具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。在此首先对采用了通过本发明的曲柄角速度测定方法测定的曲柄角速度的失火判断方法的概要进行说明，然后详细说明其实施方式。

图13、14是从曲柄角速度的测定值[各图(a)]求出其相对角速度，进而求出其累计值(累计角速度)[各图(c)]并作为失火参数的失火判定方法的示例图，各图(a)是以压缩上极限点为原点的曲柄角度并在纵轴示出曲柄角速度的图。曲柄角速度的相对角速度是通过从各曲柄角的曲柄角速度的测定结果减去在发动机各气缸的压缩上极限点附近检测到的基准角速度而计算出的。图13示出正常进行燃烧的情况，图14是发生失火的情况。

相对角速度在发动机压缩上极限点后的燃烧冲程中正常进行燃烧时增速并在失火时减速[各图(b)]。因此，通过在规定的曲柄角范围内对相对角速度累计而求得的累计角速度在正常进行燃烧时为正值，在发生失火时为负值，因此能够用作判定失火气缸的参数。

然而，在所述累计角速度中，除燃烧扭矩外还包含因曲柄角速度的测量误差、由传感器间隙的动态变化等引起的噪声、负载扭矩、摩擦、惯性扭矩以及抽吸扭矩等而变动的角速度成分。因此，为了正确进行失火判定，需要从所述累计角速度中除去全部的这些变动成分。

对于这些变动成分中的噪声、负载扭矩、摩擦以及惯性扭矩，已知有通过统计处理、发动机控制或计算机计算除去的方法。对于抽吸扭矩，可以利用专利文献2中公开的技术除去。另外，在曲柄加速度测定误差中，对于固定误差可以利用专利文献2中公开的技术除去，但对于因环境、经过时间的影响而变化的误差，还没有有效的除去方法。

在此，包含在曲柄角速度的测量误差中的所谓的因环境、经过时间的影响而变化的误差是指例如由磁性传感器的温度特性的波动、磁性传感器保持部件的变形引起的磁性传感器的位置偏离、以及由经时劣化引起的磁性传感器的响应性变化等所导致的误差。

接着，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是示出了适用本发明的失火判定装置的结构的功能框图。在此，以搭载了四冲程单缸发动机E以及ACG启动马达(三相交流旋转电机)M的机动二轮车为例进行说明。

在失火判定装置100中，曲柄角速度测定部5测定发动机E的曲轴的角速度。图2是示出了适用本发明的曲柄角速度测定所涉及的结构的功能框图，在本实施方式中，基于与发动机E的曲轴同步旋转的ACG启动马达M的外转子角速度测定曲柄角速度。

ACG启动马达M具备：以S极以及N极的各永磁体60相互等间隔地呈圆周状配置而构成的外转子(图中省略)和检测各永磁体601的磁化边界的第一、第二以及第三磁性传感器61(61a、61b、61c)。在本实施方式中是检测从S极向N极切换的磁化边界，但也可以检测从N极向S极切换的磁化边界。所述的第一、第二以及第三磁性传感器61a、61b、61c也有检测ACG启动马达M的U相、V相、W相的功能。

曲柄角速度测定部5包含第一、第二以及第三计时部51a、51b、51c以及移动平均计算部52，在发动机控制的每个阶段计算用于失火判定的曲柄角速度。所述移动平均计算部52除去由磁性传感器61之间或者永磁体60之间的间隙动态变化而引起的噪声、由传感器间隙的动态变化引起的噪声以及因经时变化而变动的误差。在此，所谓的传感器间隙的动态变化是指在运行时磁性传感器61和永磁体60的间隔变化(磁性传感器61间的间隙的变化是传感器保持部件因热而变形所引起的经时变化)。

图3是示出了发动机E的曲柄角与各磁性传感器61的输出信号的关系的时间图。

所述第一计时部51a对从第一磁性传感器61a检测第n个磁化边界Bn到第二磁性传感器61b检测第n个磁化边界的第一经过时间Δt1进行计时。第二计时部51b对从第二磁性传感器61b检测磁化边界Bn到第三磁性传感器61c检测磁化边界Bn的第二经过时间Δt2进行计时。第三计时部51c对从第三磁性传感器61c检测磁化边界Bn到第一磁性传感器61a检测下一个(第n+1个)磁化边界Bn+1的第三经过时间Δt3进行计时。

移动平均计算部52计算连续的三个经过时间Δt1、Δt2、Δt3的移动平均值。即，求得第一经过时间Δt1、第二经过时间Δt2以及第三经过时间Δt3后，计算其移动平均值(Δt1+Δt2+Δt3)/3。

然后，对从第一个磁性传感器61a检测磁化边界Bn+1到第二磁性传感器61b检测磁化边界Bn+1的第二个第一经过时间Δt1_2计时后，所述移动平均计算部52计算所述第二经过时间Δt2、所述第三经过时间Δt3以及第二个第一经过时间Δt1_2的移动平均值(Δt2+Δt3+Δt1_2)/3。

然后，对从第二个磁性传感器61b检测磁化边界Bn+1到第三磁性传感器61c检测磁化边界Bn+1的第二个第二经过时间Δt2_2计时后，所述移动平均计算部52计算所述第三经过时间Δt3、所述第二个第一经过时间Δt1_2以及第二个第二经过时间Δt2_2的移动平均值(Δt3+Δt1_2+Δt2_2)/3。

