CN114320592A - 内燃机的失火检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的失火检测装置及方法。CPU在判定为与成为判定对象的气缸相关的旋转变动量ΔT30[0]相对于一个燃烧循环前的旋转变动量ΔT30[4]的相对大小为判定值Δth以上的情况下，判定为失火。但是，在处于催化剂预热处理的执行过程中的情况下，CPU将与旋转变动量ΔT30[0]进行相对大小的比较的比较对象设为过去10个燃烧循环的旋转变动量ΔT30[4]～ΔT30[40]中的较小的5个的平均值ΔT30ave[0]。

Description

内燃机的失火检测装置及方法
技术领域
本发明涉及内燃机的失火检测装置及方法。
背景技术
在日本特开2006-266253号公报中记载了基于曲轴转角传感器的输出信号来判定有无失火的装置。在该文献中，将基于曲轴转子的齿部每隔60° CA计算出的曲轴的转速的在压缩上止点之前的值与在压缩上止点之后的值之差定义为旋转变动Nxd。另外，将计算出的旋转变动Nxd与相对于该旋转变动Nxd为360° CA前的旋转变动Nxd之差定义为旋转变动差。该装置构成为基于旋转变动差与判定值之间的大小比较来判定有无失火。
在上述文献中，不是简单地进行旋转变动Nxd与判定值之间的大小比较，而是使用旋转变动差与判定值之间的大小比较。由此，将360° CA前的旋转变动Nxd用作本次的旋转变动Nxd的基准值。另外，360° CA前的旋转变动Nxd和本次的旋转变动Nxd均是使用曲轴转子的同一齿部计算出的。在该情况下，在360° CA前的旋转变动Nxd和本次的旋转变动Nxd中，同等程度地受到曲轴转子的公差等的影响。
但是，在曲轴的旋转行为不稳定的状况下，有时会在360° CA前的旋转变动Nxd叠加由旋转行为的不稳定性引起的噪声。因此，基于旋转变动差与判定值之间的大小比较进行的有无失火的判定精度有可能降低。
发明内容
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，根据本发明的第一方式，提供一种内燃机的失火检测装置。所述失火检测装置构成为执行如下处理：计算处理，将曲轴转角传感器的输出信号作为输入来计算转矩指标值；及判定处理，基于与作为内燃机有无失火的判定对象的气缸相关的所述转矩指标值的大小来判定有无失火。所述判定处理是基于所述作为判定对象的气缸的本次的所述转矩指标值相对于过去的所述转矩指标值的平均值的相对大小与判定值之间的大小比较来判定有无所述失火的处理。所述过去的转矩指标值是关于与所述作为判定对象的气缸的压缩上止点的角度间隔为曲轴旋转一周的角度的整数倍的气缸的量。所述转矩指标值是对具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期的曲轴的转矩进行表征的变量。
由于内燃机的各气缸中的燃烧行程，曲轴的转矩具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期。因此，在作为对具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期的曲轴的转矩进行表征的变量的转矩指标值的大小中包含与有无失火相关的信息。在上述结构中，不是直接对作为判定对象的气缸的本次的转矩指标值的大小与判定值的大小进行比较，而是对作为判定对象的气缸的本次的转矩指标值相对于过去的转矩指标值的平均值的相对大小与判定值的大小进行比较。过去的转矩指标值是关于与作为判定对象的气缸的压缩上止点的出现间隔为曲轴旋转一周的角度的整数倍的气缸相关的量。公差等对过去的转矩指标值的影响与公差等对与作为判定对象的气缸相关的本次的转矩指标值的影响相同。而且，通过将过去的转矩指标值的平均值用作基准，即使曲轴的旋转行为不稳定的影响反映到过去的转矩指标值，也能够抑制对过去的转矩指标值的平均值的影响。因此，即使在曲轴的旋转行为不稳定的状况下，也能够抑制有无失火的判定精度降低的情况。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，所述平均值是从在过去计算出的规定数量的所述转矩指标值之中选择给定数量的具有更远离失火时的值的值的转矩指标值并进行平均化而得到的值，所述给定数量比所述规定数量小。
即使没有失火，在燃烧不稳定的情况下，转矩指标值也有接近失火时的值的倾向。在上述结构中，选择性地使用具有更远离失火时的值的值的转矩指标值来计算过去的转矩指标值的平均值。由此，能够将过去的转矩指标值的平均值作为成为未发生失火时的基准的转矩指标值而设为更适当的值。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，所述失火检测装置构成为还执行在所述内燃机的排气通路的催化剂的温度低时将点火正时向延迟侧操作的延迟处理，并且在所述延迟处理的执行时执行所述判定处理。
在延迟处理的执行时，与未执行延迟处理的情况相比，各气缸的混合气体的燃烧容易不稳定，由此曲轴的旋转行为容易不稳定。因此，将成为和与作为判定对象的气缸相关的本次的转矩指标值之间的大小的比较对象的转矩指标值设为具有更远离失火时的值的值的转矩指标值的平均值的利用价值特别大。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，所述转矩指标值是旋转变动量，所述旋转变动量是表示瞬时速度变量的变化的变量，所述瞬时速度变量是表示所述曲轴在压缩上止点的出现间隔以下的旋转角度区域旋转时的速度的变量。
