JP2017223117A - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＭＦ７のようなねじれ要素を介して後段の変速機９などに接続されるエンジン１において、そのＤＭＦ７などの共振に起因して、失火の影響がエンジン回転数ＮＥの変動に現れ難くなっていても、失火検出精度の低下を抑制する。
【解決手段】クランクシャフト１５への負荷を調整可能な負荷調整手段として、例えばスタータモータ７５を備え、エンジン１の回転変動に基づいて失火を判定する（ステップＳＴ３〜ＳＴ６：判定手段）。エンジン回転数ＮＥが、ＤＭＦ７などの共振が励起される所定範囲（ＮＥ１〜ＮＥ２）内にあるときに失火を判定する場合（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、負荷調整手段によってクランクシャフト１５の回転負荷を増大させる（ステップＳＴ７：負荷増大制御手段）。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の出力軸の回転変動に基づいて失火を検出するようにした失火検出装置に関する。

従来より、この種の内燃機関の失火検出装置としては、例えばレシプロエンジンの間欠的な燃焼に起因する回転変動をクランク角センサからの信号によって算出し、これが所定の閾値以上であれば、失火が起きていると判定するものが知られている。また、特許文献１には、内燃機関の出力軸がダンパのようなねじれ要素を介して後段の変速機などに接続されている場合に、そのダンパを含めた変速機全体が共振し、失火の判定が困難になることが開示されている。

このようにダンパなどの共振によって失火の判定が困難になることに対して、特許文献１に記載の失火判定装置では、機関回転数などによって判定される内燃機関の運転状態が前記共振の起きる所定の状態（同文献では共振領域）に属しているときには、クランク角センサの信号からハイパスフィルタによって低周波成分をカットした上で、回転変動について判定するようにしている。これは、１気筒の失火に起因する回転変動が機関回転数の半分程度の周波数になるという知見に基づいている。

特許第４８４９０７２号公報

しかしながら、前記のようにねじれ要素などの共振に起因して、そもそも失火の影響が内燃機関の回転変動に現れ難くなっているとすれば、従来例のようにフィルタ処理などの後処理を施したとしても、十分な検出精度を得ることは難しいと考えられる。すなわち、失火の判定基準を緩めに設定すれば、失火と誤検出するおそれがある一方、失火の判定基準を厳しく設定すれば、失火を見逃すおそれがある。

かかる点に鑑みて本発明の目的は、後段（被駆動側）にダンパのようなねじれ要素が介在される内燃機関において、その共振に起因して失火の影響が機関回転数の変動に現れ難くなっていても、このことによる失火検出精度の低下を抑制することにある。

前記の目的を達成するために本発明では、ねじれ要素などの共振が励起されるような機関回転数において失火を判定する場合は、敢えて回転変動を増大させるようにした。

すなわち、本発明は、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続される内燃機関の失火を検出するための装置（内燃機関の失火検出装置）であって、前記出力軸の回転変動に基づいて失火を判定する判定手段を備えている。そして、前記出力軸へかかる負荷を調整可能な負荷調整手段と、機関回転数が、前記ねじれ要素を含む後段の共振が励起される所定範囲内にあるときに前記判定手段によって失火を判定する場合は、前記負荷調整手段によって出力軸への負荷を増大させる負荷増大制御手段と、を備えるものとする。

前記の構成により、内燃機関の運転中に機関回転数が前記所定範囲外にあるときには、従来までと同様に例えばクランク角センサからの信号によって出力軸の回転変動の大きさを検出し、これが所定の閾値以上であれば失火が起きていると判定することができる。一方、機関回転数が前記所定範囲内にあって、ねじれ要素を含む後段の共振が励起されるときには、そのことによって機関回転数の変動に失火の影響が現れ難くなる。

これに対し、機関回転数が前記所定範囲内にあるときには負荷増大制御手段による負荷調整手段の制御が行われ、出力軸への負荷が増大するので、失火によって出力軸への回転力の付与が途切れている間の回転落ちが大きくなる。よって、前記のようにねじれ要素などの共振によって失火の影響が回転変動に現れ難くなっていても、その回転変動自体を大きくすることによって、より確実に失火を判定することができる。

