(57)【要約】【課題】ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる失火検出装置および失火検出方法を提供する。【解決手段】失火検出装置３８は、内燃機関用制御装置３７での失火検出処理において、空燃比センサ２１のセンサ信号から特定周波数帯域の信号（特定帯域信号）を抽出し（Ｓ１４０）、特定帯域信号に基づいて内燃機関の失火の有無を判定する（Ｓ１６０）。失火検出装置３８においては、周波数上限値および周波数下限値が定められた特定周波数帯域の信号（特定帯域信号）をセンサ信号から抽出するため、特定帯域信号が高周波ノイズ成分の影響によって変動することを抑制できる。このようなノイズの影響が抑制された特定帯域信号に基づいて失火の有無を判定するため（Ｓ１６０）、空燃比センサ２１のセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の失火検出を行う失火検出装置であって、
前記内燃機関の排気管に備えられるガスセンサと、
前記ガスセンサが出力するセンサ信号から特定周波数帯域の信号を抽出する特定帯域抽出部と、
前記特定帯域抽出部により抽出された特定帯域信号に基づいて、前記内燃機関の失火の有無を判定する失火判定部と、
を備え、
前記ガスセンサが出力する前記センサ信号は、排気ガス中の酸素濃度変化に応じて変化する信号であり、
前記特定周波数帯域は、周波数上限値および周波数下限値が定められた周波数帯域であること、
を特徴とする失火検出装置。
【請求項２】
前記特定帯域抽出部での前記特定周波数帯域を前記内燃機関のエンジン回転数に応じて変更する帯域変更部を備えること、
を特徴とする請求項１に記載の失火検出装置。
【請求項３】
前記失火判定部は、前記特定帯域信号の積分値に基づいて、失火の有無を判定すること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の失火検出装置。
【請求項４】
内燃機関の失火検出を行う失火検出方法であって、
前記内燃機関の排気管に備えられるガスセンサが出力するセンサ信号から特定周波数帯域の信号を抽出する特定帯域抽出ステップと、
前記特定帯域抽出ステップで抽出された特定帯域信号に基づいて、前記内燃機関の失火の有無を判定する失火判定ステップと、
を備え、
前記ガスセンサが出力する前記センサ信号は、排気ガス中の酸素濃度変化に応じて変化する信号であり、
前記特定周波数帯域は、周波数上限値および周波数下限値が定められた周波数帯域であること、
を特徴とする失火検出方法。
【請求項５】
前記特定帯域抽出ステップでの前記特定周波数帯域を前記内燃機関のエンジン回転数に応じて変更する帯域変更ステップを備えること、
を特徴とする請求項４に記載の失火検出方法。
【請求項６】
前記失火判定ステップでは、前記特定帯域信号の積分値に基づいて、失火の有無を判定すること、
を特徴とする請求項４または請求項５に記載の失火検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の失火検出を行う失火検出装置および失火検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の失火検出を行う失火検出装置（失火検出方法）として、内燃機関の排気管に設けられたガスセンサ（排気ガスセンサ）が出力するセンサ信号を用いて失火を検出するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
内燃機関においては、失火時におけるガスセンサのセンサ信号の周波数（約１３Ｈｚ、１５００ｒｐｍ時）は、正常燃焼時におけるガスセンサのセンサ信号の周波数（１．０〜１．３Ｈｚ、１５００ｒｐｍ時）に比べて、高い周波数を示す。
【０００４】
このため、上記の失火検出装置（失火検出方法）は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いてガスセンサのセンサ信号から高周波成分（５〜１０Ｈｚ以上）の信号を抽出し、抽出した高周波成分の信号に基づいて、失火の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９−３０８９５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、上記の失火検出装置（失火検出方法）においては、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合、失火の誤検出が発生する虞がある。
