JP4487718B2 - 失火検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の失火検出装置に係り、特に、その失火を高精度に検出し得る失火検出装置に関する。

内燃機関においては、燃焼室内の温度や点火系統の異常等の種々の条件により、混合気への点火不良や、発生した火炎が混合気全体に伝播しない等の所謂失火現象が発生する場合がある。ここで、そのような失火現象が発生すると、機関回転速度が低下したり、多量のＨＣ（炭化水素）等を含む不完全燃焼ガスが大気中に排出されたりする。そして、これにより本来得られるべき機関回転トルクが出力されなかったり、大気汚染等の環境破壊や排気浄化用の触媒の損傷を招く、という不都合が生じてしまう。

そこで、従来は、かかる不都合を改善する為に、失火が発生した際にこれを検出する失火検出装置が車輌に設けられている。例えば、この失火検出装置としては、下記の特許文献１に開示されたものがある。

この下記の特許文献１に開示された失火検出装置は、最初に、燃料カット時の運動量から現燃焼行程気筒又は１燃焼行程前気筒の燃焼状態判別値を求める。そして、この燃焼状態判別値を用いて現燃焼行程気筒又は１燃焼行程前気筒の失火判定レベルマップの失火判定レベルの更新を行う。

続いて、この失火検出装置は、通常運転時に、燃料噴射時の現燃焼行程気筒又は１燃焼行程前気筒の所定区間における運動量を測定し、この運動量が失火判定レベル以下の運動量の場合に失火と判定する。

特開平４−２６５４７５号公報

ここで、内燃機関においてはピストンとシリンダやジャーナルと軸受け等の間で摩擦が生じており、これが為、運動量の一要素としての摩擦トルクが発生する。この摩擦トルクは、一般に上記ピストン〜シリンダ間等における潤滑油の温度と機関回転数に相関を持つが、潤滑油の温度の影響を受けて変化する粘性係数であることからリニアな相関ではない。そこで、一般には水温と回転数によるマップや多項式を用いて摩擦トルクを算出する。

しかしながら、この摩擦トルクは、潤滑油の劣化や粘度等によってその特性が変化する。そして、その変化は水温や回転数との相関の変化は少ないので、かかる変化が起こった場合には、そのマップ等から正確な摩擦トルクを算出することができない、という不都合があった。また、上記の特許文献１に開示された失火検出装置においては、摩擦トルクそのものを求めていないので、更新した失火判定レベルマップと、実際の運動量に相当する値から得られるべき失火判定レベルマップとの間にずれが生じ、潤滑油の劣化等が生じた場合に精度の高い失火検出ができない、という不都合があった。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、高精度に失火検出を行い得る失火検出装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、内燃機関の運転状態をパラメータにして失火の検出を行う内燃機関の失火検出装置において、前記内燃機関における或る運転状態の摩擦トルクを推定し、この推定した摩擦トルクと現在記憶されている全域の運転状態における摩擦トルクの情報とから最新の前記全域の運転状態における摩擦トルクを推定する摩擦トルク推定手段と、この摩擦トルク推定手段により求められた摩擦トルクを用いて失火の判定を行う失火判定手段とを備えている。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、前記内燃機関の負荷の状態を判定する負荷状態判定機能を有し、この負荷状態判定機能により負荷が安定状態にあると判定された場合に前記摩擦トルクの推定を行っている。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項２記載の失火検出装置において、前記負荷状態判定機能は、車輪に駆動力を伝達するクラッチが切断状態である場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とする。

また、上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、上記請求項２記載の失火検出装置において、前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関の機関回転数が安定している場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とする。

また、上記目的を達成する為、請求項５記載の発明では、上記請求項４記載の失火検出装置において、前記機関回転数の安定状態とは、前記内燃機関がアイドリング状態の場合であることを特徴とする。

また、上記目的を達成する為、請求項６記載の発明では、上記請求項２記載の失火検出装置において、前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関をクランキング中の場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とする。

また、上記目的を達成する為、請求項７記載の発明では、上記請求項２記載の失火検出装置において、前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関がフューエルカット状態である場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とする。

また、上記目的を達成する為、請求項８記載の発明では、上記請求項１から６の何れか一つに記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、前記負荷状態判定機能により負荷が安定状態にあると判定された場合に所定気筒のフューエルカットを行うフューエルカット機能を有し、そのフューエルカットが行われた際に前記摩擦トルクの推定を行っている。

また、上記目的を達成する為、請求項９記載の発明では、上記請求項１から８の何れか一つに記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、前記内燃機関の図示トルクを推定する図示トルク推定機能と、前記内燃機関の慣性トルクを推定する慣性トルク推定機能とを有し、これら図示トルクと慣性トルクの差分から前記摩擦トルクの推定を行っている。

また、上記目的を達成する為、請求項１０記載の発明では、上記請求項１から９の何れか一つに記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、所定の機関回転数又は／及び温度である場合に前記摩擦トルクの推定を行っている。

また、上記目的を達成する為、請求項１１記載の発明では、上記請求項６記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、前記クランキングを行う電動モータのモータトルクを推定するモータトルク推定機能を有し、そのモータトルクから前記摩擦トルクの推定を行っている。

また、上記目的を達成する為、請求項１２記載の発明では、上記請求項１から１１の何れか一つに記載の失火検出装置において、前記摩擦トルク推定手段は、潤滑油の粘性等の特性の変化を表す潤滑油特性情報を備え、この潤滑油特性情報を用いて前記摩擦トルクの推定を行っている。

