(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に形成された混合気を上死点よりも前の設定点火時期に点火する点火プラグを備えたエンジンのエンジン制御装置であって、
前記燃焼室における失火を検出する失火検出手段と、前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、前記点火プラグにて前記混合気を点火する点火時期を、前記燃焼室の燃焼室内圧力が前記設定点火時期での圧力以下の低圧力となる上死点よりも後の低圧力点火時期に遅延させる第１遅延制御を行う点火時期調整手段とを備えているエンジン制御装置。
【請求項２】
前記設定点火時期は、上死点よりも点火用設定期間だけ以前の時期に設定され、前記低圧力点火時期は、上死点よりも前記点火用設定期間だけ以後の時期又はその時期よりも後の時期に設定されている請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
失火回復を検出する失火回復検出手段が備えられ、前記点火時期調整手段は、前記第１遅延制御を行った後、前記失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ前記点火時期を遅延させる第２遅延制御を繰り返し行うように構成されている請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記エンジンは、前記燃焼室を複数備えた多気筒型に構成され、複数の前記燃焼室の夫々に対して前記失火検出手段が備えられ、複数の前記燃焼室のうちの１つの燃焼室において前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、その１つの燃焼室に対して前記点火時期調整手段にて前記第１遅延制御を行い、且つ、他の燃焼室での燃焼を継続させて前記エンジンの運転を継続させる運転継続制御を行う運転継続手段が備えられている請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
複数の前記燃焼室の夫々に対して失火回復を検出する失火回復検出手段が備えられ、前記運転継続手段は、前記運転継続制御において、前記失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室に対して、前記点火時期調整手段にて前記第１遅延制御を行った後、前記失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ前記点火時期を遅延させる第２遅延制御を前記点火時期調整手段にて繰り返し行うように構成されている請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記運転継続手段による前記運転継続制御の実行中には、エンジン出力の目標値となる目標出力を低下側に変更設定する目標出力変更設定手段が備えられている請求項４又は５に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
複数の前記燃焼室のいずれにおいても前記失火検出手段にて失火が検出されない場合には、複数の前記燃焼室の全てを制御対象として、複数の前記燃焼室の間でのばらつきを抑制するばらつき抑制制御を行い、前記運転継続手段による前記運転継続制御の実行中には、前記失火検出手段にて失火が検出された１つの燃焼室を制御対象から除外する状態で前記ばらつき抑制制御を行うばらつき抑制制御手段が備えられている請求項４〜６の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
複数の前記燃焼室のうちの２つ以上の燃焼室において前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、複数の前記燃焼室の夫々での燃焼を停止させて前記エンジンの運転を停止させる運転停止制御を行う運転停止手段が備えられている請求項４〜７の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に形成された混合気を設定点火時期に点火する点火プラグを備えたエンジンのエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなエンジンは、点火プラグにて燃焼室の混合気を火花点火する火花点火式に構成されているが、何らかの原因で、燃焼室の混合気を点火することができず、失火が発生する場合がある。そこで、従来のエンジン制御装置では、燃焼室における失火を検出する失火検出手段を備え、その失火検出手段にて失火を検出すると、点火プラグにて混合気を点火する点火時期を設定点火時期から予め定めた補正期間（例えばクランク角度で１°）だけ遅延させて、失火の発生を防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の装置では、点火時期を設定点火時期から補正期間だけ遅延させても、失火検出手段にて失火を検出すると、更に点火時期を補正期間だけ遅延させて、失火検出手段にて失火を検出するたびに、点火時期を補正期間ずつ遅延させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置では、失火検出手段にて失火を検出すると、点火時期を補正期間だけ遅延させることで、失火の発生を防止することができると記載されている。しかしながら、失火が発生する原因によっては、点火時期を補正期間ずつ遅延させるだけでは、失火の発生を防止することができない場合がある。
