(57)【要約】【課題】この発明は、吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御を併用する場合に、吸気バルブの開弁時期を遅角した状態でも、失火判定を正確に行うことを目的とする。【解決手段】ＥＣＵ６０は、所定のクランク角範囲である失火検出区間においてクランク軸１８の回転変動量を検出し、この検出結果に基いて各気筒の失火判定を行う。また、吸気バルブ遅開き制御により設定された吸気バルブ３４の目標開弁時期θIVOが失火検出区間の境界θに対して所定の角度範囲（θ±α）に含まれる場合には、失火検出区間を変更する。具体的には、開弁時期のばらつき等を考慮して、実際の開弁時期が失火検出区間に対して常に重複するか又は常に非重複状態となるように、失火検出区間を変更する。これにより、吸気バルブ３４の開弁時期が失火検出区間の境界を跨いでばらつくのを回避し、失火判定の精度を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた吸気バルブに対して、当該吸気バルブの開弁時期を可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
内燃機関が所定の運転状態となったときに、前記バルブタイミング可変手段により前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ遅開き制御手段と、
内燃機関のクランク軸が所定のクランク角範囲である失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、当該時間に基いて前記複数気筒の失火判定をそれぞれ行う失火判定手段と、
前記複数気筒のそれぞれについて、前記吸気バルブ遅開き制御手段により設定された前記吸気バルブの目標開弁時期が他の気筒の失火検出区間の境界近傍に位置しているか否かを判定する開弁時期判定手段と、
前記目標開弁時期が前記失火検出区間の境界近傍に位置していると判定された場合に、実際の開弁時期が前記失火検出区間に対して常に重複するか又は常に非重複状態となるように、前記失火検出区間の範囲を変更する失火検出区間変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記開弁時期判定手段は、少なくとも前記目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量に基いて前記境界近傍と判定される角度範囲を設定する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記開弁時期判定手段は、前記失火検出区間の境界を含む所定の角度範囲を前記境界近傍として設定し、前記目標開弁時期が前記角度範囲に含まれるか否かに応じて当該目標開弁時期が前記境界近傍に位置しているか否かを判定する構成としてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
点火遅角制御により設定される点火時期の遅角量が大きいほど、前記境界近傍と判定される角度範囲を広くする角度範囲可変手段を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
アルコール燃料の使用が可能な内燃機関において、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記境界近傍と判定される角度範囲を狭くする角度範囲可変手段を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御を併用する構成とした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００２−２４２７１３号公報）に開示されているように、吸気バルブの開弁時期を遅角させる制御（吸気バルブ遅開き制御）を実行し、これにより吸気流速を向上させる構成とした内燃機関の制御装置が知られている。また、他の従来技術として、特許文献２（特開２００７−１９２０８１号公報）に開示されているように、クランク軸の回転変動に基いて失火判定制御を行う構成とした制御装置も知られている。
【０００３】
失火判定制御では、クランク軸が所定のクランク角範囲（失火検出区間）の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、当該時間に基いてクランク軸の回転変動量を検出する。ここで、失火検出区間は、失火による回転変動を検出し易い所定のクランク角範囲（例えば、ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡの範囲）として設定される。失火が生じた場合には、その分だけクランク軸の回転速度が遅くなるので、前記回転変動量に基いて失火判定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４２７１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来技術では、上述した吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御とを併用する場合がある。しかしながら、これらの制御を併用すると、吸気バルブの開弁時期によっては失火判定の精度が低下するという問題がある。以下、この問題について説明する。まず、吸気バルブ遅開き制御の実行時には、吸気上死点を過ぎてから吸気バルブの開弁時期が到来するまでの間に燃焼室内の負圧が増大し、比較的大きなポンプ損失が発生する。このポンプ損失は、吸気バルブが開弁した時点で急激に減少するので、このときに機関のフリクションが急変する。従って、吸気バルブ遅開き制御を実行すると、吸気バルブの開弁時期に回転変動が生じ易い。
