼気筒特定部によって特定された結果に基づいて前記１つの気筒を特定する異常気筒特定部と
をさらに備える。【００２９】
上記（１１）の構成によると、燃焼状態が異常な気筒を特定することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、回転情報の周波数解析によって算出したｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に基づいて各気筒の排気エネルギーのばらつきを検出することにより、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の燃焼状態よりも悪化する場合だけではなく、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の噴射量が多い場合や点火時期のずれなども検出できるので、各気筒の燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本開示の実施形態１に係るエンジン異常検出装置の構成を示す模式図である。
【図２】本開示の実施形態１に係るエンジン異常検出装置の動作のフローチャートである。
【図３】各気筒への燃料噴射量と、ターボ回転数と、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分との関係の一例を示すグラフである。
【図４】各気筒への燃料噴射量と、ターボ回転数と、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分との関係の別の例を示すグラフである。
【図５】本開示の実施形態１に係るエンジン異常検出装置の変形例の動作のフローチャートである。
【図６】本開示の実施形態１に係るエンジン異常検出装置の別の変形例の動作のフローチャートである。
【図７】本開示の実施形態１に係るエンジン異常検出装置のさらに別の変形例の構成を示す模式図である。
【図８】本開示の実施形態２に係るエンジン異常検出装置の動作のフローチャートである。
【図９】本開示の実施形態３に係るエンジン異常検出装置の構成を示す模式図である。
【図１０】本開示の実施形態３に係るエンジン異常検出装置において燃焼状態のばらつきを検出するためのマトリクスである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３３】
（実施形態１）
図１には、４つの気筒２ａ〜２ｄが直列に並んだ直列４気筒のエンジン１が記載されている。エンジン１の各気筒２ａ〜２ｄには、吸気マニホールド３を介して吸気管５が連通し、排気マニホールド４を介して排気管６が連通している。エンジン１には、各気筒２ａ〜２ｄに圧縮した吸気を供給するためのターボチャージャー９が設けられている。ターボチャージャー９は、吸気管５に設けられたコンプレッサー７と、排気管６に設けられたタービン８とを有している。
【００３４】
エンジン１には、ＴＤＣセンサー１１及びクランク角センサー１２が設けられている。ターボチャージャー９には、ターボチャージャー９の回転数であるターボ回転数を検知するためのターボ回転数センサー１３が設けられている。ターボ回転数は、エンジン１の回転状態に関する回転情報であることから、ターボ回転数センサー１３は、エンジン１の回転状態に関する回転情報を取得するための回転情報取得部を構成する。
【００３５】
制御装置であるＥＣＵ２０は、エンジン１の回転状態に関する回転情報であるターボ回転数の周波数解析を行う周波数解析部２１と、周波数解析部２１による周波数解析結果に基づいて各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを検出する検出部２２とを含んでいる。ターボ回転数センサー１３は周波数解析部２１と電気的に接続され、周波数解析部２１と検出部２２とは互いに電気的に接続されている。
【００３６】
検出部２２には、エンジン１を搭載した車両のドライバーに検出部２２による結果を伝えるための警報部２５が電気的に接続されている。警報部２５は、車両の計器パネルに設けられたランプや、計器パネルに表示可能なマーク又はメッセージ、ブザーや音楽等の警報音又はメッセージ等を発するスピーカー等であってもよい。
【００３７】
実施形態１では必須の構成ではないが、ＥＣＵ２０は、ＴＤＣセンサー１１及びクランク角センサー１２それぞれの検知結果に基づいて燃焼が起こっている気筒を特定する燃焼気筒特定部２３と、検出部２２によって検出された燃焼状態のばらつき及び燃焼気筒特定部２３によって特定された気筒に基づいて燃焼状態が異常な気筒を特定する異常気筒特定部２４とを含むことができる。ＥＣＵ２０が燃焼気筒特定部２３及び異常気筒特定部２４を含む場合、ＴＤＣセンサー１１及びクランク角センサー１２はそれぞれ燃焼気筒特定部２３と電気的に接続され、検出部２２及び燃焼気筒特定部２３はそれぞれ異常気筒特定部２４と電気的に接続されている。
【００３８】
次に、エンジン１の動作について説明する。
エンジン１が稼動すると、空気が吸気管５を通り、コンプレッサー７に送られる。コンプレッサー７に送られた空気は、図示しないコンプレッサーホイールによって圧縮される。圧縮された空気は、吸気マニホールド３に送られて、４つの気筒２ａ〜２ｄ内に周期的に吸引される。各気筒２ａ〜２ｄ内において、圧縮された空気は燃料と共に燃焼されて排ガスとなる。各気筒２ａ〜２ｄから排出された排ガスは、排気マニホールド４に集められた後、排気管６を流通してタービン８に送られる。タービン８に送られた排ガスは、図示しないタービンホイールを回転させた後、さらに排気管６を流通して大気中へ排出される。
【００３９】
エンジン１は通常は、４ストロークエンジンである。したがって、エンジン１が２回転すると１サイクルとなる。このため、エンジン１の１サイクルの周波数ｆＮｅ［Ｈｚ］は、エンジン１の回転数をＮｅ［ｒｐｍ］とすると、
【数３】
2019130525.tif 000005
となる。また、エンジン１のように複数の気筒２ａ〜２ｄを有する場合、各気筒２ａ〜２ｄが１サイクルごとに１回ずつ燃焼するため、エンジン１の脈動の周波数ｆｃｙｌ［Ｈｚ］は、気筒の数をｎｃｙｌとすると（エンジン１では、ｎｃｙｌ＝４）、