本発明に係る失火検出装置は、運動量の一要素たる摩擦トルクを加味した上で失火判定を行うので、失火検出の精度を向上させることができる。特に、その摩擦トルクを負荷が安定している状態で推定することにより正確な摩擦トルクを得ることができ、また、その推定時に所定気筒のフューエルカットを行うことによって、更に正確な摩擦トルクを得ることができる。そして、これが為、より精度の高い失火検出を行うことが可能となる。

以下に、本発明に係る失火検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る失火検出装置の実施例１を図１から図６に基づいて説明する。

図１の符号１は、本発明に係る失火検出装置による失火検出対象の内燃機関を示す。この内燃機関１には、図１に示す如く、エアクリーナ（図示略）通過後の吸入空気量を検出して吸入空気量信号を出力するエアフローメータ２，スロットルバルブ（図示略）の開度を検出してスロットル開度信号を出力するスロットル開度センサ３，クランク軸の回転角度を検出してクランク角度信号を出力するクランク角センサ４，冷却水の温度を検出して冷却水温度信号を出力する水温センサ５，及び潤滑油の温度を検出して潤滑油温度信号を出力する油温センサ６等の各種センサが設けられている。

ここで、上記各種センサ２〜６は、その検出信号を図１に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）７に出力する。このＥＣＵ７は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。本実施例１のＥＣＵ７は、図示しない燃料噴射装置の噴射量等、内燃機関１を制御する為の機関制御機能を有すると共に、本発明に係る失火検出装置としても機能する。

以下、本実施例１の失火検出装置について詳述する。

内燃機関１の摩擦トルクＴｆは、前述したが如く潤滑油の劣化や粘度等によってその特性が変化する。そして、この摩擦トルクＴｆは、例えば図３に示す摩擦トルクＴｆのマップの如く、冷却水温度（又は潤滑油温度）によって摩擦トルクカーブのオフセット量が変化していくという特徴を持っている。これが為、任意の条件（ここでは任意の機関回転数Ｎｅ及び水温）における後述する図４に示す摩擦トルクＴｆ_２が推定できれば、そのオフセット量を勘案した上で略全域の摩擦トルクＴｆを推定することができる。

そこで、本実施例１の失火検出装置（ＥＣＵ７）には、潤滑油の劣化等により摩擦トルクＴｆが変化した場合でも精度の高い失火検出が行えるように、その摩擦トルクＴｆ_２を推定する為の図１に示す摩擦トルク推定手段７Ａが設けられている。

この摩擦トルク推定手段７Ａは、内燃機関１の負荷が安定している場合に所定気筒のフューエルカットを行い、その際に推定した摩擦トルクＴｆ_２と現在の摩擦トルクマップ上の摩擦トルクＴｆ_１とから略全域の摩擦トルクＴｆを推定して摩擦トルクマップの書き換えを行うものである。即ち、この摩擦トルク推定手段７Ａには、大別すると、ある条件における一点の摩擦トルクＴｆを推定する為の機能７Ａ_１と、この摩擦トルクＴｆから略全域の摩擦トルクＴｆを推定して摩擦トルクマップの書き換えを行う為の機能７Ａ_２とが設けられている。

また、上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１は、上述したが如く内燃機関１の負荷の状態を把握した上で摩擦トルクＴｆの推定を行うものであり、これが為、本実施例１の摩擦トルク推定手段７Ａには、内燃機関１の負荷が安定している（内燃機関１が無負荷）か否かを判定する為の図１に示す負荷状態判定機能７Ａ_３が設けられている。更に、この摩擦トルク推定手段７Ａには、負荷が安定している場合に所定気筒のフューエルカットを行う図１に示すフューエルカット機能７Ａ_４も設けられている。

このように、この摩擦トルク推定手段７Ａは、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので、その推定値の精度が向上し、後述する如く推定される略全域の摩擦トルクＴｆの推定精度をも向上させることが可能となる。また、フューエルカットを行うことで燃焼による負荷変動がなくなり、更に精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。

ここで、内燃機関１の負荷が安定している場合とは、例えば（１）車輪へ駆動力を伝達するクラッチが切られている状態である場合，（２）内燃機関１の機関回転数Ｎｅが安定している場合，（３）内燃機関１がフューエルカット状態である場合，又は（４）内燃機関１の始動中（即ちクランキング中）である場合のことをいい、上記負荷状態判定機能７Ａ_３は、その（１）〜（４）の全て又はその少なくとも一つに基づいて内燃機関１の負荷状態を判定する。

上記（１）のクラッチ切断状況によって負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能７Ａ_３は、例えば手動変速機の車輌であれば運転者がクラッチペダルを踏み込んだ際にＥＣＵ７に出力されるクラッチ切断状態である旨を示す信号を利用する。このようなクラッチ切断状態においては車輪の回転変動等による路面側からの負荷が入力されないので、より安定した負荷状態になり、上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１は、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。

また、上記（２）の機関回転数Ｎｅが安定しているか否かで負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能７Ａ_３は、例えばＥＣＵ７に入力されるクランク角センサ４の検出信号を利用する。例えば、その機関回転数Ｎｅの安定状態とは、アイドリング状態の場合がある。一般に、アイドリング状態である場合とは車輌が停止している場合が殆どであり、これが為、上記（１）と同様に路面等からの負荷が入力されないので、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことが可能となる。更に、このような車輌の停止状態で後述する如くフューエルカットを行うので、運転に影響（例えば運転者や同乗者が不快な減速Ｇを感じる等）を与えないで済む。尚、ここでのアイドリング状態とは、短い時間でも一定のアイドリング回転数を保っている状態のことをいう。

