JP2011052697A - 内燃機関の失火判定装置およびこれを搭載する車両並びに失火判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパなどのねじれ要素を介して後段に接続された内燃機関の失火をより確実に判定する。
【解決手段】エンジンの回転数ＮｅとトルクＴｅとからなる運転状態がねじれ要素としてのダンパを含む後段の共振領域に属しないときには通常時失火検出処理により失火を判定し（Ｓ１２０）、エンジンの運転状態がダンパを含む後段の共振領域に属するときには通常時失火検出処理とは異なる共振領域失火検出処理により失火を判定する（Ｓ１３０）。これにより、エンジンの運転状態がダンパを含む後段の共振領域に属しないときでも属するときでも、より確実に精度よく失火を判定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置およびこれを搭載する車両並びに失火判定方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定装置および内燃機関とこの失火判定装置を搭載する車両並びに出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定方法に関する。

従来、この種の内燃機関の失火判定装置としては、エンジンのクランク軸に発電可能なモータが取り付けられた車両において、エンジンのトルク変動をモータにより打ち消す制振制御の際のモータのトルク補正量に基づいてエンジンの失火を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、モータによる制振制御が実行されていないときやモータによる制振制御が実行されていてもエンジンが高回転高トルクで運転されているときには、クランク角位置での回転変動に基づいて失火を判定し、モータによる制振制御が実行されており、且つ、エンジンが低回転で運転されていたり低トルクで運転されているときには、制振制御の際のモータのトルク補正量に基づいてエンジンの失火を判定している。

特開２００１−６５４０２号公報

上述の装置のようにモータによる制振制御を行なっているときには従来の失火判定手法では失火を判定するのは困難となるが、失火の判定が困難となる要因としては、こうした制振制御に限られない。例えば、エンジンのトルク変動を抑制する目的で用いられるダンパなどのねじれ要素を介して変速機などにエンジンが接続されているときには、エンジンの運転ポイントによってはダンパを含めた変速機全体が共振し、失火の判定が困難となる。

本発明の内燃機関の失火判定装置およびこれを搭載する車両並びに失火判定方法は、ダンパなどのねじれ要素を介して後段に接続された内燃機関の失火をより確実に判定することを目的の一つとする。また、本発明の内燃機関の失火判定装置およびこれを搭載する車両並びに失火判定方法は、ダンパなどのねじれ要素を介して後段に接続された内燃機関の失火を精度よく判定することを目的の一つとする。

本発明の内燃機関の失火判定装置およびこれを搭載する車両並びに失火判定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の内燃機関の失火判定装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算する単位回転角回転数演算手段と、
前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算された単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算された単位回転角回転数に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関の失火判定装置では、複数気筒の内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算される内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。そして、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときには単位回転角回転数に対して第１の手法とは異なる第２の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。このように、内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属するか否かにより失火の判定手法を変更することにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときに、より確実に精度よく失火を判定することができる。

こうした本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記第１の手法は前記演算された単位回転角回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であり、前記第２の手法は前記演算された単位回転角回転数に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である、ものとすることもできる。

この第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じたハイパスフィルタを用いる手法であるものとすることもできる。この場合、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が大きくなるほど高い周波数以下の領域をカットするハイパスフィルタを用いる手法であるものとすることもできる。更にこの場合、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数の半分の周波数以上の周波数以下の領域をカットするハイパスフィルタを用いる手法であるものとすることもできる。これらは、１気筒が失火しているときの失火気筒に基づく回転変動は内燃機関の回転数の半分の周波数であり、この近傍以下の周波数領域をカットすることにより共振による成分を除去できることに基づいている。

また、第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じて前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタの枚数を変えて得られるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、所定のハイパスフィルタの枚数を変えることによりハイパスフィルタを内燃機関の回転数に応じたものとすることができる。この場合、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が大きくなるほど前記所定のハイパスフィルタの枚数が少なくなる傾向のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。更に、この場合、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が第１の回転数未満のときには前記所定のハイパスフィルタを第１の枚数により構成されるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定し、前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数以上で該第１の回転数より大きな前記第２の回転数未満のときには前記所定のハイパスフィルタを前記第１の枚数より少ない第２の枚数により構成されるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手段であるものとすることもできる。

さらに、第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転と前記ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転とねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを用いるから、ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の影響をより確実に除去したフィルタ処理後回転数を得ることができ、内燃機関の失火をより精度よく判定することができる。この場合、前記第２の手法は、前記共振周期関係として前記共振の周期が前記内燃機関の１回転である関係のときには前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除して２倍した周波数の減衰は大きい第１のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定し、前記共振周期関係として前記共振の周期が前記内燃機関の２回転である関係のときには前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい第２のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。更にこの場合、前記第１のハイパスフィルタは前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタを第１の枚数を用いて構成されてなり、前記第２のハイパスフィルタは前記所定のハイパスフィルタを前記第１の枚数より少ない第２の枚数を用いて構成されてなる、ものとすることもできる。

あるいは、第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記フィルタ処理後回転数の変動分が閾値変動分未満のときに失火と判定する手法であるものとすることもできる。ハイパスフィルタを施すことにより、失火気筒に基づく回転変動が小さくなることに基づく。この場合、前記第２の手法は、前記内燃機関の出力トルクに応じた閾値変動分を用いて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の出力トルクに応じてより確実に精度よく失火を判定することができる。

これらいずれかの態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定装置において、前記単位回転角回転数に代えて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を用いて失火を判定するものとすることもできる。単位回転角回転数は、係数を乗じるだけで単位回転角角速度とすることができるから、単位回転角回転数に代えて単位回転角角速度を用いても同様に内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

本発明の第２の内燃機関の失火判定装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を演算する単位回転角角速度演算手段と、
前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算された単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算された単位回転角角速度に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の内燃機関の失火判定装置では、複数気筒の内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算される内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。そして、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときには単位回転角角速度に対して第１の手法とは異なる第２の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。このように、内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属するか否かにより失火の判定手法を変更することにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときに、より確実に精度よく失火を判定することができる。

こうした本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記第１の手法は前記演算された単位回転角角速度に基づいて失火を判定する手法であり、前記第２の手法は前記演算された単位回転角角速度に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後角速度に基づいて失火を判定する手法である、ものとすることもできる。

こうした第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度に対して高負荷用の判定処理を施して失火を判定し、前記内燃機関が前記所定負荷未満の低負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度に対して前記高負荷用の判定処理とは異なる低負荷用の判定処理を施して失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属しているときに内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているでも、あるいは内燃機関が所定負荷未満の低負荷で運転されているときにでも、より適正に内燃機関の失火を判定することができる。

この第２の手法として内燃機関の負荷により処理を変更して失火を判定する態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記高負荷用の判定処理は、前記フィルタ処理後角速度の微分値の絶対値を第１の所定範囲で積分して得られる高負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する処理であるものとすることもできる。この場合、前記第１の所定範囲は、前記複数気筒のうちの対象の気筒の圧縮行程における上死点から該対象の気筒の次の気筒の圧縮行程における上死点までに含まれる第１の所定クランク角範囲であるものとすることもできる。また、前記高負荷用の判定処理は、前記高負荷用判定パラメータが高負荷用所定値未満のときに失火と判定する処理であるものとすることもできる。これらにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属しており内燃機関が高負荷で運転されているときの内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

また、第２の手法として内燃機関の負荷により処理を変更して失火を判定する態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記低負荷用の判定処理は、前記フィルタ処理後角速度の第２の所定範囲で積分して得られる低負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する処理であるものとすることもできる。この場合、前記第２の所定範囲は、前記複数気筒のうちの対象の気筒の圧縮行程における上死点から該対象の気筒の次の気筒の圧縮行程における上死点までに含まれる第１の所定クランク角範囲であるものとすることもできる。また、前記低負荷用の判定処理は、前記低負荷用判定パラメータが低負荷用所定値未満のときに失火と判定する処理であるものとすることもできる。これらにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属しており内燃機関が低負荷で運転されているときの内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

さらに、第２の手法として内燃機関の負荷により処理を変更して失火を判定する態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化装置に含まれる触媒を活性化するために暖機運転しているときには、前記内燃機関の負荷に拘わらずに、前記低負荷用の判定処理を施して失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属しており内燃機関を触媒の活性化のための暖機運転しているときの内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の手法は、前記内燃機関から出力されるトルクのうち往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクが前記内燃機関の出力軸の回転角速度に与える影響成分を演算すると共に前記フィルタ処理後角速度から前記演算した影響成分を減じて得られる判定用角速度を用いて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、フィルタ処理後角速度から往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクによる影響成分を減じた判定用角速度を用いて失火を判定することにより、内燃機関の爆発燃焼や失火などの気筒内の圧力に伴うトルクの影響を顕在化して失火を判定するから、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときの内燃機関の失火をより精度よく失火を判定することができる。この場合、前記往復質量慣性トルクは、往復部品の質量の総和をＭとし、前記内燃機関の出力軸の回転位置の基準位置からの角度をθとし、前記内燃機関のピストンの頂面の投影面積をＡとし、前記内燃機関の出力軸の回転角速度をωとし、前記内燃機関の気筒内の体積を前記出力軸の回転位置の角度θの関数としてＶ（θ）としたときに、次式で示されてなるものとすることもできる。