在上述结构中，通过根据瞬时速度变量的变化将旋转变动量定量化，能够适当地将由失火引起的旋转变动量定量化。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，所述失火检测装置构成为还执行低频成分提取处理，所述低频成分提取处理是提取所述曲轴的转速在比一个燃烧循环长的期间中的变化量的处理，所述判定处理包括如下处理：基于所述相对大小与所述判定值的大小之差的绝对值是否为通过所述低频成分提取处理提取出的所述变化量的绝对值以上，来判定有无所述失火。
曲轴的转速有时会经过比一个燃烧循环长的期间而变化。这样的曲轴转速的变化对转矩指标值的平均值造成影响。这里，在相对大小与判定值的大小之差的绝对值中包含通过低频成分提取处理提取出的变化量的影响。其影响量是通过低频成分提取处理提取出的变化量的绝对值程度。在上述结构中，基于本次的转矩指标值相对于过去的转矩指标值的平均值的相对大小与判定值的大小之差的绝对值是否为通过低频成分提取处理提取出的变化量的绝对值以上，来判定有无失火。由此，能够抑制低频成分对有无失火的判定精度造成的影响。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，所述低频成分提取处理为如下处理：提取相对于与所述判定对象相关的所述旋转变动量最近的过去的预先确定的数量的所述旋转变动量的每一个和比与所述判定对象相关的所述旋转变动量更为过去的预先确定的数量的所述平均值的每一个之差的平均值，作为所述变化量。
作为判定对象的气缸的旋转变动量相对于过去的转矩指标值的平均值的相对大小是一个旋转变动量相对于过去的旋转变动量的平均值的相对大小。因此，在上述结构中，在低频成分提取处理中，提取一个旋转变动量与过去的平均值之差的预先确定的数量的平均值作为上述变化量。因此，能够高精度地将低频成分对一个旋转变动量相对于过去的旋转变动量的平均值的相对大小的影响定量化。
在上述内燃机的失火检测装置中，优选为，在所述曲轴机械地连结有电动机，所述失火检测装置构成为还执行通过所述电动机将所述曲轴的转速控制为恒定值的恒定控制处理，并且在所述恒定控制处理的执行过程中执行所述判定处理。
曲轴的转速有时会经过比一个燃烧循环长的期间而变化。这样的曲轴转速的变化对转矩指标值的平均值造成影响。在上述结构中，在正执行恒定控制处理时，执行基于相对于平均值的相对大小的判定处理。即，能够在比曲轴的一个燃烧循环长的期间的曲轴的转速的变化正被抑制时，执行判定处理。因此，能够将过去的转矩指标值的平均值作为成为相对于与作为判定对象的气缸相关的旋转变动量的基准的旋转变动量而设为合适的量。
为了解决上述课题，根据本发明的第二方式，提供一种内燃机的失火检测方法。该方法包括：将曲轴转角传感器的输出信号作为输入来计算转矩指标值；及基于与作为内燃机有无失火的判定对象的气缸相关的所述转矩指标值的大小来判定有无失火。所述判定处理是基于所述作为判定对象的气缸的本次的所述转矩指标值相对于过去的所述转矩指标值的平均值的相对大小与判定值之间的大小比较来判定有无所述失火的处理。所述过去的转矩指标值是关于与所述作为判定对象的气缸的压缩上止点的角度间隔为曲轴旋转一周的角度的整数倍的气缸的量。所述转矩指标值是对具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期的曲轴的转矩进行表征的变量。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的驱动系统及控制装置的结构的图。
图2是表示与催化剂预热相关的处理的步骤的流程图。
图3是表示与失火判定相关的处理的步骤的流程图。
图4是表示与失火判定相关的处理的步骤的流程图。
图5是表示第一实施方式的效果的时序图。
图6A及图6B是表示第一实施方式的效果的图。
图7是表示与第二实施方式所涉及的失火判定相关的处理的步骤的流程图。
图8是表示与第三实施方式所涉及的失火判定相关的处理的步骤的流程图。
图9是表示与失火判定相关的处理的步骤的流程图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，参照附图对第一实施方式进行说明。
如图1所示，内燃机10具备四个气缸#1～#4。在内燃机10的进气通路12设有节气门14。进气通路12的下游部分是进气口12a。在进气口12a设有向进气口12a喷射燃料的气口喷射阀16。被吸入到进气通路12的空气或从气口喷射阀16喷射出的燃料随着进气门18的开阀而流入燃烧室20。燃料从缸内喷射阀22喷射到燃烧室20。另外，燃烧室20内的空气与燃料的混合气随着火花塞24的火花放电而燃烧。此时生成的燃烧能量被转换为曲轴26的旋转能量。
在燃烧室20中燃烧后的混合气随着排气门28的开阀，作为废气而排出到排气通路30。在排气通路30设有具有氧吸留能力的三元催化剂32和汽油颗粒过滤器(GPF34)。在GPF34中，在捕集PM的过滤器担载有三元催化剂。
在曲轴26结合有设有齿部42的曲轴转子40。齿部42表示曲轴26的多个旋转角度的每一个。在曲轴转子40基本上以10° CA的间隔设有齿部42。另外，在曲轴转子40设有一处缺齿部44，作为相邻的齿部42间的间隔为30° CA的部位。缺齿部44表示成为曲轴26的基准的旋转角度。
