JP2010019144A - 内燃機関の失火判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンと変速機との共振現象に起因する失火の誤判定を回避できる失火判定装置を提供する。
【解決手段】エンジン１の回転変動量が所定の閾値Ｎ１を越えた際、失火が生じた可能性があると判断する。その後、エンジン１の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿うものであれば失火と判定し、第１の失火判定パターンに沿わない場合、ロックアップクラッチのロックアップ状態を考慮した特定回転変動パターンに沿っているか否を判別し、このパターンに沿っている場合には、更に、エンジン１の回転変動パターンが、第１の失火判定パターンよりも回転変動の変化が小さく規定された第２の失火判定パターンに沿うものであるか否かによって失火の有無を判定する。これにより、エンジン１と自動変速機５０との共振現象が発生している状況であっても、失火の誤判定が回避できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は内燃機関の失火判定装置に係る。特に、本発明は、内燃機関の回転変動に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定装置における判定動作の信頼性を高めるための対策に関する。

従来より、例えば自動車用内燃機関において混合気への着火がなされない現象、いわゆる「失火」が発生すると、未燃混合気が排気通路に排出され、排気エミッションの悪化や、排気浄化触媒への悪影響が懸念される。

そこで、上記失火の発生時には機関回転速度の変動（以下、単に回転変動と呼ぶ）が大きくなることに着目し、この回転変動に基づいて失火の発生を判定する失火判定装置が提案されている。この種の装置における失火判定の基本原理は以下のとおりである。

先ず、ある一つの気筒に失火が発生した場合、その気筒の膨張行程（実際には失火しており爆発していない行程）における機関回転速度が次第に低下していく。その結果、この失火を生じた気筒の膨張行程中においてクランクシャフトが一定クランク角度を回転するのに要する時間が、他気筒の膨張行程時におけるその時間よりも長くなる。このため、これら時間を計測して比較することにより失火発生の有無を判定することが可能になる。

具体的には、ある気筒（例えば第３番気筒）が膨張行程にあるときに、この膨張行程中においてクランクシャフトが一定クランク角度を回転するのに要する時間と、この膨張行程よりも所定クランク角度前（例えば３６０°前）に膨張行程を迎えていた気筒（例えば第２番気筒）の膨張行程中においてクランクシャフトが一定クランク角度を回転するのに要する時間との差を演算（前者の時間から後者の時間を減算）する。そして、この演算値が所定の閾値を越えている場合には、内燃機関の回転変動が大きくなったと判断して失火（第３番気筒に失火）が発生したと判定している。

ＯＢＤ（Ｏｎ−Ｂｏａｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）対応国向けの自動車では、制御回路中に失火カウンタが備えられており、失火発生の判定を行う度に失火カウンタがインクリメントされ、所定の機関回転回数（例えば１０００回転）当たりの失火カウンタのカウント値が所定値（例えば３０）を越えるとＭＩＬ（警告灯）が点灯し、運転者に警告を促す。

従って、失火の判定が正確に行われていない状況では、例えば、失火が発生しているにも拘わらずそれを認識することができず、排気エミッションが悪化した状態が継続されてしまう。また、失火が発生していないにも拘わらず失火が発生していると誤判定してしまって、実際の失火発生回数が上記所定値より小さくても早期にＭＩＬが点灯することになってしまい、ユーザに違和感を与えてしまう。

そこで、失火の誤判定を解消するべく、回転変動の経時変化パターンが、予め定められた失火パターンとなったときに失火が生じたと判定するようにしたものが知られている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

この特許文献１に開示されているものは、各気筒の膨張行程時においてクランクシャフトが一定クランク角度を回転するのに要する時間を検出し、膨張行程が一つ間隔を隔てて行われる気筒間（４気筒エンジンの場合のクランク角度３６０°の角度間隔で膨張行程が行われる気筒同士）の上記時間の偏差を求め、この偏差が閾値を越え且つ偏差の変化パターンが失火発生時に特有のパターンとなったときに失火が発生したと判定するようにしている。具体的には、失火判定対象気筒の膨張行程時における上記回転変動量が所定の閾値を超えており、且つこの回転変動量が、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒の回転変動量および失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた気筒の回転変動量に比べて特に大きくなっている場合に、この失火判定対象気筒において失火が生じたと判定している。

また、下記の特許文献２には、トルクコンバータにロックアップクラッチを備えた自動車において、エンジンの失火判定のための閾値を、ロックアップ状態にあるときと非ロックアップ状態にあるときとで異ならせることについて開示されている。
特開２００６−１５２９７１号公報 特開平１０−３３１７０７号公報

ところが、上述したような各特許文献における失火判定動作では、失火の誤判定が生じてしまう可能性が未だ残っていることを本発明の発明者は見出した。

具体的には、変速装置としてオートマティックトランスミッション（自動変速機）を搭載した自動車にあっては、トルクコンバータにロックアップクラッチを備えており、このロックアップクラッチの締結状態（ロックアップ状態）では、エンジンとトランスミッションとが直結状態となる。このような状況で、失火が発生してエンジンに振動が発生すると、その振動がトランスミッションにまで伝達される。そして、その振動数がトランスミッションの固有振動数に一致する状況になると、エンジンからトランスミッションに亘るパワートレーン全体の共振現象が発生してしまうことになる。このような共振現象が発生する状況では、上記回転変動が正確に認識できず、失火の誤判定を招いてしまう可能性がある。

この失火誤判定の発生状況の一例について説明する。エンジン回転数は、クランクシャフトに一体的に取り付けられたＮＥロータの外歯の通過を、電磁ピックアップで成るクランク角センサによって検出することで計測されるが、この際、上記共振現象が発生すると、クランク角センサを支持しているステーにも共振が発生し、このクランク角センサとＮＥロータとの相対位置が変動してしまう。このため、クランクシャフトが一定回転速度で回転していても、上記共振現象に起因する相対位置変動のために、クランク角センサによって検出されるＮＥロータの外歯の通過タイミングが不安定になる。逆に、クランクシャフトの回転速度が失火によって変動しているにも拘わらず、上記共振現象により、この回転変動が正確に検出できなくなる場合もある。このように、上記共振現象によって、回転変動の増幅、相殺、減衰などが生じて、クランク角センサによる回転変動の検出が正確に行われなくなり、失火の誤判定を招いてしまう可能性があった。