これらのいずれかの態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定装置において、前記単位回転角角速度に代えて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を用いて失火を判定するものとすることもできる。単位回転角角速度は、係数を乗じるだけで単位回転角回転数とすることができるから、単位回転角角速度に代えて単位回転角回転数を用いても同様に内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

本発明の車両は、出力軸がねじれ要素としてのダンパを介して車軸側である後段に接続された複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の失火を判定する上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の内燃機関の失火判定装置と、を備えることを要旨とする。したがって、本発明の車両は、本発明の第１または第２の内燃機関の失火判定装置が奏する効果、例えば、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときでも、より確実に精度よく失火を判定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。ここで、ダンパの後段としては変速機構などが含まれる。

こうした本発明の車両において、前記ダンパの後段側に該ダンパに接続されたダンパ軸と車軸側に接続された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記ダンパ軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、を備えるものとすることもできる。この場合、電力動力入出力手段や電動機により車軸側のトルク変動に伴う振動を抑制する制振制御を行なっている場合でも、内燃機関の失火を精度良く判定することができる。

本発明の第１の内燃機関の失火判定方法は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定方法であって、
内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算し、前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算した単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算した単位回転角回転数に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する、
ことを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関の失火判定方法では、複数気筒の内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算される内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。そして、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときには単位回転角回転数に対して第１の手法とは異なる第２の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。このように、内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属するか否かにより失火の判定手法を変更することにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときに、より確実に精度よく失火を判定することができる。

こうした本発明の第１の内燃機関の失火判定方法において、前記第１の手法は前記演算された単位回転角回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であり、前記第２の手法は前記演算された単位回転角回転数に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である、ものとすることもできる。

この第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定方法において、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じて前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタの枚数を変えて得られるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、所定のハイパスフィルタの枚数を変えることによりハイパスフィルタを内燃機関の回転数に応じたものとすることができる。

また、第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第１の内燃機関の失火判定方法において、前記第２の手法は、前記内燃機関の回転と前記ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転とねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを用いるから、ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の影響をより確実に除去したフィルタ処理後回転数を得ることができ、内燃機関の失火をより精度よく判定することができる。

本発明の第２の内燃機関の失火判定方法は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定方法であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を演算し、前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算した単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算した単位回転角角速度に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２の内燃機関の失火判定方法では、複数気筒の内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算される内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。そして、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときには単位回転角角速度に対して第１の手法とは異なる第２の手法を用いて内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する。このように、内燃機関の運転ポイントが内燃機関を後段に接続するねじれ要素を含む後段の共振領域に属するか否かにより失火の判定手法を変更することにより、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときに、より確実に精度よく失火を判定することができる。

こうした本発明の第２の内燃機関の失火判定方法において、前記第１の手法は前記演算された単位回転角角速度に基づいて失火を判定する手法であり、前記第２の手法は前記演算された単位回転角角速度に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後角速度に基づいて失火を判定する手法である、ものとすることもできる。

この第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定方法において、前記第２の手法は、前記内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度の微分値の絶対値を第１の所定範囲で積分して得られる高負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定し、前記内燃機関が前記所定負荷未満の低負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度の第２の所定範囲で積分して得られる低負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属しているときに内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているでも、あるいは内燃機関が所定負荷未満の低負荷で運転されているときにでも、より適正に内燃機関の失火を判定することができる。

また、第２の手法としてハイパスフィルタを用いる態様の本発明の第２の内燃機関の失火判定方法において、前記第２の手法は、前記内燃機関から出力されるトルクのうち往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクが前記内燃機関の出力軸の回転角速度に与える影響成分を演算すると共に前記フィルタ処理後角速度から前記演算した影響成分を減じて得られる判定用角速度を用いて失火を判定する手法であるものとすることもできる。こうすれば、フィルタ処理後角速度から往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクによる影響成分を減じた判定用角速度を用いて失火を判定することにより、内燃機関の爆発燃焼や失火などの気筒内の圧力に伴うトルクの影響を顕在化して失火を判定するから、内燃機関の運転ポイントが共振領域に属するときの内燃機関の失火をより精度よく失火を判定することができる。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 通常時失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 共振領域失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 ３０度回転数Ｎ３０の演算処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２の運転状態が共振領域にないときに１気筒が失火しているエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を示す説明図である。 ハイパスフィルタのボード線図の一例を示す説明図である。 エンジン２２の運転状態が共振領域に属するときに１気筒が失火しているエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の時間変化の一例を示す説明図である。 変形例の共振領域失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 共振の周期の領域のマップの一例を示す説明図である。 変形例の共振領域失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施例の共振領域失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 ω１０演算処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２を高負荷領域で運転している最中に点火順の１番気筒と２番気筒とを失火させたときのフィルタ後角速度ω１０ｆｈと微分値ｄω／ｄｔの変化の一例を示す説明図である。 微分演算による周波数とゲインとの関係を示す説明図である。 エンジン２２を低負荷領域で運転している最中に点火順の２番気筒を失火させたときのフィルタ後角速度ω１０ｆｌとこのフィルタ後角速度ω１０ｆｌの微分値ｄω／ｄｔとの変化の一例を示す説明図である。 第３実施例の共振領域失火検出処理の一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例である内燃機関の失火判定装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、第１実施例の内燃機関の失火判定装置としては、主としてエンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット２４が該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な６気筒の内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入する共に気筒毎に設けられた燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、上述したクランクポジションセンサ１４０は、クランクシャフト２６と回転同期して回転するように取り付けられて１０度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に２つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト２６が１０度回転する毎に整形波を生じさせる。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを入力し（ステップＳ１００）、入力した回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、第１実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅについては、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいて演算により求められたものを入力するものとし、トルクＴｅについては、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅから計算されたものを入力するものとした。エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあるか否かについては、予め実験などにより共振領域となるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを求めて共振運転範囲としてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅが記憶した共振運転範囲に属するか否かにより判定するものとした。なお、共振運転範囲は、エンジン２２の特性やダンパ２８より後段（動力分配統合機構３０）などの特性によって実験により求めることができる。

ステップＳ１１０でエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にはないと判定されると、図４に例示する通常失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行ない（ステップＳ１２０）、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあると判定されると図５に例示する共振領域失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行なって（ステップＳ１３０）、失火判定処理を終了する。

図４の通常失火検出処理では、まず、クランクポジションセンサ１４０により検出されるクランク角ＣＡを入力すると共に図６に例示するＮ３０演算処理により演算されるクランク角ＣＡが３０度ごとの回転数である３０度回転数Ｎ３０を入力し（ステップＳ２００）、入力した３０度回転数Ｎ３０の逆数をとってクランクシャフト２６が３０度回転するのに要する３０度回転所要時間Ｔ３０を計算する（ステップＳ２１０）。ここで、３０度回転数Ｎ３０は、Ｎ３０演算処理に示すように、基準となるクランク角から３０度毎のクランク角ＣＡを入力し（ステップＳ４００）、３０度を３０度回転するのに要する時間によって除することにより３０度回転数Ｎ３０を計算する（ステップＳ４１０）、ことにより求めることができる。次に、３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かを判定し（ステップＳ２２０）、３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆより大きいときには、失火していると判定し、入力したクランク角ＣＡに基づいて失火している気筒を特定して（ステップＳ２３０）、通常失火検出処理を終了する。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、３０度回転所要時間Ｔ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒が失火していないときの３０度回転所要時間Ｔ３０より大きく、その気筒が失火しているときの３０度回転所要時間Ｔ３０より小さな値として設定されており、実験などにより求めることができる。失火している気筒は、閾値Ｔｒｅｆを超えた３０度回転所要時間Ｔ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒として特定することができる。エンジン２２の運転状態が共振領域にないときに１気筒が失火しているエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を図７に示す。図示するように、クランク角ＣＡが７２０度に１回の割合で３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆを超えている。なお、３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ以下のときには、失火していないと判定して通常失火検出処理を終了する。