曲轴26与构成动力分配装置的行星齿轮机构50的行星架C机械地连结。在行星齿轮机构50的太阳齿轮S机械地连结有第一电动发电机52的旋转轴52a。另外，在行星齿轮机构50的齿圈R机械地连结有第二电动发电机54的旋转轴54a和驱动轮60。通过逆变器56向第一电动发电机52的端子施加交流电压。另外，通过逆变器58向第二电动发电机54的端子施加交流电压。逆变器56、58是将作为直流电压源的电池59的端子电压转换为交流电压的电力转换电路。
控制装置70将内燃机10作为控制对象，为了控制作为内燃机10的控制量的转矩和排气成分比率等，而对节气门14、气口喷射阀16、缸内喷射阀22及火花塞24等内燃机10的操作部进行操作。另外，控制装置70将第一电动发电机52作为控制对象，为了控制作为第一电动发电机52的控制量的转速而操作逆变器56。另外，控制装置70将第二电动发电机54作为控制对象，为了控制作为第二电动发电机54的控制量的转矩而操作逆变器58。图1记载了节气门14、气口喷射阀16、缸内喷射阀22、火花塞24及逆变器56、58各自的操作信号MS1至MS6。控制装置70为了控制内燃机10的控制量，而参照由空气流量计80检测出的进气量Ga、曲轴转角传感器82的输出信号Scr及由水温传感器86检测出的水温THW。另外，控制装置70为了控制第一电动发电机52和第二电动发电机54的控制量，而参照检测第一电动发电机52的旋转角的第一旋转角传感器90的输出信号Sm1、及检测第二电动发电机54的旋转角的第二旋转角传感器92的输出信号Sm2。
控制装置70具备CPU72、ROM74、存储装置75及外围电路76，它们能够通过通信线78进行通信。在此，外围电路76包括用于生成对内部的动作进行规定的时钟信号的电路、电源电路、复位电路等。控制装置70通过由CPU72执行存储在ROM74中的程序来控制控制量。
图2示出了控制装置70执行的处理的步骤。通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现图2所示的处理。在以下，通过在开头赋予“S”的数字来表示各处理的步骤编号。
在图2所示的一系列处理中，CPU72首先判定标志F是否为“1”(S10)。标志F在表示正在执行三元催化剂32的预热处理的情况下为“1”，在表示未执行预热处理的情况下为“0”。在标志F为“0”的情况下(S10：否)，CPU72判定是否存在三元催化剂32的预热处理的请求(S12)。CPU72只要以例如内燃机10刚启动后且水温THW在给定温度以下为条件，判定为存在预热处理的请求即可。
在存在预热处理的请求的情况下(S12：是)，CPU72对标志F代入“1”(S14)。CPU72执行将点火正时延迟的处理作为预热处理(S16)。所谓点火正时的延迟，是指为了进行预热处理而将根据内燃机10的动作点所确定的通常时的点火正时校正给定的延迟量。
接着，CPU72将作为曲轴26的转速NE的指令值的内燃机速度指令值NE*设定为预热处理时用的值(S18)。预热处理时用的值是固定值。然后，作为用于将内燃机10的转速NE反馈控制为发动机速度指令值NE*的操作量，CPU72计算作为针对第一电动发电机52的要求转矩的第一要求转矩Tmg1*(S20)。转速NE由CPU72基于输出信号Scr计算出。转速NE是具有一个燃烧循环以上的长度的期间中的曲轴26的平均转速。CPU72例如只要通过瞬时速度的一个燃烧循环以上的单纯移动平均处理、或者瞬时速度的指数移动平均处理来计算转速NE即可。瞬时速度是在压缩上止点的出现间隔以下的角度间隔中的曲轴26的转速。然后，CPU72向火花塞24输出操作信号MS4而根据经延迟校正的点火正时来操作火花塞24，并且向逆变器56输出操作信号MS5而操作逆变器56，从而根据第一要求转矩Tmg1*控制第一电动发电机52的转矩(S22)。
与此相对，在标志F为“1”的情况下(S10：是)，CPU72判定作为预热处理的执行时间是否经过了预先确定的时间(S24)。在预热处理的执行时间未经过预先确定的时间的情况下(S24：否)，CPU72转移到S16的处理。另一方面，在预热处理的执行时间经过了预先确定的时间的情况下(S24：是)，CPU72对标志F代入“1”(S26)。
在S22、S26的处理完成的情况下、及在S12的处理中作出否定判定的情况下，CPU72暂且结束图2所示的一系列处理。
图3及图4示出了控制装置70执行的另一处理的顺序。通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现图3及图4所示的处理。
在图3及图4所示的一系列处理中，CPU72首先如图3所示，取得曲轴26旋转30° CA所需要的时间T30(S30)。时间T30通过由CPU72对到与曲轴转角传感器82对向的曲轴转子40的齿部42随着曲轴26的旋转而被取代为相隔30° CA的齿部42为止的时间进行计时而计算出。接着，设为“m＝0、1、2、3、……”，CPU72将时间T30[m]代入时间T30[m+1]，并将在S30的处理中新取得的时间T30代入时间T30[0](S32)。通过该处理，越是过去取得的时间T30，时间T30之后的括号内的变量的数字越大。另外，通过该处理，在括号内的变量的值大1的情况下，成为30° CA前的时间T30。