つまり、失火の影響が機関回転数の変動に現れ難くなっていても、失火の判定基準を緩めたり、厳しくしたりする必要はなく、そのことによって失火と誤検出したり、失火を見逃したりする心配はないから、失火について十分な検出精度を得ることができる。

なお、前記のように機関回転数が所定範囲内にあるときに、負荷調整手段によって出力軸への負荷をどの程度、増大させるかは予め実験やシミュレーションによって設定しておくのが好ましい。負荷を或る程度以上、増大させなければ十分な効果が得られない一方、負荷を増大させ過ぎれば燃費の悪化を招くとともに、内燃機関の振動、騒音などの増大を招くからである。

この点から前記出力軸へ加える負荷を、例えば機関出力トルクに応じて変更するようにしてもよい。そうして負荷を加える負荷調整手段としてはオルタネータや空調装置のコンプレッサなどの補機も考えられるが、制御性の点からスタータモータなどの電動機を利用するのが好ましく、ハイブリッド車両であればモータジェネレータを利用することがより好ましい。

以上、説明したように本発明に係る内燃機関の失火検出装置によると、内燃機関の出力軸が後段（被駆動側）にねじれ要素を介して接続されている場合に、そのねじれ要素などの共振が励起される機関回転数において失火を判定する場合は、敢えて回転変動を増大させるようにしたので、その共振に起因して失火の影響が機関回転数の変動に現れ難くなっていても、このことによる検出精度の低下を抑制し、十分な失火検出精度を得ることができる。

実施の形態に係るエンジンの全体的な構成を示す説明図である。 図１のエンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。 エンジンの間欠的な燃焼による回転変動を示すイメージ図である。 デュアルマスフライホイールの構造を模式的に示す説明図である。 失火判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン回転数と回転変動との相関の一例を示すグラフ図であり、（ａ）は、負荷増大制御を行わない場合を、また、（ｂ）は負荷増大制御を行う場合を、それぞれ示す。

以下、一例として車両に搭載された４気筒ガソリンエンジン１（内燃機関）に本発明を適用した実施の形態について説明する。図１に示すように第１〜第４の４つの気筒＃１〜＃４は一列に並んで設けられ、それぞれにピストン１ｃ（図２を参照）が収容されている。また、図２に表れているようにピストン１ｃとクランクシャフト１５とはコンロッド１６によって連結され、そのクランクシャフト１５の回転角（クランク角：ＣＡ）を検出するためのクランク角センサ３１が、シリンダブロック１ａの下部に配設されている。

このクランク角センサ３１は例えば電磁ピックアップからなり、クランクシャフト１５の端部に取り付けられたシグナルロータ１７の歯１７ａが通過するときに、パルス状のクランク信号を出力する。シグナルロータ１７の歯１７ａは例えば１０°ＣＡ間隔で設けられていて、そのうちの２枚分が欠落した欠歯部１７ｂを有しており、例えば第１気筒＃１および第４気筒＃４の上死点前（ＴＤＣ前）の所定のクランク角位置において、欠歯部１７ｂがクランク角センサ３１の付近を通過する。そして、このときにクランク信号が途絶えることが欠歯信号として認識される。

図２に表れているようにシリンダブロック１ａの上にはシリンダヘッド１ｂが組み付けられており、各気筒＃１〜＃４毎に点火プラグ３が配設され、イグナイタ４から電力の供給を受けるようになっている。また、シリンダヘッド１ｂには、各気筒＃１〜＃４内の燃焼室１ｄに連通するように吸気ポート１１ａおよび排気ポート１２ａが形成されており、それぞれの開口部が吸気バルブ１３および排気バルブ１４によって開閉されるようになっている。

そうして吸気バルブ１３および排気バルブ１４を動作させる動弁系は、吸気および排気の２本のカムシャフト２１，２２を備え、図示しないタイミングチェーンおよびスプロケットを介して、クランクシャフト１５により回転されるようになっている。また、吸気カムシャフト２１の回転角（位置）を検出するために、電磁ピックアップからなるカム角センサ３２が配設されており、吸気カムシャフト２１に取り付けられたロータ（図示せず）の回転に伴いカム信号を出力する。