また、上述した特許文献２では、ロックアップクラッチがロックアップ状態にあるときと非ロックアップ状態にあるときとで、失火判定のための閾値を異ならせることについて開示されているが、上記パワートレーン全体の共振現象に起因する失火の誤判定については何ら考慮されておらず、単に回転変動量が所定の閾値を超えているか否かによって失火判定を行うものに過ぎない。従って、この特許文献２においても未だ失火の誤判定が生じてしまう可能性が残っている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記共振現象に起因する失火の誤判定を回避することができる失火判定装置を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、失火の有無を、内燃機関の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿うものであるか否かによって判定し、この場合に失火が発生していないと判定された場合には、更にロックアップクラッチのロックアップ状態を考慮した他の条件によって、失火が発生している可能性があるか否を判別する。そして、この際に、失火が発生している可能性があると判別された場合には、更に、内燃機関の回転変動パターンが第２の失火判定パターンに沿うものであるか否かによって失火の有無を判定するようにしている。これにより、ロックアップクラッチがロックアップ状態となっていて上記共振現象が発生している状況であっても、失火の誤判定が回避できるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置を介して変速機に連結された内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたときに失火が生じている可能性があると判断し、内燃機関の回転変動パターンが失火発生時に特有のパターンであるか否かを判定することによって失火判定を行う内燃機関の失火判定装置を前提とする。この内燃機関の失火判定装置に対し、第１失火判定手段、特定回転変動パターン判定手段、第２失火判定手段を備えさせている。第１失火判定手段は、上記内燃機関の回転変動パターンが、予め設定された第１の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第１の失火判定動作を行う。特定回転変動パターン判定手段は、上記第１失火判定手段による第１の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合に、上記ロックアップクラッチがロックアップ状態であり且つ上記内燃機関の回転変動パターンがロックアップ状態での失火発生時に特有の特定回転変動パターンに略沿っているか否かを判定する特定パターン判定動作を行う。第２失火判定手段は、上記特定回転変動パターン判定手段による特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが上記特定回転変動パターンに略沿っていると判定された場合に、内燃機関の回転変動パターンが、上記第１の失火判定パターンに比べて回転変動の変化が小さいものとして規定された第２の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第２の失火判定動作を行う。

この場合、上記第１の失火判定動作において失火有りと判定された場合、または、第２の失火判定動作において失火有りと判定された場合に、失火判定結果として失火有りを確定する。一方、特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っていないと判定された場合、または、第２の失火判定動作において失火無しと判定された場合に、失火判定結果として失火無しを確定する構成としている。

これらの特定事項により、先ず、内燃機関の駆動中にその回転変動量が所定の閾値を超えたときには、失火が生じている可能性があると判断する。そして、内燃機関の回転変動パターンが第１の失火判定パターン（非ロックアップ状態での失火発生時に特有の回転変動パターン）に沿っているか否かによって失火判定動作を行う。そして、内燃機関の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿っている場合には、ロックアップクラッチが非ロックアップ状態である状態で失火が発生していると判定できる。

一方、内燃機関の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿っていない場合には、内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターン（ロックアップ状態での失火発生時に特有の回転変動パターン）に沿っているか否かを判定する。そして、内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っていない場合には、失火が発生していないと判断できる。つまり、上記回転変動量が所定の閾値を超えた原因は、失火以外であると判断できる。一方、内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っている場合には、第２の失火判定パターンを利用した失火判定動作に移る。つまり、内燃機関の回転変動パターンが第２の失火判定パターンに沿っているか否かによって失火判定動作を行う。そして、この第２の失火判定パターンに沿っている場合には、失火が発生していると判定する。

そして、この第２の失火判定パターンは、第１の失火判定パターンに比べて回転変動幅が小さいものとして規定されている。言い換えると、失火判定条件を緩めるようなパターンとなっている。このため、同様の回転変動が生じている場合に、ロックアップクラッチの非ロックアップ状態では失火が発生していると判定されなくても、ロックアップクラッチのロックアップ状態では失火が発生していると判定されることになる。つまり、ロックアップクラッチのロックアップ状態において、内燃機関と変速機との共振現象が発生している場合に、従来であれば、この共振の影響によって回転変動が小さくなっているために、失火が発生していてもそれを検出することができない可能性が高かったが、本解決手段によれば、特定の回転変動パターン（上記特定回転変動パターンおよび第２の失火判定パターン）を使用することによって失火の発生を検出することが可能になる。このようにして、上記共振現象の悪影響を受けることなく失火が発生していることが正確に判定され、失火判定の信頼性を高めることができる。

上記第１の失火判定パターンに基づいて失火判定を行う第１失火判定手段の構成としては以下のものが挙げられる。内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断された場合に、第１失火判定手段が、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、この失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量、および、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記第１の失火判定パターンとを比較することで失火判定動作を行う構成としている。

本発明において、第１の失火判定パターンは、ロックアップクラッチが非ロックアップ状態（解放状態）にある際に１つの気筒で失火が発生している場合における内燃機関の回転変動パターンに対応する。つまり、上記共振による悪影響を受けること無しに回転変動量を求めることができる状況での回転変動パターンに従って失火判定を行うためのものである。即ち、１つの気筒で失火が発生している場合、その気筒での膨張行程における回転変動量は、他の気筒の膨張行程（失火が発生している気筒の前後で膨張行程を迎える気筒）における回転変動量よりも大きくなるので、この回転変動パターンを第１の失火判定パターンとして規定している。これにより、非ロックアップ状態での失火判定が正確に行える。

上記特定回転パターンに基づいて判定動作を行う特定回転変動パターン判定手段の構成としては以下のものが挙げられる。ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合において、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断され且つ上記第１の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合に、特定回転変動パターン判定手段が、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、および、この失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記特定回転変動パターンとを比較することで失火判定動作を行う構成としている。

また、上記第２の失火判定パターンに基づいて失火判定を行う第２失火判定手段の構成としては以下のものが挙げられる。ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合において、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断され且つ上記特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに略沿っていると判断された場合に、第２失火判定手段が、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、および、この失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記第２の失火判定パターンとを比較することで失火判定動作を行う構成としている。

上記特定回転変動パターンおよび第２の失火判定パターンとして具体的には、以下の回転変動パターンが挙げられる。先ず、上記特定回転変動パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた１点火後気筒の膨張行程時における回転変動量に対して、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量が所定量以上大きくなるパターンとして規定されている。一方、上記第２の失火判定パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えた１点火前気筒の膨張行程時における回転変動量と、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量との差が所定量以下であるパターンとして規定されている。

以上のように、第１の失火判定動作、特定パターン判定動作、第２の失火判定動作を具体的に特定することができ、本発明の実用性を高めることができる。また、各失火判定パターンおよび特定回転変動パターンを明確に識別することで、ロックアップクラッチの非ロックアップ状態における失火判定動作と、ロックアップクラッチのロックアップ状態における失火判定動作とをそれぞれ正確に行うことができ、ロックアップ時および非ロックアップ時ともに失火の誤判定を防止することができる。

以上説明したように、本発明では、失火の有無を判定するための内燃機関の回転変動パターンとして、ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合と非ロックアップ状態にある場合とでパターンを異ならせるようにしている。更に、ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合には非ロックアップ状態にある場合に比べて、回転変動幅が小さくても失火が発生していると判定できるように、失火判定条件を緩めている。これにより、上記ロックアップ状態で内燃機関と変速機との共振現象が発生している状況であっても、失火の誤判定が回避でき、失火判定の信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る失火判定装置を自動車用４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明する。

−エンジンの構成説明−
先ず、図１を参照して、本実施形態に係るエンジン（内燃機関）の概略構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、４気筒分（図１では１気筒分のみを示す）のシリンダボア２を有するシリンダブロック１ａと、シリンダヘッド１ｂとを備えている。各シリンダボア２内には上下動可能に設けられたピストン３が備えられ、このピストン３が、コンロッド（コネクティングロッド）３ａを介してエンジン１の出力軸であるクランクシャフト１０に連結されている。そして、シリンダボア２の内部において、ピストン３とシリンダヘッド１ｂとにより囲まれた空間によって燃焼室４が区画形成されている。