接着，CPU72以气缸#1～#4中的任一个的压缩上止点为基准来判定当前的曲轴26的旋转角度是否为ATDC150° CA(S34)。在为ATDC150° CA的情况下(S34：是)，CPU72将气缸#1～#4中的任一个气缸作为有无失火的判定对象，计算成为判定对象的气缸的旋转变动量ΔT30[0]并存储于存储装置75(S36)。详细而言，CPU72通过从最新的时间T30[0]减去时间T30[4]来计算旋转变动量ΔT30[0]。在此，T30[4]是从成为判定对象的气缸的压缩上止点到ATDC30° CA为止的区间的旋转所需要的时间。因此，在未发生失火的情况下，时间T30[0]比时间T30[4]小，所以旋转变动量ΔT30[0]为负。与此相对，在发生失火的情况下，旋转变动量ΔT30[0]为正。
旋转变动量ΔT30之后的括号内的数字的编号越大，表示越是过去的值。即，旋转变动量ΔT30[1]表示是比当前的气缸前一个出现压缩上止点的气缸中的旋转变动量ΔT30。
接着，CPU72判定内燃机10启动后的总转速是否达到给定值revth以上(S38)。在小于给定值revth的情况下(S38：否)，CPU72判定启动后的总转速是否为规定值revthL以上(S40)。这里，规定值revthL比给定值revth小，被设定为两转。在为规定值revthL以上的情况下(S40：是)，CPU72从存储装置75读出一个燃烧循环前的旋转变动量ΔT30[4](S42)。然后，CPU72判定从旋转变动量ΔT30[0]减去旋转变动量ΔT30[4]所得的值是否为判定值Δth以上(S44)。该处理是判定在成为判定对象的气缸中是否发生了失火的处理。即，在作为判定对象的本次的燃烧行程中未发生失火的情况下，本次的旋转变动量ΔT30[0]成为与旋转变动量ΔT30[4]同等的大小。由此，从旋转变动量ΔT30[0]减去旋转变动量ΔT30[4]的值为0左右。与此相对，在成为判定对象的本次的燃烧行程中发生失火的情况下，本次的旋转变动量ΔT30[0]为正。由此，从旋转变动量ΔT30[0]减去旋转变动量ΔT30[4]所得的值为正且为大的值。在此，前提是在与旋转变动量ΔT30[4]对应的一个燃烧循环前的燃烧行程中未发生失火。
CPU72根据转速NE和填充效率η而可变地设定判定值Δth。详细而言，在转速NE大的情况下，与转速NE小的情况相比，CPU72计算出更小的值作为判定值Δth。另外，在填充效率η大的情况下，与填充效率η小的情况相比，CPU72计算出更大的值作为判定值Δth。详细地说，将转速NE及填充效率η作为输入变量并将判定值Δth作为输出变量的映射数据被预先存储于ROM74。CPU72通过映射运算来计算判定值Δth。
在此，所谓映射数据，是输入变量的离散值和与输入变量的值分别对应的输出变量的值的组数据。另外，映射运算例如只要为如下处理即可：在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的任一个一致的情况下，将对应的映射数据的输出变量的值作为运算结果，与此相对，在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的任一个均不一致的情况下，将通过映射数据中所含的多个输出变量的值的插补而得到的值作为运算结果。
填充效率η由CPU72基于进气量Ga计算出。在从旋转变动量ΔT30[0]减去旋转变动量ΔT30[4]所得的值为判定值Δth以上的情况下(S44：是)，CPU72使失火计数Cran递增(图4：S46)。在S46的处理完成的情况下或在S44的处理中作出否定判定的情况下，CPU72判定是否经过了给定期间(S48)。给定期间设为以最初进行S44的处理的定时和最近进行后述的S56的处理的定时中的较近的一方为起点而具有给定长度的期间。
在经过了给定期间的情况下(S48：是)，CPU72判定失火计数Cran是否为判定值Cranth以上(S50)。在为判定值Cranth以上的情况下(S50：是)，CPU72判定为发生了失火(S52)。然后，CPU72通过操作图1所示的警告灯100来报知发生了失火(S54)。发生了失火的意思的判定是在内燃机10中失火的发生频度为给定以上的意思的判定。例如，在给定期间内仅发生了一次失火的情况下，不成为报知处理的对象。即，发生了失火的意思的本判定是以应执行报知处理的程度的频度发生了失火的意思的判定。
另一方面，在小于判定值Cranth的情况下(S50：否)，CPU72将失火计数Cran初始化(S56)。与此相对，在图3的38的处理中判定为给定值revth以上的情况下，CPU72判定标志F是否为“1”(S58)。在标志为“0”的情况下(S58：否)，CPU72转移到S42的处理。另一方面，在标志F为“1”的情况下(S58：是)，CPU72从存储装置75读出10个旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……、ΔT30[40](S60)。这10个旋转变动量ΔT30是与在S34的处理中判定为超过压缩上止点150°的气缸相关的最近的过去的旋转变动量ΔT30。S38的处理中的给定值revth设为能够将上述10个旋转变动量ΔT30存储于存储装置75的转速。
然后，CPU72从所读出的10个量之中自较小的量起依次选择5个，作为旋转变动量ΔT30m1～ΔT30m5而提取出(S62)。
图5示意性地表示旋转变动量ΔT30的时间序列数据。在此，时刻t1的旋转变动量ΔT30[0]是最新的旋转变动量ΔT30。换言之，旋转变动量ΔT30[0]是与作为判定对象的气缸相关的量。与此相对，旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……是依次向过去追溯720° CA后的量。在图5所示的例子中，旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……、ΔT30[40]这10个量中的较小的5个是旋转变动量ΔT30[8]、ΔT30[12]、ΔT30[16]、ΔT30[24]、ΔT30[32]。
