CN101213359A - 内燃机的失火判定装置以及失火判定方法 - Google Patents

内燃机的失火判定装置以及失火判定方法 Download PDF

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Abstract

一种内燃机的失火判定装置和判定方法，其中：在没有进行催化剂预热促进控制时，通过将作为曲轴旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30与阈值Tref1、Tref2相比较，划分为间歇失火、以及单失火和连续失火两个组来判定失火(S120～150)；在进行催化剂预热促进控制时，通过将作为曲轴(26)旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30与阈值Tref3、Tref4相比较，划分为连续失火、以及单失火和间歇失火两个组来判定失火(S160～190)。由此，不管是否执行催化剂预热促进控制，都能更高精度地判定发动机的失火。

Description

内燃机的失火判定装置以及失火判定方法
技术领域
本发明涉及内燃机的失火(misfire，不点火)判定装置以及失火判定方法，详细地说，涉及具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定装置，以及这样的内燃机的失火判定方法。
背景技术
以往，作为这种内燃机的失火判定装置，提出了一种基于第1电动发电机的输出扭矩指令值来检测车辆中的发动机的失火的技术方案，所述车辆包括：发动机；行星齿轮机构，其中行星架与发动机的曲轴连接，同时齿圈与车轴侧连接；第1电动发电机，其与行星齿轮机构的太阳齿轮连接；第2电动发电机，其与车轴侧连接(例如，参照专利文献1)。在该装置中，为了抑制由发动机的扭矩脉冲产生的振动而与发动机的爆发(燃烧膨胀)定时同步地使第1电动发电机的输出扭矩变动，当此时的输出扭矩指令值相对于前次大幅度地下降时判定为失火。
专利文献1：特开2000-240501号公报
发明内容
在上述的车辆中，能够通过来自第2电动发电机的动力进行行驶，所以在净化来自发动机的排气的净化装置没有被预热、没有充分发挥功能时为了进行净化装置的预热，可以进行与使点火时刻滞后等通常的发动机控制不同的控制。此时，发动机的扭矩脉冲与通常时不同，所以在使由第1电动发电机进行的减震控制也不同时，会产生通过第1电动发电机的输出扭矩指令值无法适当地判定发动机的失火的情况。
本发明的内燃机的失火判定装置以及失火判定方法的目的之一在于：不管是对在排气系统上安装了净化排气的净化装置的内燃机促进净化装置的预热时还是预热结束时，都能更高精度地判定内燃机的失火。本发明的内燃机的失火判定装置以及失火判定方法的目的之一在于：不管是在对排气系统上安装了净化排气的净化装置的内燃机促进净化装置的预热时还是预热结束时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。
本发明的内燃机的失火判定装置以及失火判定方法为了达成上述目的的至少一部分，采用以下的方案。
本发明的内燃机的失火判定装置，是具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定装置，其中，包括：旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；单位旋转角所需要时间运算单元，其基于所述检测出的旋转位置，运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间；和失火判定单元，其在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组从而判定该多个失火模式。
在该本发明的内燃机的失火判定装置中，在对于在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机进行用于促进净化装置的预热的预热促进控制时，使用基于内燃机的输出轴的旋转位置运算出来的、作为内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，将多个失火模式划分为至少两个组来判定该多个失火模式，在没有进行预热促进控制时使用单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为与在进行预热促进控制时所划分的组不同的组来判定多个失火模式。由此，不管是促进净化装置的预热时还是没有促进预热时，都能更高精度地判定内燃机的失火。
在这样的本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：作为所述多个失火模式，判定所述多个气缸中仅有1个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组来判定所述多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模式的组来判定所述多个失火模式。通过这样，不管是促进净化装置的预热时还是没有促进预热时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。
在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过该第3时间但超过比第3时间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火模式的组。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
另外，在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分判定所述单失火模式和所述间歇失火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述间歇失火模式。此时，所述失火判定单元可以进一步设为这样一种单元：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2判定值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判定为间歇失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
在当没有进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与连续失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分判定所述单失火模式和所述连续失火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。此时，所述失火判定单元可以进一步设为这样一种单元：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所述连续失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定没有促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