シリンダヘッド１ｂには、各燃焼室４に対応して点火プラグ１１が取り付けられている。また、シリンダヘッド１ｂには、各燃焼室４に通じる吸気ポート５ａおよび排気ポート６ａがそれぞれ設けられ、これら吸気ポート５ａおよび排気ポート６ａには、吸気通路５および排気通路６がそれぞれ接続されている。吸気ポート５ａおよび排気ポート６ａにおける燃焼室４に通じる各開口端には、吸気バルブ７および排気バルブ８がそれぞれ設けられている。吸気バルブ７および排気バルブ８は、クランクシャフト１０の動力によってそれぞれ回転する吸気カムシャフト３１および排気カムシャフト３２によって開閉される。クランクシャフト１０の動力は、タイミングベルト３５および各タイミングプーリー３３，３４を介して、上記吸気カムシャフト３１および排気カムシャフト３２に伝達されている。

また、上記吸気ポート５ａの近傍には、各気筒に対応してインジェクタ（燃料噴射弁）９がそれぞれ備えられている。各インジェクタ９には図示しない燃料供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。

一方、吸気通路５にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６の上流側には、アクセルペダル１８の操作に応じて開閉駆動されるスロットルバルブ１９が設けられている。このスロットルバルブ１９の開度に応じて吸気通路５へ導入される吸入空気量が調整される。

エンジン１の運転が開始されると、吸気通路５内への吸入空気の導入とともにインジェクタ９から燃料が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混合されて混合気となる。そして、エンジン１の吸入行程において、吸気バルブ７により吸気ポート５ａが開かれることにより混合気が吸気ポート５ａを通じて燃焼室４に取り込まれる。この燃焼室４に取り込まれた混合気は、圧縮行程において圧縮された後、点火プラグ１１によって着火され、その混合気が爆発・燃焼してクランクシャフト１０に駆動力が付与される（膨張行程）。燃焼後の排気ガスは、排気バルブ８により排気ポート６ａが開かれることによって排気通路６に排出され（排気行程）、更に触媒１２を経て浄化された後、外部に放出される。なお、上記点火プラグ１１は、イグナイタ１３から出力される高電圧の印加タイミングに応じて混合気への点火動作を実行している。

−自動変速機−
次に、上記エンジン１からの回転動力が伝達され、且つ変速動作を行う自動変速機について説明する。図２は、上記エンジン１と自動変速機５０との接続状態を示す概略構成図である。また、図３は、トルクコンバータ（流体式動力伝達装置）５３の概略構成を示す図である。

これらの図に示すように、自動変速機５０は、エンジン１から入力軸５１に入力される回転動力を変速し、出力軸５２を介して駆動輪に出力するもので、主として、トルクコンバータ５３、変速機構部５４、油圧制御装置５５等を含んで構成されている。

トルクコンバータ５３は、エンジン１のクランクシャフト１０に連結されるもので、ポンプインペラ５３ａ、タービンランナ５３ｂ、ステータ５３ｃ、ワンウェイクラッチ５３ｄ、ステータシャフト５３ｅ、ロックアップクラッチ５３ｆを含んで構成されている。

上記ロックアップクラッチ５３ｆは、トルクコンバータ５３のポンプインペラ５３ａ（入力側）とタービンランナ５３ｂ（出力側）とを直結可能とするものであり、必要に応じて、ポンプインペラ５３ａとタービンランナ５３ｂとを直結する係合状態と、ポンプインペラ５３ａとタービンランナ５３ｂとを切り離す解放状態と、これら係合状態と解放状態との中間の半係合状態（スリップ状態）との間で切り換えられる。この切り換えのための条件については後述する。

このロックアップクラッチ５３ｆの係合力制御は、ロックアップコントロールバルブ５６でポンプインペラ５３ａ（入力側）とタービンランナ５３ｂ（出力側）とに対する作動油圧をコントロールすることによって行われる。

変速機構部５４は、例えば、複数のプラネタリギヤ、クラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチ等を含んで構成されており、例えば、前進６段、後進１段の変速が可能になっている。上記油圧制御装置５５によって、変速機構部５４のクラッチやブレーキが個別に係合、解放されることにより適宜の変速段（前進１〜６速段、後進段）を成立させるように構成されている。この変速機構部５４の構成および油圧制御装置５５による制御動作は公知であるので、ここでは詳細な図示や説明を割愛する。

−エンジン制御装置４０、トランスミッション制御装置４５−
上記油圧制御装置５５は、トランスミッション制御装置４５により制御される。つまり、このトランスミッション制御装置４５による油圧制御装置５５の制御により、変速機構部５４における適宜の変速段つまり動力伝達経路を成立させるようになっている。

また、図４に示すように、上記エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）４０とトランスミッション制御装置（トランスミッションＥＣＵ）４５とは、エンジン制御やトランスミッション制御に必要な情報を互いに送受可能に接続されている。

エンジン制御装置４０およびトランスミッション制御装置４５は、図示していないが、共に一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とされており、それぞれ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

エンジン制御装置４０には、図４に示すように、クランク角センサ２１、カム角センサ２２、圧力センサ２３、スロットル開度センサ２４などのエンジン１の運転状態を検出する各種センサが接続されており、その各センサの信号が入力される。

クランク角センサ２１は、上記クランクシャフト１０の近傍に配設され、クランクシャフト１０の回転角（クランク角ＣＡ）および回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を検出する。具体的には、このクランク角センサ２１は、所定のクランク角（例えば３０°）毎にパルス信号を出力する。このクランク角センサ２１によるクランク角の検出手法の一例としては、クランクシャフト１０と回転一体の図示しないロータ（ＮＥロータ）の外周面の３０°おきに外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記クランク角センサ２１を配置する。そして、クランクシャフト１０の回転に伴って外歯がクランク角センサ２１の近傍を通過した際に、このクランク角センサ２１が出力パルスを発生するようになっている。尚、このロータとしては、外周面に形成される外歯が１０°おきに形成されたものが適用される場合もある。この場合、エンジン制御装置４０内で分周して３０°ＣＡ毎の出力パルスを発生する。

カム角センサ２２は、上記吸気カムシャフト３１の近傍に配設され、気筒判別センサとして用いられる。例えば第１気筒♯１の圧縮上死点（ＴＤＣ）に対応してパルス信号を出力する。つまり、このカム角センサ２２は、吸気カムシャフト３１の１回転毎にパルス信号を出力する。このカム角センサ２２によるカム角の検出手法の一例としては、吸気カムシャフト３１と回転一体のロータの外周面の１箇所に外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記カム角センサ２２を配置し、吸気カムシャフト３１の回転に伴って外歯がカム角センサ２２の近傍を通過した際に、このカム角センサ２２が出力パルスを発生するようになっている。このロータはクランクシャフト１０の１／２の回転速度で回転するため、クランクシャフト１０が７２０°回転する毎に出力パルスを発生する。言い換えると、ある特定の気筒が同一行程（例えば第１気筒♯１が圧縮上死点に達した時点）となる度に出力パルスを発生する構成である。

圧力センサ２３は、上記サージタンク１６に配設され、吸気通路５内の圧力（吸気管内圧力ＰＭ）を検出する。つまり、この圧力センサ２３は、サージタンク１６内の圧力に応じた信号を出力する。

また、このエンジン制御装置４０は、スロットルバルブ１９のアクチュエータ１９ａ、および、インジェクタ９などのエンジン１の各部を制御する。

更に、このエンジン制御装置４０には総失火カウンタ４１および気筒別失火カウンタ４２が備えられている。総失火カウンタ４１は、後述する失火判定動作によって何れかの気筒で失火が発生したことが認識される度に、そのカウント値がインクリメントされていくようになっている。一方、気筒別失火カウンタ４２は、後述する失火判定動作によって失火が発生したことが認識された場合に、その失火が発生している気筒を特定し、その気筒に対する失火カウント値をインクリメントしていく。