【０００６】
一方、バルブの駆動系統には機械的な誤差や応答遅れ等が存在するので、吸気バルブの目標開弁時期が一定でも、実際の開弁時期にはある程度のばらつきが生じる。このため、目標開弁時期が失火検出区間の境界（例えばＴＤＣ、またはＡＴＤＣ３０°ＣＡ）の近傍に設定されている場合には、実際の開弁時期が失火検出区間に重複する状態と重複しない状態とがランダムに出現する可能性がある。即ち、吸気バルブ遅開き制御による回転変動が失火検出区間内で生じたり、失火検出区間の外側で生じたりするので、回転変動の計測値に誤差が生じ、失火を正確に判定できないことになる。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、吸気バルブの開弁時期を遅角させた状態でも、各気筒の失火を正確に判定することができ、吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御とを円滑に併用することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた吸気バルブに対して、当該吸気バルブの開弁時期を可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
内燃機関が所定の運転状態となったときに、前記バルブタイミング可変手段により前記吸気バルブの開弁時期を遅角させる吸気バルブ遅開き制御手段と、
内燃機関のクランク軸が所定のクランク角範囲である失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測し、当該時間に基いて前記複数気筒の失火判定をそれぞれ行う失火判定手段と、
前記複数気筒のそれぞれについて、前記吸気バルブ遅開き制御手段により設定された前記吸気バルブの目標開弁時期が他の気筒の失火検出区間の境界近傍に位置しているか否かを判定する開弁時期判定手段と、
前記目標開弁時期が前記失火検出区間の境界近傍に位置していると判定された場合に、実際の開弁時期が前記失火検出区間に対して常に重複するか又は常に非重複状態となるように、前記失火検出区間の範囲を変更する失火検出区間変更手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明によると、前記開弁時期判定手段は、少なくとも前記目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量に基いて前記境界近傍と判定される角度範囲を設定する構成としている。
【００１０】
第３の発明によると、前記開弁時期判定手段は、前記失火検出区間の境界を含む所定の角度範囲を前記境界近傍として設定し、前記目標開弁時期が前記角度範囲に含まれるか否かに応じて当該目標開弁時期が前記境界近傍に位置しているか否かを判定する構成としている。
【００１１】
第４の発明は、点火遅角制御により設定される点火時期の遅角量が大きいほど、前記境界近傍と判定される角度範囲を広くする角度範囲可変手段を備える構成としている。
【００１２】
第５の発明は、アルコール燃料の使用が可能な内燃機関において、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記境界近傍と判定される角度範囲を狭くする角度範囲可変手段を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、失火検出区間変更手段は、吸気バルブの目標開弁時期が他の気筒の失火検出区間の境界近傍に位置している場合に、失火検出区間の範囲を変更することができる。これにより、実際の開弁時期を、失火検出区間に対して常に重複した状態か又は常に非重複状態に保持することができる。この結果、吸気バルブの開弁時に生じる回転変動の影響を、失火判定に用いる計測時間に常に反映させるか、または前記計測時間に常に反映されない状態とすることができる。従って、吸気バルブ遅開き制御を実行しても、各気筒の失火を正確に判定することができ、吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御とを円滑に併用することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、開弁時期判定手段は、少なくとも吸気バルブの目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量に基いて、境界近傍と判定される角度範囲を適切に設定することができる。