JP2010163907A - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる内燃機関の制御装置および制御方法を提供する。
【解決手段】車両制御システム１は、内燃機関慣性モーメント検出手段と、動力伝達系慣性モーメント推定手段と、連結状態判定手段と、動力伝達系慣性モーメント修正手段と、失火判定手段とによって、動力伝達系の回転角速度から求めた出力トルクを内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて修正し、修正結果とクランクシャフト１０２軸の回転角速度から求めた出力トルクとから内燃機関の失火を判定する制御を実行することで、ロックアップクラッチ２２の制御状態に基づく動力伝達系の慣性モーメント影響を反映させた失火判定が可能になる。よって、内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関する。特に、内燃機関の失火を判定する技術に関する。

従来、車両のクランク角速度の変動（角加速度）から内燃機関の失火を検出する技術が広く適用されている。即ち、正常燃焼時には燃焼行程で発生するトルクによってエンジン回転が加速されるためにクランク角加速度が所定のしきい値より大きくなるのに対し、失火時にはトルクがマイナスとなるためにクランク角加速度が所定のしきい値より小さくなる。このように、クランクシャフトの回転角加速度から内燃機関の失火を精度良く検出することができる。

ところで、オートマティックトランスミッション（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，以下（ＡＴ）と略記する）搭載車には、エンジンの回転と出力とのバランスを調整するトルクコンバータが広く適用されている。更に、トルクコンバータは、所定の速度域でロックアップクラッチを締結、解放することでエンジン動力の伝達効率を向上させるロックアップ機能を有している。
このようなトルクコンバータ搭載車は、ロックアップクラッチが締結されることでクランク軸と動力伝達系とが直結されると、クランク角加速度が車両の動力伝達系の慣性モーメントに大きく影響される。そのため、エンジンの失火によるマイナストルクが動力伝達系の慣性モーメントによって打ち消されることで、失火が生じているにもかかわらずクランク角加速度が失火判定のしきい値を下回らない場合が生じる。このように、トルクコンバータのロックアップ機能の制御状態によって内燃機関の失火検出の精度が大幅に低下してしまう、といった問題点がある。

このような問題を解決する手段として、燃焼行程で発生するトルクに応じて内燃機関の失火を検出する失火診断装置において、ロックアップクラッチの制御状態に基づいて失火検出のしきい値を変更する技術が特許文献１に開示されている。
同様に、トルクコンバータのスイッチ状態を考慮して、失火検出の際の回転変動またはトルク変動のしきい値を変更する技術が特許文献２に開示されている。
また、クランク角加速度に基づいて失火判定を行う失火判定手段を備えた失火検出装置であって、失火検出時にロックアップクラッチを解放状態に制御して路面振動の影響を抑制することで、内燃機関の失火検出精度を向上させる技術が特許文献３に開示されている。
そして、内燃機関の失火検出に関連する技術として、燃焼室圧力に基づいて図示トルク熱量を算出し、燃料供給量に基づいて燃料供給熱量を算出し、両者の比率により図示熱効率を算出し、図示熱効率と予め設定された失火判定値とを比較することにより内燃機関の失火を判定する技術が特許文献４に開示されている。

特開平１０−３３１７０７号公報 特表２００３−５１０５０２号公報 特開平０４−３６２２３２号公報 特開２００８−００２３２９号公報

従来、車両の低速域においてロックアップクラッチを所定のスリップ率で滑らせることで、動力伝達系へのエンジン動力の伝達効率を向上させるフレックスロックアップ制御が実行されている。しかしながら、特許文献１〜３の技術では、フレックスロックアップ制御中にロックアップクラッチのスリップ率を反映させた精度の高い失火判定を実行することが困難である、といった問題点がある。
また、特許文献１〜３の技術では、失火を検出するためのしきい値をロックアップクラッチの制御状態ごとにそれぞれ準備する必要がある。そのため、ロックアップクラッチの制御状態毎の失火検出しきい値適合マップを作成しなければならず、多大な試験工数が必要になる、といった問題点がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる内燃機関の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、車両の内燃機関の回転による慣性モーメントを検出する内燃機関慣性モーメント検出手段と、前記車両の動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定する動力伝達系慣性モーメント推定手段と、前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、前記連結状態判定手段の判定結果に基づいて、前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を修正する動力伝達系慣性モーメント修正手段と、前記内燃機関慣性モーメント検出手段の検出結果および前記動力伝達系慣性モーメント修正手段の修正結果に基づいて、前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。