一方、トランスミッション制御装置４５には、上記入力軸５１の回転数を検出する入力軸回転数センサ６１、出力軸５２の回転数を検出する出力軸回転数センサ６２、ドライバにより操作されるアクセルペダル１８の開度を検出するアクセル開度センサ６３、自動変速機５０のシフトレバー位置（レンジ位置）を検出するシフトポジションセンサ６４、駆動輪の速度（車輪速度）を検出する車輪速センサ６５などが接続されている。

また、このトランスミッション制御装置４５は、上記ロックアップコントロールバルブ５６にロックアップクラッチ制御信号を出力する。このロックアップクラッチ制御信号に基づいてロックアップコントロールバルブ５６がロックアップクラッチ５３ｆの係合圧を制御し、上述したロックアップクラッチ５３ｆの係合状態（ロックアップ状態）、解放状態（完全スリップ状態）、半係合状態（スリップ状態：フレックスロックアップ状態とも呼ばれる）が切り換えられるようになっている。

さらに、トランスミッション制御装置４５は、自動変速機５０の油圧制御装置５５にソレノイド制御信号（油圧指令信号）を出力する。このソレノイド制御信号に基づいて油圧制御装置５５の油圧制御回路に備えられているリニアソレノイドバルブやオンオフソレノイドバルブなどが制御され、所定の変速段（第１変速段〜第６変速段、後退変速段など）を達成するように、変速機構部５４の各クラッチ、各ブレーキなどが所定の状態に係合または解放される。

−ロックアップクラッチ作動マップ−
上述したロックアップクラッチ５３ｆの係合状態、解放状態、半係合状態の切り換え動作は、例えば図５に示すようなロックアップクラッチ作動マップに従って行われる。このロックアップクラッチ作動マップは、車速Ｖおよびアクセル開度θTHをパラメータとし、それら車速Ｖおよびアクセル開度θTHに応じて、ロックアップクラッチ５３ｆを、係合状態（ロックアップ状態）、解放状態（トルコン状態）、半係合状態（フレックスロックアップ状態：スリップ状態）の間で切り換えるためのマップであって、上記トランスミッション制御装置４５のＲＯＭ内に記憶されている。

つまり、車速Ｖおよびアクセル開度θTHに基づいて、係合領域（ロックアップ作動領域）、解放領域（トルコン作動領域）、スリップ領域（フレックスロックアップ作動領域）のいずれの領域に属するかを判定し、その判定された領域の作動となるように上記ロックアップコントロールバルブ５６を制御してロックアップクラッチ５３ｆを係合、解放、或いは半係合のいずれかの状態とする制御を実行する。尚、上記アクセル開度θTHに代えてスロットル開度に応じたロックアップクラッチ作動マップ（車速とスロットル開度とに応じてロックアップクラッチ５３ｆを制御するためのマップ）によりロックアップクラッチ５３ｆの状態を切り換えるようにしてもよい。

上記フレックスロックアップ作動領域では、運転性を損なうことなく燃費を可及的に良くすることを目的としてエンジン１の回転変動を吸収しつつトルクコンバータ５３の動力伝達損失を可及的に抑制するために、ロックアップクラッチ５３ｆのスリップ制御を実行する。ロックアップクラッチ５３ｆのスリップ制御については、タービン回転速度ＮＴとエンジン回転速度ＮＥとの回転速度差（スリップ量）ＮＳＬＰ（＝ＮＥ−ＮＴ）を目標回転速度差（目標スリップ量：例えば５０ｒｐｍ）に制御するためにロックアップクラッチ５３ｆを制御するソレノイド弁に対して駆動信号を出力する。このスリップ制御のうちの減速走行時スリップ制御は、例えば、アクセル開度θTHが略零で惰性走行（減速走行）する前進走行時において生じる駆動輪側からの逆入力をエンジン１側へ伝達する変速段、すなわちエンジンブレーキ作用が得られる変速段で行われ、タービン回転速度ＮＴおよびエンジン回転速度ＮＥは、車両の減速にしたがって緩やかに減少させられる。このようにロックアップクラッチ５３ｆがスリップ係合させられると、エンジン回転速度ＮＥがタービン回転速度ＮＴ付近まで引き上げられるため、エンジン１に対する燃料供給量を抑制する制御状態（フューエルカット状態）がさらに長い期間維持されて燃費が向上する。

−失火判定のための構成および動作−
次に、本実施形態の特徴部分であるエンジン１の失火判定のための構成（失火判定装置の構成）およびその動作について説明する。

本実施形態に係る失火判定装置は、上記エンジン制御装置４０を備えている。このエンジン制御装置４０には、上記各センサ２１〜２４の出力信号がそれぞれ取り込まれている。そして、エンジン制御装置４０には、これら各信号に基づいてクランク角ＣＡや、エンジン回転速度ＮＥ、現在の運転気筒（例えば現在膨張行程を迎えている気筒）、吸気管内圧力ＰＭ等を演算するとともに、それら演算結果に基づいて、後述する失火判定動作を実行する。

次に、失火判定装置の失火判定動作について説明する。本失火判定装置は、失火の有無を判定するために、以下に述べる第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）および第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の２種類の回転変動量の値を利用するようにしている。

（第１回転変動量および第２回転変動量の算出）
上記各回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ、ｅｄｌｔｍｆｈ）の算出手順について以下に説明する。

第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）は、「現在、膨張行程を迎えている気筒が圧縮上死点から下死点まで１８０°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ）だけ回転するのに要する時間（以下、この時間を「膨張行程所要時間」という）と、この気筒の直前に膨張行程を迎えていた（点火タイミングで１８０°ＣＡ前の）気筒の膨張行程所要時間との偏差（前者の膨張行程所要時間から後者の膨張行程所要時間を減算した値）」から、「現在、膨張行程を迎えている気筒の２点火前に膨張行程を迎えていた（点火タイミングで３６０°ＣＡ前の）気筒の膨張行程所要時間と、この気筒の直前（現在、膨張行程を迎えている気筒の３点火前（点火タイミングで５４０°ＣＡ前））に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程所要時間との偏差（前者の膨張行程所要時間から後者の膨張行程所要時間を減算した値）」を減算した値である。

例えば、図６に示すように、第１番気筒♯１、第３番気筒♯３、第４番気筒♯４、第２番気筒♯２の順で１８０°ＣＡ毎に燃焼行程を行っていく場合に、現在、膨張行程を迎えている気筒を第２番気筒♯２とし、この第２番気筒♯２の膨張行程において圧縮上死点（ＴＤＣ）から下死点まで１８０°ＣＡだけ回転するのに要していた時間（膨張行程所要時間）を「Ａ」、その直前の第４番気筒♯４の膨張行程所要時間を「Ｂ」、その直前の第３番気筒♯３の膨張行程所要時間を「Ｃ」、更に、その直前の第１番気筒♯１の膨張行程所要時間を「Ｄ」、更に、その直前の第２番気筒♯２の膨張行程所要時間を「Ｅ」とした場合、現在、膨張行程を迎えている気筒（第２番気筒♯２）の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）は、以下の式（１）によって算出される。