また、上記（３）のフューエルカット状態は、例えばＥＣＵ７が燃料噴射装置にフューエルカット指令を送信しているか否かで判断する。このようなフューエルカット状態においては燃焼による負荷変動がないので、より安定した負荷状態になり、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。尚、このフューエルカット状態を契機として摩擦トルクＴｆの推定を行う場合には、既にフューエルカットされている状態であるので、後述する推定前のフューエルカットは行わない。

また、上記（４）のクランキング中か否かで負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能７Ａ_３は、例えばＥＣＵ７に入力されるスタータスイッチ（図示略）のＯＮ信号を利用する。このようなクランキング中においては電動モータのみで回転させることから機関回転数Ｎｅが安定しているので、より安定した負荷状態になり、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。

このように、負荷状態判定機能７Ａ_３によって負荷が安定していると判定された場合、本実施例１の摩擦トルク推定機能７Ａ_１は、ＥＣＵ７のＲＯＭに格納されている制御プログラム内の下式に基づいて摩擦トルクＴｆを推定する。以下に、その摩擦トルクＴｆを得る為の演算式（式２）について詳述する。

下記の式１に、内燃機関１のトルクとクランク軸の角加速度との関係を示す。

ここで、Ｊは慣性モーメント，ｄω／ｄｔは角加速度，Ｔｆは摩擦トルク，Ｔｌは負荷トルク，Ｔｉは図示トルクを示す。

前述したが如く、本実施例１においては無負荷時に摩擦トルクＴｆの測定を行うので、負荷トルクＴｌ＝０となる。これが為、上記式１の内燃機関１のトルクとクランク軸の角加速度との関係式については、下記の式２の関係が成り立つ。

この式２によれば、摩擦トルクＴｆは、慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）と図示トルクＴｉが明らかになれば得られることが解る。これが為、本実施例１の摩擦トルク推定手段７Ａには、図１に示す如く、慣性トルク推定機能７Ａ_５と図示トルク推定機能７Ａ_６が設けられている。

ここで、上記慣性モーメントＪは、内燃機関１を構成するコンロッドやクランク軸等の各部品のメカニカルパラメータによって予め設計値として決められているものであって、ＥＣＵ７のバックアップＲＡＭに記憶されている。

また、角加速度ｄω／ｄｔは、クランク角センサ４の検出信号に基づいてＥＣＵ７が算出することで求められる。本実施例１のクランク角センサ４は、例えば１０°ＣＡ周期でクランク角度信号をＥＣＵ７へと出力する。

これが為、上記慣性トルク推定機能７Ａ_５は、クランク角センサ４から取得したクランク角度信号とバックアップＲＡＭに記憶されている情報とから慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を推定することができる。

続いて、上記図示トルクＴｉは、筒内圧によるトルクと往復慣性質量によるトルクを合計したものである。

ここで、本実施例１においては、摩擦トルクＴｆを推定する際に所定気筒のフューエルカットが行われる。これが為、クランク角度信号等を測定する際の気筒内においては燃焼が行われていないので、かかる場合の筒内圧によるトルクは、機関回転数Ｎｅと負荷率（気筒内にどれだけ空気が入ってきているか）から精度良く推測することができる。尚、一般に、この筒内圧トルクは、内燃機関１の制御で用いられているので既にＥＣＵ７のバックアップＲＡＭに記憶されている。これが為、本実施例１においては、そのバックアップＲＡＭに記憶されている筒内圧トルクを使用する。

また、往復慣性質量によるトルクは、ピストンの設計値の質量から予め決められているものであって、ＥＣＵ７のバックアップＲＡＭに記憶されている。

これが為、上記図示トルク推定機能７Ａ_６は、バックアップＲＡＭに既に記憶されている情報から図示トルクＴｉを推定することができる。

以上のことから、摩擦トルク推定機能７Ａ_１は、推定した慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）と図示トルクＴｉを上記式２に代入して摩擦トルクＴｆを求めることができる。

次に、上記摩擦トルク推定／書換機能７Ａ_２について説明する。この摩擦トルク推定／書換機能７Ａ_２には、上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１による摩擦トルク推定時の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度に該当する図４に示す摩擦トルクマップ上の摩擦トルク（既存摩擦トルク）Ｔｆ_１と、上記摩擦トルク測定機能７Ａ_１により求められた摩擦トルク（現摩擦トルク）Ｔｆ_２との差を求める機能が設けられている。

ここで、この摩擦トルク推定／書換機能７Ａ_２は、その差の分だけ摩擦トルクマップ上の現状の摩擦トルクカーブを縦軸（摩擦トルク軸）方向にオフセット移動させたものの各点を新たな摩擦トルクＴｆと推定する。これが為、この摩擦トルク推定／書換機能７Ａ_２には、その差の分だけ摩擦トルクマップ上の各水温における現状の摩擦トルクカーブを夫々オフセット移動させる機能が設けられており、これにより摩擦トルクマップの書き換えが行われる。

次に、この失火検出装置には、クランク角センサ４からの検出信号に基づいて内燃機関１の回転変動量ΔＮを求め、この回転変動量ΔＮが失火判定基準値Ｎｂ以上であるか否かで失火の有無を判定する公知の失火判定手段７Ｂが設けられている。