返回图3，CPU72将提取出的5个旋转变动量ΔT30m1～ΔT30m5的单纯移动平均值代入平均值ΔT30ave[0](S64)。然后，CPU72判定从旋转变动量ΔT30[0]减去平均值ΔT30ave[0]所得的值是否为判定值Δth以上(S66)。在为判定值Δth以上的情况下(S66：是)，CPU72转移到图4的S46的处理，另一方面，在小于判定值Δth的情况下(66：否)，CPU72转移到图4的S48的处理。
在S54、S56的处理完成的情况下、及在S34、S40、S48的处理中作出否定判定的情况下，CPU72暂时结束图3及图4所示的一系列处理。
在此，对第一实施方式的作用和效果进行说明。
CPU72基于与判定对象相关的旋转变动量ΔT30[0]相对于比较用的旋转变动量ΔT30[4]的相对大小与判定值Δth之间的大小比较，来判定有无失火。
另一方面，在内燃机10的冷启动时，CPU72为了将三元催化剂32预热而对点火正时进行延迟操作。CPU72在执行对点火正时进行延迟操作来预热三元催化剂32的处理时，作为比较用的旋转变动量ΔT30，使用从过去10个燃烧循环的旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……、ΔT30[40]之中提取出的5个旋转变动量ΔT30的平均值ΔT30ave[0]，来代替一个燃烧循环前的旋转变动量ΔT30[4]。由此，即使燃烧由于点火延迟而不稳定，对平均值ΔT30ave[0]的影响也小。因此，能够将比较用的旋转变动量设为适当的值，进而能够抑制失火的判定精度因燃烧的不稳定性而降低的情况。
另外，如图5所示，旋转变动量ΔT30[4]与旋转变动量ΔT30[8]相比较而接近失火时的值。由此，旋转变动量ΔT30[4]与失火时的旋转变动量ΔT30[0]之差Δ1与旋转变动量ΔT30[8]与失火时的旋转变动量ΔT30[0]之差Δ2相比较变小。因此，当在燃烧不稳定时使用单个旋转变动量ΔT30作为比较用的量时，尽管发生了失火，但也有可能误判定为未发生失火。
图6A示出了第一实施方式的失火的判定结果。图6B示出了在催化剂预热处理时也执行了S44的处理的情况下的失火的判定结果。图6A和图6B均是在与判定对象相关的旋转变动量ΔT30比实线大的情况下判定为失火。
如图6A所示，在第一实施方式中，失火时的旋转变动量ΔT30为比实线大的值。因此，能够将实际发生了失火的所有情况判定为是失火。与此相对，在图6B所示的比较例中，失火的情况下的旋转变动量ΔT30的一部分为比实线小的值。因此，实际发生了失火的情况下的一部分被判定为不是失火。
因此，根据第一实施方式，能够进一步得到以下记载的作用和效果。
(1)从过去10个燃烧循环的旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……、ΔT30[40]中提取5个更远离失火的情况下的值的量，并计算所提取出的5个旋转变动量ΔT30的平均值ΔT30ave[0]。由此，能够将平均值ΔT30ave[0]作为成为未发生失火时的基准的值而设为更合适的值。
(2)在催化剂预热处理过程中，将内燃机10的转速NE控制为恒定值。由此，能够抑制转速经过比曲轴26的一个燃烧循环长的期间而变化的情况下的低频成分影响平均值ΔT30ave的情况。因此，与低频成分的影响变得显著的情况相比，能够将平均值ΔT30ave[0]作为与判定对象相关的旋转变动量ΔT30[0]的比较对象而设为更适当的量。
<第二实施方式>
以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。
在第一实施方式中，以处于预热处理时为条件，使用平均值ΔT30ave[0]作为与判定对象相关的旋转变动量ΔT30[0]的比较用的量。与此相对，在第二实施方式中，在启动后的总转速为给定值revth以上的情况下，始终使用平均值ΔT30ave[0]。
图7示出了第二实施方式所涉及的控制装置70执行的处理的步骤。图7所示的处理与图4所示的处理一起通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现。在图7所示的处理中，为了方便，对与图3所示的处理相对应的处理赋予相同的步骤编号。
在图7所示的一系列处理中，CPU72在S64的处理完成的情况下，读出旋转变动量ΔT30[5]～ΔT30[8]和平均值ΔT30ave[1]～ΔT30ave[4](S70)。然后，设为“i＝1～4”，CPU72将从旋转变动量ΔT30[4+i]减去平均值ΔT30ave[i]所得的值的“i＝1～4”这四个值的平均值代入过渡校正量Δtran(S72)。然后，CPU72判定从旋转变动量ΔT30[0]减去平均值ΔT30ave[0]和过渡校正量Δtran所得的值是否为判定值Δth以上(S66a)。
在为判定值Δth以上的情况下(S66a：是)，CPU72转移到图4的S46的处理。在小于判定值Δth的情况下(S66a：否)，CPU72转移到图4的S48的处理。
