JP2009281186A - 内燃機関の失火判定装置および車両並びに内燃機関の失火判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じているときであっても、内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定すると共に１気筒失火が判定されたときに失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制する。
【解決手段】１気筒失火が判定されたときに、エンジンの運転ポイントがダンパを含む後段の共振領域に属しないときには（Ｓ１５０）、１気筒失火が判定されたときのクランク角ＣＡにより失火気筒を特定して保存すると共に１気筒失火判定フラグＦを値１に設定し（Ｓ１６０〜Ｓ１８０）、１気筒失火が判定されたときにエンジンの運転ポイントが共振領域に属し（Ｓ１５０）且つ１気筒失火判定フラグＦが値１のときには（Ｓ１９０）、保存した気筒を失火気筒として特定する（Ｓ２００）。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置および車両並びに内燃機関の失火判定方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置および内燃機関と内燃機関の失火判定装置とを備える車両並びに内燃機関の失火判定方法に関する。

従来、この種の内燃機関の失火判定装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸にダンパなどのねじれ要素を介して接続されると共に駆動軸に接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に接続されたモータＭＧ２とを備える車両に搭載され、エンジンのクランク角位置での回転変動に基づいてエンジンの失火を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１７０２４８号公報

上述したタイプの車両では、エンジンに失火が生じると、その運転ポイントによってはねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する。共振が発生すると、エンジンの回転変動は、失火している気筒で小さく現われ失火していない気筒で大きく現われる場合があり、この場合、エンジンのいずれかの気筒に失火が生じていると判定することはできても、いずれの気筒に失火が生じているのかを特定するのは困難なものとなる。

本発明の内燃機関の失火判定装置および車両並びに内燃機関の失火判定方法は、ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じているときであっても、内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定すると共に１気筒失火が判定されたときに失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制することを主目的とする。

本発明の内燃機関の失火判定装置および車両並びに内燃機関の失火判定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関の失火判定装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定する１気筒失火判定手段と、
データを記憶する記憶手段と、
前記内燃機関が前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記１気筒失火と判定した際に用いた前記出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して前記記憶手段に保存し、前記内燃機関が前記共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記保存した気筒と同一の気筒を前記失火気筒として特定する失火気筒特定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関の失火判定装置では、ねじれ要素を介して後段の後段軸が接続された内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算された回転変動に基づいて内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定し、内燃機関がねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに１気筒失火と判定されたときには１気筒失火と判定した際に用いた出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して保存し、内燃機関が共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに１気筒失火と判定されたときには保存した気筒と同一の気筒を失火気筒として特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じているときであっても、内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定すると共に１気筒失火が判定されたときに失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制することができる。

本発明の車両は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関と、
前記内燃機関の失火を判定する本発明の内燃機関の失火判定装置、即ち、基本的には、本発明の内燃機関の失火判定装置は、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定する１気筒失火判定手段と、データを記憶する記憶手段と、前記内燃機関が前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記１気筒失火と判定した際に用いた前記出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して前記記憶手段に保存し、前記内燃機関が前記共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記保存した気筒と同一の気筒を前記失火気筒として特定する失火気筒特定手段と、を備える内燃機関の失火判定装置と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述の本発明の内燃機関の失火判定装置を備えるから、本発明の内燃機関の失火判定装置が奏する効果、例えば、ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じても、内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定すると共に１気筒失火が判定されたときに失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。

こうした本発明の車両において、動力を入出力可能な発電機と、前記後段軸と前記発電機の回転軸と車軸側の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記車軸側の回転軸に動力を入出力可能な電動機と、を備えるものとすることもできる。なお、「３軸式動力入出力手段」には、遊星歯車機構やデファレンシャルギヤが含まれる。

本発明の内燃機関の失火判定方法は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
（ａ）前記出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し、
（ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定し、
（ｃ）前記内燃機関が前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに前記ステップ（ｂ）により１気筒失火と判定されたときには前記１気筒失火と判定した際に用いた前記出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して保存し、前記内燃機関が前記共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに前記ステップ（ｂ）により１気筒失火と判定されたときには前記保存した気筒と同一の気筒を前記失火気筒として特定する
ことを要旨とする。