つまり、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳されると、失火が発生していない場合でも、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いてガスセンサのセンサ信号から抽出した高周波成分の信号が大きくなるため、失火が発生したと誤って判定する可能性がある。
【０００７】
本発明は、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる失火検出装置および失火検出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】
【０００８】
本発明は、内燃機関の失火検出を行う失火検出装置であって、ガスセンサと、特定帯域抽出部と、失火判定部と、を備える。
ガスセンサは、内燃機関の排気管に備えられる。
【０００９】
特定帯域抽出部は、ガスセンサが出力するセンサ信号から特定周波数帯域の信号を抽出する。失火判定部は、特定帯域抽出部により抽出された特定帯域信号に基づいて、内燃機関の失火の有無を判定する。
【００１０】
ガスセンサが出力するセンサ信号は、排気ガス中の酸素濃度変化に応じて変化する信号である。特定周波数帯域は、周波数上限値および周波数下限値が定められた周波数帯域である。
【００１１】
また、本発明方法は、内燃機関の失火検出を行う失火検出方法であって、特定帯域抽出ステップと、失火判定ステップと、を備える。
特定帯域抽出ステップでは、内燃機関の排気管に備えられるガスセンサが出力するセンサ信号から特定周波数帯域の信号を抽出する。失火判定ステップでは、特定帯域抽出ステップで抽出された特定帯域信号に基づいて、内燃機関の失火の有無を判定する。
【００１２】
ガスセンサが出力するセンサ信号は、排気ガス中の酸素濃度変化に応じて変化する信号である。特定周波数帯域は、周波数上限値および周波数下限値が定められた周波数帯域である。
【００１３】
この失火検出装置および失火検出方法においては、周波数上限値および周波数下限値が定められた特定周波数帯域の信号（特定帯域信号）をセンサ信号から抽出するため、特定帯域信号が高周波ノイズ成分の影響によって変動することを抑制できる。
【００１４】
また、特定周波数帯域は、周波数上限値のみならず周波数下限値も定められているため、特定帯域信号は、高周波ノイズ成分のみならず、低周波ノイズ成分の影響によって変動することも抑制できる。
【００１５】
なお、高周波ノイズとしては、例えば、周囲に配置された電気機器によって瞬時的に発生するノイズなどが挙げられ、低周波ノイズとしては、ガスセンサの脈動によるノイズなどが挙げられる。
【００１６】
そして、このようなノイズの影響が抑制された特定帯域信号に基づいて失火判定部が内燃機関の失火の有無を判定するため、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火が発生したと誤って判定することを抑制できる。
【００１７】
よって、本発明の失火検出装置および本発明方法の失火検出方法によれば、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる。
なお、内燃機関の失火発生時には、センサ信号に対して失火時特有の周波数帯域成分が重畳されるため、例えば、失火発生時にセンサ信号に重畳される周波数帯域を予め測定しておき、その測定結果に基づいて、特定帯域抽出部の特定周波数帯域を設定しても良い。
【００１８】
また、ガスセンサは、酸素濃度に応じて値がリニアに変化するセンサ信号を出力する構成であってもよく、あるいは、予め定められた基準酸素濃度を境界として異なる値に変化するセンサ信号を出力する構成であっても良い。
【００１９】
上述の失火検出装置においては、特定帯域抽出部での特定周波数帯域を内燃機関のエンジン回転数に応じて変更する帯域変更部を備えてもよい。
また、上述の失火検出方法においては、特定帯域抽出ステップでの特定周波数帯域を内燃機関のエンジン回転数に応じて変更する帯域変更ステップを備えてもよい。