【０００５】
火花点火式のエンジンにおいて失火が発生する原因の１つとして、点火プラグにおける点火要求電圧の上昇が考えられる。点火プラグは、長期間使用することで、接地電極と中心電極との間の電極隙間が拡大し、点火要求電圧が上昇する。この点火要求電圧が過度に高くなると、電極間の絶縁破壊により接地電極と中心電極の間での火花放電を適切に行うことが困難になり、点火プラグを作動させても混合気を点火できず、失火が発生してしまう。
【０００６】
点火プラグの点火要求電圧は、雰囲気の圧力が高くなるほど上昇するという傾向がある。したがって、点火プラグの雰囲気の圧力である燃焼室の燃焼室内圧力が高くなると、点火プラグの点火要求電圧も高くなり、燃焼室内圧力が低くなると、点火要求電圧も低くなるので、点火要求電圧の上昇による失火の発生を防止するためには、燃焼室内圧力を低下させることが求められる。しかしながら、図７に示すように、一般的なエンジンでは、効率あるいは出力を最大化するために、設定点火時期Ｔが、ピストンが上死点ＴＤＣ（クランク角度が０°）に到達する以前の時期に設定されているので、上記特許文献１に記載の装置の如く、失火検出手段にて失火を検出するたびに、点火時期を設定点火時期Ｔから補正期間Ｓずつ遅延させていくと、点火時期がＴ→Ｔａ→Ｔｂ→Ｔｃと変化していき、点火時期が上死点ＴＤＣ（クランク角度が０°）に近づいていく。その結果、燃焼室の燃焼室内圧力も上昇していく。図７は、燃焼室の燃焼室内圧力を縦軸に取り、クランク角度を横軸に取り、上死点ＴＤＣをクランク角度０°（ゼロ度）として、上死点ＴＤＣの前後での燃焼室の燃焼室内圧力の変化を示したものである。
したがって、上記特許文献１に記載の装置では、点火時期を補正期間ずつ遅延させることで、燃焼室の燃焼室内圧力が上昇していくので、それに伴って点火要求電圧も上昇していくことになり、かえって失火が発生し易い状態となり、失火の発生を防止することができない。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、燃焼室における失火の発生を適切に防止することができるエンジン制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係るエンジン制御装置の特徴構成は、燃焼室に形成された混合気を上死点よりも前の設定点火時期に点火する点火プラグを備えたエンジンのエンジン制御装置において、
前記燃焼室における失火を検出する失火検出手段と、前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、前記点火プラグにて前記混合気を点火する点火時期を、前記燃焼室の燃焼室内圧力が前記設定点火時期での圧力以下の低圧力となる上死点よりも後の低圧力点火時期に遅延させる第１遅延制御を行う点火時期調整手段とを備えている点にある。
【０００９】
本特徴構成によれば、失火検出手段にて失火を検出した場合には、点火時期調整手段が第１遅延制御を行い、点火時期を設定点火時期から低圧力点火時期に遅延させる。低圧力点火時期では、燃焼室内圧力が設定点火時期の圧力以下となっているので、燃焼室内圧力が予め設定されている設定点火時期において現出する圧力より上昇することがない。したがって、低圧力点火時期に点火プラグにて混合気を点火する際に、点火要求電圧が上昇するのを防止できるので、点火要求電圧の上昇による失火の発生を適切に防止することができる。
【００１０】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、前記設定点火時期は、上死点よりも点火用設定期間だけ以前の時期に設定され、前記低圧力点火時期は、上死点よりも前記点火用設定期間だけ以後の時期又はその時期よりも後の時期に設定されている点にある。
【００１１】
本特徴構成によれば、設定点火時期が上死点よりも点火用設定期間だけ以前の時期に設定されているので、その点火用設定期間を調整することで、エンジンの効率の向上或いはエンジン出力をより大きな出力とすることができる。そして、低圧力点火時期を設定するに当たり、設定点火時期を設定するために用いた点火用設定期間を用いながら、上死点を基準として、その上死点から点火用設定期間だけ以後の時期とするか或いはその時期よりも後の時期とするかによって、低圧力点火時期を点火用設定期間に基づいて設定することができる。したがって、エンジンの効率やエンジン出力の面から設定点火時期を最適な時期に設定することができながら、低圧力点火時期の設定を容易に行い、燃焼室の燃焼室内圧力が設定点火時期での圧力以下となる適切な時期に低圧力点火時期を設定することができる。
【００１２】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、失火回復を検出する失火回復検出手段が備えられ、前記点火時期調整手段は、前記第１遅延制御を行った後、前記失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ前記点火時期を遅延させる第２遅延制御を繰り返し行うように構成されている点にある。
【００１３】
上述の如く、点火時期調整手段が第１遅延制御を行うことで、点火要求電圧の上昇による失火の発生を防止することができるが、第１遅延制御を行うだけでは、失火が回復しない場合も考えられる。そこで、本特徴構成によれば、点火時期調整手段は、失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、第２遅延制御を繰り返し行う。低圧力点火時期では、燃焼室内圧力が設定点火時期の圧力以下となっているので、その低圧力点火時期から更に設定遅延期間だけ点火時期を遅延させると、更に燃焼室内圧力が低下することになり、点火要求電圧も更に低下させることができる。したがって、点火要求電圧を極力低くした状態で点火プラグにて混合気に点火することができるので、点火要求電圧の上昇による失火の発生を確実に防止することができる。