この本発明の内燃機関の失火判定方法によれば、ねじれ要素を介して後段の後段軸が接続された内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算された回転変動に基づいて内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定し、内燃機関がねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに１気筒失火と判定されたときには１気筒失火と判定した際に用いた出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して保存し、内燃機関が共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに１気筒失火と判定されたときには保存した気筒と同一の気筒を失火気筒として特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じているときであっても、内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定すると共に１気筒失火が判定されたときに失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な６気筒の内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に気筒毎に設けられた燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を
他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２の６気筒のうち１気筒だけが連続的に失火している１気筒失火を判定すると共に１気筒失火を判定したときに失火している気筒を特定する際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、クランクポジションセンサ１４０により検出されるクランク角ＣＡや図４に例示するＴ３０演算処理により演算されるクランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間である３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、Ｔ３０演算処理に示すように、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランク角ＣＡが３０度回転する毎にそのときの時刻を入力し（ステップＳ３００）、入力した今回の時刻と前回クランク角ＣＡが３０度回転したときに入力した時刻との差を計算することにより３０度所要時間Ｔ３０を演算する（ステップＳ３１０）、ことにより求めることができる。ここで、３０度所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、その逆数をとるとクランクシャフト２６が３０度回転する毎のエンジン２２の回転数（以下、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ））となるから、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ）の変化の程度、即ち回転変動を時間の単位を用いて表わしたものとなる。

続いて、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｒとを比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、３０度回転所要時間Ｔ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒が失火していないときの３０度回転所要時間Ｔ３０より大きく、その気筒が失火しているときの３０度回転所要時間Ｔ３０より小さな値として設定されており、実験などにより求めることができる。３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ以下のときには、エンジン２２は失火していないと判定し、１気筒失火判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１２０）、失火判定処理を終了する。

３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じていると判断し、その失火が６気筒のうち１気筒だけが連続的に失火、即ち７２０度毎のクランク角ＣＡに対応する３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆよりも大きい１気筒失火か否かを判定する（ステップＳ１３０）。１気筒失火でないと判定されたときには１気筒失火判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１２０）、失火判定処理を終了する。

一方、１気筒失火と判定されると、次に、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを入力し（ステップＳ１４０）、入力した回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてエンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ここで、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅについては、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいて演算により求められたものを入力するものとし、トルクＴｅについては、モータＭＧ１のトルクから計算されたものを入力するものとした。エンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段の共振領域にあるか否かについては、予め実験などにより共振領域となるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを求めて共振運転範囲としてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが記憶した共振運転範囲に属するか否かにより判定するものとした。なお、共振運転範囲は、エンジン２２の特性やダンパ２８より後段（動力分配統合機構３０）などの特性によって実験により求めることができる。

エンジン２２の運転ポイントが共振領域にないと判定されると、クランク角ＣＡにより失火気筒を特定し（ステップＳ１６０）、特定した失火気筒をＲＡＭ２４ｃの所定領域に保存すると共に（ステップＳ１７０）、１気筒失火判定フラグＦに値１を設定して（ステップＳ１８０）、失火判定処理を終了する。一方、エンジン２２の運転ポイントが共振領域にあると判定されると、１気筒失火判定フラグＦが値１か否かを判定し（ステップＳ１９０）、１気筒失火判定フラグＦが値１のときには、１気筒失火が継続しており失火気筒はエンジン２２の運転ポイントが共振領域にないときにクランク角ＣＡにより特定した気筒とみなすことができると判断し、ＲＡＭ２４ｃに保存している気筒と同一の気筒を失火気筒として特定して（ステップＳ２００）、失火判定処理を終了し、１気筒失火判定フラグＦが値０のときには失火している気筒を特定することができないと判断して失火気筒の特定を行なうことなく失火判定処理を終了する。