ｅｄｄｔｃｒｘ＝（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ） …（１）
これにより、現在膨張行程中の気筒（第２番気筒♯２）の回転速度と、その直近の３回の膨張行程（第４番気筒♯４、第３番気筒♯３、第１番気筒♯１それぞれの膨張行程）での回転速度とによって、現在膨張行程中の気筒を対象とした第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）を求めることができる。

現在膨張行程中の気筒において失火が生じてエンジン回転速度が低下すると、クランクシャフト１０が一定クランク角度を回転するのに要する経過時間が長くなる。つまり、上記式（１）におけるＡの値がＢ，Ｃ，Ｄの値に対して大きくなる。そこで、各気筒の膨張行程時においてクランクシャフト１０が一定クランク角度（１８０°ＣＡ）を回転するのに要する経過時間を検出し、この経過時間の長さを上記式（１）に当てはめ、算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）に基づいて失火が生じている可能性があるか否かを認識して、後述する失火判定出動作に役立てるようにしている。

一方、第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の算出動作としては、先ず、「現在、膨張行程を迎えている気筒の膨張行程所要時間と、この気筒の２点火前に膨張行程を迎えていた（点火タイミングで３６０°ＣＡ前の）気筒の膨張行程所要時間との偏差（前者の膨張行程所要時間から後者の膨張行程所要時間を減算した値）」を求める。そして、「現在、膨張行程を迎えている気筒の直前に膨張行程を迎えていた（点火タイミングで１８０°ＣＡ前の）気筒の膨張行程所要時間とその気筒の２点火前（現在、膨張行程を迎えている気筒の３点火前（点火タイミングで５４０°ＣＡ前））に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程所要時間との偏差（前者の膨張行程所要時間から後者の膨張行程所要時間を減算した値）」と「現在、膨張行程を迎えている気筒の２点火前に膨張行程を迎えていた（点火タイミングで３６０°ＣＡ前の）気筒の膨張行程所要時間とその気筒の更に２点火前（現在、膨張行程を迎えている気筒の４点火前（点火タイミングで７２０°ＣＡ前））に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程所要時間との偏差（前者の膨張行程所要時間から後者の膨張行程所要時間を減算した値）」との平均値を、上記「現在、膨張行程を迎えている気筒の膨張行程所要時間と、この気筒の２点火前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程所要時間との偏差」から減算することで上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）は求められる。

図６に当てはめた場合、この第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）は、以下の式（２）によって算出される。

ｅｄｌｔｍｆｈ＝（Ａ−Ｃ）−｛（Ｂ−Ｄ）＋（Ｃ−Ｅ）｝／２ …（２）
（失火判定動作の手順の概略）
次に、上述した第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）および第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）を利用して行われる失火判定動作の手順の概略について説明する。尚、以下の説明で、「ロックアップクラッチ５３ｆのロックアップ状態（係合状態）」とは「ロックアップクラッチ５３ｆのフレックスロックアップ状態（半係合状態）」も含む概念とする。

（Ｉ） 先ず、エンジン１の回転変動量が所定の閾値（Ｎ１）を超えたか否かを判定し、この回転変動量が閾値（Ｎ１）を超えた場合に、失火が生じている可能性があると判断する。具体的には、上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が、ある気筒の膨張行程において閾値（Ｎ１）を超えたか否かを判定し、この第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えた場合に、その膨張行程を迎えていた気筒（以下、失火判定対象気筒という）では失火が生じている可能性があると判断する。

なお、上記閾値（Ｎ１）は、実験的または経験的に設定されるものであり、エンジン回転速度ＮＥが速いほど小さな値として例えばマップ演算される。これは、次の理由による。通常、エンジン回転速度ＮＥが速くなると、それに伴って上記各所要時間Ａ〜Ｅがそれぞれ短い時間として算出される。このため、上記式（２）に基づき算出される第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）も小さな値として算出されるようになる。そこで、上記閾値（Ｎ１）をエンジン回転速度ＮＥが速くなるほど小さな値として算出することで、エンジン回転速度ＮＥの変化による影響を極力排除した上で失火が生じている可能性があるか否かを判断することができるようにしている。

（II） このようにして失火が生じている可能性があると判断されると、エンジン１の回転変動パターンが、上記失火判定対象気筒の膨張行程の前後において、予め設定された第１の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第１の失火判定動作を行う（第１失火判定手段による第１の失火判定動作）。具体的には、上記第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の経時変化として表される回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿っているか否かによって失火の有無を判定する。この第１の失火判定パターンの詳細については後述する。

（III） そして、この第１の失火判定動作において、上記失火判定対象気筒で失火が発生していると判定された場合には、失火判定動作としては「失火有り」を確定する。

一方、上記第１の失火判定動作において、失火が無いと判定された場合には、上記ロックアップクラッチ５３ｆがロックアップ状態であり且つ上記エンジン１の回転変動パターンがロックアップ状態での失火発生時に特有の特定回転変動パターンに略沿っているか否かを判定する（特定回転変動パターン判定手段による特定パターン判定動作）。具体的には、上記第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の経時変化として表される回転変動パターンおよび上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の経時変化として表される回転変動パターンが、それぞれ上記失火判定対象気筒の膨張行程の前後において、上記特定回転変動パターンに略沿っているか否かを判定する。これら特定回転変動パターン（第１回転変動量の特定回転変動パターン、第２回転変動量の特定回転変動パターン）の詳細については後述する。

（IV）そして、これら回転変動パターンが上記特定回転変動パターンに沿っていないと判定された場合には、失火判定動作としては「失火無し」を確定する。

一方、これら回転変動パターンが上記特定回転変動パターンに略沿っていると判定された場合には、エンジン１の回転変動パターンが、上記失火判定対象気筒の膨張行程の前後において、上記第１の失火判定パターンに比べて回転変動の変化が小さいものとして規定された、つまり、失火判定条件を緩めるようなパターンに規定された第２の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第２の失火判定動作を行うようにしている（第２失火判定手段による第２の失火判定動作）。具体的には、上記第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の経時変化として表される回転変動パターンが第２の失火判定パターンに沿っているか否かによって失火の有無を判定する。この第２の失火判定動作において、回転変動パターンが第２の失火判定パターンに沿っていないと判定された場合には、失火判定動作としては「失火無し」を確定する。一方、この第２の失火判定動作において、回転変動パターンが第２の失火判定パターンに略沿っていると判定された場合には、失火判定動作としては「失火有り」を確定する。この第２の失火判定パターンの詳細については後述する。

−失火判定パターン−
次に、上述した失火判定のための各失火判定パターンおよび上記特定回転変動パターンについて説明する。

図７は、ロックアップクラッチ５３ｆが非ロックアップ状態（解放状態）にある際に第２番気筒♯２で連続的に失火が発生している場合における第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示している。

また、図８は、ロックアップクラッチ５３ｆはロックアップ状態であるが、エンジン１と自動変速機５０との共振現象は生じていない際において、第２番気筒♯２で連続的に失火が発生している場合の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示している。

そして、図９は、ロックアップクラッチ５３ｆがロックアップ状態（上述した如く、フレックスロックアップ状態も含む）であり、エンジン１と自動変速機５０との共振現象が生じている際において、第２番気筒♯２で連続的に失火が発生している場合の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示している。