図５の共振領域失火検出処理では、まず、クランクポジションセンサ１４０により検出されるクランク角ＣＡを入力すると共に図６に例示するＮ３０演算処理により演算されるクランク角ＣＡが３０度ごとの回転数である３０度回転数Ｎ３０を入力する（ステップＳ３００）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてハイパスフィルタを設定し（ステップＳ３１０）、３０度回転数Ｎ３０に設定したハイパスフィルタを施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得る（ステップＳ３２０）。ここで、ハイパスフィルタを施すのは、１気筒が失火しているときの共振周波数は失火の周波数、即ちクランクシャフト２６が７２０度回転するのに要する時間の周期に相当する周波数（エンジン２２の回転数Ｎｅの半分の周波数）となるため、クランクシャフト２６が１２０度回転する毎に燃焼行程を実行する６気筒のエンジン２２では、その周期に相当する周波数を透過すると共に共振周波数をカットすることにより、３０度回転数Ｎ３０の変化から共振による影響を取り除くためである。ハイパスフィルタとしては、第１実施例では次式（１）に示す伝達関数Ｇのものを用いた。第１実施例で用いたハイパスフィルタのボード線図の一例を図８に示す。ハイパスフィルタの特性は、共振周波数のゲインを十分落とすように設計すればよいから、エンジン２２の回転数Ｎｅからクランクシャフト２６が７２０度回転するのに要する時間を求め、その時間を周期とする周波数が十分にカットされるようカットオフ周波数を設定すればよい。

続いて、エンジン２２のトルクＴｅに基づいて閾値Ｆｒｅｆを設定すると共に（ステップＳ３３０）、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変化における谷と山の差である変動分ΔＦが設定した閾値Ｆｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ３４０）、変動分ΔＦが閾値Ｆｒｅｆ未満のときには、失火していると判定し、入力したクランク角ＣＡに基づいて失火している気筒を特定して（ステップＳ３５０）、共振領域失火検出処理を終了する。ここで、閾値Ｆｒｅｆは、３０度回転数Ｎ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒が失火していないときのフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分より小さく、その気筒が失火しているときのフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分より大きな値として設定されるものであり、実験などにより求めることができる。第１実施例では、エンジン２２のトルクＴｅと閾値Ｔｒｅｆとの関係を予め実験などに求めてマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、トルクＴｅが与えられると記憶したマップから対応する閾値Ｆｒｅｆを導出して設定するものとした。エンジン２２の運転状態が共振領域に属するときに１気筒が失火しているエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の時間変化の一例を図９に示す。図示するように、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）は共振による影響が除かれて、良好に失火を検出している。なお、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦが閾値Ｆｒｅｆ以下のときには、失火していないと判定して共振領域失火検出処理を終了する。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときには通常時失火検出処理により失火を判定し、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには通常時失火検出処理とは異なる共振領域失火検出処理により失火を判定するから、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときでも属するときでも、より確実に精度よく失火を判定することができる。

また、第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには、３０度回転数Ｎ３０に共振による影響を取り除くハイパスフィルタを施したフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦが閾値Ｆｒｅｆ未満であるか否かにより失火を判定するから、共振領域に属するときでも、より確実に精度よく失火を判定することができる。しかも、ハイパスフィルタの特性をエンジン２２の回転数Ｎｅによって設定するから、より精度よく失火を判定することができる。また、失火判定の閾値Ｆｒｅｆをエンジン２２のトルクＴｅによって変更するから、より精度よく失火を判定することができる。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属しないときには３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かにより失火を判定する処理を通常時失火検出処理として失火を判定するものとしたが、３０度回転所要時間Ｔ３０に基づく失火検出に限定されず、他の失火検出処理を通常時失火検出処理として失火を判定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには３０度回転数Ｎ３０にハイパスフィルタを施したフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦが閾値Ｆｒｅｆ未満であるか否かにより失火を判定する処理を共振領域失火検出処理として失火を判定するものとしたが、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦに基づく失火検出に限定されず、共振による影響を取り除いたエンジン２２の回転変動により失火を判定する処理など他の処理を共振領域失火検出処理として失火を判定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、共振領域失火検出処理として、３０度回転数Ｎ３０に対してエンジン２２の回転数Ｎｅに応じたハイパスフィルタを施して得られるフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦにより失火を判定するものとしたが、３０度回転数Ｎ３０に対してエンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらず同一のハイパスフィルタを施して得られるフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦにより失火を判定するものとしてもよい。この場合、ハイパスフィルタの特性としては、共振領域となるエンジン２２の回転数Ｎｅの範囲の下限回転数の３倍の周波数は透過するが共振領域となるエンジン２２の回転数Ｎｅの範囲の上限回転数の半分の周波数はカットするものとすればよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、共振領域失火検出処理として、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦがエンジン２２のトルクＴｅに応じた閾値Ｆｒｅｆ未満のときに失火していると判定するものとしたが、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）の変動分ΔＦがエンジン２２のトルクＴｅに拘わらずに一定の閾値未満のときに失火していると判定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあると判定されたときには、クランクシャフト２６が７２０度回転する周期、即ちエンジン２２の２回転に相当する周期を失火の周期とし、その周期に対応する周波数が十分にカットされるようカットオフ周波数を設定したハイパスフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得てエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なうものとしたが、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあると判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅ，トルクＴｅに基づいてダンパ２８を含む後段の共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域（回転１次の領域）にあるか２回転に相当する領域（回転０．５次の領域）にあるかの共振周期を判定すると共にこの判定結果の共振周期に応じたハイパスフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得てエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なうものとしてもよい。この場合、図５の共振領域失火検出処理に代えて図１０の共振領域失火検出処理を実行すればよい。図１０の共振領域失火検出処理を実行する変形例のハイブリッド自動車２０Ｂについて以下に説明する。

図１０の共振領域失火検出処理では、クランク角ＣＡと３０度回転数Ｎ３０を入力すると（ステップＳ３００）、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを入力し（ステップＳ３０２）、入力したエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてダンパ２８を含む後段の共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域（回転１次の領域）にあるか２回転に相当する領域（回転０．５次の領域）にあるかの共振周期を判定する（ステップＳ３０４）。ここで、エンジン２２のトルクＴｅは、エンジン２２の回転数Ｎｅとスロットルバルブ１２４の開度（アクセル開度）とにより出力されていると想定されるトルクを計算したものを入力するものとした。共振周期の判定は、実施例では、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに対してダンパ２８を含む後段の共振の周期が回転１次の領域となるか回転０．５次の領域となるかを予め実験により求めてマップとしてエンジンＥＣＵ２４のＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとが与えられるとマップから対応する共振の周期の領域を導出することにより行なうものとした。共振の周期の領域のマップの一例を図１１に示す。

共振周期の判定により（Ｓ３０４，Ｓ３０６）、その結果として共振の周期がエンジン２２の２回転に相当する領域（回転０．５次の領域）と判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて回転０．５次用のハイパスフィルタを設定したり（ステップＳ３０８）、共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域（回転１次の領域）と判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて回転１次用のハイパスフィルタを設定したりし（ステップＳ３０９）、３０度回転数Ｎ３０に設定したハイパスフィルタを施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得て（ステップＳ３２０）、このフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）に基づいて上述したＳ３３０〜Ｓ３５０を実行してエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なう。ここで、ステップＳ３１２のエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて回転０．５次用のハイパスフィルタを設定する処理は、クランク角ＣＡが７２０度回転する時間を共振の周期とするから、上述した第１実施例の図５の共振領域失火検出処理におけるステップＳ３１０の処理と同一となる。この変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、エンジン２２の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが共振の周波数の減衰は大きい基本ハイパスフィルタの重ねる枚数を変えることにより回転０．５次用のハイパスフィルタや回転１次用のハイパスフィルタを設定するものとした。失火の周波数は爆発燃焼の周波数を気筒数で除したものであり、回転０．５次の共振はこの失火の周波数となり、回転１次の共振は失火の周波数の２倍の周波数となる。６気筒エンジンの場合、２０００ｒｐｍでは気筒の爆発の周波数が１００Ｈｚ、回転０．５次の共振の周波数が１７Ｈｚ、回転１次の共振の周波数が３３Ｈｚとなるから、基本ハイパスフィルタとして、例えば、爆発の周波数（１００Ｈｚ）に対する減衰率が９９％で回転０．５次の周波数（１７Ｈｚ）に対する減衰率が５０％、回転１次の周波数（３３Ｈｚ）に対する減衰率が７０％、のものを用いるものとし、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）における共振の影響成分の設計値を減衰率２５％とすると、回転０．５次用のハイパスフィルタとしては基本ハイパスフィルタを２枚重ねたものを用いることができ、回転１次用のハイパスフィルタとしては基本ハイパスフィルタを４枚重ねたものを用いることができる。こうした考えに基づいて、変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、基本ハイパスフィルタの重ねる枚数を代えることにより回転０．５次用のハイパスフィルタや回転１次用のハイパスフィルタを設定するものとした。なお、回転０．５次用のハイパスフィルタや回転１次用のハイパスフィルタは基本ハイパスフィルタの重ねる枚数を変えることにより設定するものに限定されるものではなく、回転０．５次用のハイパスフィルタや回転１次用のハイパスフィルタを各々用意して用いるものとしてもよい。