【００１４】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、前記エンジンは、前記燃焼室を複数備えた多気筒型に構成され、複数の前記燃焼室の夫々に対して前記失火検出手段が備えられ、複数の前記燃焼室のうちの１つの燃焼室において前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、その１つの燃焼室に対して前記点火時期調整手段にて前記第１遅延制御を行い、且つ、他の燃焼室での燃焼を継続させて前記エンジンの運転を継続させる運転継続制御を行う運転継続手段が備えられている点にある。
【００１５】
本特徴構成によれば、エンジンが複数の燃焼室が備えられた多気筒型のエンジンにて構成されている。このような多気筒型のエンジンでは、一部の燃焼室で単発の失火が発生したとしても、他の燃焼室での燃焼状態が正常であれば、エンジンの運転を継続することが可能である。そこで、運転継続手段は、失火検出手段にて失火を検出した燃焼室が１つだけであれば、運転継続制御を行い、失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室に対しては、点火時期調整手段にて第１遅延制御を行い、且つ、他の燃焼室での燃焼を継続させてエンジンの運転を継続させる。失火検出手段にて失火を検出した燃焼室では、点火時期調整手段にて第１遅延制御が行われるので、失火の発生を防止することができ、他の燃焼室では正常な燃焼状態をそのまま継続することができる。これにより、エンジンの運転を極力継続させることができ、エンジンの稼働率の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、複数の前記燃焼室の夫々に対して失火回復を検出する失火回復検出手段が備えられ、前記運転継続手段は、前記運転継続制御において、前記失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室に対して、前記点火時期調整手段にて前記第１遅延制御を行った後、前記失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ前記点火時期を遅延させる第２遅延制御を前記点火時期調整手段にて繰り返し行うように構成されている点にある。
【００１７】
本特徴構成によれば、失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室に対して、点火時期調整手段によって、第１遅延制御だけでなく、失火回復検出手段にて失火回復が検出されるまで、第２遅延制御を繰り返し行うことができる。したがって、失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室での失火の発生を確実に防止することができる。
【００１８】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、前記運転継続手段による前記運転継続制御の実行中には、エンジン出力の目標値となる目標出力を低下側に変更設定する目標出力変更設定手段が備えられている点にある。
【００１９】
運転継続手段による運転継続制御が行われると、失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室に対して、点火時期調整手段により第１遅延制御が行われるので、失火検出手段にて失火を検出した１つの燃焼室から得られる出力が低下する。したがって、エンジン出力の目標出力をそのまま維持していると、その出力低下分を他の燃焼室から得られる出力にて補うことになるので、他の燃焼室では過負荷状態となり、エンジンの運転が不安定となる可能性がある。そこで、本特徴構成によれば、目標出力変更設定手段が、運転継続手段による運転継続制御の実行中には、目標出力を低下側に変更設定することで、他の燃焼室が過負荷状態となるのを防止することができる。したがって、運転継続手段が運転継続制御を行うことで、エンジンの運転を継続しても、そのときの運転が不安定になるのを防止して、安定した状態でエンジンの運転を継続することができる。
【００２０】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、複数の前記燃焼室のいずれにおいても前記失火検出手段にて失火が検出されない場合には、複数の前記燃焼室の全てを制御対象として、複数の前記燃焼室の間でのばらつきを抑制するばらつき抑制制御を行い、前記運転継続手段による前記運転継続制御の実行中には、前記失火検出手段にて失火が検出された１つの燃焼室を制御対象から除外する状態で前記ばらつき抑制制御を行うばらつき抑制制御手段が備えられている点にある。
【００２１】
本特徴構成によれば、複数の燃焼室のいずれにおいても失火検出手段にて失火が検出されない場合には、ばらつき抑制制御手段が、複数の燃焼室の全てを制御対象として、複数の燃焼室でのばらつきを抑制するばらつき抑制制御を行う。このばらつき抑制制御は、例えば、燃焼室の排ガスの排気温度、燃焼室の燃焼室内圧力最大値、或いは、ノッキング強度が複数の燃焼室の夫々で略同等となるように、各燃焼室における点火時期或いは各燃焼室に供給される混合気の空気比を調整する制御である。このように、ばらつき抑制制御を行うことで、複数の燃焼室の間における、排気温度、圧力最大値、或いは、ノッキング強度のばらつきが解消されて、エンジンを安定して運転させることができる。