【００２０】
このような帯域変更部を備える失火検出装置および帯域変更ステップを備える失火検出方法においては、特定周波数帯域を一定値に固定するのではなく、内燃機関のエンジン回転数に応じて特定周波数帯域を変更することが可能となる。
【００２１】
この失火検出装置および失火検出方法によれば、内燃機関のエンジン回転数に応じて特定周波数帯域を適切な帯域に変更できるため、特定周波数帯域を一定値に固定する場合に比べて、より精度良く失火の有無を判定でき、失火判定精度を向上できる。
【００２２】
上述の失火検出装置においては、失火判定部は、特定帯域信号の積分値に基づいて、失火の有無を判定してもよい。
また、上述の失火検出方法においては、失火判定ステップでは、特定帯域信号の積分値に基づいて、失火の有無を判定してもよい。
【００２３】
特定帯域信号における積分値は、内燃機関における失火の発生時と未発生時とで異なる値を示す。そのため、特定帯域信号における積分値を用いることで、失火の有無を判定することができる。
【００２４】
また、特定帯域信号における最大値と最小値との差分値は、特定帯域信号における積分値と同様に、内燃機関における失火の発生時と未発生時とで異なる値を示す。そのため、特定帯域信号における差分値を用いることで、失火の有無を判定することができる。
【００２５】
そして、失火判定部または失火判定ステップでは、特定帯域信号における最大値と最小値との差分値および特定帯域信号の積分値のうち少なくとも一方に基づいて、失火の有無を判定してもよい。
【００２６】
なお、特定帯域信号の積分値は、特定帯域信号における差分値に比べて、失火発生時の値と失火未発生時（正常燃焼時）の値との差が大きくなる。このため、特定帯域信号の積分値を用いて失火の有無を判定することで、より精度良く失火の有無を判定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の失火検出装置および本発明方法の失火検出方法によれば、ガスセンサのセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】失火検出装置が用いられる内燃機関のシステム構成を示す説明図である。
【図２】失火検出処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図３】第１測定におけるセンサ信号および特定帯域信号の測定結果を表した説明図である。
【図４】第２測定における失火発生頻度と特定帯域信号の最大振幅との相関関係の測定結果を表した説明図である。
【図５】第２測定における失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係の測定結果を表した説明図である。
【図６】センサ信号および各フィルタを用いて抽出した３つの信号の波形と、各信号の周波数解析結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００３０】
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
第１実施形態として、自動車や二輪車などの内燃機関における失火の有無を判定するための失火検出装置について説明する。
【００３１】
まず、失火検出装置を備えた内燃機関のシステム全体について説明する。
図１に示す様に、内燃機関１（エンジン１）は、エンジン本体３と、エンジン本体３に空気を導入する吸気管５と、吸入空気量を検出するエアフローメータ７と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ９と、スロットルバルブ９の開度を検出するスロットル開度センサ１１と、燃焼室１３内に空気を導入する吸気マニホールド１５と、燃料を吸気マニホールド１５内に噴射する燃料噴射弁１７と、エンジン本体３から（燃焼後の）空気を排出する排気マニホールド１９と、排気マニホールド１９から排出される排気ガスに含まれる酸素を検出する空燃比センサ２１（又は酸素センサ２１）などを備えている。
【００３２】