こうした変形例のハイブリッド自動車２０Ｂが搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには、共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域（回転１次の領域）にあるか２回転に相当する領域（回転０．５次の領域）にあるかを判定し、共振の周期に応じたハイパスフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施して得られるフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を用いて失火を判定するから、ダンパ２８を含む後段の共振の周期に応じて、より精度良くエンジン２２の失火を判定することができる。

変形例のハイブリッド自動車２０Ｂが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてダンパ２８を含む後段の共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域にあるか２回転に相当する領域にあるかの共振周期を判定するものとしたが、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとのうち一方のみによりダンパ２８を含む後段の共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域にあるか２回転に相当する領域にあるかの共振周期を判定するものとしてもよく、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに他の要件、例えばダンパ２８より後段の接続状態などの要件を加えてダンパ２８を含む後段の共振の周期がエンジン２２の１回転に相当する領域にあるか２回転に相当する領域にあるかの共振周期を判定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあるか否かを判定すると共に共振領域にあると判定したときにはクランクシャフト２６が７２０度回転する周期を失火の周期とし、その周期に対応する周波数が十分にカットされるようカットオフ周波数を設定したハイパスフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得てエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なうものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅだけでエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあるか否かを判定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅに応じたハイパスフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を得てエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なうものとしてもよい。この場合、図３の失火判定処理におけるステップＳ１１０の共振領域にあるか否かの判定は、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば４０００ｒｐｍや５０００ｒｐｍなど）以下となるときに共振領域にあると判定するものとすればよい。そして、共振領域における失火検出処理については図５の共振領域失火検出処理に代えて図１２の共振領域失火検出処理を実行すればよい。図１２の共振領域失火検出処理を実行する変形例のハイブリッド自動車２０Ｃについて以下に説明する。

図１２の共振領域失火検出処理では、クランク角ＣＡと３０度回転数Ｎ３０を入力すると（ステップＳ３００）、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力すると共に（ステップＳ３１２）、エンジン２２が基本回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）で回転しているときの爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが失火の周波数の減衰は比較的大きい基本ハイパスフィルタを第１の枚数（例えば１枚や２枚，３枚など）だけ重ねて得られるフィルタを３０度回転数Ｎ３０に施す第１フィルタ処理を実行してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算し（ステップＳ３１４）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｒｅｆと比較する（ステップＳ３１６）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、第１フィルタ処理では失火の判定のために必要な共振の影響の除去が十分でない回転数領域であるか否かを判定するための閾値であり、第１フィルタ処理に用いるフィルタの性能と共振によって定めることができ、例えば２０００ｒｐｍや２５００ｒｐｍなどを用いることができる。

エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、第１フィルタ処理で共振の影響を十分に除去できる領域であると判断し、第１フィルタ処理により得られたフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）に基づいて上述したＳ３３０〜Ｓ３５０を実行してエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行ない、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときには、第１フィルタ処理では共振の影響を十分に除去できない領域であると判断し、第１フィルタ処理に用いた基本ハイパスフィルタを第２の枚数（例えば、１枚や２枚，３枚など）だけ重ねて得られるフィルタを第１フィルタ処理により得られたフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）に施す第２フィルタ処理を実行して実行用のフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算し（ステップＳ３１８）、第２フィルタ処理により得られたフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）に基づいて上述したＳ３３０〜Ｓ３５０を実行してエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かの失火検出を行なう。フィルタ処理として、基本ハイパスフィルタを施す演算をその枚数分繰り返すものとすれば、第１フィルタ処理は基本ハイパスフィルタを施す処理を第１の枚数分繰り返す処理となり、第２フィルタ処理は基本ハイパスフィルタを施す処理を第２の枚数分繰り返す処理となる。したがって、フィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）は、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上のときには基本ハイパスフィルタを施す処理を第１の枚数の分だけ繰り返すことにより得られることになり、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときには基本ハイパスフィルタを施す処理を第１の枚数と第２の枚数の和の分だけ繰り返すことにより得られることになる。この結果、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上のときのフィルタ処理に要する演算処理を、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときのフィルタ処理に要する演算処理に比して、負荷としては軽減したものとなる。

こうした変形例のハイブリッド自動車２０Ｃが搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば４０００ｒｐｍや５０００ｒｐｍなど）以下であるか否かによりエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するか否かを判定し、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには、まず、第１フィルタ処理を実行し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否かにより第１フィルタ処理では共振の影響を十分に除去できない領域であるか否かを判定して第２フィルタ処理を実行してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算し、このフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を用いて失火を判定するから、エンジン２２の回転数Ｎｅに応じてより精度良くエンジン２２の失火を判定することができる。しかも、第１フィルタ処理として基本ハイパスフィルタを施す処理を第１の枚数の分だけ繰り返す処理を実行し、第２フィルタ処理として基本ハイパスフィルタを施す処理を第１の枚数と第２の枚数の和の分だけ繰り返す処理を実行するから、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ以上のときのフィルタ処理に要する演算処理を、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ未満のときのフィルタ処理に要する演算処理に比して軽減することができる。また、第１フィルタ処理や第２フィルタ処理として回数は異なるが基本ハイパスフィルタを用いたフィルタ処理を繰り返すだけだから、複数の諸元のハイパスフィルタを用意する必要がない。

変形例のハイブリッド自動車２０Ｃが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の回転数Ｎｅを一つの閾値Ｎｒｅｆと比較して基本ハイパスフィルタを第１の枚数だけ重ねたフィルタによる第１フィルタ処理を施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定したり第１フィルタ処理に加えて基本ハイパスフィルタを第２の枚数だけ重ねたフィルタによる第２フィルタ処理を施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定したりするものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅを二つ以上の閾値と比較して３以上のフィルタ処理の選択的に施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定するものとしてもよい。例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅを二つの閾値Ｎｒｅｆ１，Ｎｒｅｆ２（Ｎｒｅｆ１＜Ｎｒｅｆ２）と比較して、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ２以上のときには基本ハイパスフィルタを第１の枚数だけ重ねたフィルタによる第１フィルタ処理を施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１以上で閾値Ｎｒｅｆ２未満のときには第１フィルタ処理に加えて基本ハイパスフィルタを第２の枚数だけ重ねたフィルタによる第２フィルタ処理を施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆ１未満のときには第１フィルタ処理と第２フィルタ処理とに加えて基本ハイパスフィルタを第３の枚数だけ重ねたフィルタによる第３フィルタ処理を施してフィルタ処理後回転数Ｆ（Ｎ３０）を演算して失火を判定するなどとしてもよい。

次に、本発明の第２実施例としての内燃機関の失火判定装置を搭載したハイブリッド自動車２０Ｄについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄは、ハード構成としてエンジン２２が８気筒である点を除いて図１，２を用いて説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一である。重複した説明を省略するために、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成に付した符号と同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置は、図５に例示する共振領域失火検出処理に代えて図１３に例示する共振領域失火検出処理を実行する点を除いて、第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置と同様に図３の失火判定処理や図４の通常失火検出処理を実行する。これらの処理については上述した。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジンＥＣＵ２４により図１３の共振領域失火検出処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数ＮｅやトルクＴｅ，触媒暖機フラグＦｃ，図１４に例示するω１０演算処理により演算されるクランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転角速度である１０度回転角速度ω１０を入力する処理を実行する（ステップＳ５００）。ここで、触媒暖機フラグＦｃは、エンジン２２の浄化装置１３４に充填されている触媒を暖機するためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているか否かを示すフラグであり、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により触媒を暖機するためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときに値１が設定され、触媒を暖機するためにエンジン２２を所定の運転状態として運転していないときに値０が設定される。触媒を暖機するためのエンジン２２の所定の運転状態としては、例えば、点火時期を通常時より遅角することにより、エンジン２２の爆発燃焼による熱を浄化装置１３４に供給しやすくするなどを挙げることができる。また、１０度回転角速度ω１０は、ω１０演算処理に示すように、クランク角ＣＡを入力し（ステップＳ７００）、クランクポジションセンサ１４０からの整形波から入力したクランク角ＣＡより１０度回転するまでの経過時間ｔを演算し、クランク角ＣＡにおける１０度回転角速度ω１０を２π（１０／３６０）／ｔにより演算する（ステップＳ７１０）、ことにより求めることができる。