また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記失火判定手段が、前記内燃機関慣性モーメント検出手段の検出結果と前記動力伝達系慣性モーメント修正手段の修正結果との和が第１しきい値未満の場合に、前記内燃機関に失火が生じていると判定することを特徴とすることができる（請求項２）。

そして、本発明の内燃機関の制御装置は、前記内燃機関に連結され、ロックアップクラッチを締結するロックアップオン制御、ロックアップクラッチを任意のスリップ率で締結するフレックスロックアップ制御、ロックアップクラッチを分断するロックアップオフ制御を可能なロックアップ機能を有するトルクコンバータを備え、前記連結状態判定手段が、前記トルクコンバータのロックアップ機能の制御状態に基づいて、前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定することを特徴とすることができる（請求項３）。

更に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記連結状態判定手段が、前記トルクコンバータのロックアップ機能がフレックスロックアップ制御中である場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ率を判定することを特徴とすることができる（請求項４）。

また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記動力伝達系慣性モーメント修正手段が、前記ロックアップ機能がロックアップオン制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を修正せず、フレックスロックアップ制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果に（１−スリップ率）を乗じて修正し、ロックアップオフ制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を削除することを特徴とすることができる（請求項５）。

そして、本発明の内燃機関の制御装置は、前記内燃機関慣性モーメント検出手段が、前記内燃機関のクランク軸の回転数、回転角速度、回転角加速度、出力トルクの少なくとも一つの変動に基づいて前記内燃機関の回転による慣性モーメントを検出し、前記動力伝達系慣性モーメント推定手段が、前記動力伝達系の回転数、回転角速度、回転角加速度、出力トルクの少なくとも一つの変動に基づいて前記動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定することを特徴とすることができる（請求項６）。

更に、本発明の内燃機関の制御方法は、車両の内燃機関の慣性モーメントを検出する内燃機関慣性モーメント検出ステップと、前記車両の動力伝達系の慣性モーメントを推定する動力伝達系慣性モーメント推定ステップと、前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定する連結状態判定ステップと、前記連結状態判定ステップの判定結果に基づいて、前記動力伝達系慣性モーメント推定ステップの推定結果を修正する動力伝達系慣性モーメント修正ステップと、前記内燃機関慣性モーメント検出ステップの検出結果および前記動力伝達系慣性モーメント修正ステップの修正結果に基づいて、前記内燃機関の失火を判定する失火判定ステップと、を備えることを特徴とする（請求項７）。

本発明の内燃機関の制御装置および制御方法によれば、動力伝達系の回転による慣性モーメントを内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて修正し、修正結果と内燃機関の回転による慣性モーメントとから内燃機関の失火を判定することができることから、ロックアップクラッチの制御状態に基づく動力伝達系の慣性モーメント影響を反映させた失火判定が可能になる。よって、内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる。

また、本発明の内燃機関の制御装置および制御方法によれば、内燃機関の回転による慣性モーメントと動力伝達系の回転による慣性モーメントとの和（図示トルク）に基づいて失火を判定することができることから、図示トルクを判定基準とすることにより常時一定のしきい値で失火を判定することができる。よって、ロックアップクラッチの制御状態毎の失火検出しきい値適合マップを作成する工数を削減することができるうえに、高額な圧力センサを使用せずに内燃機関の失火を判定することができる。

実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。 実施例のエンジン内部と車両の一部の概略構成を示している。 実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。

図１に示す車両制御システム１は、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）・ＥＣＵ１１等の複数のＥＣＵを備えている。これら複数のＥＣＵは、図示しない電源ラインを通じてオルタネータおよびバッテリから電力の供給を受けて稼動し、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信プロトコルに従って通信を行う。また、車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の動力をトルクコンバータ２１からトランスミッション３１、ギア２３を介して駆動輪２４に伝達させることで車両を駆動させる。更に、車両制御システム１は、オイルポンプ２５、油圧制御装置４１を備えており、ＡＴ・ＥＣＵ１１が出力する制御信号に基づいてトランスミッション３１やトルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２に油圧を供給、解放する。また、車両制御システム１は、クランク角センサ５１および車速センサ５２を備えており、クランク軸および動力伝達系の回転に関する情報を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０へ送信する。

エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室を構成するピストン１０１を備えている（図２参照）。各燃焼室のピストン１０１はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１０２の軸に連結されており、ピストン１０１の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト１０２の回転へと変換される。吸気通路を通じて導入された吸入空気は吸気ポートにてインジェクタから噴射された燃料と混合し、ピストン１０１の上昇運動により燃焼室内で圧縮される。この場合、インジェクタは、エンジン１００の各気筒に設けられることで直接エンジン気筒内の燃焼室に燃料を噴射供給する構成としてもよい。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１からのピストン１０１の位置、およびカム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃焼室内の点火プラグを点火させて圧縮混合ガスを着火させ、燃焼室内を膨張させてピストン１０１を下降させる。これがコネクティングロッドを介してクランクシャフト１０２の軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。燃焼後の排気ガスは、排気弁が開いた際に排気ポート、排気通路を通って合流排気通路で合流し、浄化触媒を通過してエンジン１００の外部へと排出される。

クランクシャフト１０２の軸の近傍には、クランク角センサ５１が設けられている（図２参照）。クランク角センサ５１は、クランクシャフト１０２軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得し、それらの情報をもとにエンジン１００の回転による慣性モーメントを検出することができる。
なお、クランク角センサ５１は、本発明の内燃機関慣性モーメント検出手段に相当する。

ギア２３は、エンジン１００からトルクコンバータ２１、トランスミッション３１を介して伝達された動力を駆動輪２４へ伝達する。
ギア２３の軸の近傍には、車速センサ５２が設けられている（図２参照）。車速センサ５２は、車両制御システム１の動力伝達系の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時の動力伝達系の回転数や回転角速度などに関する情報を取得し、それらの情報をもとに動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定することができる。
なお、車速センサ５２は、本発明の動力伝達系慣性モーメント推定手段に相当する。

トルクコンバータ２１は、エンジン１００の出力軸に接続されていると共に、そのタービン翼車がトランスミッション３１の入力軸に接続されており、エンジン１００の動力をトランスミッション３１へと伝達する。また、トルクコンバータ２１は、エンジン１００の動力の伝達効率を向上させるロックアップクラッチ２２を備えている。ロックアップクラッチ２２は、後述する油圧制御装置４１から油圧を供給、解放されることで、クランクシャフト１０２軸と動力伝達系とを連結、分断する。
この場合、油圧制御装置４１から供給される油圧量を後述するロックアップソレノイド４４で所定量に調整することにより、ロックアップクラッチ２２を任意のスリップ率で締結するフレックスロックアップ制御を実現する。

トランスミッション３１は、エンジン１００からトルクコンバータ２１を介して伝達された動力を、複数のプラネタリギアユニットを構成するリングギア、キャリア、サンギアに選択的に伝達したり分断したりさせることによって、車両のシフトチェンジを実行する。トランスミッション３１は、各プラネタリギアユニットの外周部に、複数のプラネタリギアユニット間の回転要素を締結、分断させるクラッチ３２を備えている。トランスミッション３１は、油圧制御装置４１からの油圧によってクラッチピストンを作動させることで、目的とする変速比に対応した回転要素のクラッチを締結・分断させ、所望する変速比へとシフトチェンジさせる。また、トランスミッション３１は、各プラネタリギアユニット中の回転要素にブレーキをかけて、その回転を停止させるブレーキ３３とを備えている。トランスミッション３１は、油圧制御装置４１からの油圧によってブレーキピストンを作動させることで、目的とする変速比に対応した回転要素のブレーキを締結・分断させ、所望する変速比へとシフトチェンジさせる。

オイルポンプ２５は、トランスミッション３１のクラッチやトルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２を締結、分断させるための作動油を油圧回路６１を通じて油圧制御装置４１へ供給する。オイルポンプ２５は、エンジン１００の出力軸に連結されてエンジン１００の駆動力によって作動する機械式と、エンジン１００が停止しているときに作動する電動式とがある。機械式はエンジン１００の回転数が所定値を超えないと安定した油圧を供給できないため、エンジン１００が始動し、機械式が供給する油圧が所定値を超えるまで間の油圧の供給を電動式が担当する。また、オイルポンプ２５と油圧制御装置４１との間の油圧回路６１には油圧ソレノイド４３が設けられており、ＡＴ・ＥＣＵ１１が油圧ソレノイド４３を制御することによって、オイルポンプ２５が油圧制御装置４１に供給する油圧を調整する。