吸気カムシャフト２１はクランクシャフト１５の１／２の速度で回転するので、クランクシャフト１５が２回転（クランク角で７２０°ＣＡ変化）する間に少なくとも１回、カム角センサ３２からカム信号が出力される。例えばカム角センサ３２は、第１気筒＃１が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に位置し、第４気筒＃４が排気上死点（排気ＴＤＣ）に位置するときに、カム信号を出力する。そして、このカム信号とクランク信号とによって、後述するように各気筒＃１〜＃４のクランク角位置が認識される。

また、各気筒＃１〜＃４内の燃焼室１ｄに吸気を供給するための吸気通路１１は、前記の吸気ポート１１ａに連通する吸気マニホールド１１ｂおよびサージタンク１１ｃを備えている。この吸気通路１１における上流側（吸気の流れの上流側）には、エアクリーナ３３、エアフロメータ３４、吸気温センサ３５（エアフロメータ３４に内蔵）、および電子制御式のスロットルバルブ５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動され、その開度はスロットル開度センサ３６によって検出される。

そして、各気筒＃１〜＃４毎に吸気ポート１１ａに燃料を噴射するようにインジェクタ２が配置され、デリバリパイプ２０を介して図示しない燃料供給系から燃料が供給されるようになっている。このインジェクタ２から吸気ポート１１ａに噴射された燃料は、吸気と混じり合いながら各気筒＃１〜＃４の吸気行程で燃焼室１ｄに吸入されて、混合気を形成する。この混合気が圧縮行程で圧縮された後に、点火プラグ３により点火されて燃焼する。

これにより発生する燃焼ガスによって、各気筒＃１〜＃４の膨張行程においてピストン１ｃが押し下げられ、クランクシャフト１５が回転される。本実施の形態では、図３に模式的に示すように第１気筒＃１→第３気筒＃３→第４気筒＃４→第２気筒＃２の順に、それぞれ吸気、圧縮、膨張および排気の４つの行程からなる１回の燃焼サイクルが行われる。これによりクランクシャフト１５の回転速度は各気筒＃１〜＃４の膨張行程の前半において上昇し、後半において下降するというように周期的に変化する。

このような回転変動を減衰させるためにエンジン１のクランクシャフト１５は、図１に表れているようにダンパ（ねじれ要素）としてのデュアルマスフライホイール７（以下、ＤＭＦ７と略称する）を介して、後段（被駆動側）のクラッチ８や変速機９に接続されている。そして、エンジン１の出力は変速機９において変速された後に、図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャルギヤ、ドライブシャフト等を介して駆動輪へ伝達されるようになっている。

図４には模式的に示すようにＤＭＦ７は、クランクシャフト１５に連結されるプライマリフライホイール７１（一部のみ示す）と、クラッチ８に連結されるセカンダリフライホイール７２と、これら２つのフライホイール７１，７２を連結する複数のコイルバネ７３とを備えている。つまり、ＤＭＦ７は、フライホイールを２分割にして、相対回動可能に弾性連結した構造のフライホイールダンパである。

プライマリフライホイール７１は、その内周部がクランクシャフト１５（図４には示さず）のフランジ部に取り付けられ、複数のボルト（図示せず）によって締結されている。また、プライマリフライホイール７１の外周部にはリングギヤ７１ａが形成されており、エンジン１の始動の際にスタータモータ７５のピニオン７５ａが噛み合って、クランクシャフト１５を回転（クランキング）させるようになっている。

一方、セカンダリフライホイール７２は、図示しないベアリングによってプライマリフライホイール７１に対し相対回転可能に支持されている。このセカンダリフライホイール７２には、図示しないリベットなどによってフランジ７４が固定され、一体となって回転するようになっている。また、セカンダリフライホイール７２の外周部は、図４には示さないクラッチ８の例えばクラッチカバーの外周部に重ね合わされて、複数のボルト（図示せず）によって締結されている。

