JP2023017375A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼抑制処理を実行している場合の失火判定を適切に実行する。【解決手段】内燃機関の気筒での燃料の燃焼により発生するトルクを燃焼トルクとし、内燃機関のクランク軸の回転速度を予め定められたアイドル回転速度で維持するのに必要な最小の燃焼トルクをアイドルトルクとする。内燃機関の制御装置は、クランク軸の回転速度の変動量を示すクランク変動量を算出し、クランク変動量が判定値以上である場合に失火が生じたと判定する失火判定処理を実行可能である。また、内燃機関の制御装置は、クランク軸を回転させつつ内燃機関の燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止する燃料カット処理後に、アイドルトルク未満の燃焼トルクを発生させる燃焼抑制処理を実行可能である。内燃機関の制御装置は、失火判定処理において、燃焼抑制処理を実行している場合に、燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい判定値を用いる。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１の内燃機関は、気筒と、燃料噴射弁と、排気通路と、フィルタとを備えている。気筒は、燃料を燃焼させるための空間である。燃料噴射弁は、燃料を気筒内に噴射する。排気通路は、気筒に接続している。フィルタは、排気通路内に位置している。フィルタは、排気に含まれる粒子状物質を捕集する。

特許文献１の内燃機関を制御する制御装置は、予め定められた燃料カット条件が成立する場合に、内燃機関のクランク軸を回転させつつ燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止する燃料カット処理を実行する。この燃料カット処理では、燃焼に供されていない吸気が気筒からフィルタへと供給される。そして、フィルタに堆積した粒子状物質が吸気中の酸素と反応することにより燃焼して、フィルタが再生される。また、特許文献１の制御装置は、燃料カット処理の実行中において吸気の積算量が予め定められた所定値以上になった場合に、燃料カット処理を中止し、内燃機関の気筒での燃料の燃焼を再開する。

特開２０１９－１９０３５８号公報

内燃機関を制御するに際して、当該内燃機関におけるクランク軸の回転速度の変動量を示すクランク変動量が判定値以上である場合に失火が生じたと判定する技術が知られている。特許文献１のような内燃機関では、燃料カット処理を中止して内燃機関の気筒での燃料の燃焼を再開した場合、燃焼の再開前後で内燃機関のトルクが急変動することを防ぐという観点では、燃焼の再開後において燃料の噴射量を小さくすることが好ましい。しかし、燃料の噴射量が小さい状態では、上記クランク変動量が小さくなりやすく、失火しているにも拘らず失火が生じていないと判定されるおそれがある。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒での燃料の燃焼により発生するトルクを燃焼トルクとし、前記内燃機関のクランク軸の回転速度を予め定められたアイドル回転速度で維持するのに必要な最小の前記燃焼トルクをアイドルトルクとしたとき、前記クランク軸の回転速度の変動量を示すクランク変動量を算出し、前記クランク変動量が判定値以上である場合に失火が生じたと判定する失火判定処理と、前記クランク軸を回転させつつ前記内燃機関の燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止する燃料カット処理後に、前記アイドルトルク未満の前記燃焼トルクを発生させる燃焼抑制処理と、を実行可能であり、前記失火判定処理では、前記燃焼抑制処理を実行している場合に、前記燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい前記判定値を用いる。

上記構成によれば、燃焼トルクが小さい燃焼抑制処理を実行している場合には、燃焼抑制処理を実行していない場合と同じ判定値を用いるときに比べて失火判定の感度が高くなる。したがって、燃焼抑制処理を実行していることに起因して、失火が生じたときのクランク変動量が小さくなったとしても、失火を適切に判定できる。

車両の概略構成を示す概略構成図である。 燃焼切り替え制御を示すフローチャートである。 失火判定制御を示すフローチャートである。

＜車両の概略構成＞
以下、本発明の一実施形態を図１～図３にしたがって説明する。先ず、車両１００の概略構成について説明する。

図１に示すように、車両１００は、火花点火式の内燃機関１０を備えている。車両１００は、電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備える第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２を備えている。したがって、車両１００は、いわゆるハイブリッド車両である。

内燃機関１０は、複数の気筒１１、クランク軸１２、吸気通路２１、スロットルバルブ２２、複数の燃料噴射弁２３、複数の点火装置２４、排気通路２６、三元触媒２７、及びフィルタ２８を備えている。

気筒１１は、燃料と吸気との混合気を燃焼させるための空間である。内燃機関１０は、４つの気筒１１を備えている。なお、内燃機関１０は、気筒１１内での燃料の燃焼に際し、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程を有する。すなわち、内燃機関１０は、４サイクルエンジンである。吸気通路２１は、気筒１１に接続している。吸気通路２１における下流端を含む一部分は、４つに分岐している。分岐した各通路は、各気筒１１に接続している。吸気通路２１は、内燃機関１０の外部から各気筒１１に吸気を導入する。スロットルバルブ２２は、吸気通路２１のうち、分岐している部分から視て上流側に位置している。スロットルバルブ２２は、吸気通路２１を流通する吸気の量を調整する。

燃料噴射弁２３は、吸気通路２１の下流端近傍に位置している。内燃機関１０は、４つの気筒１１に対応して４つの燃料噴射弁２３を備えている。燃料噴射弁２３は、図示しない燃料タンクから供給される燃料を吸気通路２１に噴射する。点火装置２４は、気筒１１に位置している。内燃機関１０は、４つの気筒１１に対応して４つの点火装置２４を備えている。点火装置２４は、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する。

排気通路２６は、気筒１１に接続している。排気通路２６における上流端を含む一部分は、４つに分岐している。分岐した各通路は、各気筒１１に接続している。排気通路２６は、各気筒１１から内燃機関１０の外部に排気を排出する。