図７〜図９の各波形における、ΔＮ１−０は第３番気筒♯３の第１回転変動量、ΔＮ１−１は第１番気筒♯１の第１回転変動量、ΔＮ１−２は第２番気筒♯２の第１回転変動量、ΔＮ１−３は第４番気筒♯４の第１回転変動量である。つまり、ΔＮ１−３→ΔＮ１−２→ΔＮ１−１→ΔＮ１−０→ΔＮ１−３→…の順に従う第１回転変動量の変化が、この第１回転変動量の回転変動パターンとなる。

同様に、図７〜図９の各波形における、ΔＮ２−０は第３番気筒♯３の第２回転変動量、ΔＮ２−１は第１番気筒♯１の第２回転変動量、ΔＮ２−２は第２番気筒♯２の第２回転変動量、ΔＮ２−３は第４番気筒♯４の第２回転変動量である。つまり、ΔＮ２−３→ΔＮ２−２→ΔＮ２−１→ΔＮ２−０→ΔＮ２−３→…の順に従う第２回転変動量の変化が、この第２回転変動量の回転変動パターンとなる。

（第１の失火判定パターン）
上記第１の失火判定パターンは、第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンを対象とするものであり、図７に示している第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当する。つまり、この第１の失火判定パターンは、ロックアップクラッチ５３ｆが非ロックアップ状態にある際に失火が発生した場合における第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当する。以下、具体的に説明する。

図７の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに示すように、例えば第２番気筒♯２（失火判定対象気筒）で失火が発生する場合には、この第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−２）が、その直前の第４番気筒♯４（本発明でいう１点火前気筒）の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−３）および直後の第１番気筒♯１（本発明でいう１点火後気筒）の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−１）に比べて特に大きくなる。また、これに加えて、第２番気筒♯２（失火判定対象気筒）の２点火後に膨張行程を迎えた第３番気筒♯３の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−０）が、上記第１回転変動量ΔＮ１−２（失火判定対象気筒である第２番気筒♯２の第１回転変動量）と、ほぼその絶対値が同じであって、且つ正負が逆の値をとるようになる。

本実施形態の失火判定装置では、このように回転変動量ΔＮ１−０〜ΔＮ１−３の変化パターンが、非ロックアップ状態における失火発生時に特有のパターンとなることに着目して失火発生を判断するべく、以下の各条件がエンジン制御装置４０内のＲＯＭに予め記憶されている。

（ａ）ΔＮ１−２×Ｘ＜｜ΔＮ１−０｜、且つ
（ｂ）ΔＮ１−２×Ｙ≧ΔＮ１−３、且つ
（ｃ）ΔＮ１−２×Ｚ≧ΔＮ１−１
これら（ａ）〜（ｃ）の論理積が満たされる（つまり、上記第１の失火判定パターンとなる）ことを条件として、回転変動量がΔＮ１−２である気筒（第２番気筒♯２）で失火が発生していると判断されることになる。ここで、上記各係数Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれ「１」未満の正の値として実験的または経験的に設定されている。

また、これら係数Ｘ〜Ｚは、エンジン回転速度ＮＥに基づき算出される。具体的には、上記各係数Ｘ〜Ｚは、エンジン回転速度ＮＥが速くなるほど小さな値として算出される。これは、次の理由による。

上述したように、エンジン回転速度ＮＥが速くなると、それに伴って各回転変動量ΔＮ１−０〜ΔＮ１−３は小さな値として算出されるようになる。そこで、上記各係数Ｘ〜Ｚをエンジン回転速度ＮＥが速いときほど小さな値として算出することで、これら回転変動量ΔＮ１−０〜ΔＮ１−３の変化パターンと、上記失火パターンとを、エンジン回転速度ＮＥの変化による影響を極力排除した上で比較することができるようにしている。

そして、上記（ａ）〜（ｃ）の論理積条件が満たされているときには、回転変動量ΔＮ１−０〜ΔＮ１−３の変化パターンが、非ロックアップ状態における失火パターン（第１の失火判定パターン）になっており、回転変動量ΔＮ１−２が大きくなった原因は失火であるとして「失火有り」と判定される。

（第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の特定回転変動パターン）
上記第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の特定回転変動パターンは、第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）が以下の式（３）に当てはまるような回転変動状態となった場合の回転変動パターンである。

｜ΔＮ１−１｜≧（ΔＮ１−２）×α …（３）
ここで、｜ΔＮ１−１｜は、第１番気筒♯１の膨張行程時に算出された第１回転変動量の絶対値、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えていた気筒における第１回転変動量の絶対値である。また、ΔＮ１−２は、第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された第１回転変動量である。また、αは「１」未満の正の値として設定された係数であり、実験的または経験的に設定されている。

（第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の特定回転変動パターン）
上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の特定回転変動パターンは、第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が以下の式（４）に当てはまるような回転変動状態となった場合の回転変動パターンである。

ΔＮ２−２×β≧ΔＮ２−１ …（４）
ここで、ΔＮ２−２は、第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第２回転変動量、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された第２回転変動量である。また、ΔＮ２−１は、第１番気筒♯１の膨張行程時に算出された第２回転変動量、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えていた気筒における第２回転変動量である。また、βは「１」未満の正の値として設定された係数であり、実験的または経験的に設定されている。

（第２の失火判定パターン）
上記第２の失火判定パターンは、第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンを対象とするものであり、図９に示している第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当する。つまり、この第２の失火判定パターンは、ロックアップクラッチ５３ｆがロックアップ状態であり、エンジン１と自動変速機５０との共振現象が生じている場合において、第２番気筒♯２で失火が発生している際の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当する。以下、具体的に説明する。

図９の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに示すように、例えば第２番気筒♯２（失火判定対象気筒）で失火が発生する場合には、この第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−２）と、その直前の第４番気筒♯４（本発明でいう１点火前気筒）の膨張行程時に算出された第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ＝ΔＮ１−３）とには殆ど差が無くなる。

つまり、従来では、第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）に関して、上記第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−２と、その直前の第４番気筒♯４の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−３とに大きな差が生じていないことで、失火が発生していないと判定していたが、本実施形態では、ロックアップクラッチ５３ｆがロックアップ状態またはフレックスロックアップ状態にある場合に限って、このような回転変動パターンであっても失火が発生していると判定するようにしている。即ち、この第２の失火判定パターンでは、第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量ΔＮ１−２と第４番気筒♯４の膨張行程時に算出された第１回転変動量ΔＮ１−３との変化が、上記第１の失火判定パターンのものに比べて小さいものとして規定されている。言い換えると、第１の失火判定パターンに比べて失火判定条件が緩いパターンとして第２の失火判定パターンは規定されている。

具体的には、第２の失火判定パターンは、第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）が以下の式（５）に当てはまるような回転変動状態となった場合の回転変動パターンとして規定されている。

ΔＮ１−２×γ≧ΔＮ１−３ …（５）
ここで、ΔＮ１−２は、第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された第１回転変動量である。また、ΔＮ１−３は、第４番気筒♯４の膨張行程時に算出された第１回転変動量、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒における第１回転変動量である。また、γは「１」未満の正の値として設定された係数であり、実験的または経験的に設定されている。

このようにして第２の失火判定パターンが規定されることで、図８で示した、ロックアップ状態で上記共振現象が生じていない場合の回転変動パターンとは明確な差別化ができる。

尚、この第２の失火判定パターンとしては、上記式（５）で規定されるパターンに加えて、以下の式（６）に当てはまるような回転変動状態となった場合の回転変動パターンとして規定してもよい。