そうしてプライマリフライホイール７１およびセカンダリフライホイール７２がコイルバネ７３によって弾性的に連結されたＤＭＦ７では、それら２つのフライホイール７１，７２が相互に回動することによって、ねじれ振動系を構成する。このねじれ振動系は、クランクシャフト１５に対しては、セカンダリフライホイール７２およびクラッチ８や変速機９などを回転マスとするもので、その共振点はエンジン１のアイドル回転数よりも低回転側に設定されている。

なお、図１、２に表れているように、エンジン１の排気通路１２における上流側（排気の流れの上流側）の部分は、前記の排気ポート１２ａと排気マニホールド１２ｂとによって構成されており、その下流側には三元触媒１０が配設されている。三元触媒１０の上流側には、排気の空燃比に対して概ねリニアな出力特性を示す空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）３７が配設されており、三元触媒１０の下流側（排気流れの下流側）の排気通路１２には、理論空燃比（ストイキ）近傍で出力値がステップ状に変化するＯ₂センサ（酸素センサ）３８が配設されている。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えた公知のものである。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、種々の演算処理を実行する。また、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し、バックアップＲＡＭは、例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。

ＥＣＵ１００には、前記のクランク角センサ３１、カム角センサ３２、エアフロメータ３４、吸気温センサ３５、スロットル開度センサ３６、空燃比センサ３７、Ｏ₂センサ３８などが接続されている。また、ＥＣＵ１００には、図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサも接続されている。さらに、ＥＣＵ１００には、前記のインジェクタ２、イグナイタ４、スロットルモータ６などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、前記各種センサ３１，３２，３４〜３８などからの信号に基づいてインジェクタ２の駆動制御（燃料噴射量の制御）、点火プラグ３による点火時期の制御、スロットルモータ６の駆動制御（吸気量の制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。例えばＥＣＵ１００は、エンジン１への要求トルクに応じて吸気量を制御するとともに、各気筒＃１〜＃４毎の所定のクランク角位置でインジェクタ２により燃料を噴射させる。

そのような制御を行うためにＥＣＵ１００は、クランク信号およびカム信号に基づいて、各気筒＃１〜＃４毎のクランク角位置を認識する。すなわち、上述したようにクランク角センサ３１からは、第１気筒＃１および第４気筒＃４の上死点前の所定クランク角位置で欠歯信号が入力する一方、カム角センサ３２からは、第１気筒＃１が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に位置し、第４気筒＃４が排気上死点（排気ＴＤＣ）に位置するときにカム信号が入力する。

よって、前記欠歯信号の入力を判定してから所定期間内にカム信号が入力した場合は、第１気筒＃１が圧縮ＴＤＣであると認識することができる。一方、欠歯信号の入力を判定してから所定期間内にカム信号が入力しない場合は、第４気筒＃４が圧縮ＴＤＣであると認識することができる。そして、第１気筒＃１または第４気筒＃４の圧縮ＴＤＣを認識してからクランク信号をカウントすることにより、各気筒＃１〜＃４毎のクランク角位置を認識することができる。

さらに、ＥＣＵ１００は、エンジン１の回転変動に基づいて、失火が起きているか否か判定する。例えば、第４気筒＃４においてインジェクタ２の故障が発生し、失火が起きた場合には、膨張行程においてピストン１ｃを押し下げる力が弱まることから、図３に破線で示すように第４気筒＃４の膨張行程においてクランクシャフト１５の回転速度が顕著に低下する。そこで、以下に説明するように各気筒＃１〜＃４毎の回転変動を示す値（回転変動値）を算出し、これが所定以上に大きな場合に失火が起きていると判定する。

−回転変動値の算出−
まず、前記のような失火の判定に用いる回転変動値について説明する。一例として本実施の形態では、エンジン１の膨張行程における所定回転角、例えば圧縮ＴＤＣからクランクシャフト１５が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ₃₀（回転速度に反比例：回転速度＝３０°ＣＡ／Ｔ₃₀）を各気筒＃１〜＃４毎に算出し、その算出した時間Ｔ₃₀の気筒間における差（時間差ΔＴ₃₀）を、エンジン１の回転変動値ΔＴ₃₀（回転変動を表す値）として算出する。