另外，在本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元：在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来判定所划分的组内的失火。这样一来，能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。此时，所述预定角度差是360度差或者120度差。
本发明的内燃机的失火判定方法，是具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定方法，其中：在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时，基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，并使用该运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组来判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，运算所述单位旋转角所需要时间，并使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组来判定该多个失火模式。
在该本发明的内燃机的失火判定方法中，在对于在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机进行用于促进净化装置的预热的预热促进控制时，基于内燃机的输出轴的旋转位置运算作为内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，并使用运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而判定该多个失火模式，在没有进行预热促进控制时，同样运算单位旋转角所需要时间，并使用运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为与进行所述预热促进控制时所划分的组不同的组从而判定该多个失火模式。由此，不管是促进净化装置的预热时还是没有促进净化装置的预热时，都能更高精度地判定内燃机的失火。
在这样的本发明的内燃机的失火判定方法中，可以设为：作为所述多个失火模式，包括所述多个气缸中的仅1个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式；在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组从而判定所述多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模式的组从而判定所述多个失火模式。通过这样，不管是促进净化装置的预热时还是没有促进预热时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。
在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方法中，可以设为：在进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第3时间但超过比该第3时间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火模式的组。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
另外，在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方法中，可以设为：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述间歇失火模式而进行判定。此时，可以设为，其特征在于：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定单失火模式和间歇失火模式。此时，可以进一步设为，其特征在于：在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2判定值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判定为间歇失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
在当没有进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失火模式与连续失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方法中，可以设为，其特征在于：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述连续失火模式而进行判定。此时，可以设为，其特征在于：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。此时，可以进一步设为，其特征在于：在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所述连续失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定没有促进净化装置的预热时的内燃机的失火。
另外，在本发明的内燃机的失火判定中，可以设为，其特征在于：在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差而判定所划分的组内的失火。这样一来，能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。此时，可以设为：所述预定角度差是360度差或者120度差。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车20的结构的大概的结构图；
图2是表示发动机22的结构的大概的结构图；
图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理的一例的流程图；
图4是表示T30运算处理的一例的流程图；
图5是表示单失火连续失火判定处理的一例的流程图；
图6是表示720度曲轴转角CA中的360度差Δ360的变化的样子的一例的说明图；
图7是表示单失火间歇失火判定处理的一例的流程图；
图8是表示单失火时的360度差Δ360与曲轴转角CA的关系以及120度差Δ120与曲轴转角CA的关系的一例的说明图；
