JP2019027315A

JP2019027315A - 内燃機関の失火判定装置

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Publication number: JP2019027315A
Application number: JP2017145455A
Authority: JP
Inventors: 裕也吉川; Yuya Yoshikawa; 正英岡田; Masahide Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP6881131B2

Abstract

【課題】共振周波数の影響のない失火判定処理を実現することにより、高精度な失火判定を実行することのできる内燃機関の失火判定装置を提供すること。【解決手段】エンジンのクランクシャフトの回転変動に基づいて当該エンジンの失火判定を行うＥＣＵは、クランクシャフトの回転変動における２次周波数成分および３次周波数成分を抽出して１次周波数成分を推定しエンジンの失火判定を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の気筒毎に発生する失火の判定をする内燃機関の失火判定装置に関する。

特許文献１には、内燃機関と変速機との間に介在するダンパの捩れに基づく共振成分を除いた機関回転数を用いて失火判定をする装置が開示されている。

しかしながら、この特許文献１に記載の内燃機関の失火判定装置にあっては、ダンパの下流側に位置する部材の回転数を用いて共振成分を算出していることから、その周辺部材や外乱の影響を受け易く失火判定の精度にバラツキが生じてしまう可能性がある。

特開２００９−１４４５６１号公報

そこで、本発明は、共振の影響のない失火判定処理を実現することにより、高精度な失火判定をすることのできる内燃機関の失火判定装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する内燃機関の失火判定装置の発明の一態様は、内燃機関のクランクシャフトの回転変動に基づいて当該内燃機関の失火判定を行う失火判定装置であって、前記回転変動における２次周波数成分および３次周波数成分を抽出して１次周波数成分を推定する周波数推定部を備え、前記周波数推定部の推定した１次周波数成分を用いて前記内燃機関の失火判定を行うようになっている。

このように本発明の一態様によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転変動から共振の影響を受けない２次周波数成分および３次周波数成分を抽出して１次周波数成分を推定し失火判定を行うので、回転変動に含まれる共振周波数成分の影響を受けることなく、内燃機関の失火判定を精度よく行うことができる。

したがって、共振の影響なく失火判定処理をすることができ、高精度な失火判定可能な内燃機関の失火判定装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の失火判定装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その要部構成を示す概念図である。図２は、そのクランクシャフトの回転変動に含まれる周波数成分を示す図であり、（ａ）はダンパの共振の影響を除いた周波数成分の振幅波形図、（ｂ）はダンパの共振の影響を含む周波数成分の振幅波形図である。図３は、ダンパの共振の影響のないクランクシャフトの回転特性の取得処理を説明するブロック図である。図４は、図３に示す取得処理で行われる各処理を説明する処理フロー図である。図５は、図３に示す取得処理で行われる各処理を実行する個別機能を説明するブロック図である。図６は、図３〜図５のモデル計算におけるデータ処理を説明する制御関数ブロック図である。図７は、失火時の周波数成分の振幅強度の出現パターンを説明するグラフであり、（ａ）は１連失火パターン、（ｂ）は２連失火パターン、（ｃ）は間欠失火パターン、（ｄ）は対向失火パターンを示している。図８は、図７に示す失火パターンに応じた振幅補正係数の設定処理を説明するフローチャートである。図９は、図７に示す失火パターンに応じた振幅補正係数の設定処理の他の態様を説明する図であり、（ａ）は対向失火時に使用するマップ、（ｂ）は２連失火時に使用するマップである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図８は本発明の一実施形態に係る内燃機関の失火判定装置を搭載する車両の一例を示す図である。

図１において、車両１００は、内燃機関型のエンジン１０１と変速機１１１との間がロックアップ機能付きのダンパ１２１により連結されている。車両１００は、そのダンパ１２１を介してエンジン１０１の出力する回転動力が変速機１１１に伝達されて変速されることによって不図示の駆動輪を回転させて走行する。この車両１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０がメモリ１１内に格納する制御プログラムを実行してエンジン１０１や変速機１１１やダンパ１２１など全体を統括制御することにより効率よく、かつ快適に駆動制御されるようになっている。