こうしてデータを入力すると、入力した触媒暖機フラグＦｃの値を調べると共にエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとによりエンジン２２の運転状態が高負荷領域にあるか否かを判定する（ステップＳ５１０，Ｓ５２０）。エンジン２２の運転状態が高負荷領域にあるか否かについては、予め高負荷となるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとを設定して高負荷領域を設定してＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとが記憶した高負荷領域に属するか否かにより判定するものとした。

触媒暖機フラグＦｃが値０、即ち、触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転していない状態で且つエンジン２２が高負荷領域で運転されているときには、１０度回転角速度ω１０に対して高負荷用フィルタ処理を施してフィルタ後角速度ω１０ｆｈを演算する（ステップＳ５３０）。高負荷用フィルタ処理としては、例えば、エンジン２２の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいがダンパ２８を含む後段の共振の周波数の減衰は大きい基本ハイパスフィルタを第１の枚数（例えば、３枚や４枚）重ねて得られるハイパスフィルタを１０度回転角速度ω１０に施す処理を用いることができる。この場合、１０度回転角速度ω１０に対して基本ハイパスフィルタを施す演算処理を第１の枚数に応答する回数だけ繰り返す処理を行なえばよい。

こうしてフィルタ後角速度ω１０ｆｈを演算すると、フィルタ後角速度ω１０ｆｈの微分値ｄω／ｄｔを計算する（ステップＳ５４０）。実施例では、１０度毎のクランクシャフト２６の回転角速度である１０度回転角速度ω１０を計算していることを考慮して、次式（２）により得られるものを微分値ｄω／ｄｔとした。式（２）では、クランク角ＣＡのときの回転角速度である１０度回転角速度ω１０（ＣＡ）とクランク角（ＣＡ−１０）のときの回転角速度である１０度回転角速度ω１０（ＣＡ−１０）との差｛ω１０ｈｉ（ＣＡ）−ω１０ｈｉ（ＣＡ−１０）｝をクランク角ＣＡのときの回転角速度である１０度回転角速度ω１０ｈｉ（ＣＡ）でクランクシャフト２６が１０度回転するのに要する時間で除したものとして計算した。

続いて、微分値ｄω／ｄｔの絶対値を圧縮行程の上死点から０度（ＴＤＣ）の位置から上死点から９０度（ＡＴＤＣ９０）の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ１として求め（ステップＳ５５０）、求めた判定用値Ｊ１を閾値Ｊｒｅｆ１と比較して（ステップＳ５６０）、判定用値Ｊ１が閾値Ｊｒｅｆ１未満のときに対象の気筒が失火していると判定して（ステップＳ５７０）、共振領域失火検出処理を終了する。エンジン２２を高負荷領域で運転している最中に点火順の１番気筒と２番気筒とを失火させたときのフィルタ後角速度ω１０ｆｈと微分値ｄω／ｄｔの変化の一例を図１５に示す。図示するように、フィルタ後角速度ω１０ｆｈは、ダンパ２８を含む後段の共振の影響が完全に除去されていないために失火の挙動や失火直後の挙動が不規則なものとなるが、微分値ｄω／ｄｔは、フィルタ後角速度ω１０ｆｈに比して不規則性が小さくなっている。そして、失火気筒では、微分値ｄω／ｄｔの変化が小さなものとなっている。第２実施例では、この失火気筒で微分値ｄω／ｄｔの変化が小さなものになっていることに基づいて失火を判定している。フィルタ後角速度ω１０ｆｈに比して微分値ｄω／ｄｔの方が不規則性が小さくなるのは、微分演算によりダンパ２８を含む共振の周波数成分を爆発燃焼の周波数成分に比して大きくなますことに基づく。微分演算による周波数とゲインとの関係を図１６に示す。なお、微分演算した微分値ｄω／ｄｔを積分演算することから、なましの程度は元に戻るとも考えられるが、積分区間が短いことから、微分演算によるなましの程度の影響の方が大きく現われる。また、圧縮行程の上死点から０度（ＴＤＣ）の位置から上死点から９０度（ＡＴＤＣ９０）の位置までを積分区間とするのは、８気筒のエンジンでは、クランクシャフト２６が９０度回転する毎に爆発燃焼が生じるため、圧縮行程の上死点から１０度（ＡＴＤＣ１０）から上死点から５０度（ＡＴＤＣ５０）では爆発燃焼により加速し、それ以降では次気筒の圧縮により減速するため、爆発燃焼が生じていれば加速と減速とが大きく現われ、失火していれば加速と減速とが小さく現われることに基づく。従って、微分値ｄω／ｄｔは、爆発燃焼が生じていれば圧縮行程の上死点から１０度（ＡＴＤＣ１０）から上死点から５０度（ＡＴＤＣ５０）では比較的大きな正の値となり、それ以降では比較的大きな負の値となるのに対し、失火していれば圧縮行程の上死点から１０度（ＡＴＤＣ１０）から上死点から５０度（ＡＴＤＣ５０）では比較的小さな正の値となり、それ以降では比較的小さな負の値となる。従って、微分値ｄω／ｄｔの絶対値をＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分すれば、爆発燃焼していれば大きな値となり、失火していれば小さな値となる。このため、判定用値Ｊ１と比較する閾値Ｊｒｅｆ１を爆発燃焼しているときに判定用値Ｊ１として計算される値より十分に小さく且つ失火しているときに判定用値Ｊ１として計算される値より十分に大きな値として設定すれば、判定用値Ｊ１と閾値Ｊｒｅｆ１とを比較することにより、対象の気筒が失火しているか否かを判定することができる。なお、ステップＳ５６０で判定用値Ｊ１が閾値Ｊｒｅｆ１以上と判定されたときには、対象の気筒は失火していない判断し共振領域失火検出処理を終了する。

ステップＳ５１０で触媒暖機フラグＦｃが値１、即ち、触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転していると判定されるか、ステップＳ５２０でエンジン２２が高負荷領域で運転されていないと判定されたときには、１０度回転角速度ω１０に対して低負荷用フィルタ処理を施してフィルタ後角速度ω１０ｆｌを演算する（ステップＳ５８０）。低負荷用フィルタ処理としては、高負荷用フィルタ処理で用いた基本ハイパスフィルタを第２の枚数（例えば、１枚や２枚）重ねて得られるハイパスフィルタを１０度回転角速度ω１０に施す処理を用いることができる。この場合、１０度回転角速度ω１０に対して基本ハイパスフィルタを施す演算処理を第２の枚数に応答する回数だけ繰り返す処理を行なえばよい。高負荷用フィルタ処理に比して低負荷用フィルタ処理における基本ハイパスフィルタを重ねる枚数を少なくするのは、エンジン２２の運転状態が低負荷であるため、ダンパ２８を含む後段の共振の影響も小さく現われるからである。

続いて、フィルタ後角速度ω１０ｆｌを圧縮行程の上死点から０度（ＴＤＣ）の位置から上死点から９０度（ＡＴＤＣ９０）の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２として求め（ステップＳ５９０）、求めた判定用値Ｊ２を閾値Ｊｒｅｆ２と比較して（ステップＳ６００）、判定用値Ｊ２が閾値Ｊｒｅｆ２未満のときに対象の気筒が失火していると判定して（ステップＳ６１０）、共振領域失火検出処理を終了する。エンジン２２を低負荷領域で運転している最中に点火順の２番気筒を失火させたときのフィルタ後角速度ω１０ｆｌとこのフィルタ後角速度ω１０ｆｌの微分値ｄω／ｄｔとの変化の一例を図１７に示す。図示するように、失火している２番気筒における微分値ｄω／ｄｔに比してフィルタ後角速度ω１０ｆｌの方が変動が大きく現われる。このとき、フィルタ後角速度ω１０ｆｌの変動は大きく負側に振れるものとなるから、その積分値としての判定用値Ｊ２は、爆発燃焼しているときには値０近傍となり、失火しているときには比較的大きな負の値となる。このため、判定用値Ｊ２と比較する閾値Ｊｒｅｆ２を爆発燃焼しているときに判定用値Ｊ２として計算される値（０近傍）より十分に小さく且つ失火しているときに判定用値Ｊ２として計算される値（比較的大きな負の値）より十分に大きな値として設定すれば、判定用値Ｊ２と閾値Ｊｒｅｆ２とを比較することにより、対象の気筒が失火しているか否かを判定することができる。なお、ステップＳ６００で判定用値Ｊ２が閾値Ｊｒｅｆ２以上と判定されたときには、対象の気筒は失火していない判断し共振領域失火検出処理を終了する。