图9是表示间歇失火时的360度差Δ360与曲轴转角CA的关系以及120度差Δ120与曲轴转角CA的关系的一例的说明图；
图10是表示变形例的混合动力汽车120的结构的大概的结构图；
图11是表示变形例的混合动力汽车220的结构的大概的结构图。
具体实施方式
接下来，使用实施例对实施本发明的最佳方式进行说明。图1是表示混合动力汽车20的结构的大概的结构图，其中所述混合动力汽车装载有作为本发明的一个实施例的内燃机的失火判定装置。实施例的混合动力汽车20如图所示，包括：发动机22，经由作为扭转要素的减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配综合机构30，连接在动力分配综合机构30上的能够发电的电机MG1，安装在作为连接在动力分配综合机构30上的驱动轴的齿圈轴32a上的减速器35，连接在该减速器35上的电机MG2，和控制车辆整体的混合动力用电子控制单元70。在这里，作为实施例的内燃机的失火判定装置，主要对应于控制发动机22的发动机用电子控制单元24。
发动机22，是作为例如能够通过汽油或轻油等碳氢化合物类燃料输出动力的6缸内燃机而构成的，如图2所示，经由节气门124将由空气净化器122净化的空气吸入，同时从设置在每个气缸上的燃料喷射阀126喷射汽油，使吸入的空气与汽油混合，经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过由火花塞130产生的电火花使其爆发燃烧，将由其能量向下推动的活塞132的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。
发动机22，由发动机用电子控制单元(以下简称为发动机ECU)24控制。发动机ECU24由以CPU24a为中心的微处理器构成，除CPU24a之外还包括储存处理程序的ROM24b、暂时储存数据的RAM24c和未图示的输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入来自检测发动机22的状态的各种传感器的信号；来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128和排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门位置；来自安装在进气管上的空气流量计148的空气流量信号AF；来自同样安装在进气管上的温度传感器149的进气温度；来自空燃比传感器135a的空燃比AF；来自氧气传感器135b的氧气信号等。另外，从发动机ECU24，经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如：给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电机136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。另外，发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输出与发动机22的运行状态有关的数据。
动力分配综合机构30，包括：作为外齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳齿轮31同心的圆上的作为内齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在齿圈32上经由齿圈轴32a连结有减速器35；在电机MG1作为发电机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力根据其传动比分配到太阳齿轮31侧和齿圈32侧；在电机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电机MG1的动力综合(集成，统合)，并向齿圈32侧输出。向齿圈32输出的动力，从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、63b输出。
电机MG1以及电机MG2，都由能够作为发电机而驱动同时能够作为电动机而驱动的周知的同步电动发电机构成，经由逆变器41、42与电池50进行电力的交换。连接逆变器41、42与电池50的电力线54，由各逆变器41、42共用的正极母线和负极母线构成，电机MG1、MG2之一发电的电力能够由另一电机消耗。因此，电池50通过电机MG1、MG2之一发电的电力或不足的电力而进行充放电。另外，在通过电机MG1、MG2获得电力收支的平衡时，电池50不进行充放电。电机MG1、MG2都由电机用电子控制单元(以下称作电机ECU)40驱动控制。向电机ECU40中输入驱动控制电机MG1、MG2所必须的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电机MG1、MG2上的相电流等，从电机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信号。电机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，同时，根据需要将与电机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU)52管理。向电池ECU52中输入管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50的输出端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要，通过通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。另外，为了管理电池50，电源ECU52还基于由电流传感器检测出的充放电电流的累计值运算残余容量(SOC)。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除CPU72之外还包括储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力用电子控制单元70输入：来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器88的车速V等。如上所述，混合动力用电子控制单元70，通过通信端口与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