そして、ばらつき抑制制御手段は、運転継続手段による運転継続制御の実行中には、失火検出手段にて失火が検出された１つの燃焼室を制御対象から除外する状態でばらつき抑制制御を行うので、失火検出手段にて失火が検出された１つの燃焼室において、ばらつき抑制制御と第１遅延制御とが互いに干渉して、第１遅延制御が適切に行われない状況に陥るのを防止することができる。
したがって、複数の燃焼室に対するばらつき抑制制御を行いながら、失火検出手段にて失火が検出された燃焼室に対しては、第１遅延制御を適切に行い、失火の発生を適切に防止することができる。
【００２２】
本発明に係るエンジン制御装置の更なる特徴構成は、複数の前記燃焼室のうちの２つ以上の燃焼室において前記失火検出手段にて失火を検出した場合には、複数の前記燃焼室の夫々での燃焼を停止させて前記エンジンの運転を停止させる運転停止制御を行う運転停止手段が備えられている点にある。
【００２３】
２つ以上の燃焼室において失火検出手段にて失火を検出した場合に、エンジンの運転を継続すると、エンジンの運転が不安定になる等の問題を生じる。そこで、本特徴構成によれば、２つ以上の燃焼室において失火検出手段にて失火を検出した場合には、運転停止手段が、複数の燃焼室の夫々での燃焼を停止させてエンジンの運転を停止させるので、上述のような問題の発生を防止することができる。そして、上述の如く、運転継続手段を備えることで、失火検出手段にて失火を検出した燃焼室が１つだけの状況では、エンジンの運転を継続させ、失火検出手段にて失火を検出した燃焼室が２つ以上となる状況では、運転停止手段にてエンジンの運転を停止させることができる。したがって、失火の検出状況に応じて、エンジンの運転を継続させるか停止させるのかを適切に切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】エンジンの全体概略構成図
【図２】排気温度の変化を示すグラフ
【図３】制御部の動作を示すフローチャート
【図４】本発明に係るエンジン制御装置における点火時期の遅延を適応した燃焼室内圧力の変化及び点火要求電圧の変化を示すグラフ
【図５】第２実施形態におけるエンジンの全体概略構成図
【図６】本発明に係るエンジン制御装置における点火時期の遅延を適応した燃焼室内圧力の変化を示すグラフ
【図７】従来のエンジン制御装置における点火時期の遅延を適応した燃焼室内圧力の変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るエンジン制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
（エンジンの全体構成）
本発明に係るエンジン制御装置にて運転を制御するエンジン１００は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１の上部に連結されたシリンダヘッド２とを有し、シリンダ１内には、連結棒３を介してクランク軸４に連結されたピストン５が上下方向に往復移動自在に収容されている。
燃焼室６は、ピストン５の天面と、シリンダ１の内面と、シリンダヘッド２の下面とによって形成されている。燃焼室６には、吸気路７及び排気路８が開口され、燃焼室６の吸気路７側には吸気弁９が設けられ、燃焼室６の排気路８側には排気弁１０が設けられている。シリンダヘッド２には、その下面の略中央に点火プラグ１１が設けられている。
【００２６】
このエンジン１００は、ピストン５をシリンダ１内で往復運動させるとともに、吸気弁９及び排気弁１０を開閉動作させて点火プラグ１１を所望の時期に作動させることにより、燃焼室６において、吸気行程、圧縮行程、燃焼・膨張行程、排気行程の各行程を順次行う。これにより、ピストン５の往復動を連結棒３によってクランク軸４の回転運動として出力するように構成されている。このような構成は、通常の４ストローク内燃機関と同様の構成である。
【００２７】
エンジン１００は、例えば都市ガス（１３Ａ）等の気体燃料を燃料とするものである。吸気路７には、吸気路７を流通する空気Ａに、燃料Ｇを供給して混合気Ｍを形成するミキサ１２と、吸気路７の通路断面積を調整自在なスロットルバルブ１３とが備えられている。排気路８には、排気路８を流通する排ガスＥの温度を検出する排ガス温度センサ１４が備えられている。
【００２８】
点火プラグ１１は、図示は省略するが、先端部（図１中の下端部）に中心電極と接地電極とを間隔を隔てて対向する状態で備えており、中心電極と接地電極との間で火花放電を行うことで、混合気Ｍを火花点火するように構成されている。中心電極と接地電極とは、上下方向で対向する位置に配設されており、その間の間隔が混合気Ｍを火花点火するのに適した間隔に調整されている。
【００２９】
クランク軸４には、クランク軸４の回転角度及び回転速度を検出する回転角度・回転速度センサ１５が備えられている、エンジン１００の運転を制御する制御部１６が備えられ、回転角度・回転速度センサ１５の検出情報が制御部１６に入力されるように構成されている。エンジン出力とエンジン回転速度との関係が予め設定されており、制御部１６は、負荷の大きさ等からエンジン出力としての目標出力を求め、予め設定されているエンジン出力とエンジン回転速度との関係から目標出力を出力するための目標回転速度を求めている。そして、制御部１６は、回転角度・回転速度センサ１５にて検出する回転速度が求めた目標回転速度になるように、スロットルバルブ１３の開度等を制御するように構成されている。
