JP2017166453A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数気筒を有する内燃機関のクランク軸がねじれ要素及びクラッチを介して動力伝達機構に接続された車両駆動装置において、失火が発生した気筒を精度良く特定する。【解決手段】 内燃機関の連続失火が検出されたときに、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫと出力軸回転速度ＯＭＧＯＳとの差回転速度ＤＯＭＧが目標値ＤＯＭＧＴと一致するように、クラッチ２２の伝達トルクを低減する伝達トルク低減制御を実行し、クラッチ２２の伝達トルクが低減されている状態において算出される失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭに基づいて、失火発生気筒を特定する。クラッチ２２の出力軸側の回転変動が失火発生気筒の特定に与える影響を低減し、差回転速度ＤＯＭＧを目標値ＤＯＭＧＴに制御することでクラッチ２２の温度上昇を抑制する。【選択図】 図５

Description

本発明は、複数気筒の内燃機関を備える車両駆動装置に関し、特に内燃機関における失火を検出し、失火が発生した気筒を特定する機能を有する車両駆動装置に関する。

特許文献１には、内燃機関のクランク軸がねじれ要素（例えばデュアルマスホイール）及びクラッチを介して変速機の入力軸に連結されている車両駆動装置に適用される内燃機関の失火検出装置が示されている。この装置では、クランク軸の回転速度を示す機関回転速度パラメータが検出され、検出される機関回転速度パラメータへのねじれ要素の影響が除かれるように修正された修正機関回転速度パラメータが算出され、その修正機関回転速度パラメータの変動に基づいて失火検出が行われる。

特許文献２には、内燃機関のクランク軸が自動変速機を介して車両駆動軸に連結された車両駆動装置において、自動変速機のロックアップクラッチを非締結状態または非締結状態に近い状態とすることで、路面振動の影響を排除して失火検出を行う装置が示されている。

特許第５８４４１６２号公報 特許第３１６７３５２号公報

特許文献１に示された失火検出装置によれば、ねじれ要素の出力側の回転変動の影響を低減して失火検出の精度を向上させることができるが、機関運転状態によっては正確に失火気筒の判別を行うことができない場合があった。

一方、特許文献２に示された装置は、ロックアップクラッチのスリップ量（機関出力軸の回転速度と、トルクコンバータ入力軸の回転速度との速度差）を目標スリップ量にフィードバック制御する機能を有しているが、失火検出を行う際はそのフィードバック制御を停止して、ロックアップクラッチはほぼ非締結状態にされ、機関出力トルクの伝達はほとんどトルクコンバータのみによって行われる状態となる。したがって、特許文献２に示された手法を用いてねじれ要素の出力側の回転変動の影響を低減することは、特許文献１に示されるように、クランク軸がトルクコンバータを介さずにクラッチのみを介して変速機に連結された車両駆動装置には適用することができない。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、複数気筒を有する内燃機関のクランク軸がねじれ要素及びクラッチを介して動力伝達機構に接続された車両駆動装置において、失火が発生した気筒を精度良く特定することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、複数気筒の内燃機関（１）を備え、該機関のクランク軸（８）がねじれ要素（２１）及びクラッチ（２２）を介して動力伝達機構（２４）に接続され、前記動力伝達機構（２４）が車両の駆動軸に連結された車両駆動装置において、前記クランク軸の回転速度を示す機関回転速度パラメータ（ＯＭＧＣＲＫ）を検出する機関回転速度パラメータ検出手段（１０）と、前記クラッチの出力軸（２３）の回転速度を示す出力軸回転速度パラメータ（ＯＭＧＯＳ）を検出する出力軸回転速度パラメータ検出手段（２６）と、前記検出された機関回転速度パラメータ（ＯＭＧＣＲＫ）に基づいて、前記機関の気筒毎の発生トルクを示す失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）を算出する失火判定パラメータ算出手段と、前記失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）に基づいて前記機関の失火を判定する失火判定手段と、前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記機関回転速度パラメータ（ＯＭＧＣＲＫ）と前記出力軸回転速度パラメータ（ＯＭＧＯＳ）との差分（ＤＯＭＧ）が目標値（ＤＯＭＧＴ）と一致するように、前記クラッチ（２２）の伝達トルクを低減する伝達トルク低減制御手段と、前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）に基づいて、前記失火が発生している気筒を特定する失火気筒特定手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、失火判定手段によって機関の失火が検出されたときに、機関回転速度パラメータと出力軸回転速度パラメータとの差分が目標値と一致するように、クラッチの伝達トルクが低減され、クラッチの伝達トルクが低減されている状態において算出される失火判定パラメータに基づいて、失火が発生している気筒が特定される。失火発生気筒を正確に特定できない原因は、クラッチの出力軸側の回転変動がクラッチを介してねじれ要素及びクランク軸の回転に影響を及ぼすためであることが判明しており、クラッチの伝達トルクを低減することによって、クラッチの出力軸側の回転変動の影響を低減し、失火発生気筒を正確に特定することが可能となる。また機関回転速度パラメータと出力軸回転速度パラメータとの差分が目標値と一致するように、クラッチの伝達トルクを低減することによって、クラッチのスリップ量を適切に設定し、失火気筒特定処理中において通常の車両運転を継続可能としかつクラッチの温度上昇を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両駆動装置において、前記動力伝達機構は、前記クラッチの出力軸（２３）と前記駆動軸との間に設けられた変速機（２４）を含み、前記変速機を制御する変速機制御手段をさらに備え、前記変速機制御手段は、前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記機関回転速度パラメータ（ＯＭＧＣＲＫ）の値が、前記ねじれ要素（２１）の共振を発生させる共振回転速度範囲（ＲＲＥＳ）から外れるように前記変速機（２４）を制御する共振回転速度回避制御を実行し、前記失火気筒特定手段は、前記変速機制御手段により前記共振回転速度回避制御が実行され、かつ前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）に基づいて、前記失火が発生している気筒を特定することを特徴とする。