ΔＮ１−２≧ΔＮ１−１ …（６）
つまり、上記第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−２と、その直前の第４番気筒♯４の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−３とに大きな差が生じておらず、且つ上記第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−２に対して、その直後の第１番気筒♯１の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−１が所定量以上小さい場合に第２の失火判定パターンが成立したとするものである。

−失火判定処理の手順−
以下、本実施形態における失火判定処理の手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。この図１０に示す制御ルーチンは、上記エンジン制御装置４０において、例えばクランクシャフト１０の１回転毎または所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返して実行される。

尚、この処理は、失火を判定（失火検出）するための前提条件が成立している場合に実行される。この判断では、上記前提条件に基づく判断を通じて、失火発生以外の要因でエンジン回転速度ＮＥが大きく変動するおそれがなく、この失火発生に伴うエンジン回転速度ＮＥの変動を精度よく検出することができる条件下であるか否かが判断される。なお、上記前提条件としては例えば、エアーコンディショナの作動／非作動が切り換えられてから所定時間が経過していることや、シフトレバーが操作されてから所定時間が経過していること等がある。

そして、上記前提条件が成立している状態で、ステップＳＴ１において失火仮判定処理が実行される。この失火仮判定処理は、何れかの気筒で失火が発生している可能性があるか否かを判断する処理である。具体的には、上述したように、エンジン１の上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が、ある気筒の膨張行程において閾値（Ｎ１）を超えたか否かを判定し、この第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えた場合に、その膨張行程を迎えていた気筒（失火判定対象気筒）では失火が生じている可能性があると判断する。

このステップＳＴ１で第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えおらず、失火が発生している可能性がないと判断（ステップＳＴ１でＮＯ判定）されると、そのまま本ルーチンを終了する。

一方、第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えており、失火が発生している可能性があると判断（ステップＳＴ１でＹＥＳ判定）されると、ステップＳＴ２に移り、仮判定結果フラグを「１」に設定し、ステップＳＴ３で、失火種別および失火発生気筒の情報を初期化する。つまり、前回の失火判定処理で判断された失火種別および失火発生気筒のデータをリセットする。また、ステップＳＴ４において、パターン判定タイミングカウンタを「０」に設定する。つまり、前回の失火判定処理で使用したパターン判定タイミングカウンタのカウント値をリセットする。

その後、ステップＳＴ５において、上記第１の失火判定動作により失火種別判定動作を実行する。つまり、エンジン１の回転変動パターンが、上記失火判定対象気筒の膨張行程の前後において、上記第１の失火判定パターン（図７に示している第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当）に略沿っているか否かを判定し、失火の有無を判定する。

そして、エンジン１の回転変動パターンが、上記第１の失火判定パターンに略沿っている場合には、失火が発生しているとして、ステップＳＴ８に移る。つまり、本ルーチンの失火判定処理において「失火有り」を確定する。

一方、エンジン１の回転変動パターンが、上記第１の失火判定パターンに沿っていない場合（第１の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合）には、未だ、「失火有り／失火無し」の確定を行うこと無しにステップＳＴ６に移る。このステップＳＴ６では、上記ロックアップクラッチ５３ｆがロックアップ状態（フレックスロックアップ状態を含む）であり且つ上記エンジン１の回転変動パターンがロックアップ状態での失火発生時に特有の特定回転変動パターン（上記特定回転変動パターン）に略沿っているか否かを判定する（特定パターン判定動作）。つまり、上記第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンが、それぞれ上記特定回転変動パターン（図９に示している第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンに相当）に略沿っているか否かを判定する。

また、この特定パターン判定動作にあっては、エンジン負荷の急な変化が生じていないことも実行条件となる。例えば、アクセルペダル１８の操作量の急な変化や、自動変速機５０の変速動作や、補機類の負荷変動などが生じていないことが条件となる。

そして、この特定パターン判定動作において、これら回転変動量の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っていない場合には、本ルーチンの失火判定処理において「失火無し」を確定する。つまり、上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えた原因は、悪路の走行などのように失火以外のものが原因であったと判断して「失火無し」を確定する。

一方、上記回転変動量の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っており、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ７に移る。このステップＳＴ７では、エンジン１の回転変動パターンが上記第２の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第２の失火判定動作を実行する。つまり、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された第１回転変動量とその直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時に算出された第１回転変動量との変化が、上記第１の失火判定パターンのものに比べて小さいものとして規定された第２の失火判定パターンを利用して失火の有無を判定する。

そして、この第２の失火判定動作において、回転変動パターンが第２の失火判定パターン（図９に示している第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンに相当）に沿っていないと判定された場合（ステップＳＴ７でＮＯ判定された場合）には、本ルーチンの失火判定処理において「失火無し」を確定する。つまり、上記第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）が閾値（Ｎ１）を超えた原因は、悪路の走行などのように失火以外のものが原因であったと判断して「失火無し」を確定する。

一方、この第２の失火判定動作において、回転変動パターンが第２の失火判定パターンに略沿っていると判定された場合（ステップＳＴ７でＹＥＳ判定された場合）には、失火判定動作としては「失火有り」を確定し、ステップＳＴ８に移る。つまり、本ルーチンの失火判定処理において「失火有り」を確定する。

上記ステップＳＴ５またはステップＳＴ７において「失火有り」が確定した後、ステップＳＴ８では、失火種別の処理動作を行う、具体的には、総失火カウンタ４１のカウント値をインクリメントおよび検出カウンタ（１０００ｒｅｖカウンタ）のカウント値のインクリメントを行う。この場合、検出カウンタのカウント値が所定値（例えば１０００）を超えており且つ総失火カウンタ４１のカウント値も所定値（例えば３０）を超えている場合、総検出回数中に所定回数以上の頻度で失火発生が検出されたと判断され、排気エミッションの悪化や触媒１２の劣化等を招くおそれのある頻度で失火が発生しているとして、ＭＩＬ（警告灯）が点灯し、運転者に警告を促すことになる。また、ステップＳＴ９において失火気筒の特定を行い、その気筒に対応する気筒別失火カウンタ４２のカウント値をインクリメントする。そして、この失火発生情報および失火発生気筒情報は上記エンジン制御装置４０に備えられたダイアグノーシスに書き込まれることになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。エンジン１の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿っている場合には、ロックアップクラッチ５３ｆの非ロックアップ状態で失火が発生していると判断する。一方、エンジン１の回転変動パターンが第１の失火判定パターンに沿っていない場合には、エンジン１の回転変動パターンが上記特定回転変動パターンに沿っていることを条件として、上記第２の失火判定パターン（第１の失火判定パターンに比べて失火判定条件を緩めるようなパターンとして規定された失火判定パターン）に基づいた失火判定動作を実行し、エンジン１の回転変動パターンが第２の失火判定パターンに沿っている場合には、ロックアップクラッチ５３ｆのロックアップ状態で失火が発生していると判断するようにしている。

その結果、ロックアップクラッチ５３ｆのロックアップ状態において、エンジン１と自動変速機５０との共振現象が発生している場合に、従来であれば、この共振の影響によって回転変動が小さくなっているために、失火が発生していてもそれを検出することができない可能性が高かったが、本実施形態によれば、上記特定回転変動パターンおよび第２の失火判定パターンを使用することによって失火の発生を検出することが可能になる。このようにして、上記共振現象の悪影響を受けることなく失火が発生していることが正確に判定され、失火判定の信頼性を高めることができる。