即ち、前記ずれ量が大きい場合には、境界近傍を広い範囲に設定し、目標開弁時期が境界から比較的大きく離れていても、失火検出区間を変更することができる。この結果、実際の開弁時期が大きくばらついた場合でも、当該開弁時期を失火検出区間に対して常に重複した状態か又は常に非重複状態に保持することができる。一方、前記ずれ量が小さい場合には、境界近傍を狭い範囲に設定し、目標開弁時期が境界のごく近傍であるときにのみ、失火検出区間を変更することができる。これにより、失火検出区間の不要な変更を避けることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、開弁時期判定手段は、吸気バルブの目標開弁時期が失火検出区間の境界を含む所定の角度範囲に含まれるか否かを判定することができる。これにより、目標開弁時期が境界近傍に位置しているか否かの判定を具体的に実現することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、点火遅角制御により回転変動の乱れが生じ易い場合には、境界近傍と判定される角度範囲を広くして失火検出区間変更手段を作動し易くすることができる。即ち、吸気バルブの目標開弁時期が失火検出区間の境界から比較的大きく離れていても、失火検出区間を変更することができ、実際の開弁時期が失火検出区間の内外にばらつくのをより確実に防止することができる。このため、点火遅角制御の影響と吸気バルブ遅開き制御の影響が重なるのを回避し、失火判定の精度を安定的に維持することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、角度範囲可変手段は、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記境界近傍と判定される角度範囲を狭くすることができる。一般に、燃料中のアルコール濃度が高い場合には、燃焼状態が改善されるので、失火検出区間変更手段をある程度作動し難くしても、失火判定の精度を十分に維持することができる。即ち、境界近傍と判定される角度範囲を狭くしても、各気筒の失火を確実に判定することができ、失火判定区間の不要な変更を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】失火検出区間の変更方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において、点火時期aopとパラメータαとの関係を示す特性線図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３において、燃料中のアルコール濃度とパラメータαとの関係を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、多気筒型のエンジンからなる内燃機関１０を備えている。なお、図１では、内燃機関１０に搭載された複数気筒のうちの１気筒を例示している。内燃機関１０の各気筒１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。
【００２０】
また、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各気筒１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローメータ２４と、電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ２８により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、各気筒１２には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。
【００２１】
また、内燃機関１０は、吸気バルブ３４の位相角を可変に設定するバルブタイミング可変手段としてのＶＶＴ（Variable Valve Timing system）３８を備えている。ＶＶＴ３８は、例えば特開２０００−８７７６９号公報に開示されているような公知の構成を有している。具体的に述べると、まず、吸気バルブ３４を駆動するカムシャフト（図示せず）にはタイミングプーリが設けられており、このタイミングプーリは、タイミングチェーンを介してクランク軸１８に連結されている。従って、クランク軸１８の回転がタイミングチェーン及びタイミングプーリを介してカムシャフトに伝達されると、吸気バルブ３４がカムシャフトの回転角に応じた所定のタイミングで開，閉する。一方、ＶＶＴ３８は、カムシャフトとタイミングプーリとを相対回転させるアクチュエータを備えており、両者の相対回転角に応じて各気筒の吸気バルブ３４の開弁時期及び閉弁時期を可変に設定することができる。なお、バルブタイミング可変手段としては、上述のＶＶＴ３８に代えて、例えば特開２００７−１３２３２６号公報に記載されているような可変動弁機構を用いる構成としてもよい。この可変動弁機構は、例えば吸気バルブ３４の駆動時に２つのカムを使い分けることにより、バルブの作用角と共に開弁時期を可変に設定することができる。