この構成によれば、失火判定手段によって機関の失火が検出されたときに、機関回転速度パラメータの値（クランク軸の回転速度）が、ねじれ要素の共振を発生させる共振回転速度範囲から外れるように変速機を制御する共振回転速度回避制御が実行され、共振回転速度回避制御が実行されており、かつクラッチの伝達トルクが低減されている状態において算出される失火判定パラメータに基づいて、失火が発生している気筒が特定される。機関回転速度パラメータの値が、ねじれ要素の共振を発生させる共振回転速度範囲内にあるときは、クラッチの伝達トルクを低減するのみでは、失火気筒を正確に特定することができない場合があるので、機関回転速度パラメータの値が共振回転速度範囲から外れるように変速機を制御することによって、ねじれ要素の共振の影響を予め排除し、失火気筒を正確に特定することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両駆動装置において、前記機関のアイドル状態における回転速度であるアイドル回転速度を目標回転速度（ＮＯＢＪ）にフィードバック制御するアイドル回転速度制御手段を備え、前記アイドル回転速度制御手段は、前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記目標回転速度（ＮＯＢＪ）を前記共振回転速度範囲（ＲＲＥＳ）外の値に変更し、前記失火気筒特定手段は、前記アイドル回転速度制御手段よる前記目標回転速度（ＮＯＢＪ）の変更が行われるとともに、前記変速機制御手段により前記共振回転速度回避制御が実行され、かつ前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）に基づいて、前記失火が発生している気筒を特定することを特徴とする。

この構成によれば、失火判定手段によって機関の失火が検出されたときに、アイドル回転速度の目標回転速度が共振回転速度範囲外の値に変更されるとともに、変速機の共振回転速度回避制御が実行され、目標回転速度の変更及び共振回転速度回避制御が実行されており、かつクラッチの伝達トルクが低減されている状態において算出される失火判定パラメータに基づいて、失火が発生している気筒が特定される。機関のアイドル状態では失火発生気筒の誤判定は発生し難いが、アイドル状態から急激に機関負荷が増加すると誤判定が発生する可能性が高くなる。そこで、そのような急激な機関負荷の増加を考慮して、予め目標回転速度を共振回転速度範囲外に変更しておくことによって、機関負荷の急激な増加が発生しても正確な失火気筒の特定が可能となる。