【００３０】
（エンジンの動作）
エンジン１００は、吸気弁９を開動作させた状態でピストン５が上死点ＴＤＣから下降することにより、燃焼室６に混合気Ｍを吸気する吸気行程が行われる。次に、吸気弁９を閉動作させた状態でピストン５が上昇することにより、燃焼室６の混合気Ｍを圧縮する圧縮行程が行われる。
制御部１６は、設定点火時期に、点火プラグ１１を作動させて、点火プラグ１１にて火花点火して燃焼室６の混合気Ｍに点火させる。設定点火時期は、例えば、上死点ＴＤＣよりも点火用設定期間（クランク角度で例えば１４°）だけ以前の時期に設定されている。これにより、燃焼室６の混合気Ｍが燃焼されて燃焼・膨張行程が行われる。次に、エンジン１００は、排気弁１０を開動作させた状態でピストン５が上昇することにより、燃焼室６の排ガスＥを排気路８に排出する排出行程が行われる。
このようにして、エンジン１００は、吸気行程、圧縮行程、燃焼・膨張行程、排気行程の順に各行程を行う一連の動作を繰り返し行うように構成されている。
【００３１】
点火プラグ１１における点火要求電圧が過度に高くなると、中心電極と接地電極の電極間の絶縁破壊により接地電極と中心電極の間での火花放電を適切に行うことが困難になり、点火プラグ１１を作動させても混合気を点火できず、失火となってしまうことがある。このような現象は、点火プラグ１１に関し、その使用開始から長期間が経過して、接地電極と中心電極との間の電極隙間が拡大し、点火プラグ１１の交換時期が近づいている場合に起こり易い。そこで、本発明に係るエンジン制御装置では、点火プラグ１１における点火要求電圧の上昇による失火の発生を防止するために、図１に示すように、燃焼室６における失火を検出する失火検出手段１７と、点火プラグ１１にて混合気Ｍを点火する点火時期を調整する点火時期調整手段１８と、失火回復を検出する失火回復検出手段１９とを備えている。
【００３２】
まず、失火検出手段１７について説明する。
図２に示すように、排気行程では、燃焼室６の排ガスＥが排気路８に排気されるので、燃焼室６において失火が発生していなければ、排気路８での排ガスＥの排気温度は高い温度（例えば５００℃）になっている。図２は、排気路８での排気温度を縦軸に取り、時間を横軸に取り、失火の発生の有無に基づく排気温度の変化を示したものである。
燃焼室６において失火が発生すると、燃焼室６での燃焼を適切に行えなくなるので、排気路８での排ガスＥの排気温度が低下していく。そこで、失火検出手段１７は、排ガス温度センサ１４と、その排ガス温度センサ１４の検出情報が入力自在な制御部１６とから構成されており、燃焼室６の排ガスＥが排気される排気路８での排気温度に基づいて、失火を検出するように構成されている。具体的には、制御部１６は、排ガス温度センサ１４による検出温度が失火検出設定温度（例えば４００℃）よりも低くなると、失火を検出するように構成されている。
【００３３】
次に、点火時期調整手段１８について説明する。
図１に示すように、点火時期調整手段１８は、制御部１６に備えられている。点火時期調整手段１８は、失火検出手段１７にて失火を検出した場合には、点火プラグ１１にて混合気Ｍを点火する点火時期を、燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期での圧力以下の低圧力となる低圧力点火時期に遅延させる第１遅延制御を行うように構成されている。したがって、低圧力点火時期では、燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期での圧力以下となり、燃焼室６の燃焼室内圧力が上昇することがなく、点火要求電圧の上昇を防止することができる。したがって、失火が検出されると、点火要求電圧の上昇を防止できる低圧力点火時期に点火時期を調整して、点火プラグ１１にて混合気Ｍに点火させる動作を行うことができ、失火の発生を防止することができる。
【００３４】
次に、失火回復検出手段１９について説明する。
上述の如く、図２に示すように、燃焼室６において失火が発生すると、排気路８での排ガスＥの排気温度が低下していく。燃焼室６において失火が発生したのち、その失火が回復すると、燃焼室６にて良好に燃焼された排ガスＥが排気路８に排気されるので、排気路８での排ガスＥの排気温度が上昇していく。そこで、失火回復検出手段１９は、排ガス温度センサ１４と、その排ガス温度センサ１４の検出情報が入力自在な制御部１６とから構成されており、燃焼室６にて燃焼された排ガスＥが排気される排気路８での排気温度に基づいて、失火回復を検出するように構成されている。具体的には、制御部１６は、排ガス温度センサ１４による検出温度が失火回復設定温度（例えば３５０℃）よりも高くなると、失火回復を検出するように構成されている。
【００３５】
点火時期調整手段１８は、失火検出手段１７にて失火を検出すると、第１遅延制御を行うが、この第１遅延制御を行っても、失火が回復しない場合もある。そこで、点火時期調整手段１８は、第１遅延制御を行った後、失火回復検出手段１９にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ点火時期を遅延させる第２遅延制御を繰り返し行うように構成されている。
【００３６】
点火時期調整手段１８の動作、及び、点火時期の変化について、図３のフローチャート及び図４のグラフに基づいて説明する。
図４（ａ）は、燃焼室６の燃焼室内圧力を縦軸に取り、クランク角度を横軸に取り、上死点ＴＤＣをクランク角度０°（ゼロ度）として、上死点ＴＤＣの前後での燃焼室６の燃焼室内圧力の変化を示したものである。図４（ｂ）は、点火プラグ１１における点火要求電圧を縦軸に取り、クランク角度を横軸に取り、点火時期調整手段１８による第１遅延制御及び第２遅延制御の実行による点火時期の遅延に伴う点火要求電圧の変化を示したものである。