油圧制御装置４１は、ＡＴ・ＥＣＵ１１が出力する制御信号に基づいて、トランスミッション３１やトルクコンバータ２１に供給する油圧を制御することで、クラッチ３２、ブレーキ３３やロックアップクラッチ２２の締結、分断を実行する。油圧制御装置４１は、変速ソレノイド４２およびロックアップソレノイド４４、図示しないアキュームレータで構成され、車両のシフトチェンジ時やロックアップ制御時に、トランスミッション３１のクラッチ３２およびブレーキ３３、ロックアップクラッチ２２に供給する油圧を調整する。

変速ソレノイド４２、油圧ソレノイド４３およびロックアップソレノイド４４は、電磁力によって油圧ポートニードル弁を移動させることで油圧口を開閉する。各ソレノイドはいずれも同様の構成であるために、代表としてロックアップソレノイド４４について説明する。ロックアップソレノイド４４は、ＡＴ・ＥＣＵ１１から油圧供給の制御信号を受信すると、油圧ポートニードル弁を必要な分だけ開放して油圧をコントロールバルブ（図示しない）に伝達させる。コントロールバルブは、油圧回路６１を閉じる方向に付勢されており、ロックアップソレノイド４４からの油圧を受けるとパスカルの原理によって作動し、油圧回路６１を開放させる。そして、オイルポンプ２５から供給される油圧をトルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２へと伝達させることで、ロックアップクラッチ２２を締結させる。
この場合、ロックアップソレノイド４４が高い油圧を供給すると、コントロールバルブが大きく移動することで油圧回路６１の油圧が大きく上昇することから、ロックアップクラッチ２２は締結する。一方、ロックアップソレノイド４４が所定量の低い油圧を供給すると、コントロールバルブが小さく移動することで油圧回路６１の油圧が所定量だけ上昇することから、ロックアップクラッチ２２は不完全な締結状態、いわゆるスリップ状態となる。このように、ロックアップソレノイド４４の油圧を任意に制御することで、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２の締結状態を制御することができる。
ロックアップソレノイド４４としては、ソレノイド電流値を制御することで油圧を調整するリニアソレノイドを適用するが、電流のＤＵＴＹ比率を可変にして実行電流を調整するＤＵＴＹソレノイドを適用しても良い。

ＡＴ・ＥＣＵ１１は、エンジンＥＣＵ１０の出力情報や車速センサ５２、図示しないシフトポジションセンサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサからの信号を受け取り、走行状態や運転者の要求に基づいて車両の変速制御を実行する。この場合、ＡＴ・ＥＣＵ１１は、変速ソレノイド４２、油圧ソレノイド４３およびロックアップソレノイド４４の油圧ポートニードル弁開放量を制御することで、トランスミッション３１のクラッチ３２およびブレーキ３３、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２の締結、分断を制御する。
また、ＡＴ・ＥＣＵ１１は、ロックアップクラッチを制御する際にロックアップソレノイド４４へ指令するロックアップ制御信号をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、ロックアップソレノイド４４の電流値またはＤＵＴＹ比からロックアップ機能の制御状態に関する情報を取得し、それらの情報をもとにクランクシャフト１０２軸と動力伝達系との連結状態を判定することができる。

エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１、カム角センサ、エアフロメータ、スロットルポジションセンサ、水温センサ等の検出結果を読み込み、スロットルバルブの動作、吸気弁、排気弁の動作、インジェクタの動作、点火プラグの点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。また、エンジンＥＣＵ１０は、図示しない排気温センサ、Ａ／ＦセンサおよびＯ２センサの検出結果に基づいて燃焼室の燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するフィードバック制御を実行する。

そして、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１および車速センサ５２の検出結果に基づいて、エンジン１００および動力伝達系の回転による慣性モーメントを求める制御を実行する。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１および車速センサ５２が検出する回転数、回転角速度、回転角加速度、出力トルクの少なくともいずれか一つの変動に基づいて、エンジン１００および動力伝達系の回転による慣性モーメントを求める制御を実行することができる。ここでは、制御の一例として、クランクシャフト１０２軸トルクおよび動力伝達系の出力トルクを求める制御を説明する。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１および車速センサ５２によって検出される角速度（ωｃ，ωｖ）の信号を受信し、角速度の変化を微分演算して角速度の変化度合い（角加速度）を求める。そして、角加速度の変化度合いから、クランクシャフト１０２軸および動力伝達系から発生するトルクを求める。
この場合、エンジン１００にトルクセンサを設けることで、トルクセンサの検出結果に基づいてクランクシャフト１０２軸から発生するトルクを認識してもよい。また、その他のトルク検出手段を適用することで、クランクシャフト１０２軸および動力伝達系から発生するトルクを認識してもよい。

つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、ＡＴ・ＥＣＵ１１からの送信情報に基づいて、クランクシャフト１０２軸と動力伝達系との連結状態を判定する制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ＡＴ・ＥＣＵ１１からのロックアップ制御信号から、ロックアップクラッチ２２がロックアップオン制御中か、フレックスロックアップ制御中か、ロックアップオフ制御中であるかを判定する。更に、エンジンＥＣＵ１０は、ロックアップ機能の制御状態がフレックスロックアップ制御中であると判断した場合に、ロックアップソレノイド４４の電流値またはＤＵＴＹ比から、ロックアップクラッチ２２のスリップ率Ｘ（０＜Ｘ＜１）を判定する。この制御を実行することにより、ロックアップ機能の制御状態、すなわちロックアップクラッチ２２のスリップ率に基づいて動力伝達系の出力トルクを修正することができる。
この場合、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１および車速センサ５２の検出結果に基づいて、ロックアップ機能の制御状態およびスリップ率Ｘを判定することもできるし、その他の検出結果に基づいて連結状態を判定してもよい。

エンジンＥＣＵ１０は、クランクシャフト１０２軸と動力伝達系との連結状態の判定結果に基づいて、求めた動力伝達系の出力トルクを修正し、修正結果とクランクシャフト１０２軸トルクとの和から図示トルクを算出する制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、クランクシャフト１０２軸と動力伝達系との連結状態の判定結果に基づいて、以下の（１）（２）（３）式のいずれかを用いて、エンジン１００の燃焼により発生するトルク（図示トルク）Ｔｉを算出する。
［図示トルク算出式］
ロックアップオン制御中と判定したとき
Ｔｉ＝Ｔｃ（ωｃ）＋Ｔｖ（ωｖ） ・・・（１）
フレックスロックアップ制御中と判定したとき
Ｔｉ＝Ｔｃ（ωｃ）＋（１−Ｘ）Ｔｖ（ωｖ） ・・・（２）
ロックアップオフ制御中と判定したとき
Ｔｉ＝Ｔｃ（ωｃ） ・・・（３）
（ωｃ：クランク角速度，ωｖ：動力伝達系の角速度，Ｔｃ（ωｃ）：クランクシャフト軸トルク，Ｔｖ（ωｖ）：動力伝達系の出力トルク，Ｘ：ロックアップクラッチスリップ率）

エンジンＥＣＵ１０は、ロックアップオン制御中であると判定したときは、クランクシャフト１０２軸と動力伝達系とが直結されていると判断し、（１）式より図示トルクＴｉを算出する。内燃機関の図示トルクは、エンジン系の慣性モーメントと動力伝達系の慣性モーメントとの和で表わすことができるからである。
また、エンジンＥＣＵ１０は、フレックスロックアップ制御中であると判定したときは、クランクシャフト１０２と動力伝達系とは所定のスリップ率Ｘで締結されていると判断し、（２）式より図示トルクＴｉを算出する。エンジンＥＣＵ１０は、スリップ率Ｘ（０＜Ｘ＜１）からロックアップクラッチ２２の締結率（１−Ｘ）を求め、動力伝達系の出力トルクに乗じて修正することで、スリップ率を反映させた動力伝達系の慣性モーメントを高い精度で推定することができる。
そして、エンジンＥＣＵ１０は、ロックアップオフ制御中であると判定したときは、クランクシャフト１０２と動力伝達系とは締結されていないと判断し、（３）式より図示トルクＴｉを算出する。動力伝達系の慣性モーメントの影響がない場合、内燃機関の図示トルクはエンジン系の慣性モーメントで表わすことができるからである。

エンジンＥＣＵ１０は、上記（１）〜（３）のいずれかの式より算出したエンジン１００の図示トルクＴｉが所定の第１しきい値未満であるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第１しきい値は、エンジン１００の図示トルクを適用することができるため、常時０に設定することができる。エンジンＥＣＵ１０は、（１）〜（３）のいずれかの式より算出した図示トルクＴｉが第１しきい値未満である場合に、エンジン１００に失火が生じていると判定する。