本発明の一実施形態にかかる車両駆動装置の要部の構成を示す図である。 失火発生気筒の判定精度が低下するエンジン運転領域を説明するための図である。 特定の気筒（＃１，＃４）で失火が発生している場合におけるクランク軸回転速度（ＯＭＧＣＲＫ）及び出力軸回転速度（ＯＭＧＯＳ）の推移を示すタイムチャートであり 気筒毎の失火判定パラメータ（ＭＦＰＡＲＡＭ）の値と判定閾値（ＭＦＪＵＤ）との関係を示す図である。 失火検出処理のフローチャートである（第１実施形態）。 第１実施形態において失火発生気筒の判定精度が低下するエンジン運転領域を説明するための図である。 失火検出処理のフローチャートである（第２実施形態）。 失火検出処理の動作例を説明するためのタイムチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる車両駆動装置の要部の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、例えば６気筒を有し、吸気管２を備えている。吸気管２にはスロットル弁３が設けられている。スロットル弁３にはその開度を変更可能なアクチュエータ３ａが設けられており、アクチュエータ３ａは電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続されている。ＥＣＵ５は、実際には複数のＥＣＵを通信ネットワークによって相互に接続して構成されるが、このようなＥＣＵの構成は従来より公知のものであるため、１つのＥＣＵ５として示す。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されている。エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、ＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５からの点火信号により点火時期が制御される。
吸気管２のスロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ９が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸８の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１０が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１０は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（６気筒エンジンではクランク角１２０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。またＥＣＵ５は、ＣＲＫパルスの発生時間間隔（以下「時間パラメータ」という）ＣＲＭＥを、クランク軸８の回転速度を示すクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫに変換し、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫに基づいて、エンジン１における失火の検出を行う。エンジン回転数ＮＥは、通常［ｒｐｍ］で示され、通常［ｒａｄ／ｓ］で示されるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫの移動平均値に相当する。

ＣＲＫセンサは、クランク軸に固定され、外周部に一定角度間隔で歯が形成されたパルスホイールと、該パルスホイールに対向して配置されたピックアップコイルとを備える。パルスホイールの回転によりピックアップコイルに交流信号が発生し、その交流信号がＣＲＫパルスに変換されて出力される。

エンジン１のクランク軸８はねじれ要素２１及びクラッチ２２を介して、変速機２４のメインシャフト（入力軸）２３に連結されている。ねじれ要素２１としては例えばデュアルマスフライホイール、クラッチダンパ（クラッチ２２のクラッチ板とシャフトとの間に設けられるトーションダンパ）などが用いられる。変速機２４には、メインシャフト２３を直接回転駆動可能なモータ２５が設けられており、モータ２５はその回転速度を検出するためのレゾルバ２６を有する。レゾルバ２６の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。レゾルバ２６の検出信号に基づいて、メインシャフト２３（クラッチ２２の出力軸）の回転速度（以下「出力軸回転速度」という）ＯＭＧＯＳが、ＥＣＵ５で算出される。

変速機２４の出力軸（図示せず）は、図示しない伝達機構を介して当該車両の駆動輪を駆動する駆動軸に連結されている。クラッチ２２及び変速機２４は、アクチュエータ３１によってその作動が制御され、アクチュエータ３１はＥＣＵ５に接続されている。

ＥＣＵ５には、上述した吸気圧センサ９及びクランク角度位置センサ１０の他、図示しない他のセンサ（例えばエンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ、当該車両のアクセルペダルの踏み込み量ＡＰを検出するアクセルセンサ、車速ＶＰを検出する車速センサ、スロットル弁３の開度を検出するスロットル弁開度センサなど）が接続されており、それらのセンサの検出信号が供給される。

ＥＣＵ５は、上述した各種センサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁６による燃料噴射制御、点火プラグ１３による点火制御、スロットル弁３による吸入空気量制御、クラッチ２２の締結／解放制御、変速機２４の変速制御、及びモータ２５の駆動制御（回生制御）を行うとともに、以下に詳細に説明するエンジン１における失火検出（失火発生気筒の特定を含む）を行う。

本実施形態では、基本的には特許第５２０３５１４号公報に示された方法（以下「基本失火判定方法」という）を用いて失火発生気筒の特定を含む失火検出を行う。しかし、基本失火判定方法のみを用いた判定では、特定エンジン運転状態において、失火発生気筒の特定精度が低下することがあるため、クラッチ２２を若干滑らせることによって、クラッチ伝達トルクを低下させた状態で基本失火判定方法を用いた失火発生気筒の特定を行う。