【００３７】
図３に示すように、制御部１６は、排ガス温度センサ１４による検出温度が失火検出設定温度（例えば４００℃）よりも低くなると、失火を検出する（ステップ＃１）。そこで、点火時期調整手段１８は、失火の発生を防止するために、第１遅延制御を行う（ステップ＃２）。この第１遅延制御では、点火プラグ１１にて混合気Ｍを点火する点火時期を、設定点火時期Ｔから低圧力点火時期Ｔ１に遅延させる。図４（ａ）に示すように、設定点火時期Ｔは、上死点ＴＤＣよりもクランク角度で設定角度（例えば１４°）の点火用設定期間Ｐだけ以前の時期に設定されている。低圧力点火時期Ｔ１は、例えば、上死点ＴＤＣよりもクランク角度で設定角度（例えば１４°）の点火用設定期間Ｐだけ以後の時期に設定されている。このように、点火時期調整手段１８が点火時期を設定点火時期Ｔ→低圧力点火時期Ｔ１に遅延させる第１遅延制御を行うことで、図４（ｂ）に示すように、点火要求電圧が上昇することがなく、点火要求電圧の上昇による失火の発生を防止することができる。
【００３８】
低圧力点火時期の設定について説明を加える。
低圧力点火時期は、図４（ａ）に示すように、燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期Ｔでの圧力以下となる低圧力期間Ｗ内のある時期（タイミング）に設定されている。上述の場合では、上死点ＴＤＣを中心として、その上死点ＴＤＣから点火用設定期間Ｐだけ以前にするか以後にするによって、設定点火時期Ｔと低圧力点火時期Ｔ１とが対称となるように、低圧力点火時期Ｔ１を設定している。このようにして、上述の場合では、低圧力期間Ｗの最初の時期（タイミング）に低圧力点火時期Ｔ１を設定している。これにより、低圧力点火時期の設定を行うに当たり、上死点ＴＤＣを基準として、設定点火時期Ｔを設定するために用いた点火用設定期間Ｐをそのまま用いることができ、低圧力点火時期の設定を容易に行うことができながら、燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期Ｔでの圧力以下となる適切な時期に低圧力点火時期を設定させることができる。
このような設定に代えて、例えば、上死点ＴＤＣから点火用設定期間（クランク角度で例えば１４°）Ｐだけ以後の時期から、更に設定補正期間（クランク角度で２°）だけ以後の時期（図４（ａ）中Ｔ２１）を、低圧力点火時期とすることもできる。
このようにして、低圧力点火時期については、１サイクルで燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期Ｔでの圧力以下となる低圧力期間Ｗ内の上死点ＴＤＣよりも点火用設定期間Ｐだけ以後の時期（タイミング）又はその時期（タイミング）よりも後の時期（タイミング）に設定することができる。
【００３９】
また、実験等により燃焼室６の燃焼室内圧力を予め計測しておき、燃焼室６の燃焼室内圧力が設定点火時期Ｔでの圧力よりも設定圧力だけ低くなる時期（タイミング）を予め求めておき、その予め求めた時期（タイミング）を低圧力点火時期として設定しておくこともできる。
【００４０】
図３に戻り、制御部１６は、点火時期調整手段１８が第１遅延制御を行った後、排ガス温度センサ１４による検出温度が失火回復設定温度（例えば３５０℃）よりも高くなると、失火回復を検出する（ステップ＃３）。
【００４１】
上述の如く、点火時期調整手段１８が第１遅延制御を行うことで、失火の発生を防止することが可能であるが、点火時期調整手段１８が第１遅延制御を行っただけでは、失火回復しない場合もある。そこで、点火時期調整手段１８は、失火回復が検出されなければ、予め定めた設定遅延期間（例えば、クランク角度で２°）だけ点火時期を遅延させる第２遅延制御を行う（ステップ＃４）。このように、点火時期調整手段１８が第２遅延制御を行うことで、図４（ａ）に示すように、点火時期を低圧力点火時期Ｔ１→Ｔ２１に遅延させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、点火時期を低圧力点火時期Ｔ１→Ｔ２１に遅延させると、点火要求電圧が低下することになる。したがって、点火要求電圧を低下させた状態で、点火プラグ１１にて混合気Ｍに点火させる動作を行うことができ、点火要求電圧の上昇による失火の発生を適切に防止することができる。
【００４２】
点火時期調整手段１８が第２遅延制御を１回行うだけでは、失火回復しない場合もある。そこで、図３に示すように、点火時期調整手段１８は、失火回復が検出されるまで、第２遅延制御を繰り返し行うようにしている（ステップ＃３、＃４）。このように、点火時期調整手段１８が第２遅延制御を繰り返し行うことで、図４（ａ）に示すように、点火時期をＴ２１→Ｔ２２→Ｔ２３に順次遅延させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、点火時期をＴ２１→Ｔ２２→Ｔ２３に順次遅延させると、点火要求電圧が順次低下することになる。したがって、点火要求電圧を極力低くさせた状態で点火プラグ１１にて混合気Ｍに点火させる動作を行うことができ、点火要求電圧の上昇による失火の発生を確実に防止することができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、エンジン１００を、燃焼室６を１つ備えた単気筒型のエンジンにて構成し、その単気筒形式のエンジン１００に対して、本発明に係るエンジン制御装置を適応した場合を示している。