【００２２】
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ４０、アルコール濃度センサ４２等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ４０は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ５０は、この出力に基いて機関回転数を検出したり、クランク角を検出することができる。また、内燃機関１０は、アルコール燃料の使用が可能なエンジンによって構成されており、アルコール濃度センサ４２は、燃料中のアルコール濃度を検出するものである。
【００２３】
センサ系統には、前記エアフローメータ２４とセンサ４０，４２に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ（例えば内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２、ＶＶＴ３８のアクチュエータ等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等を設定し、これらの設定内容に応じて各アクチュエータを駆動する。ＥＣＵ５０の制御には、以下に述べる吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御が含まれている。
【００２４】
（吸気バルブ遅開き制御）
この制御は、例えば低温始動時等のような所定の運転状態となったときに、ＶＶＴ３８により吸気バルブ３４の開弁時期を遅角させるもので、例えば特開２００２−２４２７１３号公報に記載されているような公知の制御である。この制御によれば、吸気バルブ３４の目標開弁時期は、例えばＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡ程度のクランク角に設定され、通常の開弁時期（例えば、ＢＴＤＣ１０°ＣＡ）よりも遅角される。この結果、吸気バルブ３４は、吸気上死点を過ぎてから開弁することになるので、燃焼室１６内の負圧を増大させ、吸気ポートから燃焼室内に流入する吸入空気の流速を高めることができる。従って、低温時にも良好な混合気を形成し、燃焼性を向上させることができる。
【００２５】
（失火判定制御）
この制御は、クランク軸１８の回転変動を利用して各気筒の失火を検出するもので、例えば特開２００７−１９２０８１号公報に記載されているような公知の制御である。なお、以下に述べる失火判定制御は、例えば４気筒エンジンで用いられる一例であり、本発明を限定するものではない。一般に、内燃機関の運転中に何れかの気筒で失火が生じた場合には、クランク軸の回転速度が低下するので、クランク軸が所定の角度だけ回転するのに必要な時間が長くなる。そこで、失火判定制御では、予め設定したクランク角範囲（以下、第１，第２の失火検出区間と称す）において、クランク軸が失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間を計測する。この計測処理は、クランク角センサ４０の出力と、ＥＣＵ５０のタイマ機能とを用いて実行される。
【００２６】
ここで、第１の失火検出区間は、各気筒のＴＤＣ（吸気上死点）を基準として、例えば遅角側に０°〜３０°クランク角（ＣＡ）の範囲、即ち、ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡの範囲に設定されている。また、第２の失火検出区間は、例えばＡＴＤＣ９０°〜１２０°ＣＡの範囲に設定されている。これらの失火検出区間は、各気筒で点火が行われる毎に、クランク軸の回転速度が極小となる区間及び極大となる区間にそれぞれ対応している。つまり、最初の処理では、クランク軸が第１の失火検出区間の始点（ＴＤＣ）から終点（ＡＴＤＣ３０°ＣＡ）まで回転するのに要した時間Ｔ1と、第２の失火検出区間の始点（ＡＴＤＣ９０°ＣＡ）から終点（ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ）まで回転するのに要した時間Ｔ2とを計測する。
【００２７】
また、上述した時間計測処理は、時間Ｔ1，Ｔ2の計測対象であった気筒に対して位相が３６０°ＣＡずれた他の気筒でも実行される。これらの気筒では、第１，第２の失火検出区間を回転するのに要した時間Ｔ3，Ｔ4を計測する。即ち、時間Ｔ3，Ｔ4は、時間Ｔ1，Ｔ2から３６０°ＣＡずれたクランク角範囲において、時間Ｔ1，Ｔ2と同様の方法により計測される。そして、次の処理では、これらの時間Ｔ1〜Ｔ4に基いて、下記（１）式により回転変動量ΔＮeを算出する。
【００２８】
ΔＮe＝（Ｔ4−Ｔ3）−（Ｔ2−Ｔ1）      ・・・（１）
【００２９】
何れかの気筒で失火が生じた場合には、クランク軸の回転速度が低下するので、失火検出区間を回転するのに必要な時間が長くなる。この結果、上記（１）式中の（Ｔ4−Ｔ3）が（Ｔ2−Ｔ1）よりも大きくなり、回転変動量ΔＮeが増大する。そこで、次の処理では、回転変動量ΔＮeが所定の失火判定値よりも大きいか否かを判定する。ここで、失火判定値は、失火の有無が識別可能となるように、機関回転数等に基いて適切な値に設定されるものである。そして、失火判定制御では、回転変動量ΔＮeが失火判定値を超える毎に、ＥＣＵ５０に備えられた失火カウンタを「１」ずつ増加させる。そして、例えばクランク軸が所定回数だけ回転する間に、失火カウンタの値が基準値を超えた場合には、異常な失火状態であると判定するように構成されている。