基本失火判定方法は、基本的には下記のようなステップを含んで構成されるものである：
１）クランク角度７２０度の角度期間におけるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫの平均変化量ＯＭＧＣＡＶ、及びクランク軸の回転に伴う慣性速度変化成分ＯＭＧＩを算出し、
２）平均変化量ＯＭＧＣＡＶ及び慣性速度変化成分ＯＭＧＩに応じてクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫを補正することにより、補正クランク軸回転速度ＯＭＧＭＡを算出し、
３）失火判定対象気筒のピストンが圧縮上死点（燃焼行程開始上死点）近傍の基準時期に検出されるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫに対応する補正クランク軸回転速度ＯＭＧＭＡである基準値ＯＭＧＭＡＴＤＣと、補正クランク軸回転速度ＯＭＧＭＡとの偏差を、７２０／Ｎ（Ｎ：気筒数）の積算期間に亘って積算することにより、失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭを算出し、
４）失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭが判定閾値ＭＦＪＵＤ（例えば「０」に設定される）より小さいときに、対象気筒で失火が発生したと判定する。

ステップ３）で算出される失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭは、対象気筒の燃焼による発生トルクを示すパラメータであり、失火発生気筒ではこの失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭの値が負の値をとる。したがって、判定閾値ＭＦＪＵＤを「０」として、失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭが判定閾値ＭＦＪＵＤより小さいときに失火が発生したと判定できる。

図２は、上記特定エンジン運転状態を説明するための図であり、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡによって定義されるエンジン運転領域Ｒ１１〜Ｒ６４が示されている。図２においてＮＥ１〜ＮＥ５は、それぞれ１５００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２２５０ｒｐｍ，２５００ｒｐｍ，及び３０００ｒｐｍ程度のエンジン回転数であり、ＰＢＡ１〜ＰＢＡ３は、それぞれ６５ｋＰａ，８０ｋＰａ，及び１００ｋＰａ程度の吸気圧である。

この図においてハッチングを付して示す領域Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２４，Ｒ４２〜Ｒ４４，及びＲ５１〜Ｒ５４において、基本失火判定方法を適用すると失火発生気筒の誤判定が発生することが確認された。

図３（ａ）は、領域Ｒ４２において＃１気筒及び＃４気筒で連続失火が発生している場合におけるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫ（実線）及び出力軸回転速度ＯＭＧＯＳ（破線）の推移を示すタイムチャートであり、横軸はクランク角度ＣＡで上部に燃焼行程にある気筒番号が示されている。

クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫは、＃４気筒の燃焼行程での低下量が小さくなり、かつ＃３気筒の燃焼行程での低下量が大きくなっている。基本失火判定方法を用いて算出され、気筒毎の発生トルクを示す失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭは、気筒毎に算出され、図４（ａ）に示すようになる。すなわち、失火が発生していない＃３気筒の失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭ、及び失火が発生している＃４気筒の失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭがともに判定閾値ＭＦＪＵＤ（例えば「０」に設定される）とほぼ一致する値となり、＃４気筒を失火発生気筒と正しく判定することができない。＃１気筒は、失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭが判定閾値ＭＦＪＵＤより小さくなり、失火発生気筒と判定可能である。

このような判定精度の低下は、図３（ａ）に破線で示す出力軸回転速度ＯＭＧＯＳの変動が、ねじれ要素２１を介してクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫに影響を及ぼすことによって発生していることが確認されている。そこで本実施形態では、何れかの気筒で連続的に失火が発生したと判定されたときは、クラッチ２２の伝達トルクを一時的に低下させて（クラッチ２２を滑らせて）、出力軸回転速度ＯＭＧＯＳがクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫより、例えば１５０ｒｐｍ程度低下するようにクラッチ２２の係合度合を調整する、換言すれば出力軸回転速度ＯＭＧＯＳと、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫとの差分（以下「差回転速度ＤＯＭＧ」という）が目標値ＤＯＭＧＴ（例えば１５０ｒｐｍ（５πｒａｄ／ｓ））と一致するように、クラッチ２２の係合度合を調整する伝達トルク低減制御を実行し、その状態で基本失火判定方法による判定を行い、失火発生気筒を特定する。目標値ＤＯＭＧＴは、クラッチ２２の温度が過度に上昇しない範囲で、クラッチ２２の出力側の回転変動がクランク軸の回転に与える影響を低減できる値に設定される。