この第２実施形態では、図５に示すように、エンジン１０１を、燃焼室６を複数（例えば４つ）備えた多気筒型のエンジンにて構成し、その多気筒型のエンジン１０１に対して、本発明に係るエンジン制御装置を適応した場合を示している。
【００４４】
図５に示すように、複数の燃焼室６の夫々における連結棒３は、１つのクランク軸４に接続されており、複数の燃焼室６の夫々におけるピストン５の往復動を連結棒３によって１つのクランク軸４の回転運動として出力するように構成されている。複数の燃焼室６の夫々における吸気路７は吸気マニホールド２０に接続されており、複数の燃焼室６の夫々における排気路８は排気マニホールド２１に接続されている。図５では、吸気路７において空気Ａに燃料Ｇを供給する構成やミキサ１２を省略しているが、複数の燃焼室６の夫々における吸気路７において各別に燃料Ｇを供給自在となっており、この燃料供給量を調整することで、各燃焼室６に供給される混合気Ｍの空気比λが調整自在となっている。複数の燃焼室６の夫々における排気路８に排ガス温度センサ１４が備えられており、複数の燃焼室６の夫々に対して失火検出手段１７及び失火回復検出手段１８が備えられている。これにより、この多気筒型のエンジン１０１の運転を制御する制御部１６は、複数の燃焼室６のうち、どの燃焼室６にて失火を検出しているのか、及び、どの燃焼室６にて失火回復を検出しているのかを認識自在に構成されている。
【００４５】
制御部１６は、上記第１実施形態と同様に、点火時期調整手段１８を備えており、その点火時期調整手段１８に加えて、運転継続手段２２、目標出力変更設定手段２３、ばらつき抑制制御手段２４、及び、運転停止手段２５が備えられている。
以下、各手段について説明する。
【００４６】
運転継続手段２２は、複数の燃焼室６のうちの１つの燃焼室６において失火検出手段１７にて失火を検出した場合に、その１つの燃焼室６に対して点火時期調整手段１８にて第１遅延制御を行い、且つ、他の燃焼室６における点火時期を設定点火時期に維持してエンジン１０１の運転を継続させる運転継続制御を行うように構成されている。運転継続制御では、例えば、図５中、一番右側の燃焼室６にて失火を検出すると、その燃焼室６に対してのみ点火時期調整手段１８が第１遅延制御を行い、その他の燃焼室６については点火時期を設定点火時期に維持し、エンジン１０１の運転を継続させる。これにより、複数の燃焼室６のいずれか１つで失火となっても、その失火に対して第１遅延制御を行うことで、その失火が継続されるのを適切に防止しながら、エンジン１０１の運転を継続させることができる。
【００４７】
また、運転継続手段２２は、失火検出手段１７にて失火が検出された１つの燃焼室６に対して、点火時期調整手段１８にて第１遅延制御を行うだけでなく、上記第１実施形態と同様に、点火時期調整手段１８にて、失火回復検出手段１９にて失火回復が検出されるまで、予め定めた設定遅延期間だけ点火時期を遅延させる第２遅延制御を繰り返し行うように構成されている。このようにして、失火検出手段１７にて失火が検出された１つの燃焼室６に対しては、図３のフローチャートにて示された動作が行われる。
【００４８】
目標出力変更設定手段２３は、運転継続手段２２による運転継続制御の実行中に、エンジン出力の目標値となる目標出力を低下側に変更設定する。制御部１６は、回転角度・回転速度センサ１５にて検出する回転速度が目標回転速度になるように、複数の燃焼室６の夫々におけるスロットルバルブ１３の開度等を制御するように構成されている。運転継続手段２２による運転継続制御が実行されると、点火時期調整手段１８にて第１遅延制御を行う燃焼室６からの出力が低下するので、その出力低下分を他の燃焼室６からの出力にて補うことになり、他の燃焼室６が過負荷状態となる可能性がある。そこで、上述の如く、目標出力変更設定手段２３が、目標出力を低下側に変更設定することで、他の燃焼室６が過負荷状態となるのを防止することができる。目標出力変更設定手段２３は、目標出力を（燃焼室６の総数−１）／燃焼室６の総数に変更設定しており、燃焼室６の総数に応じて目標出力を低下側に変更設定している。図５に示すように、例えば、燃焼室６の総数が４であると、目標出力を３／４に変更設定することになる。
制御部１６は、予め設定されているエンジン出力とエンジン回転速度との関係から変更設定後の目標出力を出力するための変更設定後の目標回転速度を求めている。そして、制御部１６は、回転角度・回転速度センサ１５にて検出する回転速度が求めた変更設定後の目標回転速度になるように、複数の燃焼室６の夫々におけるスロットルバルブ１３の開度等を制御するように構成されている。
【００４９】
ばらつき抑制制御手段２４は、複数の燃焼室６のいずれにおいても失火検出手段１７にて失火が検出されない場合には、複数の燃焼室６の全てを制御対象として、複数の燃焼室６でのばらつきを抑制するばらつき抑制制御を行うように構成されている。ばらつき抑制制御は、燃焼室６の排気温度、燃焼室６の燃焼室内圧力最大値、或いは、ノッキング強度が複数の燃焼室６の夫々で略同等となるように、各燃焼室６における点火時期或いは各燃焼室６に供給される混合気Ｍの空気比λを調整する制御である。例えば、燃焼室６の排気温度を複数の燃焼室６の夫々で略同等とする場合には、排気温度として基準の排気温度が設定されている。そして、各燃焼室６の排気温度を検出し、その検出した排気温度と基準の排気温度との差に応じて、検出した排気温度が基準の排気温度になるように、点火時期を早める又は遅延させる、或いは、燃料供給量を増減させて空気比λを調整するようにしている。このように、ばらつき抑制制御を行うことで、複数の燃焼室６の間での排気温度、燃焼室内圧力最大値、或いは、ノッキング強度のばらつきが解消されて、所望のエンジン出力を得ることができながら、エンジン１０１を安定して運転させることができる。
