(57)【要約】【課題】エンジンの失火検出装置及び方法において、エンジンの失火を高精度に検出可能とする。【解決手段】過給機２３の回転数Ｎｔを検出する回転数センサ（過給機回転数検出部）４３と、回転数センサ４３が検出した過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合から失火指標Ｙｔを算出する失火指標算出部５１と、失火指標算出部５１が算出した失火指標ｙｔが予め設定された判定値Ｄを超えるとエンジン１０の失火を判定する失火判定部５２とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機の回転数を検出する過給機回転数検出部と、
前記過給機回転数検出部が検出した前記過給機の回転数の変化度合から失火指標を算出する失火指標算出部と、
前記失火指標算出部が算出した失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定する失火判定部と、
を備えることを特徴とするエンジンの失火検出装置。
【請求項２】
前記失火指標算出部は、クランクシャフトの回転に伴うピストンの上死点位置での前記過給機の回転数の変化度合に基づいて失火指標を算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの失火検出装置。
【請求項３】
前記失火指標算出部は、上死点位置での前記過給機の回転数の低下率を失火指標とすることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの失火検出装置。
【請求項４】
前記失火指標算出部は、上死点位置での前記過給機の回転数の低下率を算出し、前記過給機の回転数の低下率の偏差を失火指標とすることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの失火検出装置。
【請求項５】
クランク角度を検出するクランク角検出部が設けられ、前記失火判定部は、前記エンジンの失火を判定したとき、前記クランク角検出部が検出したクランク角度に基づいて失火した気筒を特定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンジンの失火検出装置。
【請求項６】
過給機の回転数を検出する工程と、
前記過給機の回転数の変化度合から失火指標を算出する工程と、
失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定する工程と、
を有することを特徴とするエンジンの失火検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの失火を検出するエンジンの失火検出装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの失火検出装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたエンジンの失火検出装置は、エンジンから排出される排ガスの酸素濃度に比例して広域で且つリニアな空燃比信号に基づいて空燃比Ｆ／Ｂ制御を実施し、その時々の空燃比ＡＦに応じてエンジンにおける失火を検出するものである。具体的には、検出された空燃比と、予め空燃比リーン側に設定された所定の失火判定値とを比較し、空燃比が失火判定値よりも更にリーンであるとき、失火発生を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン回転数や空燃比などは、車両の運転状態に応じて変動する。クランクシャフトは、車輪につながっていることから、車両が悪路を走行中に段差などから受ける走行抵抗（走行負荷）に応じて変動してしまう。そのため、エンジン回転数や空燃比の低下が失火によるものか、または、走行抵抗によるものなのかを判定する必要があり、誤検出の可能性がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、エンジンの失火を高精度に検出可能とするエンジンの失火検出装置及び方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明のエンジンの失火検出装置は、過給機の回転数を検出する過給機回転数検出部と、前記過給機回転数検出部が検出した前記過給機の回転数の変化度合から失火指標を算出する失火指標算出部と、前記失火指標算出部が算出した失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定する失火判定部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
従って、過給機回転数検出部が過給機の回転数を検出し、失火指標算出部が過給機の回転数の変化度合から失火指標を算出すると、失火判定部は、失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定することで、エンジンの失火を過給機の回転数の変化度合から判定することとなる。過給機の回転数は、車両の運転状態に応じた変動が少ないことから、エンジンの失火を高精度に検出することができる。
【０００８】
本発明のエンジンの失火検出装置では、前記失火指標算出部は、クランクシャフトの回転に伴うピストンの上死点位置での前記過給機の回転数の変化度合に基づいて失火指標を算出することを特徴としている。
【０００９】
従って、ピストンが上死点位置にあるとき、エンジンが失火していなければ、筒内圧が最高値に到達しており、その気筒からの排ガスにより回転するタービンの回転も上昇する。そのため、このときの過給機の回転数の変化度合に基づいてエンジンの失火を判定することで、高精度なエンジンの失火の判定が可能となる。
【００１０】
本発明のエンジンの失火検出装置では、前記失火指標算出部は、上死点位置での前記過給機の回転数の低下率を失火指標とすることを特徴としている。
【００１１】