这样构成的实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板83的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩，并对发动机22、电机MG1和电机MG2进行运行控制以将与该要求扭矩相对应的要求动力向齿圈轴32a输出。作为发动机22、电机MG1和电机MG2的运行控制，有扭矩转换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时以通过动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩转换后向齿圈轴32a输出的方式对电机MG1、电机MG2驱动控制；还有充放电运行模式：其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电，以随着从发动机22输出的动力的全部或者一部分由动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2进行的扭矩转换、从而将要求动力向齿圈轴32a输出的方式，对电机MG1、电机MG2驱动控制；还有电机运行模式，其中以使发动机22的运行停止、向齿圈轴32a输出来自电机MG2的与要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于对发动机22的任意一个气缸是否失火进行判定时的动作进行说明，所述发动机22装载在这样构成的实施例的混合动力汽车20上。图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理例程的一个实例的流程图。该例程每隔规定时间反复执行。
在执行失火判定处理时，发动机ECU24的CPU24a首先执行输入作为曲轴26旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30、和表示是否处于执行用于促进净化装置134的催化剂的预热的催化剂预热促进控制中的催化剂预热控制标志F的处理(步骤S100)。在这里，作为30度所需要时间T30，输入由图4所例示的T30运算处理所运算出来的结果。30度所需要时间T30，在图4的T30运算处理中，可以通过下述步骤进行运算：基于来自曲轴位置传感器140的曲轴转角CA，曲轴转角CA每旋转30度时输入此时的时刻(步骤S200)，并计算本次的时刻与上次曲轴转角CA旋转30度时所输入的时刻的差(步骤S210)。另外，作为催化剂预热控制标志F，通过通信从混合动力用电子控制单元70输入如下所述的设定值：通过混合动力用电子控制单元70，在净化装置134的催化剂的预热没有结束、许可进行促进催化剂的预热的控制时，将值设定为1，在催化剂的预热结束时或者虽然催化剂的预热没有结束但不允许进行促进催化剂的预热的控制时，将值设定为0。
接下来，检查所输入的催化剂预热控制标志F(步骤S110)，在催化剂预热控制标志F为0时，即没有进行催化剂预热促进控制时，将所输入的30度所需要时间T30与阈值Tref1、Tref2相比较(步骤S120、130)。在这里，阈值Tref1，是比阈值Tref2大的值，是用于在没有执行催化剂预热促进控制时判定处于间歇失火的阈值，所述间歇失火是发动机22的6个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火；阈值Tref2是用于在没有执行催化剂预热促进控制时判定处于由单失火和连续失火构成的组的阈值，所述单失火是发动机22的6个气缸中只有1个气缸失火，所述连续失火是连续的2个气缸失火。阈值Tref1和阈值Tref2，都可以通过实验等来确定。在30度所需要时间T30大于阈值Tref1时，判定为产生了间歇失火(步骤S140)，然后结束失火判定处理。另一方面，在30度所需要时间T30小于等于阈值Tref1但大于阈值Tref2时，判定为产生了单失火或连续失火，执行判定单失火和连续失火的图5所例示的单失火连续失火判定处理(步骤S150)，然后结束失火判定处理。
在单失火连续失火判定处理中，首先输入30度所需要时间T30(步骤S300)，计算所输入的30度所需要时间T30的360度差Δ360(步骤S310)，将360度差Δ360的波峰(峰值)设定为失火气缸P1(步骤S320)。在6缸发动机的情况下，每隔120度曲轴转角CA爆发燃烧，所以在30度所需要时间T30的360度差Δ360中，对于失火的气缸的30度所需要时间T30(较大的值)与对于没有失火的气缸的30度所需要时间T30(较小的值)的差，变为比没有失火的气缸彼此之间的差大的值。因此，表示波峰的360度差Δ360与失火的气缸相对应。在实施例中，将该气缸设为失火气缸P1(Δ360)。在图6中表示720度曲轴转角CA中的360度差Δ360的变化的样子。图中，与作为波峰的360度差Δ360相对应的气缸用失火气缸P1表示，在该失火气缸P1的一个之前爆发燃烧的气缸用失火前气缸P0表示，在失火气缸P1的一个之后爆发燃烧的气缸用失火后气缸P2表示。接下来，计算所输入的30度所需要时间T30的120度差Δ120(步骤S330)，与360度差Δ360时相同，将120度差Δ120的波峰设定为失火气缸P1(步骤S340)。在6缸发动机的情况下，如上所述每隔120度曲轴转角CA爆发燃烧，所以在30度所需要时间T30的120度差Δ120中也一样，对于失火的气缸的30度所需要时间T30(较大的值)与对于没有失火的气缸的30度所需要时间T30(较小的值)的差，变为比没有失火的气缸彼此之间的差大的值。因此，在120度差Δ120中也一样，波峰与失火的气缸相对应。在实施例中，将该气缸设为失火气缸P1(Δ120)。曲轴转角CA的720度的120度差Δ120的变化的样子也与图6相同。
接下来，作为判定指标Ja1、Ja2、Ja3，计算：在失火气缸P1之前(第)一个燃烧的气缸P0的360度差Δ360(P0)与失火气缸P1的360度差Δ360(P1)的比[360(P0)/360(P1)]，在失火气缸P1之后(第)一个燃烧的气缸P2的360度差Δ360(P2)与失火气缸P1的360度差Δ360(P1)的比[360(P2)/360(P1)]，和在失火气缸P1之前一个燃烧的气缸P0的120度差Δ120(P0)与失火气缸P1的120度差Δ120(P1)的比[120(P0)/120(P1)](步骤S350)；判定所计算出的判定指标Ja1、Ja2、Ja3是否分别处于由阈值A11、A12所设定的范围、由阈值A21、A22所设定的范围、由阈值A31、A32所设定的范围(步骤S360)。在这里，阈值A11、A12是单失火时的、在失火气缸P1之前一个燃烧的气缸P0的360度差Δ360(P0)与失火气缸P1的360度差Δ360(P1)的比[360(P0)/360(P1)]的范围的下限与上限，阈值A21、A22是单失火时的、在失火气缸P1之后一个燃烧的气缸P2的360度差Δ360(P2)与失火气缸P1的360度差Δ360(P1)的比[360(P2)/360(P1)]的范围的下限与上限，阈值A31、A32是单失火时的、在失火气缸P1之前一个燃烧的气缸P0的120度差Δ120(P0)与失火气缸P1的120度差Δ120(P1)的比[120(P0)/120(P1)]的范围的下限与上限；可以分别通过实验等来求得。因此，步骤S360的判定为是否为单失火的判定。在判定为判定指标Ja1、Ja2、Ja3分别处于由阈值A11、A12所设定的范围、由阈值A21、A22所设定的范围、由阈值A31、A32所设定的范围时，判定为单失火(步骤S370)，结束单失火连续失火判定处理；在判定为判定指标Ja1、Ja2、Ja3都不处于由阈值A11、A12所设定的范围、由阈值A21、A22所设定的范围、由阈值A31、A32所设定的范围时，判定为不是单失火而是连续失火(步骤S380)，结束单失火连续失火判定处理。