図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様に＃１気筒及び＃４気筒で連続失火が発生し、かつ伝達トルク低減制御を実行している場合におけるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫ（実線）及び出力軸回転速度ＯＭＧＯＳ（破線）の推移を示すタイムチャートである。クラッチ２２を滑らせることによって出力軸回転速度ＯＭＧＯＳの変動が減少し、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫが失火発生気筒（＃１，＃４）の燃焼行程において確実に低下していることが確認できる。その結果、失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭは、図４（ｂ）に示すように、失火発生気筒（＃１，＃４）において判定閾値ＭＦＪＵＤより小さくなり、失火発生気筒を正確に特定することができる。

図５は、上述した失火検出を実行する処理のフローチャートであり、この処理はＥＣＵ５においてＴＤＣパルスの発生に同期して実行される。
ステップＳ１１では、失火検出フラグＦＭＦが既に「１」に設定されているか否かを判別する。失火検出フラグＦＭＦは、ステップＳ１２の処理で連続失火が検出されたときに「１」に設定される。連続失火は、何れかの気筒において（一つの気筒に限定せずに）、所定回数ＮＭＦ（例えば１５回程度）連続して失火発生と判定される状態である。ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、直ちにステップＳ１４に進む。

ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ１２において基本失火判定方法による失火判定Ａを実行し、連続失火が検出されたときに失火検出フラグＦＭＦを「１」に設定する。ステップＳ１３では、失火検出フラグＦＭＦが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）あるときは直ちに処理を終了する。

ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、伝達トルク低減制御を実行し（ステップＳ１４）、目標値到達フラグＦＴＤＣが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。目標値到達フラグＦＴＤＣは、伝達トルク低減制御において差回転速度ＤＯＭＧが目標値ＤＯＭＧＴに到達すると「１」に設定される。ステップＳ１５の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了する。

ステップＳ１５の答が肯定（ＹＥＳ）となると、タイマＴＭＷＡＩＴの値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。タイマＴＭＷＡＩＴは、目標値到達フラグＦＴＤＣが「１」に設定された時点において所定待機時間ＴＷＡＩＴ（例えば１秒程度）に設定され、ダウンカウントを開始するダウンカウントタイマである。ステップＳ１６の答が否定（ＮＯ）である間は直ちに処理を終了する。タイマＴＭＷＡＩＴの値が「０」となると、失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬを「１」に設定し（ステップＳ１７）、基本失火判定方法による失火判定Ｂを実行して失火発生気筒を特定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、特定の気筒において連続失火が発生したとの判定が複数回（例えば３回）行われたときに、その気筒を失火発生気筒として記憶し、失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬを「０」に戻す。

ステップＳ１８を実行した後に、失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬが「０」であるか否かを判別し（ステップＳ１９）、その答が否定（ＮＯ）である間は直ちに処理を終了する。失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬが「０」に戻されると、ステップＳ２０に進み、目標値到達フラグＦＴＤＣを「０」に戻す。
失火発生気筒が特定されると、図示しない燃料噴射制御処理及び点火制御処理において、失火発生気筒への燃料供給及び点火信号の供給が停止される。

以上のように本実施形態では、基本失火判定方法によってエンジン１の連続失火が検出されたときに、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫと出力軸回転速度ＯＭＧＯＳとの差回転速度ＤＯＭＧが目標値ＤＯＭＧＴと一致するように、クラッチ２２の伝達トルクを低減する伝達トルク低減制御が実行され、クラッチ２２の伝達トルクが低減されている状態において算出される失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭに基づいて、失火が発生している気筒が特定される。失火発生気筒を正確に特定できない原因は、クラッチ２２の出力軸側の回転変動がクラッチ２２を介してねじれ要素２１及びクランク軸８の回転に影響を及ぼすためであることが判明しており、クラッチ２２の伝達トルクを低減することによって、クラッチ２２の出力軸（メインシャフト２３）側の回転変動の影響を低減し、失火発生気筒を正確に特定することが可能となる。また差回転速度ＤＯＭＧが目標値ＤＯＭＧＴと一致するように、クラッチ２２の伝達トルクを低減することによって、クラッチ２２のスリップ量を適切に設定し、失火気筒特定処理中において通常の車両運転を継続可能としかつクラッチ２２の温度上昇を抑制することができる。