従って、過給機の回転数の低下率に基づいてエンジンの失火を判定することで、エンジンの失火を明確に判定することができる。
【００１２】
本発明のエンジンの失火検出装置では、前記失火指標算出部は、上死点位置での前記過給機の回転数の低下率を算出し、前記過給機の回転数の低下率の偏差を失火指標とすることを特徴としている。
【００１３】
従って、過給機の回転数の低下率の偏差に基づいてエンジンの失火を判定することで、エンジンの失火を明確に判定することができる。
【００１４】
本発明のエンジンの失火検出装置では、クランク角度を検出するクランク角検出部が設けられ、前記失火判定部は、前記エンジンの失火を判定したとき、前記クランク角検出部が検出したクランク角度に基づいて失火した気筒を特定することを特徴としている。
【００１５】
従って、エンジンの失火を判定したとき、クランク角度に基づいて失火した気筒を特定することで、失火した気筒を高精度に検出することができる。
【００１６】
また、本発明のエンジンの失火検出方法は、過給機の回転数を検出する工程と、前記過給機の回転数の変化度合から失火指標を算出する工程と、失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１７】
従って、過給機の回転数は、車両の運転状態に応じた変動が少ないことから、エンジンの失火を高精度に検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のエンジンの失火検出装置及び方法によれば、エンジンの失火を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１実施形態のエンジンの失火検出装置を表すブロック構成図である。
【図２】図２は、エンジンの失火検出装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。
【図３】図３は、エンジンの失火検出方法を表すフローチャートである。
【図４】図４は、定常運転時における失火判定処理を表すタイムチャートである。
【図５】図５は、加速運転時における失火判定処理を表すタイムチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態のエンジンの失火検出装置における失火判定処理を表すタイムチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態のエンジンの失火検出装置における失火判定処理を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るエンジンの失火検出装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のエンジンの失火検出装置を表すブロック構成図、図２は、エンジンの失火検出装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。
【００２２】
まず、第１実施形態のエンジンの失火検出装置が適用されるエンジンについて詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、第１実施形態のエンジン１０は、４気筒ディーゼルエンジンである。シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成されるエンジン本体１１は、４つ（図２では、１つを図示）のシリンダボア１２が設けられ、各シリンダボア１２にシリンダライナ（図示略）を介してピストン１３がそれぞれ上下移動自在に支持されている。エンジン本体１１は、図示しないが、下部にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１３がコネクティングロッド１４を介してクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００２４】
燃焼室１５は、シリンダボア１２の壁面及びの下面とピストン１３の頂面とにより区画されて構成されている。燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に吸気ポート１６及び排気ポート１７が並んで形成されており、吸気ポート１６及び排気ポート１７に対して吸気弁１８及び排気弁１９の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁１８及び排気弁１９は、エンジン本体１１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１６及び排気ポート１７を閉止する方向（図２にて上方）に付勢支持されている。吸気弁１８及び排気弁１９は、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムが作用することで、吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することができる。また、燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に燃料噴射弁２０が設けられている。燃料噴射弁２０は、燃焼室１５に高圧燃料を噴射することができる。
【００２５】
従って、エンジン１０は、クランクシャフトが２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが１回転し、吸気弁１８及び排気弁１９が吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することとなる。
【００２６】
エンジン本体１１は、吸気ポート１６に吸気管２１が連結され、排気ポート１７に排気管２２が連結されている。過給機２３は、コンプレッサ２４とタービン２５とが回転軸２６により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２３は、エンジン本体１１の排気管２２を流れる排ガスによりタービン２５が回転し、タービン２５の回転が回転軸２６により伝達されてコンプレッサ２４が回転し、このコンプレッサ２４が空気を圧縮して吸気管２１からエンジン本体１１に供給する。