内燃機関型のエンジン１０１は、シリンダ（気筒）１０２内に形成される燃焼室１０３において吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４サイクルを繰り返し、その燃焼室１０３内の噴射燃料および吸入空気の混合気を燃焼爆発させることにより、シリンダ１０２内のピストン１０４を上下動させてクランクシャフト１０５を回転させることによって動力（トルク）を出力する。この構造により、エンジン１０１の回転動力は、シリンダ１０２毎のピストン１０４の上下動がクランクシャフト１０５により回転に切り換えられることから微小に変動しつつ出力されている。このため、何らかの原因で燃焼室１０３での燃焼に失火が発生した場合には、その回転動力の抜けが発生して回転変動が大きくなる。

ダンパ１２１は、エンジン１０１の出力軸であるクランクシャフト１０５と変速機１１１の入力軸１１５との間を、軸心回りに直列状態に配列されている複数個の円弧状のスプリング１２２をそれぞれ入力側部材１２１ｉと出力側部材１２１ｉｏとの間に挟み込むようにして連結することにより、そのスプリング１２２を介してエンジン１０１の回転動力を変速機１１１に伝達する。この構造により、エンジン１０１の回転動力に生じる変動は、ダンパ１２１のスプリング１２２の弾性力により吸収されつつ変速機１１１に伝達出力される。このため、伝達する回転動力が大きく変動する場合には、スプリング１２２も大きく伸縮して振動することになる。なお、ダンパ１２１は、入力側部材１２１ｉと出力側部材１２１ｏとを直接締結するロックアップ機構１２５が設置されて、エンジン１０１のクランクシャフト１０５と変速機１１１の入力軸１１５との間をスプリング１２２の弾性力を介在させることなく相対回転不能に連結させる構造を備えている。

このダンパ１２１は、伸縮振動するスプリング１２２により構成されていることから構造に応じた固有の共振振動周波数を有している。このため、ダンパ１２１は、エンジン１０１の燃焼室１０３のいずれかに何らかの原因で失火が発生することによって、伝達する回転動力に大きな変動が生じて共振振動してしまう可能性がある。

このことから、ＥＣＵ１０は、出力回転センサ２１と入力回転センサ２２とが検出情報を受取可能に接続されることにより、その検出情報からダンパ１２１の入出力される回転特性を取得する。出力回転センサ２１は、ダンパ１２１の上流側に位置するエンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転速度を検出する。入力回転センサ２２は、ダンパ１２１の下流側に位置する変速機１１１の入力軸１１５の回転速度を検出する。なお、出力回転センサ２１および入力回転センサ２２は、クランクシャフト１０５および入力軸１１５のそれぞれと同軸に一体回転する大径の円盤部材２１ｐ、２２ｐの外周面の回転位置を検出することにより、それぞれの回転速度を高精度に検出するように組み付けられている。

そして、ＥＣＵ１０は、メモリ１１内の制御プログラムを実行してエンジン１０１や変速機１１１を効率よく定常駆動させる制御処理を実行するのと並行して、エンジン１０１のシリンダ１０２毎の燃焼室１０３に発生する失火を出力回転センサ２１および入力回転センサ２２の検出情報に基づいて判定する処理手順を実行する。このＥＣＵ１０は、その失火発生と特定された燃焼室１０３における燃焼制御をリカバーする調整処理を施してエンジン１０１の駆動品質の悪化を抑制するようになっている。

ところで、エンジン１０１のクランクシャフト１０５は、１次、２次、さらに３次以上の高次の周波数成分の波形を含む回転特性で回転しており、その回転特性を出力回転センサ２１が検出している。このクランクシャフト１０５は、エンジン１０１のシリンダ１０２毎のピストン１０４の上下動によって、例えば、図２（ａ）に示すように、そのシリンダ１０２毎の４サイクルに対応する位相で、１次周波数成分、２次周波数成分、３次周波数成分の振幅強度を含む回転特性で回転している。

このとき、エンジン１０１のシリンダ１０２毎の燃焼室１０３のいずれかにおいて失火が発生した場合、クランクシャフト１０５の回転は、該当シリンダ１０２の対応箇所の回転位相において回転動力（負荷）の抜けた回転特性となる。ＥＣＵ１０は、そのクランクシャフト１０５の回転を検出する出力回転センサ２１の検出情報に基づいて燃焼室１０３における失火の発生した該当シリンダ１０２の回転位相を特定してリカバーする調整処理を施すことによりエンジン１０１の駆動品質の悪化を抑制する。