この制御を実行することにより、動力伝達系の回転による慣性モーメントを内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて修正し、修正結果と内燃機関の回転による慣性モーメントとから内燃機関の失火を判定することができることから、ロックアップクラッチの制御状態に基づく動力伝達系の慣性モーメント影響を反映させた失火判定が可能になる。よって、内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる。
また、内燃機関の回転による慣性モーメントと動力伝達系の回転による慣性モーメントとの和（図示トルク）に基づいて失火を判定することができることから、図示トルクを判定基準とすることにより常時一定のしきい値で失火を判定することができる。よって、ロックアップクラッチの制御状態毎の失火検出しきい値適合マップを作成する工数を削減することができるうえに、高額な圧力センサを使用せずに内燃機関の失火を判定することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の内燃機関慣性モーメント検出手段、動力伝達系慣性モーメント推定手段、連結状態判定手段、動力伝達系慣性モーメント修正手段、失火判定手段に相当する。

つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図３はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、内燃機関慣性モーメント検出手段と、動力伝達系慣性モーメント推定手段と、連結状態判定手段と、動力伝達系慣性モーメント修正手段と、失火判定手段とを備えることで、動力伝達系の回転角速度から求めた出力トルクを内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて修正し、修正結果とクランク軸の回転角速度から求めた出力トルクとから内燃機関の失火を判定する制御を実行する。

エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、クランク軸および動力伝達系のトルク検出を実行するための前提条件が成立しているか否かを判断する。ここで、前提条件は、アクセル開度の変化量が所定値未満であること、シフトチェンジ実行中でないこと等、車両が定常運転中にあることである。トルク検出を実行するための前提条件が成立していない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はトルク検出に不適であると判断し、制御の処理を終了する。トルク検出を実行するための前提条件が成立している場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ２へ進む。

ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ５１および車速センサ５２からの送信情報に基づいて、トルク検出に用いる種々のパラメータ、具体的には、クランク軸および動力伝達系の回転数および角加速度を検出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。

ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、ＡＴ・ＥＣＵ１１からの送信情報に基づいて、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２がロックアップオフ制御中であるか否かを判定する。ロックアップクラッチ２２がロックアップオフ制御中でない場合（ステップＳ３／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ５へ進む。ロックアップクラッチ２２がロックアップオフ制御中である場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０はクランクシャフト１０２と動力伝達系とは締結されていないと判断し、次のステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、前述した（３）式よりエンジン１００の図示トルクＴｉを算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４の処理を終えると、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ３の判定がＮＯである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ５へ進む。ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、ＡＴ・ＥＣＵ１１からの送信情報に基づいて、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２がフレックスロックアップ制御中であるか否かを判定する。ロックアップクラッチ２２がフレックスロックアップ制御中でない場合（ステップＳ５／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ８へ進む。ロックアップクラッチ２２がフレックスロックアップ制御中である場合（ステップＳ５／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０はクランクシャフト１０２と動力伝達系とは所定のスリップ率で締結されていると判断し、次のステップＳ６へ進む。

ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、ＡＴ・ＥＣＵ１１からの送信情報に基づいて、ロックアップクラッチ２２のスリップ率Ｘを判定する。この制御の処理を実行することにより、ロックアップクラッチ２２のスリップ率を反映させたより精度の高い動力伝達系の慣性モーメントを求めることができる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、次のステップＳ７へ進む。

ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、前述した（２）式よりエンジン１００の図示トルクＴｉを算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を終えると、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ５の判定がＮＯである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ８へ進む。ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２２がロックアップオン制御中であると判断し、前述した（１）式よりエンジン１００の図示トルクＴｉを算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ８の処理の後に、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ９へ進む。ステップＳ９で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ８のいずれかで算出したエンジン１００の図示トルクＴｉが第１しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。図示トルクＴｉが第１しきい値未満である場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１１へ進む。図示トルクＴｉが第１しきい値未満でない場合（ステップＳ９／ＮＯ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ９の判断結果に基づきエンジン１００に失火が生じていないと判定する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１０の処理を終えると、制御の処理を終了する。