【００２７】
吸気管２１と排気管２２との間に排ガス再循環管２７が設けられ、排ガス再循環管２７にＥＧＲ弁２８と冷却器２９が設けられている。また、吸気管２１は、コンプレッサ２４と排ガス再循環管２７の連結部との間に冷却器３０と開閉弁３１が設けられている。一方、排気管２２は、タービン２５を迂回するバイパス管３２が設けられ、バイパス管３２にウエストゲート弁３３が設けられている。
【００２８】
そのため、エンジン本体１１は、吸気管２１から燃焼室１５に空気が供給されると、ピストン１３の上昇によりこの空気が圧縮され、燃料噴射弁２０から燃焼室１５に高圧燃料が噴射されると、この高圧燃料が自然着火して燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気管２２に排出される。燃焼室１５から排出された排ガスは、過給機２３におけるタービン２５を回転させることで、回転軸２６を介してコンプレッサ２４を回転し、燃焼室１５に対して過給を行う。
【００２９】
また、ＥＧＲ弁２８が開放されると、排ガスは、その一部が排気管２２から排ガス再循環管２７を流れて吸気管２１に送られる。そして、この排ガスとしての再循環ガスは、吸気管２１を流れる空気と混合され、燃焼室１５に供給される。また、ウエストゲート弁３３が開放されると、排ガスは、バイパス管３２を通ることでタービン２５を迂回する。
【００３０】
このように構成されたエンジン１０にて、図１に示すように、制御装置４１は、センサ信号処理ユニット４２が接続されている。センサ信号処理ユニット４２は、過給機２３（図２参照）の回転数を検出する回転数センサ（過給機回転数検出部）４３が接続されている。この場合、回転数センサ４３は、コンプレッサ２４またはタービン２５の羽根を検出してパルス信号としてセンサ信号処理ユニット４２に出力する。センサ信号処理ユニット４２は、所定時間当たりのパルス信号の数に基づいて過給機２３の回転数を算出する。
【００３１】
また、センサ信号処理ユニット４２は、制御装置４１からクランク角度Ａが入力される。エンジン１０は、クランクシャフトの回転角度（クランク角度）を検出するクランク角センサが設けられており、検出したクランク角度が制御装置４１に入力され、制御装置４１は、入力されたクランク角度をセンサ信号処理ユニット４２に出力する。この場合、センサ信号処理ユニット４２は、制御装置４１からクランク角度Ａが入力されるものとしたが、各気筒のＴＤＣ（上死点）信号であってもよい。
【００３２】
センサ信号処理ユニット４２は、失火指標算出部５１と、失火判定部５２とを備えている。第１実施形態のエンジンの失火検出装置は、回転数センサ（過給機回転数検出部）４３と、センサ信号処理ユニット４２（失火指標算出部５１、失火判定部５２）とから構成されている。
【００３３】
失火指標算出部５１は、過給機２３の回転数の変化度合から失火指標を算出するものである。失火判定部５２は、失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジン１０の失火を判定するものである。
【００３４】
具体的に説明すると、失火指標算出部５１は、クランク角度またはピストン１３のＴＤＣ信号（上死点位置）での過給機２３の回転数の変化度合に基づいて失火指標を算出する。このとき、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数の低下率を算出し、この低下率の偏差を失火指標とする。なお、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数の低下率を失火指標としてもよいし、上死点位置での過給機２３の回転数の偏差を失火指標としてもよい。
【００３５】
失火判定部５２は、失火指標（回転数の偏差、回転数の低下率、回転数の低下率の偏差を失火指標）が予め設定された判定値を超えると、エンジン１０の失火を判定する。ここで、判定値は、予め実験により求めるものであり、外乱などによる過給機２３の回転数の低下とエンジン１０の失火とを区別するものである。失火判定部５２は、失火指標が判定値を超えてエンジン１０の失火を判定したと判定したとき、クランク角度またはピストン１３のＴＤＣ信号に基づいて失火した気筒を特定する。
【００３６】
ここで、第１実施形態のエンジンの失火検出方法について詳細に説明する。図３は、エンジンの失火検出方法を表すフローチャートである。
【００３７】
第１実施形態のエンジンの失火検出方法は、過給機２３の回転数を検出する工程と、過給機２３の回転数の変化度合から失火指標を算出する工程と、失火指標が予め設定された判定値を超えるとエンジンの失火を判定する工程とを有する。
【００３８】
図３に示すように、ステップＳ１１にて、センサ信号処理ユニット４２（失火指標算出部５１）は、回転数センサ４３からコンプレッサ２４（または、タービン２５）の羽根のパルス信号が入力される。ステップＳ１２にて、センサ信号処理ユニット４２（失火指標算出部５１）は、この回転数センサ４３からのパルス信号に基づいて過給機２３の回転数Ｎｔを算出する。ステップＳ１３にて、センサ信号処理ユニット４２（失火指標算出部５１）は、フィルタ処理を実施する。例えば、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを用いて、過給機２３の回転数から車両運転による回転数変化（加減速成分）である低周波成分を除去し、エンジン脈動による回転数変化（軸振動成分）である高周波成分だけをとり出す。
【００３９】
ステップＳ１４にて、失火指標算出部５１は、過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔを算出する。このとき、失火指標算出部５１は、各気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号に基づいて、上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔを下記数式（１）により算出する。