エンジン本体３は、単気筒４サイクルエンジンである。エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数（回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２７や、クランク角を検出するクランク角センサ２９が取り付けられている。
【００３３】
また、内燃機関１には、エンジン本体３等の運転状態を総合的に制御する内燃機関用制御装置（エンジンコントロールユニット）３７が設けられている。この内燃機関用制御装置３７は、図示しないが、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコンを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）である。
【００３４】
また、内燃機関用制御装置３７は、例えば、エンジン回転数や空燃比センサ２１の出力に基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御処理や、エンジン回転数や吸入空気量などに基づいて点火プラグ２５による点火時期を制御する点火時期制御処理などを実行する。
【００３５】
内燃機関用制御装置３７の入力ポート（図示せず）には、エアフローメータ７、スロットル開度センサ１１、空燃比センサ２１、エンジン回転数センサ２７、クランク角センサ２９が接続されている。これらの各機器からの信号（センサ信号等）は、入力ポートを介して内燃機関用制御装置３７に入力される。
【００３６】
一方、内燃機関用制御装置３７の出力ポート（図示せず）には、燃料噴射弁１７、イグナイタ３３が接続されている。内燃機関用制御装置３７は、これらの機器に対して、出力ポートを介して各機器の動作を制御するための制御信号を出力する。
【００３７】
なお、イグナイタ３３には点火コイル３５が接続され、点火コイル３５は点火プラグ２５に接続されている。
空燃比センサ２１は、予め定められた基準酸素濃度を境界として異なる値に変化するセンサ信号を出力するガスセンサであり、排気ガス中の酸素濃度が所定濃度よりも薄いか濃いかの判定結果を出力する酸素センサ（いわゆる、λセンサ）である。
【００３８】
排気ガス中の酸素濃度は、吸入空気量に対する燃料の割合（空燃比）によって変化するため、空燃比センサ２１が出力するセンサ信号に基づいて、空燃比が所定割合（例えば、理論空燃比）よりも高い（Ｒｉｃｈ）か低い（Ｌｅａｎ）かを判定することができる。
【００３９】
なお、内燃機関１のうち、空燃比センサ２１と後述する失火検出処理を実行する内燃機関用制御装置３７とを備える装置を、失火検出装置３８と称する。
［１−２．失火検出処理］
ここで、内燃機関用制御装置３７にて行われる失火検出処理について説明する。
【００４０】
なお、内燃機関用制御装置３７は、上述のように、エンジン本体３等の運転状態を総合的に制御するために各種制御処理を実行している。内燃機関用制御装置３７は、失火検出処理の他に、例えば、エンジン回転数や吸入空気量などに基づいて点火時期を制御する点火時期制御処理や、エンジン回転数や空燃比センサ２１のセンサ出力に基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御処理などを実行する。
【００４１】
失火検出処理は、空燃比センサ２１のセンサ信号から所定周波数帯域の信号を抽出し、抽出した特定帯域信号に基づいて、内燃機関の失火の有無を判定するための処理である。
図２のフローチャートに示す様に、失火検出処理が起動されると、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す。以下同様。）では、予め定められた一定期間において空燃比センサ２１が出力するセンサ信号を取得する。このとき、取得したセンサ信号は、内燃機関用制御装置３７の記憶部（ＲＡＭなど）に記憶される。
【００４２】
次のＳ１２０では、エンジン回転数センサ２７からの信号に基づいて、内燃機関のエンジン回転数を取得する。具体的には、Ｓ１１０でのセンサ信号の取得期間の終了直後におけるエンジン回転数を取得する。
【００４３】
次のＳ１３０では、エンジン回転数に基づいて、次のステップ（Ｓ１４０）で用いる特定周波数帯域を変更する。
なお、特定周波数帯域には、失火発生時にセンサ信号に重畳される信号の周波数帯域が設定される。Ｓ１３０では、マップあるいは計算式などを用いて、エンジン回転数に対応する特定周波数帯域を演算して、演算結果をＳ１４０で用いる特定周波数帯域に設定する。