ここで、触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転していると判定されたときもエンジン２２が高負荷領域で運転されていないと判定されたときと同様にエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているかを判定するのは、触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときには、上述したように、点火時期を遅角するなどの運転状態とするために、エンジン２２を高負荷領域で運転しているときに比して、爆発燃焼によるダンパ２８を含む後段の共振が小さく現われるからである。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を高負荷領域で運転しているときには、１０度毎のクランクシャフト２６の回転角速度である１０度回転角速度ω１０に高負荷用フィルタ処理を施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆｈの微分値ｄω／ｄｔの絶対値をＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ１を求め、この求めた判定用値Ｊ１を閾値Ｊｒｅｆ１と比較することにより、対象の気筒が失火しているか否かを判定するから、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を高負荷領域で運転しているときのエンジン２２の失火を精度良く判定することができる。また、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を低負荷領域で運転しているときや触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときには、１０度毎のクランクシャフト２６の回転角速度である１０度回転角速度ω１０に低負荷用フィルタ処理を施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆｌをＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２を求め、この求めた判定用値Ｊ２を閾値Ｊｒｅｆ２と比較することにより、対象の気筒が失火しているか否かを判定するから、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を低負荷領域で運転しているときや触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときのエンジン２２の失火を精度良く判定することができる。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を高負荷領域で運転しているときには、１０度回転角速度ω１０に基本ハイパスフィルタを第１の枚数重ねたフィルタを用いてフィルタ処理によりフィルタ後角速度ω１０ｆｈを演算するものとしたが、１０度回転角速度ω１０に単一の高負荷用のハイパスフィルタを用いてフィルタ処理によりフィルタ後角速度ω１０ｆｈを演算するものとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を高負荷領域で運転しているときには、１０度回転角速度ω１０に高負荷用フィルタ処理を施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆｈの微分値ｄω／ｄｔの絶対値をＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ１を求めて失火を判定したが、フィルタ後角速度ω１０ｆｈの微分値ｄω／ｄｔの絶対値をＴＤＣとは異なる位置からＡＴＤＣ９０とは異なる位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ１を求めて失火を判定するものとしてもよい。例えば、フィルタ後角速度ω１０ｆｈの微分値ｄω／ｄｔの絶対値をＡＴＤＣ１０の位置からＡＴＤＣ８０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ１を求めて失火を判定するものなどとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を低負荷領域で運転しているときや触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときには、１０度回転角速度ω１０に低負荷用フィルタ処理を施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆｌをＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２を求めて失火を判定したが、触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときにはエンジン２２を低負荷領域で運転しているときとは異なる手法により失火を判定するものとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を低負荷領域で運転しているときや触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときには、１０度回転角速度ω１０に基本ハイパスフィルタを第２の枚数重ねたフィルタを用いてフィルタ処理によりフィルタ後角速度ω１０ｆｌを演算するものとしたが、１０度回転角速度ω１０に単一の低負荷用のハイパスフィルタを用いてフィルタ処理によりフィルタ後角速度ω１０ｆｌを演算するものとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときにエンジン２２を低負荷領域で運転しているときや触媒の暖機のためにエンジン２２を所定の運転状態として運転しているときには、１０度回転角速度ω１０に低負荷用フィルタ処理を施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆｌをＴＤＣの位置からＡＴＤＣ９０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２を求めて失火を判定したが、フィルタ後角速度ω１０ｆｌをＴＤＣとは異なる位置からＡＴＤＣ９０とは異なる位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２を求めて失火を判定するものとしてもよい。例えば、フィルタ後角速度ω１０ｆｌをＡＴＤＣ１０の位置からＡＴＤＣ８０の位置までを積分区間として積分して判定用値Ｊ２を求めて失火を判定するものなどとしてもよい。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｄが搭載する内燃機関の失火判定装置では、クランクポジションセンサ１４０からの整形波とクランク角ＣＡとから１０度回転角速度ω１０を演算すると共にこれにフィルタ処理を施してフィルタ後角速度ω１０ｆｈ，ω１０ｆｌを演算して失火を判定するものとしたが、１０度回転角速度ω１０やフィルタ後角速度ω１０ｆｈ，ω１０ｆｌに代えてクランクシャフト２６が他の角度、例えば１度や５度，２０度など回転する毎の回転角速度であるＮＮ度回転角速度ωＮＮを演算すると共にフィルタ処理を施してフィルタ後角速度ωＮＮｆｈ，ωＮＮｆｌを演算して失火を判定するものとしてもよい。

次に、本発明の第３実施例としての内燃機関の失火判定装置を搭載したハイブリッド自動車２０Ｅについて説明する。第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅは、ハード構成としてエンジン２２が８気筒である点を除いて図１，２を用いて説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一である。重複した説明を省略するために、第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅのハード構成についても、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成に付した符号と同一の符号を付し、その説明は省略する。

第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅが搭載する内燃機関の失火判定装置は、図５に例示する共振領域失火検出処理に代えて図１８に例示する共振領域失火検出処理を実行する点を除いて、第１実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置と同様に図３の失火判定処理や図４の通常失火検出処理を実行する。これらの処理についても上述した。

第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅが搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジンＥＣＵ２４により図１８の共振領域失火検出処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅと図１４に例示するω１０演算処理により演算されるクランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転角速度である１０度回転角速度ω１０を入力する処理を実行する（ステップＳ８００）。ω１０演算処理についても上述した。

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてハイパスフィルタを設定し（ステップＳ８１０）、１０度回転角速度ω１０に設定したハイパスフィルタを施してフィルタ後角速度ω１０ｆを得る（ステップＳ８２０）。ここで、ハイパスフィルタの設定は、第１実施例の変形例や第２実施例で説明した基本ハイパスフィルタ、即ち、８気筒のエンジン２２の爆発燃焼の周波数成分の減衰は小さいがダンパ２８を含む後段の共振の周波数成分の減衰は大きい基本ハイパスフィルタをエンジン２２の回転数Ｎｅに応じて重ねる枚数を決定することにより行なうことができる。

次に、エンジン２２から出力されるトルクＴｅのうちピストン１３２などの往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクＴｐを次式（３）により計算する（ステップＳ８３０）。ここで、式（３）中、「Ｍ」は往復部品の質量の総和を示し、「θ」はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置の基準位置からの角度を示し、「Ａ」はエンジン２２のピストン１３２の頂面の投影面積を示し、「ω」はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転角速度を示し、「Ｖ（θ）」はクランクシャフト２６の回転位置の角度θにおけるエンジン２２の気筒内の体積を示す。往復質量慣性トルクＴｐは、式（３）から明らかなように、エンジン２２の気筒内の体積Ｖ（θ）によって変化するから、基本的には、爆発燃焼と同一の周波数で変動することになる。このことから、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転角速度ωに代えてフィルタ後角速度ω１０ｆを用いてもよいことが解る。また、クランクシャフト２６の回転位置の角度θに代えてクランク角ＣＡを用いてもよいことは明らかである。従って、クランク角ＣＡとフィルタ後角速度ω１０ｆを、式（３）中のクランクシャフト２６の回転位置の角度θとクランクシャフト２６の回転角速度ωに代入することにより、往復質量慣性トルクＴｐを計算することができる。

こうして往復質量慣性トルクＴｐを計算すると、計算した往復質量慣性トルクＴｐを用いて式（４）により往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐを計算する（ステップＳ８４０）。ここで、式（４）中、「Ｉｅ」はダンパ２８よりエンジン２２側の慣性モーメントを示す。エンジン２２の筒内圧トルクを「Ｔｉｎ」とすると、エンジン２２のトルクＴｅは、筒内圧トルクＴｉｎと往復質量慣性トルクＴｐとの和として表わされる。一方、クランクシャフト２６についての運動方程式から式（５）が導き出される。式（５）中、「Ｋｄｍｐ」はダンパ２８のバネ定数であり、「Ｃｄｍｐ」は減衰項の定数であり、「Δθ」はクランクシャフト２６とキャリア軸３４ａとにおけるねじれ角であり、「ω」はクランクシャフト２６の回転角速度であり、「ωｉｎｐ」はダンパ２８の後段側の軸（キャリア３４が接続されている軸）の回転角速度である。いま、ダンパ２８を含む後段の共振、即ちダンパ２８のねじれに基づく共振の影響を除去した状態を考えれば、式（５）の左辺のクランクシャフト２６の回転角速度ωはクランクシャフト２６の回転角速度である１０度回転角速度ω１０からダンパ２８のねじれに基づくトルクの影響を除去したフィルタ後角速度ω１０ｆに置き換えられ、式（５）の右辺第１項は削除される。また、式（５）の右辺第２項の減衰項は他の項に比して十分小さいから値０とすることができる。さらに、エンジン２２のトルクＴｅを筒内圧トルクＴｉｎと往復質量慣性トルクＴｐとの和とすることができる。これらのことを考慮すると、式（５）は式（６）のように表わされる。この式（６）をフィルタ後角速度ω１０ｆについて解けば式（７）となり、さらに、フィルタ後角速度ω１０ｆを筒内圧トルクＴｉｎによるクランクシャフト２６の回転角速度ωｊに往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐが加えられたもの（ω１０ｆ＝ωｊ＋ωｐ）とすれば、式（７）は式（８）となる。式（４）はこの式（８）における往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐと往復質量慣性トルクＴｐとの関係、即ち、式（８）の左辺第２項と同式右辺第２項とを等しいとする関係から導き出すことができる。