本実施形態では、クランク角度位置センサ１０が機関回転速度パラメータ検出手段に相当し、レゾルバ２６が出力軸回転速度パラメータ検出手段に相当し、ＥＣＵ５が失火判定パラメータ算出手段、失火判定手段、伝達トルク低減制御手段の一部、及び失火気筒特定手段を構成し、アクチュエータ３１が伝達トルク低減制御手段の一部を構成する。より具体的には、図５のステップＳ１２が失火判定パラメータ算出手段及び失火判定手段に相当し、ステップＳ１４が伝達トルク低減制御手段に相当し、ステップＳ１５が失火気筒特定手段に相当する。

［第２実施形態］
本実施形態は、第１実施形態における図５の処理に、エンジン回転数ＮＥがねじれ要素２１の共振を発生させる回転数範囲に入らないように制御するステップを追加したものであり（図７参照）、以下に説明する点以外は第１実施形態と同一である。

第１実施形態による失火検出処理（図５）によって、失火発生気筒の判定精度は大幅に向上するが、図６にハッチングを付して示す領域Ｒ１４及びＲ５４では、誤判定が発生することが確認された。この高負荷領域での誤判定の原因を検討したところ、ねじれ要素２１の共振の影響によるものであり、本実施形態におけるエンジン１では、エンジン回転数ＮＥ（クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫ）が１０００〜１５００ｒｐｍの範囲にあるとき、及び２２５０〜２７５０ｒｐｍの範囲（以下この回転速度範囲を「共振範囲ＲＲＥＳ」という）にあるときにねじれ要素２１の共振が発生し、その共振の影響で高負荷側の領域Ｒ１４及びＲ５４で誤判定が発生することが判明した。

そこで第２実施形態では、エンジン回転数ＮＥを共振範囲ＲＲＥＳから外すために変速機２４の変速制御に適用するシフトマップ（車速ＶＰ及びアクセルペダル操作量ＡＰから変速段を決定するためのマップ）を変更するとともに、エンジン１のアイドル状態における目標アイドル回転数ＮＯＢＪを所定回転数ＤＮＥ（例えば３００ｒｐｍ）だけ高い値に変更することにより、エンジン回転数ＮＥが常に共振範囲ＲＲＥＳ外とする共振回転速度回避制御及びアイドル回転速度変更制御を実行し、かつ伝達トルク低減制御を実行している状態で、失火発生気筒を特定する処理を実行する。エンジン１のアイドル状態では、検出されるエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＯＢＪと一致するようにスロットル弁３の開度（吸入空気量）がフィードバック制御される。

図７は、本実施形態における失火検出処理のフローチャートであり、この処理は、図５のステップＳ２０をステップＳ２０ａに変更し、ステップＳ２１〜２３を追加したものである。ステップＳ１１またはステップＳ１３の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ２１に進み、シフトマップ変更フラグＦＳＨＭＣを「１」に設定するとともに、目標アイドル回転数ＮＯＢＪを所定回転数ＤＮＥだけ増加させる。これによって、エンジン１のアイドル時の回転数が共振範囲ＲＲＥＳ外となり、かつ車両走行中におけるエンジン回転数ＮＥが共振範囲ＲＲＥＳ外となるように変速段の選択が行われる。

ステップＳ２２では、エンジン回転数ＮＥが共振範囲ＲＲＥＳ外であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは処理を終了する。エンジン回転数ＮＥ（ＯＭＧＣＲＫ）が共振範囲ＲＲＥＳ外である状態が、予め設定された一定時間以上継続したときに、ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）となる。ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、伝達トルク低減制御許可フラグＦＴＤＰを「１」に設定し（ステップＳ２３）、ステップＳ１４に進んで伝達トルク低減制御を開始する。

失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬが「０」に戻されると、ステップＳ２０ａに進み、シフトマップ変更フラグＦＳＨＭＣ、伝達トルク低減制御許可フラグＦＴＤＰ、及び目標値到達フラグＦＴＤＣを「０」に戻す。