【００４４】
このときに使用するマップあるいは計算式などは、例えば、実際に内燃機関１を用いた測定結果に基づいて作製できる。つまり、実際の内燃機関１において失火発生状態を強制的に発生させて、エンジン回転数毎に、失火発生時に空燃比センサ２１のセンサ信号に重畳される周波数帯域を測定し、その測定結果を用いることで、マップあるいは計算式などを作製することができる。
【００４５】
マップあるいは計算式などの一例としては、エンジン回転数が１７００ｒｐｍの場合には特定周波数帯域が１０〜４０Ｈｚに設定され、エンジン回転数が４０００ｒｐｍの場合には特定周波数帯域が２０〜５０Ｈｚに設定され、エンジン回転数が５２００ｒｐｍの場合には特定周波数帯域が３０〜６０Ｈｚに設定されるものが挙げられる。
【００４６】
次のＳ１４０では、Ｓ１１０で取得したセンサ信号から、Ｓ１３０で設定された特定周波数帯域の信号（以下、特定帯域信号ともいう）を抽出する。換言すれば、Ｓ１４０では、センサ信号から特定周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタとしての処理を実行する。
【００４７】
次のＳ１５０では、Ｓ１４０で抽出した特定帯域信号の積分値を演算する。なお、特定帯域信号の積分値とは、特定帯域信号の実効値（ＲＭＳ値）であり、二乗平均平方根とも呼ばれる値である。
【００４８】
次のＳ１６０では、Ｓ１５０で演算した積分値が判定基準値以上であるか否かを判定し、肯定判定する場合にはＳ１７０に移行し、否定判定する場合にはＳ１８０に移行する。  なお、判定基準値は、失火判定用の閾値であり、失火発生時に特定帯域信号の積分値が示す値と失火未発生時（正常燃焼時）に特定帯域信号の積分値が示す値との境界値が設定されている。例えば、実際に内燃機関１を用いて、失火発生時および失火未発生時（正常燃焼時）のそれぞれにおける特定帯域信号の積分値を測定し、その測定結果に基づいて判定基準値を決定することができる。
【００４９】
Ｓ１６０で肯定判定されてＳ１７０に移行すると、Ｓ１７０では「失火有り」と判定する。具体的には、内燃機関用制御装置３７の内部フラグである失火フラグＦｍをセット状態（Ｆｍ＝１）に設定する。
【００５０】
失火フラグＦｍがセット状態（Ｆｍ＝１）に設定されると、内燃機関用制御装置３７で実行される他の制御処理は、内燃機関に失火が発生したことを踏まえた制御処理を実行する。例えば、点火時期制御処理では、失火が抑制されるように点火時期を遅角側に制御し、空燃比制御処理では、失火が抑制されるように空燃比を制御する。
【００５１】
Ｓ１６０で否定判定されてＳ１８０に移行すると、Ｓ１８０では「失火無し」と判定する。具体的には、内燃機関用制御装置３７の内部フラグである失火フラグＦｍをリセット状態（Ｆｍ＝０）に設定する。
【００５２】
失火フラグＦｍがリセット状態（Ｆｍ＝０）に設定されると、内燃機関用制御装置３７で実行される他の制御処理は、内燃機関に失火が発生していないこと（正常燃焼状態であること）を踏まえた制御処理を実行する。例えば、点火時期制御処理では、トルクが最大値に近づくように点火時期を制御し、空燃比制御処理では、理論空燃比に近づくように空燃比を制御する。
【００５３】
Ｓ１７０またはＳ１８０が終了すると、再びＳ１１０に移行する。
失火検出処理は、このようにＳ１１０からＳ１８０までの処理を繰り返し実行することで、内燃機関における失火の有無を判定する。
【００５４】
［１−３．特定帯域信号］
次に、空燃比センサ２１のセンサ信号から抽出される特定帯域信号について説明する。
第１測定として、失火発生時および失火未発生時のそれぞれについて、センサ信号から抽出される特定帯域信号を測定した。図３に、第１測定におけるセンサ信号および特定帯域信号の測定結果を表した説明図を示す。
【００５５】
本測定では、単気筒４サイクルエンジンであるエンジン本体３において、エンジン回転数が１７００ｒｐｍの運転条件下で、失火発生頻度が異なる複数パターンのそれぞれについて、センサ信号および特定帯域信号を測定した。具体的には、「失火発生頻度０％（正常燃焼、「失火無し」）」、「失火発生頻度１０％（１０燃焼サイクル中に１回失火、「１／１０失火」）」、「失火発生頻度約１７％（６燃焼サイクル中に１回失火、「１／６失火」）」、「失火発生頻度２５％（４燃焼サイクル中に１回失火、「１／４失火」）」の４パターンの失火発生頻度について、測定を実施した。