図５に、エンジン２２に１気筒失火が生じているときの３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡの時間変化の一例を示す。なお、図５（ａ）は、エンジン２２の運転ポイントが共振領域にないときに１気筒失火が生じているときの３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡの時間変化を示し、エンジン２２の運転ポイントが共振領域に属するときに１気筒失火が生じているときの３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡの時間変化を示す。エンジン２２の運転ポイントが共振領域にないときには、図５（ａ）に示すように、クランク角ＣＡが７２０度に１回の割合で３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆを超えており、これにより失火していると判定して対応するクランク角ＣＡに基づいて失火している気筒を特定することができる。一方、エンジン２２の運転ポイントが共振領域にあるときには、図５（ｂ）に示すように、ダンパ２８を含む後段の共振の影響により、失火している気筒に対応するクランク角ＣＡに対する３０度回転所要時間Ｔ３０が小さな値として現われて閾値Ｔｒｅｆ以下となると共に失火していない気筒に対応するクランク角ＣＡに対する３０度回転所要時間Ｔ３０が大きな値として現われて閾値Ｔｒｅｆを超える場合が生じ、この場合、上述した手法ではいずれの気筒が失火しているのかを特定することができない。実施例では、エンジン２２の運転ポイントが共振領域に属しない状態でエンジン２２に１気筒失火が生じたときに特定した失火気筒を保存しておき、１気筒失火が継続している状態でエンジン２２の運転ポイントが共振領域に属することになったときは保存した気筒と同じ気筒が失火しているとみなすことにより、失火気筒を特定している。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときには１気筒失火が判定されたときのクランク角ＣＡにより失火気筒を特定してＲＡＭ２４ａに保存し、次回以降に継続して１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントが共振領域に属するときにはＲＡＭ２４ｃに保存した気筒を失火気筒として特定するから、エンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段の共振領域に属する状態であっても失火していない気筒が失火気筒として誤って特定されるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間としての３０度所要時間Ｔ３０をベースとしてエンジン２２の失火を判定するものとしたが、クランクシャフト２６が５度回転するのに要する時間として５度所要時間Ｔ５や１０度回転するのに要する時間として１０度所要時間Ｔ１０など種々の所要時間を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしてもかまわない。また、５度毎のクランクシャフト２６の回転数である５度回転数Ｎ５や１０度毎のクランクシャフト２６の回転数である１０度回転数Ｎ１０など種々の回転数を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、６気筒のエンジン２２の失火を判定するものとして説明したが、４気筒のエンジンの失火を判定するものとしてもよく、８気筒のエンジンの失火を判定するものとしてもよく、複数気筒であれば如何なるエンジンの失火を判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントが共振領域にあるとき、エンジン２２の運転ポイントが共振領域にないときに１気筒失火が判定されたときにクランク角ＣＡにより特定してＲＡＭ２４ｃに保存した失火気筒と同じ気筒を失火気筒として特定するものとしたが、エンジン２２の運転ポイントが共振領域にあるときであってもクランク角ＣＡにより失火気筒を特定すると共に特定した失火気筒とエンジン２２の運転ポイントが共振領域にないときにクランク角ＣＡにより特定した失火気筒とが一致するか否かを確認するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続されると共にモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続される動力分配統合機構３０とリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されるモータＭＧ２とを備える装置におけるエンジン２２の失火判定装置としたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図６の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよいし、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する車軸側に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるもののエンジン２２の失火を判定するものとしてもよい。この場合、モータＭＧ２は減速ギヤ３５や変速機を介して車軸側に接続されていてもよいし、減速ギヤ３５や変速機を介さずに車軸側に接続されていてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、クランクポジションセンサ１４０が「回転位置検出手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランク角ＣＡが３０度回転する毎にそのときの時刻と１つ前の時刻との差を計算することにより３０度所要時間Ｔ３０を演算するＴ３０演算処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「回転変動演算手段」に相当し、７２０度毎にクランク角ＣＡに対応する３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かを判定する失火判定処理のステップＳ１１０，Ｓ１３０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「１気筒失火判定手段」に相当し、ＲＡＭ２４ｃが「記憶手段」に相当し、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときには１気筒失火が判定されたときのクランク角ＣＡにより失火気筒として特定してＲＡＭ２４ａに保存すると共に１気筒失火判定フラグＦを値１に設定し、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントが共振領域に属し且つ１気筒失火判定フラグＦが値１であるときにはＲＡＭ２４ｃに保存した気筒を失火気筒として特定する失火判定処理のステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火気筒特定手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、ダンパなどのねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒を有するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「回転位置検出手段」としては、クランクポジションセンサ１４０に限定されるものではなく、内燃機関の回転位置を検出できるものであれば、カムポジションセンサ１４４など他の如何なるものとしても構わない。