図８は、本実施形態におけるクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫ（実線）、伝達トルク低減制御中の出力軸回転速度ＯＭＧＯＳ（破線）、失火検出カウンタＣＭＦのカウント値、失火検出フラグＦＭＦ、シフトマップ変更フラグＦＳＨＭＣ、伝達トルク低減制御許可フラグＦＴＤＰ、目標値到達フラグＦＴＤＣ、タイマＴＭＷＡＩＴのカウント値、及び失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬの推移を示すタイムチャートである。図８に示す回転速度ＯＭＧ１１（例えば１０００ｒｐｍ）からＯＭＧ１２（例えば１５００ｒｐｍ）までの範囲、及び回転速度ＯＭＧ２１（例えば２２５０ｒｐｍ）からＯＭＧ２２（例えば２７５０ｒｐｍ）までの範囲が、共振範囲ＲＲＥＳに相当する。

時刻ｔ１から連続的な失火が検出され始めて失火検出カウンタＣＭＦの値が増加し、所定回数ＮＭＦを超えて、時刻ｔ２において失火検出フラグＦＭＦが「１」に設定されるとともに、シフトマップ変更フラグＦＳＨＭＣが「１」に設定される。その結果シフトダウンが行われて、クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫが増加し、時刻ｔ２の直ぐ後に共振範囲ＲＲＥＳから外れる。時刻ｔ３において共振範囲ＲＲＥＳ外となったと判定され（図７，ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）となり）、伝達トルク低減制御許可フラグＦＴＤＰが「１」に設定され、伝達トルク低減制御が開始される。

時刻ｔ４において、差回転速度ＤＯＭＧが目標値ＤＯＭＧＴに達し、目標値到達フラグＦＴＤＣが「１」に設定されるとともに、タイマＴＭＷＡＩＴのダウンカウントが開始される。時刻ｔ５において、タイマＴＭＷＡＩＴの値が「０」となり、失火気筒特定フラグＦＭＦＣＹＬが「１」に設定されて、失火判定Ｂによる失火発生気筒の特定が行われる。図示例では、失火検出カウンタＣＭＦの値が所定回数ＮＭＦを３回超えることによって、失火発生気筒が確定され、時刻ｔ６においてシフトマップ変更フラグＦＳＨＭＣ、伝達トルク低減制御許可フラグＦＴＤＰ、及び目標値到達フラグＦＴＤＣが「０」に戻される。

以上のように図７の処理によれば、失火判定Ａによって連続失火が検出されたときに、目標アイドル回転数ＮＯＢＪが共振範囲ＲＲＥＳ外の値に変更されるとともに、シフトマップを変更することによる共振回転速度回避制御が実行される。そして、目標アイドル回転数ＮＯＢＪが変更されるとともに共振回転速度回避制御が実行されており、かつクラッチ２２の伝達トルク低減制御が実行されている状態において算出される失火判定パラメータＭＦＰＡＲＡＭに基づいて、失火が発生している気筒が特定される。クランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫが、ねじれ要素２１の共振を発生させる共振範囲ＲＲＥＳ内にあるときは、クラッチ２２の伝達トルク低減制御を実行するのみでは、失火発生気筒を正確に特定することができない場合がある。そこで、シフトマップを変更してクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫが共振範囲ＲＲＥＳ内に入らないように変速機２４を制御することによって、ねじれ要素２１の共振の影響を予め排除し、失火気筒を正確に特定することが可能となる。またエンジン１のアイドル状態では失火発生気筒の誤判定は発生し難いが、アイドル状態から急激にエンジン負荷が増加する場合を考慮して、予め目標アイドル回転数を共振範囲ＲＲＥＳ外の値に変更しておくことによって、エンジン負荷の急激な増加が発生しても正確な失火発生気筒の特定が可能となる。

本実施形態では、ＥＣＵ５が変速機制御手段の一部及びアイドル回転速度制御手段の一部を構成し、アクチュエータ３１が変速機制御手段の一部を構成し、スロットル弁３及びアクチュエータ３ａがアイドル回転速度制御手段の一部を構成する。具体的には、図７のステップＳ２１が変速機制御手段及びアイドル回転速度制御手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、時間パラメータＣＲＭＥをクランク軸回転速度ＯＭＧＣＲＫに変換して失火判定を行うようにしたが、特開２００７−１９８３６８号公報に示されるように時間パラメータＣＲＭＥそのものを機関回転速度パラメータとして用いて失火判定を行うようにしてもよい。出力軸回転速度ＯＭＧＯＳについても同様であり、出力軸回転速度ＯＭＧＯＳの逆数に比例する時間パラメータを出力軸回転速度パラメータとして用いてもよい。