ステップＳ９の判定がＹＥＳである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ９の判断結果に基づきエンジン１００に失火が生じていると判定する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１１の処理を終えると、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例の車両制御システム１は、内燃機関慣性モーメント検出手段と、動力伝達系慣性モーメント推定手段と、連結状態判定手段と、動力伝達系慣性モーメント修正手段と、失火判定手段とによって、動力伝達系の回転角速度から求めた出力トルクを内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて修正し、修正結果とクランクシャフト軸の回転角速度から求めた出力トルクとから内燃機関の失火を判定する制御を実行することで、ロックアップクラッチの制御状態に基づく動力伝達系の慣性モーメント影響を反映させた失火判定が可能になる。よって、内燃機関と動力伝達系との連結状態に基づいて内燃機関の失火を高精度で判定することができる。

また、内燃機関の回転による慣性モーメントと動力伝達系の回転による慣性モーメントとの和（図示トルク）に基づいて失火を判定することができることから、図示トルクを判定基準とすることにより常時一定のしきい値で失火を判定することができる。よって、ロックアップクラッチの制御状態毎の失火検出しきい値適合マップを作成する工数を削減することができるうえに、高額な圧力センサを使用せずに内燃機関の失火を判定することができる。

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 車両制御システム
１０ エンジンＥＣＵ（内燃機関慣性モーメント検出手段，動力伝達系慣性モーメント推定手段，連結状態判定手段，動力伝達系慣性モーメント修正手段，失火判定手段）
１１ ＡＴ・ＥＣＵ
２１ トルクコンバータ
２２ ロックアップクラッチ
２３ ギア
２４ 駆動輪
２５ オイルポンプ
３１ トランスミッション
３２ クラッチ
３３ ブレーキ
４１ 油圧制御装置
４４ ロックアップソレノイド
５１ クランク角センサ（内燃機関慣性モーメント検出手段）
５２ 車速センサ（動力伝達系慣性モーメント推定手段）
６１ 油圧回路
１００ エンジン
１０１ ピストン
１０２ クランクシャフト

Claims (7)

1. 車両の内燃機関の回転による慣性モーメントを検出する内燃機関慣性モーメント検出手段と、
   前記車両の動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定する動力伝達系慣性モーメント推定手段と、
   前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定する連結状態判定手段と、
   前記連結状態判定手段の判定結果に基づいて、前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を修正する動力伝達系慣性モーメント修正手段と、
   前記内燃機関慣性モーメント検出手段の検出結果および前記動力伝達系慣性モーメント修正手段の修正結果に基づいて、前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記失火判定手段は、前記内燃機関慣性モーメント検出手段の検出結果と前記動力伝達系慣性モーメント修正手段の修正結果との和が第１しきい値未満の場合に、前記内燃機関に失火が生じていると判定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関に連結され、ロックアップクラッチを締結するロックアップオン制御、ロックアップクラッチを任意のスリップ率で締結するフレックスロックアップ制御、ロックアップクラッチを分断するロックアップオフ制御を可能なロックアップ機能を有するトルクコンバータを備え、
   前記連結状態判定手段は、前記トルクコンバータのロックアップ機能の制御状態に基づいて、前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記連結状態判定手段は、前記トルクコンバータのロックアップ機能がフレックスロックアップ制御中である場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ率を判定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記動力伝達系慣性モーメント修正手段は、前記ロックアップ機能がロックアップオン制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を修正せず、フレックスロックアップ制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果に（１−スリップ率）を乗じて修正し、ロックアップオフ制御中である場合は前記動力伝達系慣性モーメント推定手段の推定結果を削除することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関慣性モーメント検出手段は、前記内燃機関のクランク軸の回転数、回転角速度、回転角加速度、出力トルクの少なくとも一つの変動に基づいて前記内燃機関の回転による慣性モーメントを検出し、
   前記動力伝達系慣性モーメント推定手段は、前記動力伝達系の回転数、回転角速度、回転角加速度、出力トルクの少なくとも一つの変動に基づいて前記動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
7. 車両の内燃機関の回転による慣性モーメントを検出する内燃機関慣性モーメント検出ステップと、
   前記車両の動力伝達系の回転による慣性モーメントを推定する動力伝達系慣性モーメント推定ステップと、
   前記内燃機関と前記動力伝達系との連結状態を判定する連結状態判定ステップと、
   前記連結状態判定ステップの判定結果に基づいて、前記動力伝達系慣性モーメント推定ステップの推定結果を修正する動力伝達系慣性モーメント修正ステップと、
   前記内燃機関慣性モーメント検出ステップの検出結果および前記動力伝達系慣性モーメント修正ステップの修正結果に基づいて、前記内燃機関の失火を判定する失火判定ステップと、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
   
   

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