また、ダンパ１２１のスプリング１２２が固有の共振周波数で伸縮する共振振動をしている場合、クランクシャフト１０５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、２次周波数成分や３次周波数成分の振幅強度に影響ないが、１次周波数成分の振幅強度が増大されて変動する回転特性で回転する。このことから、ＥＣＵ１０がダンパ１２１の共振振動するタイミングに受け取る出力回転センサ２１の検出情報に基づいて、失火の発生する燃焼室１０３のシリンダ１０２に対応するクランクシャフト１０５の回転位相を特定することが難しく、エンジン１０１の駆動品質の悪化を抑制するリカバー調整処理を適切に実行することができない。

そこで、本実施形態のＥＣＵ１０は、エンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転変動における１次周波数成分を、出力回転センサ２１の検出情報から抽出する２次周波数成分および３次周波数成分に基づいて推定することにより、共振振動（共振周波数）の影響のないクランクシャフト１０５の回転特性を取得して失火の発生する燃焼室１０３のシリンダ１０２を特定して失火判定を行うように構成されている。すなわち、ＥＣＵ１０が周波数推定部を備える失火判定装置を構成している。ここで、クランクシャフト１０５の回転特性は、各周波数成分毎の振幅ａｎで表わされ、例えば、１次周波数成分の振幅ａ１、２次周波数成分の振幅ａ２、３次周波数成分の振幅ａ３を用いる関数Ｆ（ａ１、ａ２、ａ３）として、失火判定処理などに利用することができる。

このＥＣＵ１０は、図３に示すように、ダンパ１２１の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト１０５の回転特性を、各種処理Ｐｃ１〜Ｐｃ７を実行してエンジン１０１に発生する失火判定可能な情報として取得する。取得処理Ｐｃ１では、出力回転センサ２１の検出情報からエンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅを取得する。取得処理Ｐｃ２では、入力回転センサ２２の検出情報から変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔを取得する。フィルタ（抽出）処理Ｐｃ３では、取得処理Ｐｃ１で取得したクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅから共振周波数の影響のない２次以上の周波数成分を抽出する。振幅推定処理Ｐｃ４では、取得処理Ｐｃ１で取得したクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅから共振周波数の影響のない２次周波数成分と３次周波数成分とを取得（抽出）して１次周波数成分の振幅を推定する。モデル計算処理Ｐｃ５では、取得処理Ｐｃ１で取得したクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅと取得処理Ｐｃ２で取得した変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔとから共振周波数の影響を排除した１次周波数成分の位相を取得する。復元処理Ｐｃ６では、振幅推定処理Ｐｃ４とモデル計算処理Ｐｃ５で取得した１次周波数成分の振幅と位相とから共振周波数成分の含まれない１次周波数成分を整形（復元）して取得する。合成処理Ｐｃ７では、抽出処理Ｐｃ３で抽出された２次以上の周波数成分と復元処理Ｐｃ６で取得された１次周波数成分とを合成してダンパ１２１の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト１０５の回転特性を出力する。

具体的には、図４に示すように、ＥＣＵ１０は、エンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転情報（出力回転センサ２１の検出情報）Ｎｅと、変速機１１１の入力軸１１５の回転情報（入力回転センサ２２の検出情報）Ｎｔと、を用いて第１処理手順Ｐｒ１、第２処理手順Ｐｒ２および第３処理手順Ｐｒ３を並行して行って信号波形の抽出や合成を実行することにより、ダンパ１２１の共振周波数成分の含まれないクランクシャフト１０５の回転特性を取得する。これにより、ＥＣＵ１０は、そのクランクシャフト１０５の回転特性を用いて、エンジン１０１のシリンダ１０２を特定しつつ、その燃焼室１０３における失火判定を信頼性高く行うことができる。