【数４】
2019130525.tif 000006
となり、エンジン１の稼働中において各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきが生じない場合には、このｆｃｙｌの周波数でエンジン１の脈動が生じる。
【００４０】
実施形態１では、エンジン１の稼働中、各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきの有無を検出する。各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを検出するエンジン異常検出装置は、ターボ回転数センサー１３及びＥＣＵ２０を備えている。
【００４１】
次に、エンジン１の稼働中に各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを検出する動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
エンジン１の稼働中、ターボ回転数センサー１３はターボ回転数を検知し（ステップＳ１）、ターボ回転数の信号を周波数解析部２１に伝送する。続いて、周波数解析部２１は、ターボ回転数の信号の周波数解析を行い、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分を算出する（ステップＳ２）。尚、周波数解析として、高速フーリエ変換（ＦＴＴ）等、任意の公知の方法を用いることができる。
【００４２】
図３に、各気筒２ａ〜２ｄへの燃料噴射量と、ターボ回転数と、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分との関係の一例を示す。これは、エンジン１の２サイクルの間、気筒２ａへの燃料噴射量のみが他の気筒２ｂ〜２ｄへの燃料噴射量よりも増加して、気筒２ａの排気エネルギーが気筒２ｂ〜２ｄの排気エネルギーよりも高くなる場合を示している。各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがない場合、エンジン１の脈動の周波数であるｆｃｙｌの成分の方がｆＮｅの成分よりも大きくなる。一方、気筒２ａの排気エネルギーが気筒２ｂ〜２ｄの排気エネルギーよりも高くなる場合、ターボ回転数の脈動の振幅が増加するため、ｆｃｙｌの成分が、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがない場合に比べて増加する。気筒２ａの排気エネルギーのみが高くなると、各気筒２ａ〜２ｄから排出される排気ガスのエネルギーがアンバランスになるので、ｆＮｅの成分も増加する。
【００４３】
図４に、各気筒２ａ〜２ｄへの燃料噴射量と、ターボ回転数と、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分との関係の別の例を示す。これは、エンジン１の４サイクルの間、気筒２ａが失火した場合を示している。失火によって気筒２ａの排気エネルギーのみが低下した場合、ターボ回転数の脈動の振幅が低下するため、ｆｃｙｌの成分が、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがない場合に比べて低下する。気筒２ａの排気エネルギーのみが低下する場合も、各気筒２ａ〜２ｄから排出される排気ガスのエネルギーがアンバランスになるので、ｆＮｅの成分は増加する。尚、図３及び４において、気筒２ａの排気エネルギーに異常が生じるとしているが、他の気筒２ｂ〜２ｄのいずれかの気筒で排気エネルギーの異常が生じたとしても同じ結果になる。
【００４４】
そこで、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがない場合のｆＮｅの成分よりも大きい値を、ｆＮｅの成分の閾値であるｆＮｅ閾値とし、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがない場合のｆｃｙｌの成分よりも大きい値及び小さい値のそれぞれを、ｆｃｙｌの成分の上限閾値であるｆｃｙｌ上限閾値及びｆｃｙｌの成分の下限閾値であるｆｃｙｌ下限閾値として、ｆＮｅ閾値とｆｃｙｌ上限閾値及びｆｃｙｌ下限閾値とを検出部２２（図１参照）に予め設定しておく。そうすると、ｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値以上のときにｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値以上になると、気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の気筒の排気エネルギーよりも高いということができ、ｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値以上のときにｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ下限閾値以下になると、気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の気筒の排気エネルギーよりも低いということができる。
【００４５】
尚、このような排気エネルギーのばらつきから、各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつき（燃料噴射量のばらつきや点火時期のばらつき、その他のデポジット付着やＥＧＲの入り方など）を検出することができる。排気エネルギーのばらつきに基づいて燃料噴射量のばらつきや点火時期の補正をすることもできる。
【００４６】
図２のフローチャートに戻り、ステップＳ２の後のステップＳ３において、検出部２２は、ｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値以上であるか否かを判定する。ｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値よりも小さければ、検出部２２は、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがないことを検出し、ステップＳ１に戻る。