具体的に、上記失火判定基準値Ｎｂは、機関回転数Ｎｅと負荷（負荷トルクＴｌ）という運転状態をパラメータとした失火判定マップとして予め定められている。そして、この失火判定手段７Ｂには、例えばクランク角センサ４の検出信号から得た機関回転数Ｎｅを一点火毎に読み込み、前回点火時の機関回転数Ｎｅと今回点火時の機関回転数Ｎｅとの差分から回転変動量ΔＮを算出する機能と、内燃機関１の冷却水温度等の運転状態に応じて所定の失火判定マップをバックアップＲＡＭから読み込む機能と、この失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷とに対応する失火判定基準値Ｎｂを読み込み、上記回転変動量ΔＮとの比較により失火の有無を判定する機能とが設けられている。

ここで、その失火判定マップは、車輌開発時の設計値や実験値に基づいて機関回転数Ｎｅと負荷と失火判定基準値Ｎｂとの対応関係が所定のものとして予め定められる。これが為、潤滑油の劣化等により摩擦トルクＴｆが変化している場合、従来は、失火判定マップにその変化量が加味されないので、的確な精度の高い失火判定ができない。

そこで、本実施例１の失火判定手段７Ｂには、上記摩擦トルク推定手段７Ａにより書き換えられた最新の摩擦トルクマップで回転変動量ΔＮを補正する機能が設けられており、この補正後の回転変動量ΔＮと上記失火判定基準値Ｎｂとを比較して失火判定を行う。これにより、潤滑油の劣化等で摩擦トルクＴｆが変動したとしても、その変動した摩擦トルクＴｆを加味した精度の高い失火検出を行うことができる。

尚、ここでは上述したものを失火判定手段７Ｂの一例として説明するが、その失火検出方法は回転変動量に基づいたものであれば何れのものであってもよい。

次に、本発明に係る失火検出装置の動作説明を図２のフローチャートに基づいて行う。

最初に、この失火検出装置の摩擦トルク推定手段７Ａの動作説明を行う。

この摩擦トルク推定手段７Ａは、例えばイグニッションを「ＯＮ」にしてから「ＯＦＦ」にするまでの間に少なくとも一回又は所定期間毎に、摩擦トルクマップの学習／変更を行う。先ず、この摩擦トルク推定手段７Ａは、図２に示す如く、内燃機関１の負荷が安定状態にあるか否かを判定している（ステップＳＴ１）。ここで、この摩擦トルク推定手段７Ａは、負荷が安定状態に無ければ処理を終了し、安定状態にあれば所定気筒（例えばここでは１番気筒）のフューエルカットの指令を燃料噴射装置に対して行う。

これによりその所定気筒のフューエルカットが行われ（ステップＳＴ２）、しかる後、この摩擦トルク推定手段７Ａは、このフューエルカット状態において摩擦トルクＴｆの推定を行う（ステップＳＴ３）。

このステップＳＴ３において、摩擦トルク推定手段７Ａは、フューエルカット状態でクランク角センサ４から取得したクランク角度信号に基づいて角加速度ｄω／ｄｔを算出し、この角加速度ｄω／ｄｔとバックアップＲＡＭに記憶されている慣性モーメントＪとを乗算して慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を求める。また、バックアップＲＡＭに記憶されている筒内圧トルクと往復慣性質量トルクとを加算して図示トルクＴｉを求める。そして、この摩擦トルク推定手段７Ａは、前述した式２に基づきその図示トルクＴｉから慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を減算して摩擦トルクＴｆを算出する。

尚、かかる摩擦トルク推定時には、上記クランク角度信号に基づいてＥＣＵ７で機関回転数Ｎｅが算出され、更にＥＣＵ７に入力された水温センサ５の冷却水温度信号から摩擦トルク測定時の冷却水の温度が明らかになる。

次に、この摩擦トルク推定手段７Ａは、バックアップＲＡＭから図３に示す摩擦トルクマップを読み出す（ステップＳＴ４）。そして、上記摩擦トルク測定時の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度に該当する摩擦トルクマップ上の摩擦トルク（既存摩擦トルク）Ｔｆ_１と、上記ステップＳＴ３で求めた摩擦トルク（現摩擦トルク）Ｔｆ_２とを比較して、これらの値に違いがあるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。

ここで、この摩擦トルク推定手段７Ａは、既存摩擦トルクＴｆ_１と現摩擦トルクＴｆ_２とが同一の値であれば、潤滑油の劣化等による摩擦トルクＴｆの変化がないものとして処理を終了する。また、その双方の摩擦トルクＴｆ_１，Ｔｆ_２の値が異なっていれば、その差分を演算し、この差分を摩擦トルクカーブのオフセット移動量Ｏｆとして定める（ステップＳＴ６）。例えば、図４は、機関回転数Ｎｅ（例えば２０００ｒｐｍ）における水温６０℃の現摩擦トルクＴｆ_２と既存摩擦トルクＴｆ_１とを示したものであり、そのオフセット移動量分だけ移動させた摩擦トルクカーブの各点を現在の内燃機関１の摩擦トルクＴｆと推定する。

そして、この摩擦トルク推定手段７Ａは、図５示す如く摩擦トルクマップ上の各水温の摩擦トルクカーブをそのオフセット移動量Ｏｆの分だけ移動させ、この摩擦トルクマップの書き換えを行う（ステップＳＴ７）。尚、この摩擦トルクマップは、バックアップＲＡＭへと格納される。

尚、本実施例１の摩擦トルク推定手段７Ａは、負荷が安定している場合の任意の条件，即ち負荷が安定している場合の任意の機関回転数Ｎｅと冷却水温度における現摩擦トルクＴｆ_２を推定し、これに基づき略全域の摩擦トルクＴｆを推定しているが、必ずしもかかる態様に限定するものではない。例えば、負荷が安定し、且つ所定の機関回転数Ｎｅ若しくは冷却水温度（潤滑油温度）になったとき，又は所定の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度（潤滑油温度）になったときにフューエルカットを行って現摩擦トルクＴｆ_２を推定してもよい。そして、これによれば更なる推定精度の向上を図ることができる。