这样，在第二实施方式中，使用过渡校正量Δtran，对成为判定对象的旋转变动量ΔT30[0]相对于判定为失火时的平均值ΔT30ave[0]的超过量进行变更。由此，即使在曲轴26的转速NE以比一个燃烧循环长的期间变化的情况下，也能够抑制有无失火的判定精度因该影响而降低的情况。即，在转速NE逐渐减小的情况下，即使燃烧稳定，过去的旋转变动量ΔT30[4]、ΔT30[8]、……、ΔT30[40]也有越为靠前的值，与旋转变动量ΔT30[0]的差异越大的倾向。
因此，在第二实施方式中，通过过渡校正量Δtran而将转速NE的变化对从旋转变动量ΔT30[0]减去平均值ΔT30ave[0]所得的值造成的影响定量化。即，从旋转变动量ΔT30[4+i]减去平均值ΔT30ave[i]所得的值是一个旋转变动量与过去的10个旋转变动量中的5个的平均值之差。因此，在未发生失火的情况下，从旋转变动量ΔT30[4+i]减去平均值ΔT30ave[i]所得的值均被认为是与从旋转变动量ΔT30[0]减去平均值ΔT30ave[0]所得的值相当的值。另外，在未发生失火的情况下，从旋转变动量ΔT30[4+i]减去平均值ΔT30ave[i]所得的值是起因于转速NE的变化的值。
因此，在第二实施方式中，即使在曲轴26以一个燃烧循环以上的长期间变化、转速NE具有低频成分的情况下，也能够抑制因其影响而导致有无失火的判定精度降低的情况。
<第三实施方式>
以下，参照附图，以与第二实施方式的不同点为中心对第三实施方式进行说明。
在第二实施方式中，对在给定期间内发生失火的次数过度增多的异常的有无进行了监视。与此相对，在第三实施方式中，对在特定的气缸中在给定期间过度地发生失火的异常、即所谓的连续失火进行监视。
图8及图9示出了第三实施方式所涉及的控制装置70执行的处理的步骤。通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现图8及图9所示的处理。在图8和图9中，为了方便，对与图4和图7的处理相对应的处理赋予相同的步骤编号。
在图8和图9所示的一系列处理中，在S40的处理中作出肯定判定的情况下，CPU72读出旋转变动量ΔT30[2](S42a)。然后，CPU72判定从旋转变动量ΔT30[0]减去旋转变动量ΔT30[2]所得的值是否为判定值Δth以上(S44a)。
另一方面，在S38的处理中作出肯定判定的情况下，CPU72从存储装置75读出旋转变动量ΔT30[2]、ΔT30[6]、……、ΔT30[38]这10个量(S60a)。该处理是读出与压缩上止点的出现定时相对于作为判定对象的气缸相隔了360° CA的气缸相关的过去的10个旋转变动量ΔT30的处理。然后，CPU72对所读出的10个值执行S62、S64、S70、S72、S66a的处理。
在S44a、S66a的处理中作出肯定判定的情况下，设为“i＝1～4”，CPU72将成为判定对象的气缸的计数C[i]递增(图9：S46a)。即，例如在旋转变动量ΔT30[0]是与气缸#1相关的量的情况下，将计数C[1]递增。
在S46a的处理完成的情况下或者在S44a、S66a的处理中作出否定判定的情况下，CPU72转移到S48的处理。然后，CPU72在判定为经过了给定期间的情况下(S48：是)，判定计数C[1]～C[4]中的至少一个是否为阈值Cconth以上(S50a)。在为阈值Cconth以上的情况下(S50a：是)，CPU72判定为是一个气缸的连续失火异常(S52a)，转移到S54的处理。与此相对，CPU72在判定为小于阈值Cconth的情况下(S50a：否)，将计数C[1]～C[4]初始化(S56a)。CPU72在完成S56a的处理的情况下，暂时结束图8和图9所示的一系列处理。
<对应关系>
上述实施方式中的事项与上述“用于解决课题的技术方案”一栏中记载的事项之间的对应关系如下所述。以下，按照每项权利要求的项编号示出对应关系。[1]转矩指标值与旋转变动量ΔT30对应。计算处理与S36的处理对应。判定处理与图3及图4的S44～S52、S56、S66、图4及图7的S44～S52、S56、S66a、图8及图9的S44a、S46a、S48、S50a、S52a、S56a、S66a的处理对应。平均值与平均值ΔT30ave[0]对应。判定值与判定值Δth对应。[2]规定数量与“10”对应，给定数量与“5”对应。[3]延迟处理与S16、S22的处理对应。[4]旋转变动量与旋转变动量ΔT30对应。瞬时速度变量与时间T30对应。[5、6]低频成分提取处理与S70、S72的处理对应。判定处理与图4及图7的S44～S52、S56、S66a和图8及图9的S44a、S46a、S48、S50a、S52a、S56a、S66a的处理对应。变化量与过渡校正量Δtran对应。[7]电动机与第一电动发电机52对应。恒定控制处理与S18～S22的处理对应。
<其他实施方式>
另外，上述各实施方式可以以如下方式变更而实施。上述各实施方式和以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
“关于瞬时速度变量”
在上述各实施方式中，将定义瞬时速度变量的曲轴转角区域设为30° CA，该瞬时速度变量是表示压缩上止点间的间隔以下的曲轴转角区域中的曲轴26的转速的变量，但不限于此。例如，也可以是10° CA，另外，也可以是例如压缩上止点间的间隔本身。
作为瞬时速度变量，并不限于具有时间维度的量，例如也可以是具有速度维度的量。
“关于旋转变动量”
在上述各实施方式中，将旋转变动量ΔT30定义为相隔给定间隔的瞬时速度变量彼此之差，并将给定间隔设为120° CA，但并不限于此。例如，也可以设为90° CA，或者设为180° CA。另外，给定间隔的长度优选设为压缩上止点的出现间隔以下。