ΔＮｔ（ｔｎ）＝
［−１×｛Ｎｔ（ｔｎ）−Ｎｔ（ｔｎ−１）｝／Ｎｔ（ｔｎ−１）］×１００
・・・（１）
【００４０】
ステップＳ１５にて、失火指標算出部５１は、過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔに基づいて失火指標ｙｔを下記数式（２）により算出する。
ｙｔ（ｔｎ）＝−ΔＮｔ（ｔｎ）＋ΔＮｔ（ｔｎ−１）                  ・・・（２）
【００４１】
そして、ステップＳ１６にて、センサ信号処理ユニット４２（失火判定部５２）は、失火指標ｙｔが予め設定された判定値Ｄを超えたかどうかを判定する。ここで、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えていないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１１に戻って処理を継続する。一方、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えたと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１７にて、エンジン１０の失火した気筒を判定する。具体的には、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えたときに上死点位置にある気筒より前に上死点位置にある気筒が失火したものと判定する。
【００４２】
ここで、具体的な事例を挙げて説明する。図４は、定常運転時における失火判定処理を表すタイムチャート、図５は、加速運転時における失火判定処理を表すタイムチャートである。
【００４３】
第１実施形態のエンジン１０は、図４に示すように、第２気筒Ｃ２、第１気筒Ｃ１、第３気筒Ｃ３、第４気筒Ｃ４の順にピストンが上死点位置に到達する４気筒エンジンである。車両の定常運転時において、各気筒Ｃ２，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４は、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４・・・の順に上死点位置に到達し、このときの筒内圧Ｐがそれぞれ最高値となる。このとき、例えば、時間ｔ１で上死点に到達した第２気筒Ｃ２は、時間ｔ３で排気工程となることから、時間ｔ３から過給機２３の回転数Ｎｔが上昇し始める。
【００４４】
例えば、時間ｔ６にて、第１気筒Ｃ１が失火したとすると、時間ｔ６での第１気筒Ｃ１の筒内圧が低下し、第１気筒Ｃ１が排気工程となる時間ｔ８での過給機２３の回転数Ｎｔが低下する。すると、時間ｔ９で回転数低下率ΔＮｔが上昇し、この時間ｔ９で失火指標ｙｔが上昇して判定値Ｄを超える。そのため、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えたタイミングで、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えた時間ｔ９より３行程前でピストン１３が上死点位置（時間ｔ６）にある第１気筒Ｃ１が失火したと判定することができる。
【００４５】
また、車両の加速運転時において、図５に示すように、例えば、時間ｔ２３にて、第１気筒Ｃ１が失火したとすると、時間ｔ２５での第１気筒Ｃ１の筒内圧が低下し、第１気筒Ｃ１が排気工程となる時間ｔ２６での過給機２３の回転数Ｎｔが低下する。すると、時間ｔ２６で回転数低下率ΔＮｔが上昇し、この時間ｔ２６で失火指標ｙｔが上昇して判定値Ｄを超える。そのため、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えたタイミングで、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えた時間ｔ２６より３行程前でピストン１３が上死点位置（時間ｔ２３）にある第１気筒Ｃ１が失火したと判定することができる。
【００４６】
なお、上述の説明では、車両の定常運転時と加速運転時における失火判定を説明したが、減速運転時においても判定することができる。この場合、判定値を車両の定常運転時や加速運転時に比べて低値に設定することが望ましい。但し、車両の減速運転時は、燃料カット制御を実施することがあり、燃料カット制御時に失火判定を中止したり、車両の減速運転時に失火判定を中止したりするように構成してもよい。
【００４７】
このように第１実施形態のエンジンの失火検出装置にあっては、過給機２３の回転数Ｎｔを検出する回転数センサ（過給機回転数検出部）４３と、回転数センサ４３が検出した過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合から失火指標Ｙｔを算出する失火指標算出部５１と、失火指標算出部５１が算出した失火指標ｙｔが予め設定された判定値Ｄを超えるとエンジン１０の失火を判定する失火判定部５２とを設けている。
【００４８】
従って、回転数センサ４３が過給機２３の回転数Ｎｔを検出し、失火指標算出部５１が過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合から失火指標ｙｔを算出すると、失火判定部５２は、失火指標ｙｔが判定値Ｄを超えるとエンジン１０の失火を判定することで、エンジン１０の失火を過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合から判定することとなる。過給機２３は、クランクシャフトとつながっておらず、路面の影響を受けないことから、過給機２３の回転数Ｎｔは、車両の運転状態に応じた変動が少ない。また、多数の気筒に対して１つの過給機２３を適用することから、過給機２３における慣性モーメントが小さい。そのため、エンジン１０の失火を高精度に検出することができる。