次に、この失火検出装置の失火判定手段７Ｂの動作説明を図６のフローチャートに基づいて行う。

先ず、この失火判定手段７Ｂは、クランク角センサ４の検出信号から得た機関回転数Ｎｅを一点火毎に読み込み、前回点火時の機関回転数Ｎｅと今回点火時の機関回転数Ｎｅとの差分から回転変動量ΔＮを算出する（ステップＳＴ１１）。そして、今回点火時の機関回転数Ｎｅと冷却水温度に基づいて、バックアップＲＡＭの摩擦トルクマップから該当する摩擦トルクＴｆを読み込み（ステップＳＴ１２）、この摩擦トルクＴｆを用いて回転変動量ΔＮの補正を行う（ステップＳＴ１３）。

続いて、この失火判定手段７Ｂは、上記運転状態に応じた失火判定マップをバックアップＲＡＭから読み出し（ステップＳＴ１４）、この失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷とに対応する失火判定基準値Ｎｂを読み込む（ステップＳＴ１５）。

しかる後、この失火判定手段７Ｂは、その失火判定基準値Ｎｂよりも上記補正後の回転変動量ΔＮが大きいか否かを判断する（ステップＳＴ１６）。

ここで、この失火判定手段７Ｂは、補正後の回転変動量ΔＮが失火判定基準値Ｎｂ以下であれば、正常であると判定して本処理を終了し、補正後の回転変動量ΔＮが失火判定基準値Ｎｂよりも大きければ失火と判定する（ステップＳＴ１７）。

以上示した如く、本実施例１の失火検出装置によれば、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができる。そして、これにより正確な回転変動量（運動量）ΔＮを求めることができるので、失火検出の精度を向上させることができる。

更に、本実施例１の失火検出装置は、摩擦トルクＴｆを推定する為に新たなセンサ等の部品を用意する必要も無く、また、既に内燃機関１の制御で使用しているバックアップＲＡＭの情報も利用するので、大幅なコスト増加を招かずに精度の高い失火検出を行うことができる。

次に、本発明に係る失火検出装置の実施例２を図７に基づいて説明する。

本実施例２の失火検出装置は、前述した実施例１の失火検出装置と比して、その失火検出方法（失火判定手段７Ｂ）が異なる。

本実施例２の失火判定手段７Ｂには、失火判定の際に読み込んだ失火判定基準値Ｎｂを、上記摩擦トルク推定手段７Ａにより書き換えられた最新の摩擦トルクマップで補正する機能が設けられている。これが為、この失火判定手段７Ｂは、その補正後の失火判定基準値Ｎｂを用いて上記回転変動量ΔＮとの比較を行うので、潤滑油の劣化等で摩擦トルクＴｆが変動したとしても、その変動した摩擦トルクＴｆを加味した精度の高い失火検出を行うことができる。

尚、本実施例２の失火判定手段７Ｂは、回転変動量ΔＮの算出機能，所定の失火判定マップの読込機能，この失火判定マップから失火判定基準値Ｎｂを読み込む機能，及び失火判定基準値Ｎｂと回転変動量ΔＮとの比較による失火判定機能を有する点では実施例１の失火判定手段７Ｂと同様である。

かかる場合における失火判定手段７Ｂは、図７のフローチャートに示す如く動作する。

先ず、この失火判定手段７Ｂは、クランク角センサ４の検出信号から得た機関回転数Ｎｅを一点火毎に読み込み、前回点火時の機関回転数Ｎｅと今回点火時の機関回転数Ｎｅとの差分から回転変動量ΔＮを算出する（ステップＳＴ２１）。そして、バックアップＲＡＭから失火判定マップを読み出し（ステップＳＴ２２）、更にこの失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷とに対応する失火判定基準値Ｎｂを読み込む（ステップＳＴ２３）。

しかる後、この失火判定手段７Ｂは、その失火判定基準値Ｎｂの機関回転数Ｎｅと今回点火時の冷却水温度に基づいて、バックアップＲＡＭの摩擦トルクマップから該当する摩擦トルクＴｆを読み込む（ステップＳＴ２４）。そして、この摩擦トルクＴｆを用いて失火判定基準値Ｎｂの補正を行い（ステップＳＴ２５）、この補正後の失火判定基準値Ｎｂよりも上記回転変動量ΔＮが大きいか否かを判断する（ステップＳＴ２６）。

ここで、この失火判定手段７Ｂは、回転変動量ΔＮが補正後の失火判定基準値Ｎｂ以下であれば、正常であると判定して本処理を終了し、回転変動量ΔＮが補正後の失火判定基準値Ｎｂよりも大きければ失火と判定する（ステップＳＴ２７）。

以上示した如く、本実施例２の失火検出装置によれば、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができ、これを用いて失火判定基準値Ｎｂの補正を行うことで失火検出の精度を向上させることができる。

次に、本発明に係る失火検出装置の実施例３を図８に基づいて説明する。

本実施例３の失火検出装置は、前述した実施例１，２の失火検出装置と比して、その摩擦トルクＴｆの推定方法（摩擦トルク推定手段７Ａ）が異なる。

実施例１，２においては前述した式２を用いて摩擦トルクＴｆの推定を行ったが、本実施例３の摩擦トルク推定手段７Ａは、内燃機関１を始動させる為の電動モータ（図示略）から摩擦トルクＴｆの推定を行う。