より具体的にＥＣＵ１００は、クランク信号およびカム信号に基づいて、第１気筒＃１の膨張行程においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ₃₀［＃１］を算出する。そして、この算出した時間Ｔ₃₀［＃１］と、１回前に膨張行程を迎えていた第２気筒＃２の膨張行程においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ₃₀［＃２］との差を求めることにより、第１気筒＃１の回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］（＝Ｔ₃₀［＃１］−Ｔ₃₀［＃２］）を算出する。

同様にエンジン１の気筒＃３、＃４、＃２の各膨張行程においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ₃₀［＃３］、時間Ｔ₃₀［＃４］、時間Ｔ₃₀［＃２］を順次、算出してゆく。そして、第３気筒の回転変動値ΔＴ₃₀［＃３］（＝Ｔ₃₀［＃３］−Ｔ₃₀［＃１］）、第４気筒の回転変動値ΔＴ₃₀［＃４］（＝Ｔ₃₀［＃４］−Ｔ₃₀［＃３］）、および、第２気筒の回転変動値ΔＴ₃₀［＃２］（＝Ｔ₃₀［＃２］−Ｔ₃₀［＃４］）を順次、算出する。

なお、前記エンジン１の膨張行程における所定回転角は３０°ＣＡ以外の値（例えば１０°〜６０ＣＡの間で設定）としてもよい。また、エンジン１の回転変動値は他の方法で算出するようにしてもよい。

−基本的な失火判定の手順−
上述したように例えばインジェクタ２の故障等によって、いずれかの気筒＃１〜＃４において空燃比が大きくリッチまたはリーンにずれてしまい、当該気筒＃１〜＃４において失火が起きると、図３を参照して上述したように当該気筒＃１〜＃４の膨張行程においてクランクシャフト１５の回転速度が顕著に低下することから、その回転変動値ΔＴ₃₀が大きくなる。

そこで、本実施の形態では、第１から第４の気筒＃１〜＃４における回転変動値ΔＴ₃₀に基づいて、いずれかの気筒＃１〜＃４において失火が起きていることを判定（検出）するようにしている。以下、失火判定の一例について図５のフローチャートを参照して具体的に説明する。なお、このルーチンは、各気筒＃１〜＃４毎の所定のクランク角位置（例えば圧縮ＴＤＣなど）において開始され、繰り返し実行される。

まず、図５のフローのスタート後のステップＳＴ１では、失火の判定を行う前提条件が成立しているか否か判定する。この前提条件としては例えば、エンジン１の暖機が終了していること、エンジン１がアイドル運転中もしくは定常運転中であって、エンジン回転数ＮＥが急変していないこと、などが挙げられる。但し、失火判定の前提条件はこれらに限定されない。なお、エンジン回転数ＮＥについては、一般的な手法によりクランク角センサ３１からの信号に基づいて算出され、ＥＣＵ１００のＲＡＭに記憶されている。

前記ステップＳＴ１の判定結果が否定判定（ＮＯ）であればルーチンを終了する（エンド）。一方、肯定判定（ＹＥＳ）であれば（前提条件成立）、ステップＳＴ２に進んで、エンジン回転数ＮＥが、ＤＭＦ７などの共振が励起されて失火を判定し難くなる所定の範囲（ＮＥ１〜ＮＥ２：図６を参照して後述する）内にあるか否か判定する。そして、所定範囲内にあると肯定判定（ＹＥＳ）すれば、後述のステップＳＴ７に進む。

一方、エンジン回転数ＮＥが前記所定範囲内にないと否定判定（ＮＯ）すればステップＳＴ３に進んで、クランク角センサ３１およびカム角センサ３２の各出力信号に基づいて、前述したように各気筒＃１〜＃４毎の回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］〜ΔＴ₃₀［＃４］を算出する。また、この回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］〜ΔＴ₃₀［＃４］を各気筒＃１〜＃４毎に積算（前回までの積算値に加算）するとともに、その積算回数をカウントする。