「回転変動演算手段」としては、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランク角ＣＡが３０度回転する毎にそのときの時刻と１つ前の時刻との差を計算することにより３０度所要時間Ｔ３０を演算するものに限定されるものではなく、内燃機関の回転位置に基づいて回転変動を演算するものであれば、他の如何なるものとしても構わない。「１気筒失火判定手段」としては、７２０度毎にクランク角ＣＡに対応する３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かを判定するものに限定されるものではなく、内燃機関の回転変動に基づいて内燃機関の失火を判定するものであれば、他の如何なるものとしても構わない。「記憶手段」としては、ＲＡＭ２４ｃに限定されるものではなく、フラッシュメモリなどデータを保存できるものであれば如何なるものであっても構わない。「失火気筒特定手段」としては、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントがダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときには１気筒失火が判定されたときのクランク角ＣＡにより失火気筒を特定してＲＡＭ２４ａに保存すると共に１気筒失火判定フラグＦを値１に設定し、１気筒失火が判定されたときにエンジン２２の運転ポイントが共振領域に属し且つ１気筒失火判定フラグＦが値１であるときにはＲＡＭ２４ｃに保存した気筒を失火気筒として特定するものに限定されるものではなく、内燃機関がねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには１気筒失火と判定した際に用いた出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して記憶手段に保存し、内燃機関が共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには保存した気筒と同一の気筒を失火気筒として特定するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力するものであれば如何なるものであっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の失火判定装置として説明したが、走行用の電動機や発電機などを備えない自動車に搭載された内燃機関の失火判定装置に適用するものとしてもよい。また、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関の失火判定装置に適用してもよいし、移動しない設備に組み込まれた内燃機関の失火判定装置に適用するものとしても構わない。また、内燃機関の失火判定装置やこれを搭載する車両の形態ではなく、内燃機関の失火判定方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業などに利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 Ｔ３０演算処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２に１気筒失火が生じているときの３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子
制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２
ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
   前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記検出された出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
   前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定する１気筒失火判定手段と、
   データを記憶する記憶手段と、
   前記内燃機関が前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記１気筒失火と判定した際に用いた前記出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して前記記憶手段に保存し、前記内燃機関が前記共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに前記１気筒失火判定手段により１気筒失火と判定されたときには前記保存した気筒と同一の気筒を前記失火気筒として特定する失火気筒特定手段と、
   を備える内燃機関の失火判定装置。
2. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関と、
   前記内燃機関の失火を判定する請求項１記載の内燃機関の失火判定装置と、
   を備える車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   動力を入出力可能な発電機と、
   前記後段軸と前記発電機の回転軸と車軸側の回転軸の３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記車軸側の回転軸に動力を入出力可能な電動機と、
   を備える車両。
4. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
   （ａ）前記出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し、
   （ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の複数気筒のうち１気筒が連続的に失火する１気筒失火を判定し、
   （ｃ）前記内燃機関が前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が発生する共振発生領域内の運転ポイントで運転されていないときに前記ステップ（ｂ）により１気筒失火と判定されたときには前記１気筒失火と判定した際に用いた前記出力軸の回転位置に対応する気筒を失火気筒として特定して保存し、前記内燃機関が前記共振発生領域内の運転ポイントで運転されているときに前記ステップ（ｂ）により１気筒失火と判定されたときには前記保存した気筒と同一の気筒を前記失火気筒として特定する
   内燃機関の失火判定方法。

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