【００３０】
[実施の形態１の特徴]
吸気バルブ遅開き制御では、吸気バルブの目標開弁時期を遅角させるが、この目標開弁時期は、失火検出区間の境界（始点または終点）の近傍に設定される場合がある。特に、目標開弁時期は、第１の失火検出区間の終点（例えば、ＡＴＤＣ３０°ＣＡ）の近傍に遅角されることが多い。この場合には、開弁時期のばらつき等により、実際の開弁時期が失火検出区間内に重複する状態と重複しない状態とがランダムに出現する可能性がある。即ち、吸気バルブの開弁に起因する回転変動が失火検出区間内で生じたり、失火検出区間の外側で生じたりするので、前述した時間Ｔ1〜Ｔ4の計測値や回転変動量ΔＮeの算出値に誤差が生じ、失火判定の精度が低下する。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、以下に述べる区間変更制御を実行する構成としている。区間変更制御では、吸気バルブの目標開弁時期が失火検出区間の境界近傍に設定されている場合に、失火検出区間の範囲を変更する。具体的には、実際の開弁時期が失火検出区間に対して常に重複した状態となるか又は常に非重複状態となるように、失火検出区間を拡大または縮小するものである。以下、その詳細について説明する。
【００３２】
区間変更制御では、まず、各気筒における吸気バルブの目標開弁時期が他の気筒の失火検出区間の境界近傍に設定されているか否かを判定する。失火検出区間の境界近傍とは、失火検出区間の境界をθ°ＣＡとした場合に、この境界θを含む所定の角度範囲（θ±α）として定義される。従って、吸気バルブ遅開き制御により設定された目標開弁時期θIVOが角度範囲（θ±α）に含まれている場合、即ち、θ＋α≧θIVO≧θ−αが成立する場合には、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の境界近傍に設定されていると判定する。また、目標開弁時期θIVOが角度範囲（θ±α）から外れている場合、即ち、θ＋α≧θIVO≧θ−αが不成立の場合には、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の境界近傍に設定されていないと判定する。
【００３３】
また、上記αは、前記角度範囲を設定するためのパラメータであり、目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量等に基いて設定される。即ち、境界近傍と判定される角度範囲（θ±α）は、実験等により求められた前記ずれ量に基いて設定される。このずれ量が大きい場合には、目標開弁時期θIVOが境界θから離れていても、実際の開弁時期が境界θを跨いで失火検出区間の内外にばらつく虞れがある。従って、この場合には、パラメータαを大きな値（境界近傍を広い範囲）に設定し、目標開弁時期θIVOが境界θから比較的大きく離れていても、失火検出区間が変更されるようにする。これにより、実際の開弁時期が大きくばらついた場合でも、当該開弁時期を失火検出区間に対して常に重複した状態か又は常に非重複状態に保持することができる。
【００３４】
一方、目標開弁時期と実際の開弁時期のずれ量が小さい場合には、目標開弁時期θIVOが境界θに対して比較的近い位置でも、実際の開弁時期が境界θを跨いで目標開弁時期θIVOと反対側にずれる可能性は少ない。従って、この場合には、パラメータαを小さな値（境界近傍を狭い範囲）に設定し、目標開弁時期θIVOが境界θのごく近傍であるときにのみ、失火検出区間が変更されるようにする。これにより、失火検出区間の不要な変更を避けることができる。このように、目標開弁時期と実際の開弁時期とのずれ量に基いて、境界近傍の角度範囲を適切に設定することができる。
【００３５】
次に、失火検出区間の変更方法について説明する。図２は、失火検出区間の変更方法を示す説明図である。なお、図２では、吸気バルブ遅開き制御を実行しない状態における通常の失火検出区間をＴＤＣ〜ＡＴＤＣ３０°ＣＡとした場合を例示している。図２に示すように、例えば吸気バルブの目標開弁時期が失火検出区間の終点（ＡＴＤＣ３０°）±αの範囲に含まれる場合には、失火検出区間をＴＤＣ〜ＡＴＤＣ６０°ＣＡの範囲に変更（拡大）する。この場合、失火検出区間の変更量（３０°ＣＡ）は、パラメータαに対して十分に大きな値に設定される。これにより、実際の開弁時期は、例えば目標開弁時期±αの範囲でばらついたとしても、失火検出区間（ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ６０°ＣＡ）に対して常に重複した状態となる。
【００３６】