【００４９】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、失火指標算出部５１は、クランクシャフトの回転に伴うピストン１３の上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合に基づいて失火指標ｙｔを算出している。従って、ピストン１３が上死点位置にあるとき、エンジン１０が失火していなければ、筒内圧Ｐが最高値に到達しており、その気筒からの排ガスにより回転するタービン２５の回転も上昇する。そのため、このときの過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合に基づいてエンジン１０の失火を判定することで、高精度なエンジン１０の失火の判定が可能となる。
【００５０】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔを失火指標ｙｔとしている。従って、過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔに基づいてエンジン１０の失火を判定することで、エンジン１０の失火を明確に判定することができる。
【００５１】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔを算出し、過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔの偏差を失火指標ｙｔとしている。従って、過給機２３の回転数Ｎｔの低下率ΔＮｔの偏差に基づいてエンジン１０の失火を判定することで、エンジン１０の失火を明確に判定することができる。
【００５２】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、失火判定部５２は、エンジン１０の失火を判定したとき、クランク角度またはＴＤＣ信号に基づいて失火した気筒を特定している。従って、失火した気筒を高精度に検出することができる。
【００５３】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、制御装置４１とは別に設けたセンサ信号処理ユニット４２によりエンジン１０の失火判定をすることで、高性能な制御装置を設ける必要がなく、製品コスト増を抑制することができる。
【００５４】
第１実施形態のエンジンの失火検出装置では、車両の定常運転時、加速運転時時、減速運転時のいずれの運転時にもエンジン１０の失火判定を実施することができる。
【００５５】
また、第１実施形態の失火検出方法にあっては、過給機２３の回転数Ｎｔを検出する工程と、過給機２３の回転数Ｎｔの変化度合から失火指標ｙｔを算出する工程と、失火指標ｙｔが予め設定された判定値Ｄを超えるとエンジン１０の失火を判定する工程とを有している。従って、過給機２３の回転数Ｎｔは、車両の運転状態に応じた変動が少ないことから、エンジン１０の失火を高精度に検出することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態のエンジンの失火検出装置における失火判定処理を表すタイムチャートである。なお、本実施形態のエンジンの失火検出装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
第２実施形態にて、図１に示すように、制御装置４１は、センサ信号処理ユニット４２が接続されている。センサ信号処理ユニット４２は、過給機２３（図２参照）の回転数を検出する回転数センサ４３が接続されている。センサ信号処理ユニット４２は、制御装置４１から一つの気筒のＴＤＣ（上死点）信号が入力される。
【００５８】
センサ信号処理ユニット４２は、失火指標算出部５１と、失火判定部５２とを備えている。第１実施形態のエンジンの失火検出装置は、回転数センサ４３と、センサ信号処理ユニット４２としての失火指標算出部５１及び失火判定部５２とから構成されている。
【００５９】
失火指標算出部５１は、一つの気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号（上死点位置）に基づいて、残りの三つの気筒におけるピストン１３の上死点位置を推定する。即ち、図６に示すように、時間ｔ４１，ｔ４２にて、一つの気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号がそれぞれ入力されると、時間ｔ４１と時間ｔ４２の間の時間を気筒数分（本実施形態では、４気筒分）することで、残りの三つの気筒におけるピストン１３の上死点位置を時間ｔ４１１，ｔ４１２，ｔ４１３として算出することができる。即ち、時間ｔ４１と時間ｔ４１１の間隔ｔは、エンジンの回転数Ｎｅと気筒数Ｃｎにより下記数式より算出することができる。
ｔ＝［２／（Ｎｅ／６０）］×［１／Ｃｎ］
【００６０】
失火指標算出部５１は、一つの気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号（上死点位置）と、推定した残りの三つの気筒におけるピストン１３の上死点位置での過給機２３の回転数の変化度合に基づいて失火指標を算出する。このとき、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数の低下率を算出し、この低下率の偏差を失火指標とする。
【００６１】
失火判定部５２は、失火指標が予め設定された判定値を超えると、エンジン１０の失火を判定する。ここで、判定値は、予め実験により求めるものであり、外乱などによる過給機２３の回転数の低下とエンジン１０の失火とを区別するものである。失火判定部５２は、失火指標が判定値を超えてエンジン１０の失火を判定したと判定したとき、クランク角度またはピストン１３のＴＤＣ信号に基づいて失火した気筒を特定する。
【００６２】
なお、エンジン１０の失火判定は、上述した第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００６３】