当在步骤S110中催化剂预热控制标志F为值1时，即判定为进行催化剂预热促进控制时，与没有执行催化剂预热促进控制时相同，将所输入的30度所需要时间T30与阈值Tref3、Tref4相比较(步骤S160、170)。在这里，阈值Tref3，是比阈值Tref4大的值，是用于在执行催化剂预热促进控制时判定处于连续失火的阈值，所述连续失火是发动机22的6个气缸中的连续的2个气缸失火；阈值Tref4是用于判定由单失火和间歇失火构成的组的阈值，所述单失火是发动机22的6个气缸中只有1个气缸失火，所述间歇失火是夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火。阈值Tref3和阈值Tref4，都可以通过实验等来确定，可以使用与所述的阈值Tref1和阈值Tref2相同的值，也可以使用不同的值。在30度所需要时间T30大于阈值Tref3时，判定为产生了连续失火(步骤S180)，然后结束失火判定处理。另一方面，在30度所需要时间T30小于等于阈值Tref3但大于阈值Tref4时，判定为产生了单失火或间歇失火，执行判定单失火和间歇失火的图7所例示的单失火间歇失火判定处理(步骤S190)，然后结束失火判定处理。
在单失火间歇失火判定处理中，首先输入30度所需要时间T30(步骤S400)，计算所输入的30度所需要时间T30的360度差Δ360(步骤S410)，对在720度曲轴转角CA内超过360度差Δ360的阈值B1的波峰的数目(波峰数)N360进行计数(步骤S420)。如上所述，在6缸发动机的情况下，对于失火的气缸的360度差Δ360为较大的值，所以波峰数N360为6个气缸中的失火的气缸数。在这里，阈值B1被设定为比单失火时和间歇失火时的与失火气缸相对应的360度差Δ360小的值，并且为比单失火时和间歇失火时的与没有失火的气缸相对应的360度差Δ360大的值，可以通过实验等来求得。
接下来，计算所输入的30度所需要时间T30的120度差Δ120(步骤S430)，对在720度曲轴转角CA内超过120度差Δ120的阈值B2的波峰的数目(波峰数)N120进行计数(步骤S440)。如上所述，在6缸发动机的情况下，对于失火的气缸的120度差Δ120变为较大的值，所以波峰数N120也与波峰数N360相同，变为6个气缸中的失火的气缸数。在这里，阈值B2被设定为比单失火时和间歇失火时的与失火气缸相对应的120度差Δ120小的值，并且为比单失火时和间歇失火时的与没有失火的气缸相对应的120度差Δ120大的值，可以通过实验等来求得。
然后，判定与360度差Δ360相对的波峰数N360是否为值1以及与120度差Δ120相对的波峰数N120是否为值1(步骤S450)，在波峰数N360和波峰数N120都为值1时判定为单失火(步骤S460)，结束单失火间歇失火判定处理；在波峰数N360和波峰数N120都不为值1时判定为间歇失火(步骤S470)，结束单失火间歇失火判定处理。在图8中表示单失火时的360度差Δ360与曲轴转角CA的关系以及120度差Δ120与曲轴转角CA的关系，在图9中表示间歇失火时的360度差Δ360与曲轴转角CA的关系以及120度差Δ120与曲轴转角CA的关系。如图所示，在单失火时波峰数N360和波峰数N120都为值1，在间歇失火时波峰数N360和波峰数N120都为值2。
根据上面所说明的实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置，在没有进行催化剂预热促进控制时，通过作为曲轴26旋转30度所需要的时间而运算的30度所需要时间T30与阈值Tref1、Tref2的比较，划分为间歇失火、和单失火与连续失火两个组来判定失火；在进行催化剂预热促进控制时，通过作为曲轴26旋转30度所需要的时间而运算的30度所需要时间T30与阈值Tref3、Tref4的比较，划分为连续失火、和单失火与间歇失火两个组来判定失火；由此无论是在没有进行催化剂预热促进控制时，还是在进行催化剂预热促进控制时，都能更高精度地判定发动机22的失火。而且，在没有进行催化剂预热促进控制时，通过30度所需要时间T30的360度差Δ360和120度差Δ120来判定单失火和连续失火；在进行催化剂预热促进控制时，通过30度所需要时间T30的360度差Δ360和120度差Δ120来判定单失火和间歇失火；所以无论是在没有进行催化剂预热促进控制时，还是在进行催化剂预热促进控制时，都能包含失火的种类地更高精度地判定发动机22的失火。
在实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中，在没有进行催化剂预热促进控制时，划分为间歇失火、和单失火与连续失火两个组，然后判定判定指标Ja1、Ja2、Ja3是否分别处于由阈值A11、A12所设定的范围、由阈值A21、A22所设定的范围、由阈值A31、A32所设定的范围，由此判定单失火和连续失火，但也可以不使用判定指标Ja1、Ja2、Ja3中的任意一个，而通过两个判定指标判定单失火和连续失火，或者不使用判定指标Ja1、Ja2、Ja3中的任意两个，而通过一个判定指标判定单失火和连续失火。另外，也可以使用与判定指标Ja1、Ja2、Ja3不同的判定指标判定单失火和连续失火。
在实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中，在进行催化剂预热促进控制时，基于720度曲轴转角CA内的与360度差Δ360相对的波峰数N360和与120度差Δ120相对的波峰数N120判定单失火和间歇失火，但也可以仅基于720度曲轴转角CA内的与360度差Δ360相对的波峰数N360判定单失火和间歇失火，也可以仅基于720度曲轴转角CA内的与120度差Δ120相对的波峰数N120判定单失火和间歇失火。另外，也可以使用与720度曲轴转角CA内的与360度差Δ360相对的波峰数N360和与120度差Δ120相对的波峰数N120不同的判定指标判定单失火和间歇失火。
在实施例的混合动力汽车20中，列举了包括动力分配综合机构30和经由减速器35连接在齿圈轴32a上的电机MG2的装置中的发动机22的失火判定装置，其中所述动力分配综合机构30连接在发动机22的曲轴26上同时被连接在电机MG1的旋转轴和作为驱动轴的齿圈轴32a上；但如图10的变形例的混合动力汽车120所示，也可以是将电机MG2的动力连接在与连接了齿圈轴32a的车轴(连接有驱动轮63a、63b的车轴)不同的车轴(连接有图10中的车轮64a、64b的车轴)上的类型的发动机22的失火判定装置；或者如图11的变形例的混合动力汽车220所示，也可以是包括双转子电动机230的类型的发动机22的失火判定装置，所述双转子电动机230具有连接在发动机22的曲轴26上的内转子232和连接在向驱动轮63a、63b输出动力的驱动轴上的外转子234，将发动机22的动力的一部分传递给驱动轴并将剩余的动力转换成电力。