また上述した実施形態では、レゾルバ２６により出力軸回転速度ＯＭＧＯＳを検出するようにしたが、メインシャフト２３の回転速度を検出するセンサを別に設けても良い。
また上述した実施形態では、６気筒エンジンを備える車両駆動装置に本願発明を適用した例を示したが、本願発明は気筒数に拘わらず、複数気筒のエンジンを備える車両駆動装置に適用可能である。また、本願発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射するガソリンエンジンの失火判定にも適用可能である。

また図５または図７の処理の失火判定Ａでは、連続失火検出時に失火検出フラグＦＭＦを「１」に設定するようにしたが、何れかの気筒で１回でも失火発生と判定されたときに失火検出フラグＦＭＦを「１」に設定するようにしてもよい。また、第２実施形態を変形し、ステップＳ２１において目標アイドル回転数ＮＯＢＪの変更は行わず、シフトマップの変更のみを行うようにしてもよい。

１ 内燃機関
３ スロットル弁（アイドル回転速度制御手段）
３ａ アクチュエータ（アイドル回転速度制御手段）
５ 電子制御ユニット（失火判定パラメータ算出手段、失火判定手段、伝達トルク低減制御手段、失火気筒特定手段、変速制御手段、アイドル回転速度制御手段）
８ クランク軸
１０ クランク角度位置センサ（機関回転速度パラメータ検出手段）
２１ ねじれ要素
２２ クラッチ
２３ メインシャフト（出力軸）
２４ 変速機
２６ レゾルバ（出力軸回転速度パラメータ検出手段）
３１ アクチュエータ（伝達トルク低減制御手段、変速制御手段）

Claims (3)

1. 複数気筒の内燃機関を備え、該機関のクランク軸がねじれ要素及びクラッチを介して動力伝達機構に接続され、前記動力伝達機構が車両の駆動軸に連結された車両駆動装置において、
   前記クランク軸の回転速度を示す機関回転速度パラメータを検出する機関回転速度パラメータ検出手段と、
   前記クラッチの出力軸の回転速度を示す出力軸回転速度パラメータを検出する出力軸回転速度パラメータ検出手段と、
   前記検出された機関回転速度パラメータに基づいて、前記機関の気筒毎の発生トルクを示す失火判定パラメータを算出する失火判定パラメータ算出手段と、
   前記失火判定パラメータに基づいて前記機関の失火を判定する失火判定手段と、
   前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記機関回転速度パラメータと前記出力軸回転速度パラメータとの差分が目標値と一致するように、前記クラッチの伝達トルクを低減する伝達トルク低減制御手段と、
   前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータに基づいて、前記失火が発生している気筒を特定する失火気筒特定手段とを備えることを特徴とする車両駆動装置。
2. 前記動力伝達機構は、前記クラッチの出力軸と前記駆動軸との間に設けられた変速機を含み、前記変速機を制御する変速機制御手段をさらに備え、
   前記変速機制御手段は、前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記機関回転速度パラメータの値が、前記ねじれ要素の共振を発生させる共振回転速度範囲から外れるように前記変速機を制御する共振回転速度回避制御を実行し、
   前記失火気筒特定手段は、前記変速機制御手段により前記共振回転速度回避制御が実行され、かつ前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータに基づいて、前記失火が発生している気筒を特定することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 前記機関のアイドル状態における回転速度であるアイドル回転速度を目標回転速度にフィードバック制御するアイドル回転速度制御手段を備え、
   前記アイドル回転速度制御手段は、前記失火判定手段により前記機関の失火が検出されたときに、前記目標回転速度を前記共振回転速度範囲外の値に変更し、
   前記失火気筒特定手段は、前記アイドル回転速度制御手段よる前記目標回転速度の変更が行われるとともに、前記変速機制御手段により前記共振回転速度回避制御が実行され、かつ前記伝達トルク低減制御手段によって前記伝達トルクが低減されている状態において算出される前記失火判定パラメータに基づいて、前記失火が発生している気筒を特定することを特徴とする請求項２に記載の車両駆動装置。

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