こうして往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐを計算すると、計算した影響成分ωｐをフィルタ後角速度ω１０ｆから減じて判定用角速度ωｊを計算し（ステップＳ８５０）、各気筒の圧縮行程の上死点から０度（ＴＤＣ）と上死点から９０度（ＡＴＤＣ９０）の判定用角速度ωｊ（ＴＤＣ），ωｊ（ＡＴＤＣ９０）の差分［ωｊ（ＴＤＣ）−ωｊ（ＡＴＤＣ９０）］を角速度差分ωＤとして計算すると共に（ステップＳ８６０）、計算した角速度差分ωＤの３６０度前に角速度差分ωＤとして計算される値との差（角速度差分ωＤの３６０度差）［ωＤ−ωＤ（３６０度前）］を判定用値Ｊωとして計算し（ステップＳ８７０）、計算した判定用値Ｊωを閾値Ｊｒｅｆと比較し（ステップＳ８８０）、判定用値Ｊωが閾値Ｊｒｅｆより大きいときには、判定用値Ｊωの計算の対象となる気筒が失火していると判定して（ステップＳ８９０）、共振領域失火検出処理を終了し、判定用値Ｊωが閾値Ｊｒｅｆより小さいときには失火していないと判定して共振領域失火検出処理を終了する。ここで、この判定用角速度ωｊは、式（８）から解るように筒内圧トルクＴｉｎによるクランクシャフト２６の回転角速度ωｊである。この筒内圧トルクＴｉｎによるクランクシャフト２６の回転角速度ωｊは、筒内圧が直接影響するため、失火による影響を大きく反映するから、この回転角速度ωｊ、即ち判定用角速度ωｊを用いて失火を判定することにより、エンジン２２の失火を精度よく判定することができる。特に、式（３）から明らかなように、往復質量慣性トルクＴｐはエンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなるに従って大きくなるため、エンジン２２の回転数Ｎｅが比較的大きいときでもエンジン２２の失火を精度よく判定することができる。また、判定用角速度ωｊ（ＴＤＣ），ωｊ（ＡＴＤＣ９０）の差分である角速度差分ωＤの更に３６０度差である判定用値Ｊωにより失火を判定することができるのは、クランク角９０度毎に爆発燃焼を生じる８気筒のエンジン２２であることを考慮すれば、若干の変動は生じるものの、角速度差分ωＤおよび判定用値Ｊωは、全ての気筒が正常に燃焼（爆発）していれば値０となり、対象の気筒が失火していると正の値となることに基づく。従って、閾値Ｊｒｅｆとして適当な正の値を設定することにより、判定用値Ｊωが閾値Ｊｒｅｆより大きいときに対応する気筒が失火していると判定することができる。

以上説明した第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅに搭載された内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域に属するときには１０度毎のクランクシャフト２６の回転角速度である１０度回転角速度ω１０にエンジン２２の回転数Ｎｅに基づくハイパスフィルタを施して得られるフィルタ後角速度ω１０ｆから往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐを減じて筒内圧トルクＴｉｎによるクランクシャフト２６の回転角速度である判定用角速度ωｊを求め、この判定用角速度ωｊを用いて失火を判定するから、ダンパ２８を含む後段の共振やエンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらず、エンジン２２のいずれかの気筒の失火を精度よく判定することができる。

第３実施例のハイブリッド自動車２０Ｅが搭載する内燃機関の失火判定装置では、判定用角速度ωｊ（ＴＤＣ），ωｊ（ＡＴＤＣ９０）の差分により角速度差分ωＤを計算すると共に計算した角速度差分ωＤの３６０度差により判定用値Ｊωを計算し、この計算した判定用値Ｊωに基づいてエンジン２２の失火を判定するものとしたが、判定用角速度ωｊの他の角度における角速度差分を計算すると共に計算した角速度差分の３６０度差などにより判定用値を計算し、この計算した判定用値に基づいてエンジン２２の失火を判定するものや、判定用角速度ωｊの６０度差分などの所定角度差分を判定用値として用いてエンジン２２の失火を判定するものなど、フィルタ後角速度ω１０ｆから往復質量慣性トルクＴｐのクランクシャフト２６の回転角速度に与える影響成分ωｐを減じて得られる判定用角速度ωｊを用いてエンジン２２の失火を判定するものであれば、如何なる手法を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしても構わない。

上述した各実施例やその変形例のハイブリッド自動車が搭載する内燃機関の失火判定装置における失火の判定処理では、特に、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａのトルク変動に基づく振動を抑制する制振制御をモータＭＧ１やモータＭＧ２により行なうことを前提としていないが、モータＭＧ１やモータＭＧ２による制振制御を行なうものとしても上述の失火判定処理によりエンジン２２の失火を判定することができる。

上述した各実施例やその変形例のハイブリッド自動車が搭載する内燃機関の失火判定装置では、６気筒のエンジン２２や８気筒のエンジン２２のいずれかの気筒の失火を判定するものとしたが、４気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものや１２気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものなど、複数気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものであれば、気筒数はいくつでも構わない。

上述した各実施例やその変形例のハイブリッド自動車が搭載する内燃機関の失火判定装置では、減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしたが、減速ギヤ３５に代えて変速機を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしてもよい。減速ギヤ３５や変速機を介さずにモータＭＧ２を直接リングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしてもよい。

上述した各実施例やその変形例のハイブリッド自動車が搭載する内燃機関の失火判定装置では、エンジン２２のクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続されると共にモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続される動力分配統合機構３０とリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されるモータＭＧ２とを備える装置におけるエンジン２２の失火判定装置としたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図１９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１９における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するもののエンジン２２の失火判定装置としてもよいし、図２０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるもののエンジン２２の失火判定装置としてもよい。

上述の第１実施例やその変形例では、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数である３０度回転数Ｎ３０を用いてエンジン２２の失火を判定したが、クランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転角速度である３０度回転角速度ω３０を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしてもよい。３０度回転角速度ω３０は、換算係数を乗じることにより３０度回転数Ｎ３０とすることができるからである。この場合、クランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転角速度に限定されるものではなく、クランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転角速度やクランクシャフト２６が５度回転する毎の回転角速度など種々の回転角速度を用いることもできる。同様に、上述の第２実施例や第３実施例或いはこれらの変形例では、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転角速度である１０度回転角速度ω１０を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしたが、クランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転数である１０度回転数Ｎ１０を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしてもよい。この場合、クランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転数に限定されるものではなく、クランクシャフト２６が５度回転する毎の回転数やクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数など種々の回転数を用いることもできる。

ここで、各実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例では、クランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して後段に接続された６気筒のエンジン２２が「内燃機関」に相当し、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０が「回転位置検出手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数である３０度回転数Ｎ３０を演算する図６のＮ３０演算処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「単位回転角回転数演算手段」に相当し、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあるか否かを判定すると共にエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にはないと判定されたときには図４に例示する通常失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行ない、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあると判定されると図５に例示する共振領域失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行なう図３の失火判定処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。第２実施例では、クランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して後段に接続された８６気筒のエンジン２２が「内燃機関」に相当し、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０が「回転位置検出手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が１０度回転する毎の回転角速度である１０度回転角速度ω１０を演算する図１４のω１０演算処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「単位回転角角速度演算手段」に相当し、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅに基づいてエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段（動力分配統合機構３０など）の共振領域にあるか否かを判定すると共にエンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にはないと判定されたときには図４に例示する通常失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行ない、エンジン２２の運転状態がダンパ２８を含む後段の共振領域にあると判定されると図１３に例示する共振領域失火検出処理によりエンジン２２のいずれかの気筒が失火している否かの失火検出を行なう図３の失火判定処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。また、ダンパ２８の後段の軸と車軸側の駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された動力分配統合機構３０とこの動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当する。なお、各実施例やその変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、各実施例やその変形例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、各実施例やその変形例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

なお、本発明は、こうしたハイブリッド自動車に搭載された内燃機関の失火判定装置に限定されるものではなく、自動車以外の移動体などに搭載された内燃機関や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関の失火判定装置としても構わない。また、内燃機関の失火判定方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関を組み込んだ装置や内燃機関を搭載する自動車の製造産業などに利用可能である。

Claims (37)