另外，并不局限于这样的装载在混合动力汽车上的内燃机的失火判定装置，也可以作为装载在汽车以外的移动体等上的内燃机或者组装在建筑设备等不移动的设备上的内燃机的失火判定装置。另外，也可以作为内燃机的失火判定方法的方式。
上面，使用实施例对用于实施本发明的最佳形态进行了说明，但本发明并不限于所述的实施例，在不脱离本发明主旨的范围内，当然能够以各种形态来实施。
本发明能够应用于组装有内燃机的装置或搭载有内燃机的汽车的制造工业等中。

Claims (22)

1.一种内燃机的失火判定装置，它是具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定装置，其特征在于，包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角所需要时间运算单元，其基于所述检测出的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间；和
失火判定单元，其在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组从而判定该多个失火模式。
2.根据权利要求1所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，作为所述多个失火模式，判定所述多个气缸中仅有1个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式。
3.根据权利要求2所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组从而判定所述多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模式的组从而判定所述多个失火模式。
4.根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过该第3时间但超过比第3时间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火模式的组。
5.根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述间歇失火模式而进行判定。
6.根据权利要求5所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述间歇失火模式。
7.根据权利要求6所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2判定值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判定为间歇失火模式。
8.根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述连续失火模式而进行判定。
9.根据权利要求8所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。
10.根据权利要求9所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所述连续失火模式。
11.根据权利要求1所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述失火判定单元是这样一种单元，在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差而判定所划分的组内的失火。
12.根据权利要求11所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于：
所述预定角度差是360度差或者120度差。
13.一种内燃机的失火判定方法，它是具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时，基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，并使用该运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，运算所述单位旋转角所需要时间，并使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组从而判定该多个失火模式。
14.根据权利要求13所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
作为所述多个失火模式，包括所述多个气缸中的仅1个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式；
在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组从而判定所述多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模式的组从而判定所述多个失火模式。
15.根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第3时间但超过比该第3时间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火模式的组。
16.根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述间歇失火模式而进行判定。
17.根据权利要求16所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定单失火模式和间歇失火模式。
18.根据权利要求17所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2判定值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判定为间歇失火模式。
19.根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述连续失火模式而进行判定。
20.根据权利要求19所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。
21.根据权利要求20所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所述连续失火模式。
22.根据权利要求13所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于：
在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差而判定所划分的组内的失火。
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