続いて、ステップＳＴ４において各気筒＃１〜＃４毎の積算回数が予め設定した所定数になったか否か判定し、否定判定（ＮＯ）であれば前記ステップＳＴ３にリターンする。一方、肯定判定（ＹＥＳ）すればステップＳＴ５に進み、前記の積算値を積算回数で除算して各気筒＃１〜＃４毎に回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］〜ΔＴ₃₀［＃４］の平均値を求めた上で、この平均値が予め設定した判定値以上であるか否か判定する。

この判定値は、例えばインジェクタ２に起因する故障が発生し、失火が起きていることを判定できるような値であって、実験・シミュレーション等により適合されたものである。判定値は例えば、エンジン回転数ＮＥおよび負荷率に応じて変化するように、予めマップに設定されていてもよい。そして、前記回転変動値ΔＴ₃₀の平均値が判定値以上で肯定判定（ＹＥＳ）すれば、ステップＳＴ６に進んで失火が起きていると判定し、ルーチンを終了する（エンド）。

つまり、エンジン回転数ＮＥが所定範囲になければ、従来までと同様にクランク角センサ３１からの信号によって回転変動の大きさを検出し、これに基づいて失火を判定することができる。

−失火判定時の負荷増大制御−
本実施の形態のエンジン１では、クランクシャフト１５がＤＭＦ７を介して後段のクラッチ８や変速機９など接続されており、それらの共振に起因して失火の影響が回転変動に現れ難くなることがある。こうなると、前記のようにクランク角センサ３１からの信号によって回転変動の大きさを検出しても、これに基づいて失火を正確に判定することは困難になる。

すなわち、一例を図６（ａ）に破線のグラフで示すように、一般的にエンジン１の回転変動値ΔＴ₃₀は、失火が起きていなければ全体として小さく、かつエンジン回転数ＮＥの上昇に連れて徐々に小さくなってゆく。これに対し、失火が起きると回転変動値ΔＴ₃₀は、実線のグラフで示すように特に低回転側で大きくなるものの、所定範囲（同図ではＮＥ１〜ＮＥ２）において急激に小さくなっていて、失火が起きていない場合との差δが小さくなる。

このように所定範囲において失火時の回転変動値ΔＴ₃₀が小さくなるのは、ＤＭＦ７のプライマリフライホイール７１に対して、セカンダリフライホイール７２およびクラッチ８や変速機９などを回転マスとするねじれ振動系が共振し、失火に起因するプライマリフライホイール７１およびクランクシャフト１５の回転変動が減殺されることによると考えられる。

そうして失火時の回転変動値ΔＴ₃₀が小さくなり、失火していないときとの差δが小さくなると、起きていない失火を誤検出したり、反対に失火が起きていても見逃したりするおそれがある。そこで、本実施の形態では、エンジン回転数ＮＥが前記の所定範囲内にあって、ＤＭＦ７などの共振が励起されるときには、そのことによって失火の影響が回転変動値ΔＴ₃₀に現れ難くなることを考慮して、敢えて回転変動を増大させた上で、失火の判定を行うようにしている。

すなわち、前記のように図５のフローのステップＳＴ２でエンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあると肯定判定（ＹＥＳ）して、ステップＳＴ７に進んだときには、スタータモータ７５（負荷調整手段）を動作させ、そのピニオン７５ａをプライマリフライホイール７１のリングギヤ７１ａと噛み合わせることによって、クランクシャフト１５の回転に負荷をかけるようにする。

こうしてクランクシャフト１５の回転の負荷を増大させると、いずれかの気筒＃１〜＃４において失火が起きた場合には、クランクシャフト１５への回転力の付与が途切れている間の回転落ちが大きくなる。このため、前記のようにエンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあって、ＤＭＦ７などの共振に起因して失火の影響が現れ難くなっていても、図６（ｂ）に実線のグラフで示すように失火時の回転変動値ΔＴ₃₀が大きくなり、失火が起きていないとき（破線のグラフ）との差δが大きくなっている。

なお、スタータモータ７５への通電制御によってクランクシャフト１５の回転の負荷をどの程度、増大させるか調整することができるので、予め実験やシミュレーションによって好適な負荷の大きさを設定するのが好ましい。負荷を或る程度以上、増大させなければ十分な効果が得られない一方、負荷を増大させ過ぎれば燃費の悪化を招くとともに、エンジン１の振動、騒音などの増大を招くからである。この点から負荷の大きさは、例えばエンジントルクに応じて変更するようにしてもよい。