このＥＣＵ１０の実行する第１処理手順Ｐｒ１では、出力回転センサ２１の検出するエンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅから単位時間当たりの回転変化量ΔＮｅを算出して、デジタルフィルタＤＦ１を通すことにより、ノイズと共に１次周波数成分を除いた２次以上の周波数成分を含むクランクシャフト１０５の回転変動を取得する。

また、ＥＣＵ１０の実行する第２処理手順Ｐｒ２では、算出したクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅを用いて、デジタルフィルタＤＦ２を通すことにより、ノイズを除去しつつ１次周波数成分の振幅を特定する。

その一方で、ＥＣＵ１０の実行する第３処理手順Ｐｒ３では、出力回転センサ２１の検出するエンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅと、入力回転センサ２２の検出する変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔとをそのまま用いて、後述する制御関数、所謂、物理モデルＰｍに処理させることにより、クランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅに含まれる共振周波数成分を除いて、デジタルフィルタＤＦ３を通すことにより、ノイズを除去しつつ１次周波数成分の位相を特定する。ここで、物理モデルＰｍがクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅに含まれる共振周波数成分を除く処理を行うことから、この処理のみで共振振動の影響のないクランクシャフト１０５の回転変動としてエンジン１０１の失火判定をすることも考えられる。しかしながら、出力回転センサ２１の検出特性（精度）の課題から、本実施形態では物理モデルＰｍによる処理結果をデジタルフィルタＤＦ３に通して１次周波数成分の位相を抽出して利用するようにしている。

この後に、ＥＣＵ１０は、第２処理手順Ｐｒ２で特定した１次周波数成分の振幅を、第３処理手順Ｐｒ３で特定した１次周波数成分の位相に適用して波形整形（合成）処理Ｆｍすることにより、クランクシャフト１０５の回転変動における共振周波数成分の含まれない１次周波数成分を復元し、さらに、第１処理手順Ｐｒ１で抽出した２次以上の周波数成分に合成処理Ｃｐすることにより、クランクシャフト１０５の共振の影響のない回転変動を推定して取得する。

詳細には、図５に示すように、ＥＣＵ１０は、図３に示す演算処理に図４に示す処理手順を適用すると、出力回転センサ２１および入力回転センサ２２からクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅと変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔとを並行に取得しつつ、そのクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅから単位時間当たりの回転変化量ΔＮｅを算出して取得する（取得処理Ｐｃ１、Ｐｃ２）。

この後に、ＥＣＵ１０は、そのクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅをデジタルフィルタＤＦ１に通して、ノイズと共に１次周波数成分を除いた２次以上の周波数成分を含むクランクシャフト１０５の回転変動を取得する（抽出処理Ｐｃ３、第１処理手順Ｐｒ１）。

一方、ＥＣＵ１０は、そのクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅをデジタルフィルタＤＦ２に通して、ノイズを除去しつつ含まれる１次周波数成分の振幅を特定する（推定処理Ｐｃ４）。このとき、デジタルフィルタＤＦ２では、クランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅに基づく１次周波数成分の分離抽出、２次周波数成分の分離抽出、３次周波数成分の分離抽出をそれぞれ行って、そのうちの１次周波数成分の振幅を２次周波数成分および３次周波数成分の振幅から算出して推定する（推定処理Ｐｃ４、第２処理手順Ｐｒ２）。

また、ＥＣＵ１０は、クランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅおよび変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔを、後述する制御関数、所謂、物理モデルＰｍに処理させて共振周波数成分を除いた後に、デジタルフィルタＤＦ３に通して、ノイズを除去しつつ含まれる１次周波数成分の位相を特定する（モデル計算処理Ｐｃ５、第３処理手順Ｐｒ３）。

この後に、ＥＣＵ１０は、特定した振幅と位相とで波形整形して共振周波数の含まれないクランクシャフト１０５の回転変動における１次周波数成分を復元して（復元処理Ｐｃ６、合成処理Ｆｍ）、さらに、クランクシャフト１０５の回転変動から抽出した２次以上の周波数成分に合成させることにより（合成処理Ｐｃ７、Ｃｐ）、ダンパ１２１の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト１０５の理論波形の回転変動を推定して取得する。