従って、上述した区間変更制御の一例によれば、吸気バルブ遅開き制御を実行しても、吸気バルブを常に失火検出区間内で開弁させることができ、開弁時に生じる回転変動の影響を時間Ｔ1〜Ｔ4の計測値に常に反映させることができる。このため、各気筒の失火を正確に判定することができ、吸気バルブ遅開き制御と失火判定制御とを円滑に併用することができる。また、上記説明では、区間変更制御により失火検出区間を拡大するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、目標開弁時期が失火検出区間の境界近傍である場合に、失火検出区間を縮小する構成としてもよい。この場合にも、失火検出区間の縮小量は、パラメータαに対して十分に大きな値に設定される。失火検出区間を縮小した場合には、実際の開弁時期を失火検出区間に対して常に外れた状態（非重複状態）とすることができ、吸気バルブを常に失火検出区間の外側で開弁させることができる。この結果、吸気バルブの開弁時に生じる回転変動の影響が時間Ｔ1〜Ｔ4の計測値に反映されないので、失火検出区間を拡大した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図３は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図３に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図３に示すルーチンでは、まず、吸気バルブ遅開き制御により設定された吸気バルブの目標開弁時期θIVOを読込む（ステップ１００）。次の処理では、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の終点（ＡＴＤＣ３０°ＣＡとして例示）±αの範囲内に位置しているか否かを判定する（ステップ１０２，１０４）。即ち、ステップ１０２では、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の終点（ＡＴＤＣ３０°ＣＡとして例示）＋α以下であるか否かを判定し、ステップ１０４では、目標開弁時期θIVOが（前記終点−α）以上であるか否かを判定する。
【００３８】
ステップ１０２，１０４の判定が何れも成立した場合には、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の終点近傍に設定されているので、失火検出区間をＴＤＣ〜ＡＴＤＣ６０°ＣＡの範囲に変更する（ステップ１０６）。一方、ステップ１０２，１０４の判定の何れかが不成立の場合には、目標開弁時期θIVOが失火検出区間の終点から離れているので、失火検出区間を通常の範囲（ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ６０°ＣＡ）に設定する（ステップ１０８）。このように、目標開弁時期θIVOの値に応じて失火検出区間を適切に変更することができる。
【００３９】
なお、実施の形態１では、前述したように、内燃機関が所定の運転状態（低温始動時等）となったときに、ＶＶＴ３８により吸気バルブ３４の開弁時期を遅角させる制御が吸気バルブ遅開き制御手段の具体例を示している。また、クランク軸１８が第１，第２の失火検出区間の始点から終点まで回転するのに要した時間Ｔ1〜Ｔ4に基いて回転変動量ΔＮeを算出し、この回転変動量ΔＮeと失火判定値との大小関係に基いて失火判定を行う制御が失火判定手段の具体例を示している。さらに、図３中のステップ１０２，１０４は、開弁時期判定手段の具体例を示し、ステップ１０６，１０８は、失火検出区間変更手段の具体例を示している。
【００４０】
また、実施の形態１では、目標開弁時期が第１の失火検出区間の終点近傍に設定されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、目標開弁時期が第１の失火検出区間の始点近傍に設定されている場合や、第２の失火検出区間の始点近傍または終点近傍に設定されている場合にも、区間変更制御を適用することができる。さらに、実施の形態１では、失火検出区間の境界として具体的なクランク角を例示した。しかし、本発明は、これらの具体値に限定されるものではなく、失火検出区間の範囲及び境界は、必要に応じて任意に設定することができる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、以下に述べる制御内容において、実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４２】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態では、例えば排気浄化触媒の暖機を行うために、点火時期を遅角させる制御（点火遅角制御）を行う構成としている。点火遅角制御の実行時には、点火時期を遅角させるにつれて燃焼状態が悪化する傾向がある。一般に、燃焼状態が悪化すると、前述した回転変動量ΔＮeの算出値に乱れが生じ易くなるが、このような燃焼状態において更に吸気バルブの開弁時期が失火検出区間の内外にばらつく現象が生じると、失火判定の精度が大きく低下する。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、点火遅角制御により設定される点火時期の遅角量が大きいほど、失火検出区間の境界近傍と判定される角度範囲（θ±α）を広くする構成としている。図４は、本発明の実施の形態２において、点火時期aopとパラメータαとの関係を示す特性線図である。この図に示すデータは、マップデータ等としてＥＣＵ５０に予め記憶されている。図４に示すように、角度範囲（θ±α）を設定するためのパラメータαは、点火時期aopが遅角側であるほど（点火遅角量が大きいほど）増大し、点火時期aopが進角側であるほど（点火遅角量が小さいほど）減少するように設定されている。ＥＣＵ５０は、点火遅角制御により設定された点火時期aopと、図４に示すマップデータとに基いてパラメータαを可変に設定することができる。