【００４７】
ステップＳ３において、ｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値以上であると検出部２２が判定した場合には、検出部２２は、ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値以上か否かを判定する（ステップＳ４）。ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値以上の場合には、検出部２２は、気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の気筒の排気エネルギーよりも高いことを検出し、警報部２５によって検出結果を警報する（ステップＳ５）。
【００４８】
一方、ステップＳ４においてｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値よりも小さい場合には、検出部２２は、ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ下限閾値以下か否かを判定する（ステップＳ６）。ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ下限閾値以下の場合には、検出部２２は、気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の気筒の排気エネルギーよりも低いこと検出し、警報部２５によって検出結果を警報する（ステップＳ７）。ステップＳ６において、ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ下限閾値以上の場合には、検出部２２は、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがないことを検出し、ステップＳ１に戻る。
【００４９】
ＥＣＵ２０が燃焼気筒特定部２３及び異常気筒特定部２４を含む場合、燃焼気筒特定部２３は、ＴＤＣセンサー１１及びクランク角センサー１２の検知結果に基づいて、気筒２ａ〜２ｄのうちのどの気筒がどのタイミングで燃焼しているかを特定することができる。各気筒２ａ〜２ｄが燃焼するタイミングと、ｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値以上になるタイミング又はｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ下限閾値以下になるタイミングとを対比することによって、異常気筒特定部２４は、気筒２ａ〜２ｄのうちのどの気筒において排気エネルギーが他の気筒よりも高い又は低いかを特定することができる。尚、この場合、警報部２５を異常気筒特定部２４と電気的に接続するように構成すれば、警報部２５によってどの気筒で排気エネルギーの異常が生じているかを警報することもできる。
【００５０】
このように、ターボ回転数の周波数解析によって算出したｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に基づいて各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーのばらつきを検出することにより、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の燃焼状態よりも悪化する場合だけではなく、ある気筒の燃焼状態が他の気筒の噴射量が多い場合や点火時期のずれなども検出できるので、各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。
【００５１】
実施形態１では、ｆｃｙｌ上限閾値及びｆｃｙｌ下限閾値の両方を検出部２２に予め設定しておき、ｆｃｙｌの成分とｆｃｙｌ上限閾値及びｆｃｙｌ下限閾値の両方との大小関係を判定することにより、各気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの排気エネルギーが他の気筒よりも高いか低いかの両方を検出しているが、この形態に限定するものではない。ｆｃｙｌ上限閾値のみを検出部２２に設定しておき、各気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の各気筒の排気エネルギーよりも高いことのみを検出するようにしてもよい。この場合には、図５に示されるように、ステップＳ４においてｆｃｙｌの成分がｆｃｙｌ上限閾値よりも小さい場合にはステップＳ１に戻る。その他の動作は図２の動作と同じである。
【００５２】
一方、ｆｃｙｌ下限閾値のみを検出部２２に設定しておき、各気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが他の各気筒の排気エネルギーよりも低いことのみを検出するようにしてもよい。この場合には、図６に示されるように、ステップＳ３においてｆＮｅの成分がｆＮｅ閾値以上の場合にはステップＳ６に移る。その他の動作は図２の動作と同じである。
【００５３】
実施形態１では、エンジン１の回転状態に関する回転情報としてターボ回転数を使用しているが、エンジン１の回転数（エンジン回転数）を使用してもよい。エンジン回転数は、クランク角センサー１２によって検知可能である。したがって、この場合、クランク角センサー１２が回転情報取得部を構成する。この変形例では、図７に示されるように、ターボチャージャー９（図１参照）及びターボ回転数センサー１３（図１参照）は設けられていなくてもよく、クランク角センサー１２が周波数解析部２１にも電気的に接続されている。その他の構成は図１の構成と同じである。この場合、エンジン異常検出装置は、クランク角センサー１２及びＥＣＵ２０を備えることになる。この変形例の動作は、図２のステップＳ１においてターボ回転数ではなくエンジン回転数を検知すること以外は、図２の動作と同じである。
【００５４】