【００５６】
また、本測定では、特定周波数帯域を「１０〜４０Ｈｚ」に設定して（換言すれば、バンドパスフィルタの通過周波数帯域を「１０〜４０Ｈｚ」に設定して）、センサ信号から特定帯域信号を抽出した。なお、４サイクルエンジンにおけるエンジン回転数１７００ｒｐｍの運転状況下では、点火プラグによる点火周波数（燃焼周波数）は約１４［Ｈｚ］である。つまり、本測定の特定周波数帯域（１０〜４０Ｈｚ）は、燃焼周波数（約１４［Ｈｚ］）を含む周波数帯域に設定されている。
【００５７】
図３の測定結果によれば、特定帯域信号における波形の最大振幅（最大値と最小値との差分値）は、「失火無し」が最も小さく、「１／１０失火」、「１／６失火」、「１／４失火」の順に次第に大きくなる。つまり、特定帯域信号における波形の最大振幅は、失火発生頻度が高くなるに従い特定帯域信号の最大振幅が大きくなる。
【００５８】
次に、第２測定として、失火発生頻度と特定帯域信号の最大振幅との相関関係を測定すると共に、失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係を測定した。なお、特定帯域信号の積分値とは、特定帯域信号の実効値（ＲＭＳ値）であり、二乗平均平方根とも呼ばれる値である。また、本測定では、５秒間における特定帯域信号の積分値を測定した。
【００５９】
図４に、失火発生頻度と特定帯域信号の最大振幅との相関関係の測定結果を示し、図５に、失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係の測定結果を示す。
なお、第２測定では、４パターンのエンジン回転数（１７００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ、５２００ｒｐｍ、７０００ｐｒｍ）のそれぞれにおいて、失火発生頻度と特定帯域信号の最大振幅との相関関係、および失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係を測定した。
【００６０】
図４の測定結果によれば、失火発生頻度が高くなるに従い、特定帯域信号の最大振幅が大きくなる。これは、図３の測定結果と同様の結果である。
また、図５の測定結果によれば、失火発生頻度が高くなるに従い、特定帯域信号の積分値が大きくなる。
【００６１】
上記の測定結果によれば、特定帯域信号の最大振幅や特定帯域信号の積分値に基づいて失火の有無を判定可能であることが分かり、センサ信号から抽出した特定帯域信号に基づいて失火の有無を判定可能であることが分かる。
【００６２】
例えば、失火発生頻度が約１７％以上の運転状態を検出するにあたり、特定帯域信号の積分値を用いる場合には、図５の測定結果（失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係）に基づいて、失火発生頻度が約１７％の場合における特定帯域信号の積分値よりも小さい値を、上述の失火検出処理におけるＳ１６０での判定基準値に設定すればよい。なお、失火発生頻度と特定帯域信号の積分値との相関関係の平均値は、図５の実線のようになる。この実線を利用した場合、失火発生頻度が約１７％の場合における特定帯域信号の積分値が約１３０［Ｖ・５ｓｅｃ間］であることから、判定基準値を１１０［Ｖ・５ｓｅｃ間］に設定することで、失火発生頻度が約１７％以上の運転状態を検出することが可能となる。
【００６３】
［１−４．周波数帯域］
次に、空燃比センサ２１が出力するセンサ信号から、ローパスフィルタ（ＬＰＦ），ハイパスフィルタ（ＨＰＦ），バンドパスフィルタをそれぞれを用いて抽出した信号と、それらの各信号を周波数解析した結果について説明する。
【００６４】
図６に、センサ信号および各フィルタを用いて抽出した３つの信号の波形と、各信号の周波数解析結果を示す。
なお、このセンサ信号は、単気筒エンジンにおいて、エンジン回転数が４０００ｒｐｍであり、４燃焼サイクルに１回の頻度で失火が発生する運転状態で、空燃比センサ２１が出力したセンサ信号である。
【００６５】