このように第２実施形態のエンジンの失火検出装置にあっては、センサ信号処理ユニット４２が一つの気筒におけるピストン１３の上死点位置だけしかわからない場合であっても、失火指標算出部５１は、一つの気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号（上死点位置）に基づいて、残りの三つの気筒におけるピストン１３の上死点位置を推定し、各上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定する。従って、過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定することで、エンジン１０の失火を高精度に検出することができる。
【００６４】
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態のエンジンの失火検出装置における失火判定処理を表すタイムチャートである。なお、本実施形態のエンジンの失火検出装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
第３実施形態にて、図１に示すように、制御装置４１は、センサ信号処理ユニット４２が接続されている。センサ信号処理ユニット４２は、過給機２３（図２参照）の回転数を検出する回転数センサ４３が接続されている。センサ信号処理ユニット４２は、制御装置４１から一つの気筒のＴＤＣ（上死点）信号が入力される。
【００６６】
センサ信号処理ユニット４２は、失火指標算出部５１と、失火判定部５２とを備えている。第１実施形態のエンジンの失火検出装置は、回転数センサ４３と、センサ信号処理ユニット４２としての失火指標算出部５１及び失火判定部５２とから構成されている。
【００６７】
失火指標算出部５１は、エンジン１０の回転数Ｎｅと過給機２３の回転数Ｎｔに基づいて、各気筒におけるピストン１３の上死点位置を推定する。即ち、図７に示すように、過給機２３の回転数Ｎｔの低値のタイミングを時間ｔ５１，ｔ５２，ｔ５３，ｔ５４，ｔ５５・・・に設定し、この時間ｔ５１，ｔ５２，ｔ５３，ｔ５４，ｔ５５・・・を各気筒の上死点位置と推定することができる。即ち、時間ｔ５１と時間ｔ５５の間隔ｔは、エンジン１０の回転数Ｎｅと気筒数Ｃｎにより下記数式より算出することができる。
ｔ＝［２／（Ｎｅ／６０）］×［１／Ｃｎ］
【００６８】
失火指標算出部５１は、一つの気筒におけるピストン１３のＴＤＣ信号（上死点位置）と、推定した残りの三つの気筒におけるピストン１３の上死点位置での過給機２３の回転数の変化度合に基づいて失火指標を算出する。このとき、失火指標算出部５１は、上死点位置での過給機２３の回転数の低下率を算出し、この低下率の偏差を失火指標とする。
【００６９】
失火判定部５２は、失火指標が予め設定された判定値を超えると、エンジン１０の失火を判定する。ここで、判定値は、予め実験により求めるものであり、外乱などによる過給機２３の回転数の低下とエンジン１０の失火とを区別するものである。
【００７０】
なお、エンジン１０の失火判定は、上述した第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００７１】
このように第３実施形態のエンジンの失火検出装置にあっては、センサ信号処理ユニット４２がエンジン１０の回転数Ｎｅだけしかわからない場合であっても、失火指標算出部５１は、エンジン１０の回転数Ｎｅと過給機２３の回転数Ｎｔに基づいて、各気筒におけるピストン１３の上死点位置を推定し、各上死点位置での過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定する。従って、過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定することで、エンジン１０の失火を高精度に検出することができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態にて、失火判定部５２は、失火指標算出部５１が算出した失火指標ｙｔが予め設定された判定値Ｄを超えるとエンジン１０の失火を判定するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、エンジン１０の負荷（エンジン回転数、過給機回転数、燃料噴射量、等内圧など）の上場に応じて、判定値Ｄも上昇する判定マップを用意し、この判定マップを用いてエンジン１０の失火を判定してもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、センサ信号処理ユニット４２が過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定するように構成したが、センサ信号処理ユニット４２を設けずに、エンジン１０を制御する制御装置４１自体が過給機２３の回転数Ｎｔに基づいてエンジン１０の失火を判定してもよい。即ち、制御装置４１にセンサ信号処理ユニット４２の失火指標算出部５１と失火判定部５２を設け、この制御装置４１がエンジン１０の失火を判定してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０  エンジン
１１  エンジン本体
１３  ピストン
１５  燃焼室
２３  過給機
２４  コンプレッサ
２５  タービン
２６  回転軸
４１  制御装置
４２  センサ信号処理ユニット
４３  回転数センサ（過給機回転数検出部）
５１  失火指標算出部
５２  失火判定部
【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】
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【図７】
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