ただし、一般にエンジン１はイナーシャが大きいことにより回転数の変動が現れにくいので、各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを精度良く検出することが難しい場合がある。これに対し、実施形態１では、回転情報としてターボ回転数を使用することにより、エンジン回転数に比べてターボチャージャー９の回転数の変動が現れやすいので、回転情報としてエンジン回転数を使用する場合に比べて、各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを精度良く検出することができる。
【００５５】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係るエンジン異常検出装置について説明する。実施形態２に係るエンジン異常検出装置は、実施形態１に対して、検出部２２による検出動作を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施形態２に係るエンジン異常検出装置の構成は、エンジン１の回転状態に関する回転情報としてターボ回転数を使用する場合には図１の構成と同じであり、回転情報としてエンジン回転数を使用する場合には図７の構成とすることができる。以下では、図１の構成において、エンジン１の稼働中に各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを検出する動作を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
ステップＳ１及びＳ２は、実施形態１と同じである。ステップＳ２に続くステップＳ１３において、周波数解析部２１は、算出したｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分から両者の比Ｒ（＝ｆＮｅの成分／ｆｃｙｌの成分）を算出する。検出部２２には、比Ｒの閾値が予め設定されており、ステップＳ１３に続くステップ１４において、検出部２２は、比Ｒが閾値以上か否かを判定する。比Ｒが閾値よりも小さければ、検出部２２は、各気筒２ａ〜２ｄの排気エネルギーにばらつきがないことを検出し、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１４において比Ｒが閾値以上の場合、検出部２２は、各気筒２ａ〜２ｄのうちの１つの気筒の排気エネルギーが低いことを検出し、警報部２５によって検出結果を警報する（ステップＳ１５）。
【００５８】
実施形態２では、ｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分の比Ｒを利用することにより、１つの気筒の排気エネルギーが低い場合にｆｃｙｌの成分が低下するとともにｆＮｅの成分は増加するため、比Ｒの変化が強調されてより精度良く排気エネルギーの低下を検出することができる。
【００５９】
（実施形態３）
次に、実施形態３に係るエンジン異常検出装置について説明する。実施形態３に係るエンジン異常検出装置は、実施形態１に対して、検出部２２による検出動作を変更したものである。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
実施形態３に係るエンジン異常検出装置の構成は、図９に示されるように、クランク角センサー１２が周波数解析部２１にも電気的に接続されていること以外は、実施形態１と同じである。
【００６１】
次に、エンジン１の稼働中に各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきを検出する動作について説明する。
実施形態３では、エンジン１の回転状態に関する回転情報としてターボ回転数及びエンジン回転数の両方を使用する。周波数解析部２１は、ターボ回転数及びエンジン回転数のそれぞれの周波数解析を行い、ターボ回転数から、実施形態１のｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に対応するｆＮｅ−Ｔｕｒｂｏの成分及びｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分を算出し、エンジン回転数から、実施形態１のｆＮｅの成分及びｆｃｙｌの成分に対応するｆＮｅ−Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分を算出する。
【００６２】
この後は、ｆＮｅ−Ｔｕｒｂｏの成分及びｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分と、ｆＮｅ−Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分とのそれぞれに対して、実施形態１のステップＳ３からステップＳ７の動作を行う（図２参照）。ステップＳ３、ステップＳ４及びステップＳ６における判定のために、検出部２２には、ｆＮｅ−Ｔｕｒｂｏの成分及びｆＮｅ−Ｅｎｇの成分のそれぞれの閾値であるｆＮｅ−Ｔｕｒｂ閾値及びｆＮｅ−Ｅｎｇ閾値と、ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分の上限閾値及び下限閾値であるｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ上限閾値及びｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ下限閾値と、ｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分の上限閾値及び下限閾値であるｆｃｙｌ−Ｅｎｇ上限閾値及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇ下限閾値とを予め設定しておく。
【００６３】
各気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態にばらつきがある場合には、上記動作によって、ｆＮｅ−Ｔｕｒｂｏの成分及びｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分のそれぞれがｆＮｅ−Ｔｕｒｂｏ閾値及びｆＮｅ−Ｅｎｇ閾値以上であり、かつ、以下の４つのいずれかであることが判定される。