また、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）は、５０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号を抽出するフィルタであり、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）は２０Ｈｚ以上の周波数帯域の信号を抽出するフィルタであり、バンドパスフィルタは、２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号を抽出するフィルタである。
【００６６】
図６の測定結果によれば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて抽出された信号（以下、ＬＰＦ抽出信号ともいう）は、波形の振幅がセンサ信号と同等の大きさであり、２０Ｈｚ以下の低周波ノイズ成分が多く含まれていることが分かる。
【００６７】
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いて抽出された信号（以下、ＨＰＦ抽出信号ともいう）は、波形の振幅がセンサ信号と比べて小さくなっており、低周波ノイズ成分が除去されていることが分かる。しかし、５０Ｈｚ以上の高周波ノイズ成分が含まれているため、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いて抽出された信号（以下、ＢＰＦ抽出信号）に比べて、波形の振幅が大きい。
【００６８】
ＢＰＦ抽出信号は、低周波ノイズ成分および高周波ノイズ成分が除去されており、失火発生時にセンサ信号に重畳される信号の影響が大きく反映された波形を示す。
このことから、ＢＰＦ抽出信号を用いて失火検出を行うことで、ＬＰＦ抽出信号やＨＰＦ抽出信号を用いて失火検出する場合に比べて、ノイズ成分（低周波ノイズ成分、高周波ノイズ成分）の影響を抑えることができる。
【００６９】
なお、高周波ノイズとしては、例えば、周囲に配置された電気機器によって瞬時的に発生するノイズなどが挙げられ、低周波ノイズとしては、空燃比センサ２１の脈動によるノイズ（空燃比センサ２１の制御周波数に起因するノイズ）などが挙げられる。
【００７０】
［１−５．効果］
以上説明したように、本実施形態の失火検出装置３８は、内燃機関用制御装置３７での失火検出処理において、空燃比センサ２１が出力するセンサ信号から特定周波数帯域の信号（特定帯域信号）を抽出し（Ｓ１４０）、特定帯域信号に基づいて内燃機関の失火の有無を判定する（Ｓ１６０）。
【００７１】
失火検出装置３８においては、周波数上限値および周波数下限値が定められた特定周波数帯域の信号（特定帯域信号）をセンサ信号から抽出するため、特定帯域信号が高周波ノイズ成分の影響によって変動することを抑制できる。
【００７２】
また、特定周波数帯域は、周波数上限値のみならず周波数下限値も定められているため、特定帯域信号は、高周波ノイズ成分のみならず、低周波ノイズ成分の影響によって変動することも抑制できる。なお、高周波ノイズとしては、例えば、周囲に配置された電気機器によって瞬時的に発生するノイズなどが挙げられ、低周波ノイズとしては、空燃比センサ２１の脈動によるノイズ（空燃比センサ２１の制御周波数に起因するノイズ）などが挙げられる。
【００７３】
そして、このようなノイズの影響が抑制された特定帯域信号に基づいて、Ｓ１６０を実行する内燃機関用制御装置３７が内燃機関１の失火の有無を判定するため、空燃比センサ２１のセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火が発生したと誤って判定することを抑制できる。
【００７４】
よって、失火検出装置３８によれば、空燃比センサ２１のセンサ信号に対して高周波ノイズが重畳された場合でも、失火の誤検出を抑制できる。
次に、失火検出装置３８は、失火検出処理において、Ｓ１４０での特定周波数帯域を内燃機関１のエンジン回転数に応じて変更するステップ（Ｓ１３０）を実行する。
【００７５】
つまり、失火検出装置３８は、特定周波数帯域を一定値に固定するのではなく、内燃機関１のエンジン回転数に応じて特定周波数帯域を変更することが可能となる。
この失火検出装置３８によれば、内燃機関１のエンジン回転数に応じて特定周波数帯域を適切な帯域に変更できるため、特定周波数帯域を一定値に固定する場合に比べて、より精度良く失火の有無を判定でき、失火判定精度を向上できる。