1. 出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定装置であって、
   前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算する単位回転角回転数演算手段と、
   前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算された単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算された単位回転角回転数に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する失火判定手段と、
   を備える失火判定装置。
2. 請求項１記載の失火判定装置であって、
   前記第１の手法は、前記演算された単位回転角回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であり、
   前記第２の手法は、前記演算された単位回転角回転数に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である、
   失火判定装置。
3. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じたハイパスフィルタを用いる手法である請求項２記載の失火判定装置。
4. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が大きくなるほど高い周波数以下の領域をカットするハイパスフィルタを用いる手法である請求項３記載の失火判定装置。
5. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数の半分の周波数以上の周波数以下の領域をカットするハイパスフィルタを用いる手法である請求項４記載の失火判定装置。
6. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じて前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタの枚数を変えて得られるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項２記載の失火判定装置。
7. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が大きくなるほど前記所定のハイパスフィルタの枚数が少なくなる傾向のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項６記載の失火判定装置。
8. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数が第１の回転数未満のときには前記所定のハイパスフィルタを第１の枚数により構成されるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定し、前記内燃機関の回転数が前記第１の回転数以上で該第１の回転数より大きな前記第２の回転数未満のときには前記所定のハイパスフィルタを前記第１の枚数より少ない第２の枚数により構成されるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手段である請求項７記載の失火判定装置。
9. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転と前記ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項２記載の失火判定装置。
10. 前記第２の手法は、前記共振周期関係として前記共振の周期が前記内燃機関の１回転である関係のときには前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除して２倍した周波数の減衰は大きい第１のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定し、前記共振周期関係として前記共振の周期が前記内燃機関の２回転である関係のときには前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい第２のハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項９記載の失火判定装置。
11. 請求項１０記載の失火判定装置であって、
    前記第１のハイパスフィルタは、前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタを第１の枚数を用いて構成されてなり、
    前記第２のハイパスフィルタは、前記所定のハイパスフィルタを前記第１の枚数より少ない第２の枚数を用いて構成されてなる、
    失火判定装置。
12. 前記第２の手法は、前記フィルタ処理後回転数の変動分が閾値変動分未満のときに失火と判定する手法である請求項２ないし１１いずれか記載の失火判定装置。
13. 前記第２の手法は、前記内燃機関の出力トルクに応じた閾値変動分を用いて失火を判定する手法である請求項１２記載の失火判定装置。
14. 前記単位回転角回転数に代えて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を用いて失火を判定する請求項１ないし１３いずれか記載の失火判定装置。
15. 出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定装置であって、
    前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
    前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を演算する単位回転角角速度演算手段と、
    前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算された単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算された単位回転角角速度に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する失火判定手段と、
    を備える失火判定装置。
16. 請求項１５記載の失火判定装置であって、
    前記第１の手法は、前記演算された単位回転角角速度に基づいて失火を判定する手法であり、
    前記第２の手法は、前記演算された単位回転角角速度に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後角速度に基づいて失火を判定する手法である、
    失火判定装置。
17. 前記第２の手法は、前記内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度に対して高負荷用の判定処理を施して失火を判定し、前記内燃機関が前記所定負荷未満の低負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度に対して前記高負荷用の判定処理とは異なる低負荷用の判定処理を施して失火を判定する手法である請求項１６記載の失火判定装置。
18. 前記高負荷用の判定処理は、前記フィルタ処理後角速度の微分値の絶対値を第１の所定範囲で積分して得られる高負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する処理である請求項１７記載の失火判定装置。
19. 前記第１の所定範囲は、前記複数気筒のうちの対象の気筒の圧縮行程における上死点から該対象の気筒の次の気筒の圧縮行程における上死点までに含まれる第１の所定クランク角範囲である請求項１８記載の失火判定装置。
20. 前記高負荷用の判定処理は、前記高負荷用判定パラメータが高負荷用所定値未満のときに失火と判定する処理である請求項１８または１９記載の失火判定装置。
21. 前記低負荷用の判定処理は、前記フィルタ処理後角速度の第２の所定範囲で積分して得られる低負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する処理である請求項１７ないし２０いずれか記載の失火判定装置。
22. 前記第２の所定範囲は、前記複数気筒のうちの対象の気筒の圧縮行程における上死点から該対象の気筒の次の気筒の圧縮行程における上死点までに含まれる第１の所定クランク角範囲である請求項２１記載の失火判定装置。
23. 前記低負荷用の判定処理は、前記低負荷用判定パラメータが低負荷用所定値未満のときに失火と判定する処理である請求項２１または２２記載の失火判定装置。
24. 前記第２の手法は、前記内燃機関の排ガスを浄化する浄化装置に含まれる触媒を活性化するために暖機運転しているときには、前記内燃機関の負荷に拘わらずに、前記低負荷用の判定処理を施して失火を判定する手法である請求項１７ないし２３いずれか記載の失火判定装置。
25. 前記第２の手法は、前記内燃機関から出力されるトルクのうち往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクが前記内燃機関の出力軸の回転角速度に与える影響成分を演算すると共に前記フィルタ処理後角速度から前記演算した影響成分を減じて得られる判定用角速度を用いて失火を判定する手法である請求項１６記載の失火判定装置。
26. 前記往復質量慣性トルクは、往復部品の質量の総和をＭとし、前記内燃機関の出力軸の回転位置の基準位置からの角度をθとし、前記内燃機関のピストンの頂面の投影面積をＡとし、前記内燃機関の出力軸の回転角速度をωとし、前記内燃機関の気筒内の体積を前記出力軸の回転位置の角度θの関数としてＶ（θ）としたときに、次式で示されてなる請求項２５記載の失火判定装置。
    

    
27. 前記単位回転角角速度に代えて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を用いて失火を判定する請求項１５ないし２６いずれか記載の失火判定装置。
28. 出力軸がねじれ要素としてのダンパを介して車軸側である後段に接続された複数気筒の内燃機関と、
    前記内燃機関の失火を判定する請求項１ないし２７いずれか記載の失火判定装置と、
    を備える車両。
29. 請求項２８記載の車両であって、
    前記ダンパの後段側に該ダンパに接続されたダンパ軸と車軸側に接続された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記ダンパ軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
    前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
    を備える車両。
30. 出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定方法であって、
    内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算し、前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算した単位回転角回転数に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算した単位回転角回転数に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する、
    失火判定方法。
31. 請求項３０記載の失火判定方法であって、
    前記第１の手法は、前記演算された単位回転角回転数の変動に基づいて失火を判定する手法であり、
    前記第２の手法は、前記演算された単位回転角回転数に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である、
    失火判定方法。
32. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転数に応じて前記内燃機関の爆発燃焼の周波数の減衰は小さいが該爆発燃焼の周波数を気筒数で除した周波数の減衰は大きい所定のハイパスフィルタの枚数を変えて得られるハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項３１記載の失火判定方法。
33. 前記第２の手法は、前記内燃機関の回転と前記ねじれ要素のねじれに基づいて生じる共振の周期との関係である共振周期関係に応じたハイパスフィルタを前記演算された単位回転角回転数に施して得られるフィルタ処理後回転数の変動に基づいて失火を判定する手法である請求項３１記載の失火判定方法。
34. 出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の失火を判定する失火判定方法であって、
    前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転角速度である単位回転角角速度を演算し、前記内燃機関の運転ポイントが前記ねじれ要素を含む後段の共振領域に属しないときには前記演算した単位回転角角速度に対して第１の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定し、前記内燃機関の運転ポイントが前記共振領域に属するときには前記演算した単位回転角角速度に対して前記第１の手法とは異なる第２の手法を用いて該内燃機関のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する、
    ことを特徴とする失火判定方法。
35. 請求項３４記載の失火判定方法であって、
    前記第１の手法は、前記演算された単位回転角角速度に基づいて失火を判定する手法であり、
    前記第２の手法は、前記演算された単位回転角角速度に対して低周波数領域をカットするハイパスフィルタを施してなるフィルタ処理後角速度に基づいて失火を判定する手法である、
    失火判定方法。
36. 前記第２の手法は、前記内燃機関が所定負荷以上の高負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度の微分値の絶対値を第１の所定範囲で積分して得られる高負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定し、前記内燃機関が前記所定負荷未満の低負荷で運転されているときには前記フィルタ処理後角速度の第２の所定範囲で積分して得られる低負荷用判定パラメータに基づいて失火を判定する手法である請求項３５記載の失火判定方法。
37. 前記第２の手法は、前記内燃機関から出力されるトルクのうち往復運動を行なう部品の慣性に基づく往復質量慣性トルクが前記内燃機関の出力軸の回転角速度に与える影響成分を演算すると共に前記フィルタ処理後角速度から前記演算した影響成分を減じて得られる判定用角速度を用いて失火を判定する手法である請求項３５記載の失火判定方法。

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