在此，如图4所示，设各磁性传感器61a/61b、61b/61c的间隔为A，磁化边界Bn与磁化边界Bn+1的间隔(磁化间隔)为比2A长出α的B(＝2A+α)，则第一经过时间Δt1的测定距离为A，第二经过时间Δt2的测定距离为A，第三经过时间Δt3的测定距离为B-2A。

而且，在本实施方式中，成为曲柄角速度测定对象的距离L是第一、第二、第三经过时间Δt1、Δt2、Δt3的各测定距离的总和，因此A+A+(B-2A)＝B而并不与A相关。另外，磁化间隔B的误差是固定的没有必要考虑环境变化或者经年劣化，因此可以利用专利文献2的方法校正。

因此，即使各磁性传感器61a/61b、61b/61c的间隔在设计间隔A的基础上还包含加工精度、组装精度之类的制造时的误差与因环境变化、经时影响引起的变动的误差这两者组合的误差Δd1、Δd2，也能够如图5所示与曲柄角度无关地进行不会受到各磁性传感器61的输出中含有的误差成分的影响的曲柄角速度ω的测定。

回到图1，720度过滤处理部6将如上所述地测定的曲柄角速度ω的计算结果(移动平均)作为对象，消除一个冲程周期内的线形变化量，提取出比较长的周期的变动成分。由此，能够除去从发动机驱动的车辆的轮胎或辅助机施加的负载扭矩或者发动机的滑动部件的摩擦所引起的角速度变动成分。图6示出了虽产生燃烧扭矩但因负载扭矩减速的冲程中采用720度过滤的例子。

如图7所示，相对角速度计算部7以在压缩上极限点(TDC：曲柄角0度)附近测定的曲柄角速度ω为基准角速度ω1ref[同图(a)],并求出在从该TDC至180度的曲柄角范围内的各曲柄角i测定的角速度ω1_i与基准角速度ω1ref的差值作为相对角速度ωω1_i(＝ω1_i－ω1ref)[同图(b)]。

如图8所示，累计角速度计算部8在180度曲柄角范围内对所述相对角速度ωω1_i累计，算出累计角速度Σωω1_i。

惯性扭矩成分除去部9通过从所述累计角速度Σωω1_i中除去惯性扭矩成分来计算出除去后累计角速度Σωω1'_i。惯性扭矩成分可以采用例如专利文献2中公开的方法在计算机上计算。单缸发动机的惯性扭矩Tq例如如图9中所示，以压缩上极限点的值为基准的由惯性扭矩引起的曲柄角速度变化量dω的相对值dω'如图10所示。

在本实施方式中，对根据单位发动机转速求得的相对值dω'进行与所述移动平均计算部52相同的移动平均值计算，并计算出在与累计角速度计算部8相同区间内累计的值，设定到ECU中。通过对该值乘以发动机转速能够算出任意发动机转速下的惯性扭矩成分。另外，使用该值能够算出除去后累计角速度Σωω1'_i。

抽吸扭矩成分除去部10通过除去因发动机E的泵动作而产生的扭矩所引起的曲柄角速度成分来算出除去后累计角速度Σωω1'_i。上述误差除去可以通过对利用专利文献2所公开的方法(在没有误差的标准车辆中在燃料供给切断状态下测定累计角速度，并除去所述惯性扭矩的方法)求出抽吸扭矩成分的ECU进行设定来实施。

抽吸扭矩成分取决于发动机转速和进气歧管压力。单缸发动机的抽吸扭矩成分例如图11中所示地以基于发动机转速和进气歧管压力的线图形式求出。在本实施方式中，将该线图数据设定于ECU中并用于失火参数的修正。

曲柄角速度测定误差成分除去部11除去脉冲发生器转子的齿间误差、本实施方式中的磁化位置偏移这样的固定误差所引起的累计角速度误差。上述误差除去通过采用专利文献2中公开的齿间误差除去方法(从在燃料供给切断状态下算出的累计角速度减去事先设定于ECU的所述惯性扭矩成分以及抽吸扭矩成分，并除以基准角速度ωref1，由此算出单位转速下的齿间误差所引起的曲柄角速度测定误差算出用的系数Kpul1，将该系数存储到ECU中后，通过乘以基准角速度ωref1求出任意发动机转速下的误差成分，并从累计角速度除去该成分)来实施。

图12示出从相对角速度的累计值(1)中除去惯性扭矩成分(2)以及抽吸扭矩成分(3)而提取出曲柄角速度测定误差成分的例子。

在本实施方式中，以从除去后累计角速度Σωω1'_i除去所述曲柄角速度测定误差成分后的值为失火参数。失火判定部12基于失火参数判定失火有无。

根据本实施方式，在基于使用对与曲轴同步旋转的交流旋转电机的UVW相位进行检测的磁性传感器的输出而测定出的曲柄角速度进行失火判定的情况下，即便因环境或经时影响磁性传感器相互间隔与功能变化从而曲柄角速度的测定值产生误差，也能够根据本发明的计算过程抵消该误差而从曲柄角速度排除，从而能够进行正确的曲柄角速度测定，其结果是，能够进行高精度的失火判定。

在上述实施方式中，以向单缸发动机的适用为例进行了说明，但是本发明不仅限于此，也可以同样地适用于多缸发动机。在该场合下，无论是等间隔爆燃式发动机还是不等间隔爆燃式发动机都没问题。