【００４４】
従って、本実施の形態によれば、点火遅角制御により回転変動の乱れが生じ易い場合には、境界近傍と判定される角度範囲（θ±α）を広くして区間変更制御の感度を高くすることができる。即ち、吸気バルブの目標開弁時期が失火検出区間の境界から比較的大きく離れていても、失火検出区間を変更することができ、実際の開弁時期が失火検出区間の内外にばらつくのをより確実に防止することができる。このため、点火遅角制御の影響と吸気バルブ遅開き制御の影響が重なるのを回避し、失火判定の精度を安定的に維持することができる。
【００４５】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図５は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図５に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。図５に示すルーチンでは、まず、吸気バルブ遅開き制御により遅角された吸気バルブの目標開弁時期θIVOを読込む（ステップ２００）。また、点火遅角制御により設定された点火時期aopを読込む（ステップ２０２）。次の処理では、点火時期aopと、図４に示すマップデータとに基いてパラメータαを算出する（ステップ２０４）。そして、ステップ２０６〜２１２では、実施の形態１（図３）のステップ１０２〜１０８と同様の処理を実行する。これにより、失火検出区間の境界近傍と判定される角度範囲を、点火時期aopの遅角量に応じて適切に変化させることができる。
【００４６】
なお、実施の形態２では、図４に示すマップデータ及び図５中のステップ２０４が角度範囲可変手段の具体例を示している。また、ステップ２０６，２０８は、開弁時期判定手段の具体例を示し、ステップ２１０，２１２は、失火検出区間変更手段の具体例を示している。
【００４７】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、アルコール燃料の使用が可能な内燃機関において、以下の制御を実施する構成としており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４８】
［実施の形態３の特徴］
本実施の形態では、アルコール燃料の使用が可能な内燃機関において、燃料中のアルコール濃度が高いほど、失火検出区間の境界近傍と判定される角度範囲を狭くする構成としている。図６は、本発明の実施の形態３において、燃料中のアルコール濃度とパラメータαとの関係を示す特性線図である。この図に示すデータは、他の角度範囲可変手段の具体例を示すものであり、マップデータ等としてＥＣＵ５０に予め記憶されている。図６に示すように、角度範囲（θ±α）を設定するためのパラメータαは、燃料中のアルコール濃度が高いほど減少し、アルコール濃度が低いほど増大するように設定されている。
【００４９】
ＥＣＵ５０は、アルコール濃度センサ４２（図１参照）により検出した燃料中のアルコール濃度と、図６に示すマップデータとに基いてパラメータαを可変に設定することができる。そして、この設定処理を図５中のステップ２０４に代えて行うことにより、具体的な区間変更制御を実現することができる。
【００５０】
一般に、燃料中のアルコール濃度が高い場合には、燃焼状態が改善されるので、前述した回転変動量ΔＮeの算出値は安定する傾向がある。この良好な燃焼状態においては、区間変更制御の感度をある程度低下させたとしても、失火判定の精度を十分に維持することができる。即ち、境界近傍と判定される角度範囲（θ±α）を狭くしても、各気筒の失火を確実に判定することができ、失火判定区間の不要な変更を回避することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  内燃機関
１２  気筒
１４  ピストン
１６  燃焼室
１８  クランク軸
２０  吸気通路
２２  排気通路
２４  エアフローメータ
２６  スロットルバルブ
２８  スロットルモータ
３０  燃料噴射弁
３２  点火プラグ
３４  吸気バルブ
３６  排気バルブ
３８  ＶＶＴ（バルブタイミング可変手段）
４０  クランク角センサ
４２  アルコール濃度センサ
５０  ＥＣＵ
【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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