（１）ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分がｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分がｆｃｙｌ−Ｅｎｇ上限閾値以上である。
（２）ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分がｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分がｆｃｙｌ−Ｅｎｇ上限閾値以上である。
（３）ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分がｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ上限閾値以上及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分がｆｃｙｌ−Ｅｎｇ下限閾値以下である。
（４）ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏの成分がｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ下限閾値以下及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇの成分がｆｃｙｌ−Ｅｎｇ下限閾値以下である。
【００６４】
上記判定結果（１）の場合は、１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて多いことが検出される。上記判定結果（２）の場合は、１つの気筒の燃焼効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて大きいことが検出される。上記判定結果（３）の場合は、１つの気筒の燃焼効率が他の各気筒の燃焼効率に比べて小さいことが検出される。上記判定結果（４）の場合は、１つの気筒への燃料噴射量が他の各気筒への燃料噴射量に比べて少ないことが検出される。
【００６５】
判定結果（１）〜（４）とそれらに対応する燃焼状態のばらつき態様との関係を表すマトリクスを図１０に示す。このマトリクスを検出部２２（図９）に予め組み込んでおくことにより、検出部２２は、判定結果（１）〜（４）に基づいて燃焼状態のばらつき態様を検出することができ、その検出結果を警報部２５によって警報することができる。
【００６６】
このように、エンジン回転数及びターボ回転数それぞれの周波数解析によって算出したｆＮｅ_Ｅｎｇの成分及びｆＮｅ_Ｔｕｒｂｏの成分とｆｃｙｌ_Ｅｎｇの成分及びｆｃｙｌ_Ｔｕｒｂｏの成分とに基づいて各気筒の燃焼状態のばらつきを検出することにより、エンジン回転数及びターボ回転数のいずれか一方のみを周波数解析した場合に比べて、気筒２ａ〜２ｄの燃焼状態のばらつきをより詳細に検出することができる。
【００６７】
実施形態３では、実施形態１と同様に、ＥＣＵ２０が燃焼気筒特定部２３及び異常気筒特定部２４を含むことによって、気筒２ａ〜２ｄのうちのどの気筒において、検出された燃焼状態のばらつきが生じているかを特定することができる。
【００６８】
実施形態３では、ｆＮｅ−Ｔｕｒｂ閾値及びｆＮｅ−Ｅｎｇ閾値と、ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ上限閾値及びｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ下限閾値と、ｆｃｙｌ−Ｅｎｇ上限閾値及びｆｃｙｌ−Ｅｎｇ下限閾値とを予め検出部２２に設定しておき、判定結果（１）〜（４）のいずれかに該当するか否かを判定していたが、この形態に限定するものではない。例えば、ｆＮｅ−Ｔｕｒｂ閾値及びｆＮｅ−Ｅｎｇ閾値と、ｆｃｙｌ−Ｔｕｒｂｏ上限閾値と、ｆｃｙｌ−Ｅｎｇ上限閾値とを検出部２２に設定して判定結果（１）に該当するか否かのみを判定するように、必要な閾値のみを検出部２２に設定して、判定結果（１）〜（４）のいずれかのみ、２つの判定結果、又は３つの判定結果を判定するようにしてもよい。
【００６９】
実施形態１〜３では、エンジン１は直列４気筒のエンジンであったが、この形態に限定するものではない。エンジン１は、Ｖ型又は水平対向型等のエンジンでもよい。また、エンジン１は、４つの気筒を有する構成に限定するものではなく、どのような形式のエンジンであっても、２つ以上の気筒を有するエンジンであればよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  エンジン
２ａ  気筒
２ｂ  気筒
２ｃ  気筒
２ｄ  気筒
３  吸気マニホールド
４  排気マニホールド
５  吸気管
６  排気管
７  コンプレッサー
８  タービン
９  ターボチャージャー
１１  ＴＤＣセンサー
１２  クランク角センサー（回転情報取得部）
１３  ターボ回転数センサー（回転情報取得部）
２０  ＥＣＵ
２１  周波数解析部
２２  検出部
２３  燃焼気筒特定部
２４  異常気筒特定部
２５  警報部
【図１】
2019130525.tif 000009
【図２】
2019130525.tif 000010
【図３】
2019130525.tif 000011
【図４】
2019130525.tif 000012
【図５】
2019130525.tif 000013
【図６】
2019130525.tif 000014
【図７】
2019130525.tif 000015
【図８】
2019130525.tif 000016
【図９】
2019130525.tif 000017
【図１０】
2019130525.tif 000018
【国際調査報告】
2019130525.tif 000019
2019130525.tif 000020
2019130525.tif 000021
2019130525.tif 000022