【００７６】
次に、失火検出装置３８は、失火検出処理のＳ１５０で特定帯域信号の積分値を演算し、Ｓ１６０で特定帯域信号の積分値に基づいて失火の有無を判定する。
ここで、上述の図４および図５に示す測定結果によれば、「失火無し」と「１／１０失火」とにおける特定帯域信号の積分値の差は、約７０［Ｖ・５ｓｅｃ間］であるのに対して、「失火無し」と「１／１０失火」とにおける特定帯域信号の最大振幅の差は、約０．０７［Ｖ］である。
【００７７】
つまり、特定帯域信号の積分値は、特定帯域信号における最大振幅に比べて、失火発生時の値と失火未発生時（正常燃焼時）の値との差が大きくなる。このため、特定帯域信号の積分値を用いて失火の有無を判定することで、より精度良く失火の有無を判定することができる。
【００７８】
［１−６．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
空燃比センサ２１がガスセンサの一例に相当し、Ｓ１４０を実行する内燃機関用制御装置３７が特定帯域抽出部の一例に相当し、Ｓ１５０およびＳ１６０を実行する内燃機関用制御装置３７が失火判定部の一例に相当し、Ｓ１３０を実行する内燃機関用制御装置３７が帯域変更部の一例に相当する。
【００７９】
失火検出処理のＳ１４０が特定帯域抽出ステップの一例に相当し、失火検出処理のＳ１５０およびＳ１６０が失火判定ステップの一例に相当し、失火検出処理のＳ１３０が帯域変更ステップの一例に相当する。
【００８０】
［２．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００８１】
例えば、上記実施形態では、ガスセンサとして、いわゆるλセンサである空燃比センサ（酸素センサ）を備える失火検出装置３８について説明したが、ガスセンサは、λセンサに限らず、酸素濃度に応じてリニアに値が変動するセンサ信号を出力する酸素センサ（全領域空燃比センサ）であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、特定帯域信号の積分値を用いて失火検出を行う構成について説明したが、特定帯域信号の最大振幅（特定帯域信号における最大値と最小値との差分値）を用いて失火検出を行う構成を採ることもできる。
【００８３】
この場合、失火検出処理のうちＳ１５０での処理内容を、特定帯域信号の最大振幅を演算するステップに変更し、Ｓ１６０での処理内容を、Ｓ１５０で演算した最大振幅が判定基準値以上であるか否かを判定するステップに変更すればよい。なお、このときの判定基準値は、特定帯域信号の最大振幅に対応した閾値を設定するとよい。
【００８４】
特定帯域信号の最大振幅の演算は、特定帯域信号の積分値の演算に比べて、演算処理の処理負荷が小さくなる。このため、特定帯域信号の最大振幅を用いて失火検出を行う構成は、特定帯域信号の積分値を用いて失火検出を行う構成に比べて、内燃機関用制御装置３７の処理負荷を低減できる。
【００８５】
また、Ｓ１３０での処理（エンジン回転数に応じて特定周波数帯域を変更する処理）は、実際の測定結果に基づいて作製されたマップや計算式などを用いる手法に限られることはない。例えば、Ｓ１２０で取得したエンジン回転数に対応する燃焼周波数（点火プラグによる点火周波数）を含むように、燃焼周波数を中心とする所定幅の周波数帯域を特定周波数帯域として設定する処理を、Ｓ１３０での処理内容としてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１…内燃機関（エンジン）、３…エンジン本体、５…吸気管、７…エアフローメータ、９…スロットルバルブ、１１…スロットル開度センサ、１３…燃焼室、１５…吸気マニホールド、１７…燃料噴射弁、１９…排気マニホールド、２１…空燃比センサ（酸素センサ）、２３…シリンダヘッド、２５…点火プラグ、２７…エンジン回転数センサ、２９…クランク角センサ、３３…イグナイタ、３５…点火コイル、３７…内燃機関用制御装置、３８…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】
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