この物理モデルＰｍとして機能するＥＣＵ１０は、エンジン１０１における燃焼により発生するトルクを推定することにより、デジタルフィルタＤＦ３で処理させる１次周波数成分を抽出する関数処理を実行する。このとき、燃焼トルクＴｅは次式で表すことができ、燃焼トルクＴｅとクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅとが略同等の挙動となるために、そのエンジン１０１の慣性モーメントＩｅを利用してクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅの１次周波数成分を抽出することができる。
Ｔｅ＝Ｉｅ・ｄω Ｉｅ：エンジンの慣性モーメント ω：角速度

この物理モデルでは、図６に示すように、まずは、エンジン１０１のクランクシャフト１０５の回転情報Ｎｅから角速度ωｅを導出するとともに、変速機１１１の入力軸１１５の回転情報Ｎｔから角速度ωｉｎｐを導出して合成（「＋」「−」）することにより、ダンパ１２１の入出力差に伴う振動角速度ωｄｍｐを取得して逆数（１／ｓ）を取ることでダンパ１２１の捻り角θｄｍｐを算出する。このダンパ１２１の捻り角θｄｍｐは、上式（１）を変形してダンパ１２１の定数Ｋｄｍｐをエンジン１０１の慣性モーメントＩｅで除する関数式に演算処理させた後に逆数（１／ｓ）を取ることによって、ダンパ１２１の影響に起因する角速度ωｅ＿ｄｍｐを取得する。このダンパ１２１の影響の角速度ωｅ＿ｄｍｐとダンパ１２１の共振周波数成分を含むクランクシャフト１０５の角速度ωｅとを合成（「−」「＋」）することにより、その共振周波数成分を除いたクランクシャフト１０５の角速度ωｅ＿Ｔｅを取得することができる。

ところで、エンジン１０１は、シリンダ１０２毎の燃焼室１０３のそれぞれで失火発生の可能性があり、図７に示すように、その失火発生のパターンに応じてクランクシャフト１０５の回転変動に含まれる周波数特性に差異が生じる。例えば、図７（ａ）に示すように、シリンダ１０２のうちのいずれか１気筒に失火が連続的に発生する、所謂、１連失火の場合には、１次周波数成分、２次周波数成分、３次周波数成分の振幅強度がいずれも存在する回転情報Ｎｅとなる。図７（ｂ）に示すように、シリンダ１０２のうちの連続する２気筒に失火が発生する、所謂、２連失火の場合には、１次周波数成分の振幅強度が２次周波数成分よりも大きく（例えば、２倍程度など）、３次周波数成分の振幅強度が含まれない回転情報Ｎｅとなる。図７（ｃ）に示すように、シリンダ１０２の１気筒置きに失火が発生する、所謂、間欠失火の場合には、図７（ａ）の１連失火と同様に、１次周波数成分、２次周波数成分、３次周波数成分のいずれの振幅強度も存在する回転情報Ｎｅとなる。図７（ｄ）に示すように、シリンダ１０２のうちの対向するレイアウト位置の気筒で失火が発生する、所謂、対向失火の場合には、２次周波数成分の振幅強度のみで、１次周波数成分や３次周波数成分の含まれない回転情報Ｎｅとなる。ここで、図７には、６気筒または８気筒の場合における失火パターンを一例として図示している。

このため、ＥＣＵ１０（デジタルフィルタＤＦ２）は、上述の１次周波数成分の振幅強度を算出する推定処理Ｐｃ４（第２処理手順Ｐｒ２）を実行する際に、クランクシャフト１０５の回転特性における２次周波数成分および３次周波数成分の振幅を用いることにより、発生した失火パターンを判別して補正係数を決定し、１次周波数成分の振幅を算出して推定する処理を行うようになっている。

具体的には、ＥＣＵ１０は、図８のフローチャートに示す処理手順によって、対向失火パターンまたは２連連続失火パターンあるいはその他の回転特性のいずれであるかを判別して補正係数を決定し、クランクシャフト１０５の回転特性Ｆ（ａ１、ａ２ａ、ａ３）における各周波数成分の振幅を取得するようになっている。