具体的に、この摩擦トルク推定手段７Ａの摩擦トルク推定機能７Ａ_１には、内燃機関１の着火前の空転時に電動モータの消費電力を求め、この消費電力から内燃機関１の摩擦トルクＴｆに相当するモータトルクを求めるモータトルク推定機能が設けられている。

ここで、本実施例３の摩擦トルク推定手段７Ａは、実施例１，２と同様の摩擦トルク推定／書換機能７Ａ_２及び負荷状態判定機能７Ａ_３を有している。尚、この負荷状態判定機能７Ａ_３は、実施例１で説明したクランキング中か否かで負荷の安定状態を判定するものを適用する。

また、本実施例３にあっては、内燃機関１の着火前の空転時に電動モータの消費電力を求めるので、負荷が安定している場合の所定気筒のフューエルカット機能７Ａ_４は設けていないが、必要とあらば設けてもよい。

かかる場合における摩擦トルク推定手段７Ａは、図８のフローチャートに示す如く動作する。

この摩擦トルク推定手段７Ａは、電動モータが駆動された際に内燃機関１の負荷が安定状態にあると判断して（ステップＳＴ３１）、内燃機関１が着火する前の空転時に電動モータの消費電力を求める（ステップＳＴ３２）。そして、この消費電力から内燃機関１の摩擦トルクＴｆに相当するモータトルクを推定する（ステップＳＴ３３）。

即ち、内燃機関１の始動時で且つ着火前であれば、電動モータは、内燃機関１の摩擦トルクＴｆに打ち勝つようにＥＣＵ７によって電流の制御が為される。これが為、摩擦トルクＴｆが大きければ電動モータの消費電力は大きくなるので、この特性を利用して消費電力から摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。

以降、ステップＳＴ３４〜ＳＴ３７までの摩擦トルクマップの書き換え処理は、実施例１，２のステップＳＴ４〜ＳＴ７までの処理と同じであるので、ここでの説明は省略する。

以上示した如く、本実施例３の失火検出装置によっても、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができ、失火検出の精度を向上させることができる。特に、電動モータの消費電力からの摩擦トルクＴｆの推定は、簡便であり、また、制御プログラム等の構成を簡潔なものとすることができるので有用である。

次に、本発明に係る失火検出装置の実施例４を説明する。

本実施例４の失火検出装置は、前述した実施例１〜３の失火検出装置の摩擦トルク推定手段７Ａに、潤滑油の粘性等の特性を検出する潤滑油特性検出機能を備え、この検出された潤滑油の特性に基づいて摩擦トルクＴｆの推定を行うものである。

例えば、その潤滑油特性検出機能は、冷却水温度又は潤滑油温度が安定してきたときに潤滑油の粘度を測定し、この潤滑油特性情報をバックアップＲＡＭに格納する。かかる処理を繰り返し、今回測定した粘度が前回の測定粘度に対して所定の低下代を超え、更に負荷状態が安定したときに摩擦トルク推定機能７Ａ_１による現摩擦トルクＴｆ_２の推定を行う。

このように、潤滑油特性情報を利用して摩擦トルクＴｆの推定を行うことで、その推定精度の更なる向上を図ることができる。

尚、上述した各実施例１〜４により推定された現摩擦トルクＴｆ_２は、以下の潤滑油の交換時期の判定にも使用することができる。

例えば、潤滑油の交換時期を判断する為の閾値たる摩擦トルク情報をバックアップＲＡＭに格納しておく。そして、この摩擦トルク情報と上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１により推定した現摩擦トルクＴｆ_２との比較を行って潤滑油の交換時期を判定する潤滑油交換時期判定手段をＥＣＵ７に設け、更に、交換時期と判定された際に、その旨をインジケータランプや音等で運転者に知らせる警告手段を設けておく。

ここで、その摩擦トルク情報は、実走行等を行った実験データ等から求めたものであり、交換を要するまで潤滑油が劣化した際に上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１により推定した摩擦トルクＴｆを用いる。

本発明に係る失火検出装置を具備する車輌においては、その走行を続けていく中で、上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１が失火判定を行う為の現摩擦トルクＴｆ_２の推定を繰り返している。

ここで、上記潤滑油交換時期判定手段は、上記摩擦トルク情報と上記摩擦トルク推定機能７Ａ_１により推定した現摩擦トルクＴｆ_２とを比較し、現摩擦トルクＴｆ_２が摩擦トルク情報を超えていれば交換時期と判定する。そして、その際に潤滑油交換時期判定手段は警告手段を作動させる為の指令を送るので、この警告手段が作動して運転者は適切な潤滑油の交換時期を知ることができる。

次に、本発明に係る失火検出装置の実施例５を図９に基づいて説明する。

本実施例５の失火検出装置は、前述した実施例１において失火判定手段７Ｂを以下の如く変更したものであり、他については実施例１と同様に構成されている。

具体的に、前述した実施例１の失火判定手段７Ｂは内燃機関１の運転状態を表す回転変動量ΔＮをパラメータにして失火の有無を判定するものであるが、本実施例５の失火判定手段７Ｂについては、内燃機関１の運転状態を表す推定トルク変動量ΔＴをパラメータにして失火の有無を判定するよう構成している。

先ず、この本実施例５の失火判定手段７Ｂは、例えばクランク角センサ４の検出信号から得たクランク軸の角加速度ｄω／ｄｔを一点火毎に読み込み、前回点火時の角加速度ｄω／ｄｔと今回点火時の角加速度ｄω／ｄｔとから夫々求めた推定トルクＴの差分から推定トルク変動量ΔＴを算出する機能を備えている。