作为旋转变动量，并不限于相隔给定间隔的瞬时速度变量彼此之差，也可以是相隔给定间隔的瞬时速度变量彼此之比。
“关于平均值”
在图3及图4、图3及图7所示的例子中，将平均值ΔT30ave[0]仅设为与作为失火的判定对象的气缸相关的过去的旋转变动量ΔT30的平均值，但并不限于此。例如，所谓作为判定对象的气缸的本次的旋转变动量ΔT30[0]，也可以是360° CA的整数倍的过去的多个量中的几个量的平均值。
在图8及图9所示的例子中，将平均值ΔT30ave[0]设为与压缩上止点的出现定时相对于成为失火的判定对象的气缸相隔360° CA的气缸相关的过去的旋转变动量ΔT30的平均值，但并不限于此。例如，所谓作为判定对象的气缸的本次的旋转变动量ΔT30[0]，也可以是360° CA的整数倍的过去的多个量中的几个量的平均值。
作为用于平均值ΔT30ave的计算的候选的旋转变动量ΔT30的数量即规定数量并不限于10个。另外，作为规定数量个旋转变动量ΔT30中的用于平均值的计算的给定数量，并不限于规定数量的1/2。
作为平均值ΔT30ave，并不限于仅使用过去的给定期间内的多个旋转变动量ΔT30的一部分来计算。即使在由于使用全部而导致由曲轴26的旋转行为的不稳定性引起的影响波及到用于平均值ΔT30ave的计算的旋转变动量ΔT30的情况下，通过平均化处理，对于这些平均值ΔT30ave，也能够抑制该影响。
“关于低频成分提取处理”
作为低频成分提取处理，并不限于S70、S72的处理。例如，也可以设为通过过渡校正量Δtran而校正的量即“ΔT30[0]-ΔT30ave[0]”的过去的量的平均值。即，也可以设为“ΔT30[1]-ΔT30ave[1]、ΔT30[2]-ΔT30ave[2]、……、ΔT30[4]-ΔT30ave[4]”的平均值。
在计算出旋转变动量ΔT30与平均值ΔT30ave之差的平均值作为过渡校正量Δtran的处理中，使用的差的数量并不限于与气缸数量相同的数量。例如，也可以设为在平均值ΔT30ave的计算中所定义的旋转角度间隔即10个燃烧循环量的平均值。
在过渡校正量Δtran的计算中，作为从旋转变动量ΔT30减去的量，并不限于平均值ΔT30ave。例如，也可以使用在平均值ΔT30ave的计算中定义的期间即10个燃烧循环的全部旋转变动量ΔT30的平均值。
“关于转矩指标值”
作为将曲轴转角传感器82的输出信号Scr作为输入而计算出的转矩指标值，并不限于旋转变动量。例如，也可以是内燃机10的轴转矩在给定期间中的平均值。这例如可以基于以下的式(c1)来计算。
Te＝Ie·dωe+(1+ρ)/{ρ·(Ig1·dωm1-Tr)}…(c1)
其中，使用了轴转矩Te、根据时间T30的倒数等计算出的内燃机10的瞬时速度ωe的变化速度dωe、内燃机10的惯性力矩Ie、第一电动发电机52的惯性力矩Ig1、第一电动发电机52的角加速度dωm1、第一电动发电机52的反作用力转矩Tr、行星齿轮机构50的行星齿轮比ρ。另外，上述给定期间设为压缩上止点的出现间隔以下的期间。
“关于判定值”
在上述各实施方式中，基于转速NE及填充效率η来设定判定值Δth，但并不限于此。例如，作为表示负荷的变量，也可以使用针对内燃机10的转矩的指令值或喷射量，来代替填充效率η。
将表示转速NE和负荷的变量作为输入来可变地设定判定值Δth本身并不是必须的。例如，关于这两个变量，可以仅根据它们当中的任意一个进行可变设定，另外，也可以不根据这两个变量中的任一个进行可变设定。
作为用于可变地设定判定值Δth的变量，并不限于表示内燃机10的负荷的变量和转速NE，例如也可以使用水温THW。
“关于判定处理”
作为旋转变动量ΔT30相对于平均值ΔT30ave的相对大小与判定值Δth之间的大小比较，并不限于平均值ΔT30ave与旋转变动量ΔT30之差与判定值Δth之间的大小比较，例如也可以是平均值ΔT30ave与旋转变动量ΔT30之比与判定值Δth之间的大小比较。
如上述“关于转矩指标值”一栏所记载的那样，在使用轴转矩Te在给定期间中的平均值作为转矩指标值的情况下，只要利用该平均值来置换旋转变动量ΔT30[0]，并利用该平均值的过去的平均值来置换平均值ΔT30ave[0]即可。但是，在该情况下，在从给定期间中的平均值减去该平均值的过去的平均值所得的值小于判定值的情况下，判定为失火。
“关于恒定控制处理”
在上述各实施方式中，通过第一电动发电机52将内燃机10的转速NE控制为恒定值，但并不限于此。例如，如下述“关于车辆”一栏所记载的那样，在并联式混合动力车中，也可以通过与曲轴26机械地连结的单个电动机将转速控制为恒定值。
作为用于将转速NE控制为恒定值的操作对象，并不限于电动机。例如也可以是内燃机10自身的操作部。
“关于S66的处理的适用条件”
作为S66的处理的适用条件，并不限于正在执行催化剂预热控制的意思的条件。例如，也可以是处于内燃机10的怠速运转时的意思的条件。另外，例如也可以是处于将转速NE设为恒定值而将内燃机10的燃烧能量转换为电力的蓄电池59的强制充电过程中的意思的条件。
“关于S66a的处理的适用条件”
在图7或图8所示的例子中，在S38的处理中作出肯定判定的情况下，始终执行S66a的处理，但并不限于此。例如，也可以判定燃烧状态是否变得不稳定，在判定为变得不稳定的情况下，执行S66a，在判定为并非不稳定的情况下，执行S44、S44a的处理。这里，作为判定为不稳定的条件，例如有判定为燃料是重质燃料的意思的条件、转速NE低的意思的条件、水温THW为给定温度以下的意思的条件、及正在进行催化剂预热控制的意思的条件等。