そうしてクランクシャフト１５の回転の負荷を増大させた上で前記のステップＳＴ３に進み、各気筒＃１〜＃４毎の回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］〜ΔＴ₃₀［＃４］を算出するとともに、その積算回数をカウントしてステップＳＴ４に進む。そして、積算回数が予め設定した所定数になったと肯定判定（ＹＥＳ）すればステップＳＴ５に進んで、回転変動値ΔＴ₃₀［＃１］〜ΔＴ₃₀［＃４］（平均値）が判定値以上か否か判定し、ここで肯定判定（ＹＥＳ）すればステップＳＴ６に進んで、失火が起きていると判定してルーチンを終了する（エンド）。

つまり、エンジン回転数ＮＥが所定範囲（ＮＥ１〜ＮＥ２）内にあって、失火の影響が回転変動に現れ難くなっていれば、スタータモータ７５の動作によってクランクシャフト１５の回転に負荷をかけ、敢えて回転変動を増大させることにより、失火判定の精度の低下を抑制するようにしている。

前記図５のフローのステップＳＴ３〜ＳＴ６を実行することによってＥＣＵ１００は、エンジン１の（即ちクランクシャフト１５の）回転変動に基づいて失火を判定する判定手段を構成し、また、ステップＳＴ７を実行することによって、エンジン回転数ＮＥが、ＤＭＦ７などの共振が励起される所定範囲内にあるときに失火を判定する場合は、スタータモータ７５によってクランクシャフト１５への負荷を増大させる負荷増大制御手段を構成する。

以上、説明したように本実施の形態に係るエンジンの失火検出装置によると、エンジン１のクランクシャフト１５がＤＭＦ７を介して後段のクラッチ８、変速機９などに接続されている場合に、そのＤＭＦ７などの共振が励起されるような回転域（所定範囲ＮＥ１〜ＮＥ２）において失火を判定する場合は、スタータモータ７５の動作によってクランクシャフト１５の回転に負荷をかけ、敢えて回転変動を増大させるようにしたので、失火の影響がエンジン回転数ＮＥの変動に現れ難くなっていても、十分な失火の判定精度が得られる。

−他の実施の形態−
以上、説明した実施の形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記実施の形態では、エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあるときに失火を判定する場合は、エンジン１のスタータモータ７５を動作させてクランクシャフト１５の回転に負荷をかけるようにしているが、これに限らず、例えばオルタネータや空調装置のコンプレッサなどの補機も動作させるようにしてもよい。また、ハイブリッド車両であればモータジェネレータを利用することもできる。

また、前記実施の形態では、車両に搭載されたガソリンエンジン１に本発明を適用した場合について説明したが、これにも限定されず、本発明は、例えばディーゼルエンジンやアルコールエンジン、ガスエンジンなどに適用することもでき、また、車両以外の動力源としての種々のエンジンにも適用可能である。

本発明は、エンジンの後段にＤＭＦのようなねじれ要素を介在させた場合に、その共振による影響があっても正確な失火判定ができるものであり、例えば自動車など車両用のエンジンに適用して効果が高い。

１ エンジン（内燃機関）
７ ＤＭＦ（デュアルマスフライホイール：ねじれ要素）
８ クラッチ（出力軸の後段）
９ 変速機（出力軸の後段）
１５ クランクシャフト（出力軸）
７５ スタータモータ（負荷調整手段）
１００ ＥＣＵ（判定手段、負荷増大制御手段）

Claims (1)

1. 出力軸がねじれ要素を介して後段に接続される内燃機関の失火を検出する失火検出装置であって、
   前記出力軸の回転変動に基づいて失火を判定する判定手段と、
   前記出力軸へかかる負荷を調整可能な負荷調整手段と、
   機関回転数が、前記ねじれ要素を含む後段の共振が励起される所定範囲内にあるときに前記判定手段によって失火を判定する場合は、前記負荷調整手段によって出力軸への負荷を増大させる負荷増大制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の失火検出装置。

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