まず、図８のフローチャートに示すように、ＥＣＵ１０は、取得したクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅの各周波数成分の振幅を用いる下記の対向失火判別式から判別用の比率ｐｏｐｐを算出し（ステップＳ１１）、その比率ｐｏｐｐが所定の判別閾値未満であるか否かを確認する（ステップＳ１２）。
ｐｏｐｐ＝［ｍａｘ（１次または３次の周波数成分の振幅）］／２次周波数成分の振幅
ｍａｘ（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・）：カッコ内のうちの最大値を選択
判別閾値：振幅強度のない周波数成分の場合の比率ｐｏｐｐを確実に超える値

このステップＳ１２では、図７（ｄ）に示すように、対向失火パターンの場合には１次周波数成分の振幅および３次周波数成分の振幅のいずれも認められずバックグラウンド程度の値を取得することになり、判別用の比率ｐｏｐｐは微小な誤差値程度となって、判別閾値未満であることが確認される。

このため、ステップＳ１２においてエンジン１０１で対向失火が発生して判別用比率ｐｏｐｐが判別閾値未満であることを確認したＥＣＵ１０は、振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「０」をメモリ１１内に設定する（ステップＳ１３）。

また、ステップＳ１２においてエンジン１０１で対向失火が発生しておらず判別用比率ｐｏｐｐが判別閾値以上であることを確認したＥＣＵ１０は、振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「１」をメモリ１１内に設定する（ステップＳ１４）。

次いで、ＥＣＵ１０は、取得したクランクシャフト１０５の回転変化量ΔＮｅの各周波数成分の振幅を用いる下記の２気筒連続失火判別式から判別用の比率ｐｄｂｌを算出し（ステップＳ１５）、その比率ｐｄｂｌが所定の判別閾値未満であるか否かを確認する（ステップＳ１６）。
ｐｄｂｌ＝３次周波数成分の振幅／２次周波数成分の振幅

このステップＳ１６では、図７（ｂ）に示すように、２連失火パターンの場合には３次周波数成分の振幅が認められずバックグラウンド程度の値を取得することになり、判別用の比率ｐｄｂｌは微小な誤差値程度となって、判別閾値未満であることが確認される。

このため、ステップＳ１６においてエンジン１０１で２連失火が発生して判別用比率ｐｄｂｌが判別閾値未満であることを確認したＥＣＵ１０は、振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「ＫＤＢＬ−Ｈ」、例えば、「２」をメモリ１１内に設定する（ステップＳ１７）。なお、この２連失火パターンでの１次周波数成分の振幅は２次周波数成分の２倍程度の振幅強度になることから、後述する１次周波数成分の振幅ａ１を算出（推定）する際に２次周波数成分の振幅を２倍にする補正係数としている。

また、ステップＳ１６においてエンジン１０１で２連失火が発生しておらず判別用比率ｐｄｂｌが判別閾値以上であることを確認したＥＣＵ１０は、振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「ＫＤＢＬ−Ｌ」、例えば、「１」をメモリ１１内に設定する（ステップＳ１８）。

これらステップＳ１１〜Ｓ１８の処理により、メモリ１１内に、エンジン１０１に図７（ｄ）の対向失火が発生している場合には振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「０」が設定され、エンジン１０１に図７（ｂ）の２連失火が発生している場合には振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「２」が設定され、エンジン１０１に図７（ａ）の１連失火や図７（ｃ）の間欠失火が発生し、あるいは、失火自体が発生していない場合には振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「１」および振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「１」が設定される。

この後に、ＥＣＵ１０は、メモリ１１内の振幅補正係数ｋｏｐｐおよび振幅補正係数ｋｄｂｌと取得した２次周波数成分の振幅とを用いる次式の振幅推定式から１次周波数成分の振幅ａ１を算出して推定する（ステップＳ１９）。
１次周波数成分の振幅ａ１＝２次周波数成分の振幅×ｋｏｐｐ×ｋｄｂｌ

これにより、ＥＣＵ１０は、ダンパ１２１の共振周波数の影響のないクランクシャフト１０５の回転特性Ｆ（ａ１、ａ２、ａ３）を取得することができ、エンジン１０１における失火の判定処理を信頼性高く実行することができる。