ここで、本実施例５で用いる失火判定基準値Ｔｂについても、実施例１〜４の失火判定基準値Ｎｂと同様に、機関回転数Ｎｅと負荷（負荷トルクＴｌ）という運転状態をパラメータとした失火判定マップとして予め定められている。これが為、本実施例５の失火判定手段７Ｂにおいても、内燃機関１の冷却水温度等の運転状態に応じて所定の失火判定マップをバックアップＲＡＭから読み込む機能が設けられており、その読み込んだ失火判定マップから取得した失火判定基準値Ｔｂを用いて失火判定を行う。

一方、その失火判定マップは機関回転数Ｎｅと負荷と失火判定基準値Ｔｂとの対応関係が車輌開発時の設計値や実験値に基づいた所定のものとして予め定められているので、潤滑油の劣化等により摩擦トルクＴｆが変化している場合には、失火判定マップにその変化量が加味されず、的確な精度の高い失火判定が行えない。

そこで、本実施例５の失火判定手段７Ｂは、摩擦トルク推定手段７Ａにより書き換えられた最新の摩擦トルクマップで上記推定トルク変動量ΔＴを補正し、この補正後の推定トルク変動量ΔＴと失火判定基準値Ｔｂとを比較して失火判定を行う。これにより、本実施例５の失火判定手段７Ｂは、潤滑油の劣化等で摩擦トルクＴｆが変動したとしても、その変動した摩擦トルクＴｆを加味した精度の高い失火検出を行うことができる。

このようなことから、この失火判定手段７Ｂには、かかる推定トルク変動量ΔＴの補正を行う機能と、読み込んだ失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷とに対応する失火判定基準値Ｔｂを読み込み、この失火判定基準値Ｔｂと補正後の推定トルク変動量ΔＴとの比較により失火の有無を判定する機能とが設けられている。

以下に、以上示した如く構成した本実施例５の失火判定手段７Ｂの動作説明を図９のフローチャートに基づいて行う。

先ず、この失火判定手段７Ｂは、クランク角センサ４の検出信号から得た角加速度ｄω／ｄｔを一点火毎に読み込み、前回点火時の角加速度ｄω／ｄｔと今回点火時の角加速度ｄω／ｄｔとから夫々求めた推定トルクＴの差分から推定トルク変動量ΔＴを算出する（ステップＳＴ４１）。そして、今回点火時の機関回転数Ｎｅと冷却水温度に基づいて、バックアップＲＡＭの摩擦トルクマップから該当する摩擦トルクＴｆを読み込み（ステップＳＴ４２）、この摩擦トルクＴｆを用いて推定トルク変動量ΔＴの補正を行う（ステップＳＴ４３）。

続いて、この失火判定手段７Ｂは、上記運転状態に応じた失火判定マップをバックアップＲＡＭから読み出し（ステップＳＴ４４）、この失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷とに対応する失火判定基準値Ｔｂを読み込む（ステップＳＴ４５）。

しかる後、この失火判定手段７Ｂは、その失火判定基準値Ｔｂよりも上記補正後の推定トルク変動量ΔＴが大きいか否かを判断する（ステップＳＴ４６）。

ここで、この失火判定手段７Ｂは、補正後の推定トルク変動量ΔＴが失火判定基準値Ｔｂ以下であれば、正常であると判定して本処理を終了し、補正後の推定トルク変動量ΔＴが失火判定基準値Ｔｂよりも大きければ失火と判定する（ステップＳＴ４７）。

以上示した如く、本実施例５の失火検出装置によれば、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができる。そして、これにより正確な推定トルク変動量ΔＴを求めることができるので、失火検出の精度を向上させることができる。

尚、本実施例５にあっては、前述した実施例３又は実施例４の摩擦トルク推定手段７Ａを用いて摩擦トルクＴｆの推定を行ってもよい。

次に、本発明に係る失火検出装置の実施例６を図１０に基づいて説明する。

本実施例６の失火検出装置は、前述した実施例５の失火検出装置と比して、その失火検出方法（失火判定手段７Ｂ）が異なるものである。

本実施例６の失火判定手段７Ｂには、失火判定の際に読み込んだ失火判定基準値Ｔｂを、上記摩擦トルク推定手段７Ａにより書き換えられた最新の摩擦トルクマップで補正する機能が設けられている。これが為、この失火判定手段７Ｂは、その補正後の失火判定基準値Ｔｂを用いて上記推定トルク変動量ΔＴとの比較を行うので、潤滑油の劣化等で摩擦トルクＴｆが変動したとしても、その変動した摩擦トルクＴｆを加味した精度の高い失火検出を行うことができる。

尚、本実施例６の失火判定手段７Ｂは、推定トルク変動量ΔＴの算出機能，所定の失火判定マップの読込機能，この失火判定マップから失火判定基準値Ｔｂを読み込む機能，及び失火判定基準値Ｔｂと推定トルク変動量ΔＴとの比較による失火判定機能を有する点では実施例５の失火判定手段７Ｂと同様である。

かかる場合における失火判定手段７Ｂは、図１０のフローチャートに示す如く動作する。

先ず、この失火判定手段７Ｂは、実施例５のステップＳＴ４１と同様にして推定トルク変動量ΔＴを算出する（ステップＳＴ５１）。そして、バックアップＲＡＭから失火判定マップを読み出し（ステップＳＴ５２）、更にこの失火判定マップから今回点火時の機関回転数Ｎｅと負荷（負荷トルクＴｌ）とに対応する失火判定基準値Ｔｂを読み込む（ステップＳＴ５３）。