当然，也不限于燃烧状态不稳定的意思的条件。例如也可以是曲轴26的旋转行为不稳定的意思的条件。在该情况下，例如只要在路面的凹凸显著的情况下判定为曲轴的旋转行为不稳定即可。另外，曲轴26的旋转行为不稳定的意思的条件包括燃烧状态不稳定的意思的条件。
“关于失火的判定结果的反映”
在上述各实施方式中，在判定为发生了失火的情况下，执行了使用警告灯100的报知处理，但作为报知处理，并不限于将输出视觉信息的装置作为操作对象的处理，例如也可以是将输出听觉信息的装置作为操作对象的处理。
将失火的判定结果用于报知处理本身并不是必须的。例如，在发生了失火的情况下，也可以执行为了将内燃机10的控制变更为不易发生失火的运转状态而对内燃机10的操作部进行操作的处理。即，作为为了应对失火的判定结果而成为操作对象的硬件单元，不仅是报知装置，也可以是内燃机10的操作部等。
“关于控制装置”
作为控制装置，并不限于具备CPU72和ROM74而执行软件处理的装置。例如，也可以具备对在上述实施方式中被实施软件处理的处理的至少一部分进行硬件处理的例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等专用硬件电路。即，控制装置只要是以下的(a)～(c)中的任一结构即可。(a)具备按照程序执行上述全部处理的处理装置、和存储程序的ROM等程序保存装置。(b)具备按照程序执行上述处理的一部分的处理装置和程序保存装置、及执行剩余的处理的专用硬件电路。(c)具备执行上述全部处理的专用硬件电路。在此，具备处理装置及程序保存装置的软件执行装置、专用硬件电路也可以是多个。
“关于车辆”
作为车辆，并不限于串并联式混合动力车，例如也可以是并联式混合动力车或串联式混合动力车。当然，并不限于混合动力车，例如也可以是车辆的动力发生装置仅为内燃机10的车辆。

Claims (8)

1.一种内燃机的失火检测装置，其中，
所述失火检测装置构成为执行如下处理：
计算处理，将曲轴转角传感器的输出信号作为输入来计算转矩指标值；及
判定处理，基于与作为内燃机有无失火的判定对象的气缸相关的所述转矩指标值的大小来判定有无失火，
所述判定处理是基于所述作为判定对象的气缸的本次的所述转矩指标值相对于过去的所述转矩指标值的平均值的相对大小与判定值之间的大小比较来判定有无所述失火的处理，
所述过去的转矩指标值是关于与所述作为判定对象的气缸的压缩上止点的角度间隔为曲轴旋转一周的角度的整数倍的气缸的量，
所述转矩指标值是对具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期的曲轴的转矩进行表征的变量。
2.根据权利要求1所述的内燃机的失火检测装置，其中，
所述平均值是在过去计算出的规定数量的所述转矩指标值之中选择给定数量的具有更远离失火时的值的值的转矩指标值并进行平均化而得到的值，
所述给定数量比所述规定数量小。
3.根据权利要求2所述的内燃机的失火检测装置，其中，
所述失火检测装置构成为还执行在所述内燃机的排气通路的催化剂的温度低时，将点火正时向延迟侧操作的延迟处理，并且在所述延迟处理的执行时执行所述判定处理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的失火检测装置，其中，
所述转矩指标值是旋转变动量，
所述旋转变动量是表示瞬时速度变量的变化的变量，
所述瞬时速度变量是表示所述曲轴在压缩上止点的出现间隔以下的旋转角度区域旋转时的速度的变量。
5.根据权利要求4所述的内燃机的失火检测装置，其中，
所述失火检测装置构成为还执行低频成分提取处理，所述低频成分提取处理是提取所述曲轴的转速在比一个燃烧循环长的期间中的变化量的处理，
所述判定处理包括如下处理：基于所述相对大小与所述判定值的大小之差的绝对值是否为通过所述低频成分提取处理提取出的所述变化量的绝对值以上，来判定有无所述失火。
6.根据权利要求5所述的内燃机的失火检测装置，其中，
所述低频成分提取处理为如下处理：提取相对于与所述判定对象相关的所述旋转变动量最近的过去的预先确定的数量的所述旋转变动量的每一个和比与所述判定对象相关的所述旋转变动量更为过去的预先确定的数量的所述平均值的每一个之差的平均值，作为所述变化量。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的内燃机的失火检测装置，其中，
在所述曲轴机械地连结有电动机，
所述失火检测装置构成为还执行通过所述电动机将所述曲轴的转速控制为恒定值的恒定控制处理，并且在所述恒定控制处理的执行过程中执行所述判定处理。
8.一种内燃机的失火检测方法，包括：
将曲轴转角传感器的输出信号作为输入来计算转矩指标值；及
基于与作为内燃机有无失火的判定对象的气缸相关的所述转矩指标值的大小来判定有无失火，
所述判定处理是基于所述作为判定对象的气缸的本次的所述转矩指标值相对于过去的所述转矩指标值的平均值的相对大小与判定值之间的大小比较来判定有无所述失火的处理，
所述过去的转矩指标值是关于与所述作为判定对象的气缸的压缩上止点的角度间隔为曲轴旋转一周的角度的整数倍的气缸的量，
所述转矩指标值是对具有压缩上止点的出现间隔的长度的周期的曲轴的转矩进行表征的变量。
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