ここで、ステップＳ１１〜Ｓ１８において振幅補正係数ｋｏｐｐとして「０」または「１」を選択設定し、また、振幅補正係数ｋｄｂｌとして「ＫＤＢＬ−Ｈ：２」または「ＫＤＢＬ−Ｌ：１」を選択設定する場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、エンジン１０１やダンパ１２１など搭載機器の異なる車両１００の車種等に応じて適宜に設定してもよい。例えば、ステップＳ１１、Ｓ１５で算出する判別用比率ｐｏｐｐ、ｐｄｂｌの値に応じた振幅補正係数ｋｏｐｐ、ｋｄｂｋを決定するマップをメモリ１１内に格納準備しておき、算出した判別用比率ｐｏｐｐ、ｐｄｂｌに応じた振幅補正係数ｋｏｐｐ、ｋｄｂｌを決定してメモリ１１内に設定するようにしてもよい。

具体的には、メモリ１１内に格納する対向失火用のマップとしては、例えば、図９（ａ）に示すように、振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「０」とする判別用比率ｐｏｐｐの低側閾値を「ＥＯＰＰ−ＴＨＬ」とし、また、振幅補正係数ｋｏｐｐ＝「１」とする判別用比率ｐｏｐｐの高側閾値を「ＥＯＰＰ−ＴＨＨ」として、その判別用比率ｐｏｐｐが低側閾値「ＥＯＰＰ−ＴＨＬ」と高側閾値「ＥＯＰＰ−ＴＨＨ」の間の場合には、例えば、「０」〜「１」の間の中間値を振幅補正係数ｋｏｐｐとしてメモリ１１内に設定するようにしてもよい。

また、メモリ１１内に格納する２連失火用のマップとしては、例えば、図９（ｂ）に示すように、振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「ＥＤＢＬ−ＴＨＬ：２」とする判別用比率ｐｄｂｌの低側閾値を「ＥＤＢＬ−ＴＨＬ」とし、また、振幅補正係数ｋｄｂｌ＝「ＥＤＢＬ−ＴＨＨ：１」とする判別用比率ｐｄｂｌの高側閾値を「ＥＤＢＬ−ＴＨＨ」として、その判別用比率ｐｄｂｌが低側閾値「ＥＤＢＬ−ＴＨＬ」と高側閾値「ＥＤＢＬ−ＴＨＨ」の間の場合には、例えば、「ＫＤＢＫ−Ｈ：２」〜「ＫＤＢＫ−Ｌ：１」の間の中間値を振幅補正係数ｋｄｂｌとしてメモリ１１内に設定するようにしてもよい。

これにより、ＥＣＵ１０は、例えば、車両１００の車種毎の搭載機器等に応じて振幅補正係数を最適化して、ダンパ１２１の共振周波数の影響のないクランクシャフト１０５の回転特性Ｆ（ａ１、ａ２、ａ３）をより高精度に取得することができ、エンジン１０１における失火判定処理をより信頼性高く実行することができる。

このように、本実施形態のＥＣＵ１０においては、エンジン１０１のクランクシャフト１０５の１次周波数成分をダンパ１２１の共振周波数の影響を受けない２次周波数成分と３次周波数成分とから推定して取得するので、ダンパ１２１を介在させてエンジン１０１の回転動力を変速機１１１に伝達する動力伝達経路を有する場合でも、そのダンパ１２１の共振の影響を受けることなく、エンジン１０１の失火判定を信頼性高く高精度に実行することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０……ＥＣＵ（周波数推定部、失火判定装置）
１１……メモリ
２１……出力回転センサ
２２……入力回転センサ
１００……車両
１０１……エンジン（内燃機関）
１０２……シリンダ
１０３……燃焼室
１０４……ピストン
１０５……クランクシャフト
１１１……変速機
１１５……入力軸
１２１……ダンパ
１２２……スプリング

Claims

内燃機関のクランクシャフトの回転変動に基づいて当該内燃機関の失火判定を行う失火判定装置であって、
前記回転変動における２次周波数成分および３次周波数成分を抽出して１次周波数成分を推定する周波数推定部を備え、
前記周波数推定部の推定した１次周波数成分を用いて前記内燃機関の失火判定を行う、内燃機関の失火判定装置。