しかる後、この失火判定手段７Ｂは、その失火判定基準値Ｔｂの機関回転数Ｎｅと今回点火時の冷却水温度に基づいて、バックアップＲＡＭの摩擦トルクマップから該当する摩擦トルクＴｆを読み込む（ステップＳＴ５４）。そして、この摩擦トルクＴｆを用いて失火判定基準値Ｔｂの補正を行い（ステップＳＴ５５）、この補正後の失火判定基準値Ｔｂよりも上記推定トルク変動量ΔＴが大きいか否かを判断する（ステップＳＴ５６）。

ここで、この失火判定手段７Ｂは、推定トルク変動量ΔＴが補正後の失火判定基準値Ｔｂ以下であれば正常であると判定して本処理を終了し、推定トルク変動量ΔＴが補正後の失火判定基準値Ｔｂよりも大きければ失火と判定する（ステップＳＴ５７）。

このように、本実施例６の失火検出装置によれば、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができ、これを用いて失火判定基準値Ｔｂの補正を行うことで失火検出の精度を向上させることができる。

尚、本実施例６にあっても、前述した実施例３又は実施例４の摩擦トルク推定手段７Ａを用いて摩擦トルクＴｆの推定を行ってもよい。

以上のように、本発明に係る失火検出装置は、失火の高精度な検出を行うのに有用であり、特に、かかる高精度な失火検出を低コストで実現するのに適している。

本発明に係る失火検出装置の実施例１の構成の一例を示すブロック図である。 実施例１の失火検出装置における摩擦トルク推定手段の動作説明を示すフローチャートである。 実施例１の失火検出装置の摩擦トルクマップの一例を示す図である。 実施例１の摩擦トルク推定手段で検出した現摩擦トルクと既存摩擦トルクとの関係を図３に示す摩擦トルクマップ上に表した説明図である。 実施例１の摩擦トルク推定手段により書き換えられた摩擦トルクマップの一例を示す図である。 実施例１の失火検出装置における失火判定手段の動作説明を示すフローチャートである。 本発明に係る失火検出装置の実施例２における失火判定手段の動作説明を示すフローチャートである。 本発明に係る失火検出装置の実施例３における摩擦トルク推定手段の動作説明を示すフローチャートである。 本発明に係る失火検出装置の実施例５における失火判定手段の動作説明を示すフローチャートである。 本発明に係る失火検出装置の実施例６における失火判定手段の動作説明を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
４ クランク角センサ
７ ＥＣＵ
７Ａ 摩擦トルク推定手段
７Ａ_１ 摩擦トルク推定機能
７Ａ_２ 摩擦トルク推定／書換機能
７Ａ_３ 負荷状態判定機能
７Ａ_４ フューエルカット機能
７Ａ_５ 慣性トルク推定機能
７Ａ_６ 図示トルク推定機能
７Ｂ 失火判定手段

Claims (12)

1. 内燃機関の運転状態をパラメータにして失火の検出を行う内燃機関の失火検出装置であって、
   前記内燃機関における或る運転状態の摩擦トルクを推定し、該推定した摩擦トルクと現在記憶されている全域の運転状態における摩擦トルクの情報とから最新の前記全域の運転状態における摩擦トルクを推定する摩擦トルク推定手段と、該摩擦トルク推定手段により求められた摩擦トルクを用いて失火の判定を行う失火判定手段と、を備えたことを特徴とする失火検出装置。
2. 前記摩擦トルク推定手段は、前記内燃機関の負荷の状態を判定する負荷状態判定機能を有し、該負荷状態判定機能により負荷が安定状態にあると判定された場合に前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項１記載の失火検出装置。
3. 前記負荷状態判定機能は、車輪に駆動力を伝達するクラッチが切断状態である場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とした請求項２記載の失火検出装置。
4. 前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関の機関回転数が安定している場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とした請求項２記載の失火検出装置。
5. 前記機関回転数の安定状態とは、前記内燃機関がアイドリング状態の場合であることを特徴とする請求項４記載の失火検出装置。
6. 前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関をクランキング中の場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とした請求項２記載の失火検出装置。
7. 前記負荷状態判定機能は、前記内燃機関がフューエルカット状態である場合に負荷が安定状態にあると判定することを特徴とした請求項２記載の失火検出装置。
8. 前記摩擦トルク推定手段は、前記負荷状態判定機能により負荷が安定状態にあると判定された場合に所定気筒のフューエルカットを行うフューエルカット機能を有し、該フューエルカットが行われた際に前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の失火検出装置。
9. 前記摩擦トルク推定手段は、前記内燃機関の図示トルクを推定する図示トルク推定機能と、前記内燃機関の慣性トルクを推定する慣性トルク推定機能とを有し、該図示トルクと慣性トルクの差分から前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項１から８の何れか一つに記載の失火検出装置。
10. 前記摩擦トルク推定手段は、所定の機関回転数又は／及び温度である場合に前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項１から９の何れか一つに記載の失火検出装置。
11. 前記摩擦トルク推定手段は、前記クランキングを行う電動モータのモータトルクを推定するモータトルク推定機能を有し、該モータトルクから前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項６記載の失火検出装置。
12. 前記摩擦トルク推定手段は、潤滑油の粘性等の特性の変化を表す潤滑油特性情報を備え、該潤滑油特性情報を用いて前記摩擦トルクの推定を行うことを特徴とする請求項１から１１の何れか一つに記載の失火検出装置。

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