【００５０】
ばらつき抑制制御手段２４は、運転継続手段２２による運転継続制御の実行中には、失火検出手段１７にて失火が検出された１つの燃焼室６を制御対象から除外する状態でばらつき抑制制御を行うように構成されている。これにより、運転継続手段２２による運転継続制御の実行中には、失火検出手段１７にて失火が検出された１つの燃焼室６に対して、点火時期調整手段１８にて第１遅延制御が行うので、ばらつき抑制制御と第１遅延制御とが互いに干渉して、第１遅延制御が適切に行われない状況に陥るのを防止することができる。したがって、ばらつき抑制制御を行いながら、失火検出手段１７にて失火が検出された燃焼室６に対しては、第１遅延制御を適切に行い、失火の発生を適切に防止することができる。
【００５１】
運転停止手段２５は、複数の燃焼室６のうちの２つ以上の燃焼室６において失火検出手段１７にて失火を検出した場合には、エンジン１０１の運転を停止させる運転停止制御を行うように構成されている。これにより、２つ以上の燃焼室６において失火が発生していると、エンジン１０１の運転を強制的に停止させることができ、不適切な状態でエンジン１０１の運転が継続されるのを防止することができる。
【００５２】
〔別実施形態〕
（１）上記第１及び第２実施形態では、失火検出手段１７及び失火回復手段１９が、排ガスＥの排気温度に基づいて、失火及び失火回復を検出している。この構成に代えて、例えば、燃焼室６内に燃焼室内圧力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサの検出情報を制御部１６に入力自在とする。失火検出手段１７及び失火回復手段１９を圧力センサ及び制御部から構成し、制御部１６が、圧力センサにて検出する燃焼室内圧力に基づいて、失火及び失火回復を検出することもできる。
【００５３】
失火検出について説明する。
失火が発生すると、燃焼圧力が発生しないので、失火が発生していない場合に比べて、燃焼室内圧力が上昇せず、１サイクルの最高圧力が低くなる。そこで、例えば、制御部１６は、圧力センサにて検出した燃焼室内圧力のうち１サイクルの最高圧力が失火検出用圧力以下となると、失火を検出することができる。
【００５４】
失火回復については、図６に基づいて説明する。図６は、本発明に係るエンジン制御装置の第１遅延制御や第２遅延制御が行われたときの燃焼室６の燃焼室内圧力の変化を示したものである。この図６では、燃焼室６の燃焼室内圧力を縦軸に取り、クランク角度を横軸に取り、上死点ＴＤＣをクランク角度０°（ゼロ度）として、上死点ＴＤＣの前後での燃焼室内圧力の変化を示したものである。そして、図６では、失火が回復した場合の燃焼室内圧力の変化を実線にて示しており、失火が回復していない場合の燃焼室内圧力の変化を点線にて示している。
図６に示すように、点火時期調整手段１８が第１遅延制御を行うことで、点火時期が設定点火時期Ｔから低圧力点火時期Ｔ１に遅延され、点火時期調整手段１８が第２遅延制御を行うことで、点火時期が低圧力点火時期Ｔ１からＴ２１に遅延される。したがって、図中実線にて示すように、失火が回復すると、その遅延された点火時期Ｔ１、Ｔ２１の以後に燃焼圧力が発生して、燃焼内圧力が上昇する。それに対して、図中点線にて示すように、失火が回復しなければ、燃焼内圧力が低下していくだけとなる。そこで、例えば、制御部１６は、遅延された点火時期Ｔ１，Ｔ２１以後の所定時期（例えば、上死点ＴＤＣからクランク角度で６０°以後の時期）に圧力センサにて検出された燃焼内圧力が失火回復用圧力以上であれば、失火回復を検出することができる。
【００５５】
（２）上記第１及び第２実施形態では、点火時期調整手段１８が、第１遅延制御を行ったのち、失火回復検出手段１９にて失火回復を検出できなければ、直ぐに、第１遅延制御から第２遅延制御に移行して、第２遅延制御を行うようにしている。この構成に代えて、例えば、点火時期調整手段１８が、第１遅延制御を行ったのち、点火時期を低圧力点火時期として点火プラグ１１にて混合気Ｍを点火する点火動作を設定回数（１回以上）行っても、失火回復検出手段１９にて失火回復を検出できなければ、第１遅延制御から第２遅延制御に移行して、第２遅延制御を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、燃焼室に形成された混合気を設定点火時期に点火する点火プラグを備えたエンジンにおいて、燃焼室における失火の発生を適切に防止することができる各種のエンジン制御装置に適応することができる。
【符号の説明】
【００５７】
６        燃焼室
１１      点火プラグ
１３      スロットルバルブ
１４      排ガス温度センサ
１７      失火検出手段
１８      点火時期調整手段
１９      失火回復検出手段
２２      運転継続手段
２３      目標出力変更設定手段
２４      ばらつき抑制制御手段
２５      運転停止手段
【図１】
0005658514.tif 000002
【図２】
0005658514.tif 000003
【図３】
0005658514.tif 000004
【図４】
0005658514.tif 000005
【図５】
0005658514.tif 000006
【図６】
0005658514.tif 000007
【図７】
0005658514.tif 000008