−第２の失火判定パターンの変形例−
上述した実施形態では、第２の失火判定パターンを以下のように規定していた。つまり、失火判定対象気筒である第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量ΔＮ１−２が、その直後の第１番気筒♯１の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−１に比べて特に大きく、また、失火判定対象気筒である第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量ΔＮ１−２と、その直前の第４番気筒♯４の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−３とには大きな差は生じないものとして規定していた。これに限らず、以下のように規定してもよい。

つまり、第２番気筒♯２（失火判定対象気筒）で失火が発生する場合に、この第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−２が、その直前の第４番気筒♯４（本発明でいう１点火前気筒）の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−３に比べて特に大きく、また、失火判定対象気筒である第２番気筒♯２の膨張行程時に算出された第１回転変動量ΔＮ１−２と、その直後の第１番気筒♯１の膨張行程時に算出された回転変動量ΔＮ１−１とには大きな差は生じないものとして第２の失火判定パターンを規定するものである。

−他の実施形態−
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態および変形例では、本発明を自動車用４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、種々のエンジン（４気筒以外の例えば６気筒のエンジン、ディーゼルエンジン、自動車以外に搭載されるエンジン等）に対して適用できる。
・上記実施形態および変形例では、所定値Ｎ１をエンジン回転速度ＮＥおよび吸気管内圧力ＰＭに基づき算出するようにしたが、これに限られない。例えば、この所定値Ｎ１を、エンジン回転速度ＮＥおよび吸気管内圧力ＰＭの何れか一方に基づき算出したり、あるいは他のパラメータに基づき算出してもよい。また、吸気管内圧力ＰＭに代えて吸入空気量を検出するシステムにあっては、この吸入空気量を代用しても勿論よい。他方、所定値Ｎ１を一定の値として設定するようにしてもよい。要は、失火の発生に伴う回転変動量ΔＮＥの変化を好適に監視できるのであれば、所定値Ｎ１をどのように算出、若しくは設定してもよい。
・上記実施形態および変形例では、各係数Ｘ〜Ｚをエンジン回転速度ＮＥに基づき算出するようにしたが、これに限らず、例えば各係数Ｘ〜Ｚを吸気管内圧力ＰＭや吸入空気量に基づいて算出したり、あるいは他のパラメータに基づき算出したりするようにしてもよい。また、各係数Ｘ〜Ｚを一定の値として設定するようにしてもよい。要は、失火判定パターンを好適なパターンとして設定できるのであれば、係数Ｘ〜Ｚをどのように算出、若しくは設定するようにしてもよい。
・上記実施形態では、検出カウンタ（１０００ｒｅｖカウンタ）によって総検出回数を、失火カウンタ（総失火カウンタ４１および気筒別失火カウンタ４２）によって失火発生の検出回数をそれぞれカウントすることで、失火発生の検出頻度を求めるようにしたが、これら頻度の求め方も任意である。
・上記実施形態では、回転変動量を上記式（１）および式（２）から算出するようにしたが、これに限られない。要は、失火発生に伴うエンジン回転速度の変動を把握することが可能な態様であれば、回転変動量の算出態様を適宜変更してもよい。
・また、上記実施形態では、有段式の自動変速機５０が連結されたエンジン１に対して本発明を適用した場合について説明したが、ベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）やトロイダル式ＣＶＴ等の無段変速機が連結されたエンジン１に対しても本発明は適用可能である。

実施形態に係る失火判定装置が適用されるエンジンおよびその周辺装置の概略構成を示す図である。 実施形態に係る車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 トルクコンバータの概略構成を模式的に示す自動変速機の概略構成図である。 エンジン制御装置およびトランスミッション制御装置を含む制御ブロックを示す概略構成図である。 ロックアップクラッチの制御に用いるロックアップクラッチ作動マップを示す図である。 各気筒の燃焼行程の順序と、それぞれにおける膨張行程所要時間とを示す図である。 ロックアップクラッチが非ロックアップ状態にある際に第２番気筒で連続的に失火が発生している場合における第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示す図である。 ロックアップクラッチはロックアップ状態であるが、エンジンと自動変速機との共振現象は生じていない際において、第２番気筒で連続的に失火が発生している場合の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示す図である。 ロックアップクラッチがロックアップ状態であり、エンジンと自動変速機との共振現象が生じている際において、第２番気筒♯２で連続的に失火が発生している場合の第１回転変動量（ｅｄｄｔｃｒｘ）の回転変動パターンおよび第２回転変動量（ｅｄｌｔｍｆｈ）の回転変動パターンの一例を示す図である。 失火判定処理動作の手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
５０ 自動変速機
５３ トルクコンバータ（流体式動力伝達装置）
５３ｆ ロックアップクラッチ
５４ 変速機構部
Ｎ１ 閾値
♯１ 第１気筒（１点火後気筒）
♯２ 第２気筒（失火判定対象気筒）
♯４ 第４気筒（１点火前気筒）

Claims (6)

1. ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置を介して変速機に連結された内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたときに失火が生じている可能性があると判断し、内燃機関の回転変動パターンが失火発生時に特有のパターンであるか否かを判定することによって失火判定を行う内燃機関の失火判定装置において、
   上記内燃機関の回転変動パターンが、予め設定された第１の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第１の失火判定動作を行う第１失火判定手段と、
   上記第１失火判定手段による第１の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合に、上記ロックアップクラッチがロックアップ状態であり且つ上記内燃機関の回転変動パターンがロックアップ状態での失火発生時に特有の特定回転変動パターンに略沿っているか否かを判定する特定パターン判定動作を行う特定回転変動パターン判定手段と、
   上記特定回転変動パターン判定手段による特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが上記特定回転変動パターンに略沿っていると判定された場合に、内燃機関の回転変動パターンが、上記第１の失火判定パターンに比べて回転変動の変化が小さいものとして規定された第２の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第２の失火判定動作を行う第２失火判定手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
2. 上記請求項１記載の内燃機関の失火判定装置において、
   上記第１の失火判定動作において失火有りと判定された場合、または、第２の失火判定動作において失火有りと判定された場合に、失火判定結果として失火有りを確定する一方、特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに沿っていないと判定された場合、または、第２の失火判定動作において失火無しと判定された場合に、失火判定結果として失火無しを確定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
3. 上記請求項１または２記載の内燃機関の失火判定装置において、
   上記第１失火判定手段は、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断された場合に、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、この失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量、および、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記第１の失火判定パターンとを比較することで失火判定動作を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
4. 上記請求項１または２記載の内燃機関の失火判定装置において、
   上記特定回転変動パターン判定手段は、ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合において、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断され且つ上記第１の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合に、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、および、この失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記特定回転変動パターンとを比較することで失火判定動作を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
5. 上記請求項１または２記載の内燃機関の失火判定装置において、
   上記第２失火判定手段は、ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合において、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断され且つ上記特定パターン判定動作において内燃機関の回転変動パターンが特定回転変動パターンに略沿っていると判断された場合に、その失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量、および、この失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時における回転変動量の変化のパターンと、上記第２の失火判定パターンとを比較することで失火判定動作を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
6. 上記請求項１〜５のうち何れか一つに記載の内燃機関の失火判定装置において、
   上記特定回転変動パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた１点火後気筒の膨張行程時における回転変動量に対して、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量が所定量以上大きくなるパターンとして規定されている一方、
   上記第２の失火判定パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えた１点火前気筒の膨張行程時における回転変動量と、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転変動量との差が所定量以下であるパターンとして規定されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。

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