三元触媒２７は、排気通路２６のうち、分岐している部分から視て下流側に位置している。三元触媒２７は、排気通路２６を流通する排気を浄化する。フィルタ２８は、排気通路２６における三元触媒２７から視て下流側に位置している。フィルタ２８は、排気通路２６を流通する排気に含まれる粒子状物質を捕集する。

クランク軸１２は、各気筒１１内に位置する図示しないピストンに連結している。クランク軸１２は、燃焼トルクを受けて回転する。ここで、燃焼トルクは、内燃機関１０の気筒１１での燃料の燃焼により発生するトルクである。

車両１００は、第１遊星ギア機構４０、リングギア軸４５、第２遊星ギア機構５０、減速機構６２、差動機構６３、及び複数の駆動輪６４を備えている。
第１遊星ギア機構４０は、サンギア４１、リングギア４２、複数のピニオンギア４３、及びキャリア４４を備えている。サンギア４１は、外歯歯車である。サンギア４１は、第１モータジェネレータ７１に接続している。リングギア４２は、内歯歯車であり、サンギア４１と同軸上に位置している。各ピニオンギア４３は、サンギア４１とリングギア４２との間に位置している。各ピニオンギア４３は、サンギア４１及びリングギア４２の双方に噛み合っている。キャリア４４は、ピニオンギア４３を支持している。ピニオンギア４３は、自転可能になっており、且つキャリア４４と共に回転することにより公転可能になっている。キャリア４４は、クランク軸１２に接続している。

リングギア軸４５は、リングギア４２に接続している。また、リングギア軸４５は、減速機構６２及び差動機構６３を介して駆動輪６４に接続している。減速機構６２は、リングギア軸４５の回転速度を減速して出力する。差動機構６３は、左右の駆動輪６４に回転速度の差が生じることを許容する。

第２遊星ギア機構５０は、サンギア５１、リングギア５２、複数のピニオンギア５３、キャリア５４、及びケース５５を備えている。サンギア５１は、外歯歯車である。サンギア５１は、第２モータジェネレータ７２に接続している。リングギア５２は、内歯歯車であり、サンギア５１と同軸上に位置している。リングギア５２は、リングギア軸４５に接続している。各ピニオンギア５３は、サンギア５１とリングギア５２との間に位置している。各ピニオンギア５３は、サンギア５１及びリングギア５２の双方に噛み合っている。キャリア５４は、ピニオンギア５３を支持している。ピニオンギア５３は、自転可能になっている。キャリア５４は、ケース５５に固定されている。したがって、ピニオンギア５３は、公転不可能な状態になっている。

車両１００は、バッテリ７５、第１インバータ７６、及び第２インバータ７７を備えている。
バッテリ７５は、充電可能な二次電池である。第１インバータ７６は、第１モータジェネレータ７１とバッテリ７５との間で、交流・直流の電力変換を行う。また、第１インバータ７６は、第１モータジェネレータ７１とバッテリ７５との間の電力の授受量を調整する。第２インバータ７７は、第２モータジェネレータ７２とバッテリ７５との間で、交流・直流の電力変換を行う。第２インバータ７７は、第２モータジェネレータ７２とバッテリ７５との間の電力の授受量を調整する。

車両１００は、エアフローメータ８１、水温センサ８２、吸気温センサ８３、クランク角センサ８４、アクセル操作量センサ８５、及び車速センサ８６を備えている。
エアフローメータ８１は、吸気通路２１におけるスロットルバルブ２２から視て上流側に位置する。エアフローメータ８１は、吸気通路２１内を単位時間当たりに流通する吸気の量である吸入空気量ＧＡを検出する。水温センサ８２は、内燃機関１０の各部を流通する冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷを検出する。吸気温センサ８３は、吸気通路２１を流通する吸気の温度である吸気温ＴＨＡを検出する。クランク角センサ８４は、クランク軸１２の回転角であるクランク角ＳＣを検出する。アクセル操作量センサ８５は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出する。車速センサ８６は、車両１００の速度である車速ＳＰを検出する。

車両１００は、制御装置９０を備えている。制御装置９０は、吸入空気量ＧＡを示す信号をエアフローメータ８１から取得する。制御装置９０は、冷却水温ＴＨＷを示す信号を水温センサ８２から取得する。制御装置９０は、吸気温ＴＨＡを示す信号を吸気温センサ８３から取得する。制御装置９０は、クランク角ＳＣを示す信号をクランク角センサ８４から取得する。制御装置９０は、アクセル操作量ＡＣＣを示す信号をアクセル操作量センサ８５から取得する。制御装置９０は、車速ＳＰを示す信号を車速センサ８６から取得する。

制御装置９０は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰに基づいて、車両１００が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。制御装置９０は、車両要求出力に基づいて、内燃機関１０、第１モータジェネレータ７１、及び第２モータジェネレータ７２のトルク配分を決定する。制御装置９０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ７１、及び第２モータジェネレータ７２のトルク配分に基づいて、内燃機関１０の出力と、第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２の力行及び回生とを制御する。具体的には、制御装置９０は、内燃機関１０に制御信号を出力することにより、スロットルバルブ２２の開度、燃料噴射弁２３からの燃料噴射量、点火装置２４の点火タイミング等を制御する。また、制御装置９０は、第１インバータ７６に制御信号を出力することにより、第１インバータ７６を介して第１モータジェネレータ７１を制御する。さらに、制御装置９０は、第２インバータ７７に制御信号を出力することにより、第２インバータ７７を介して第２モータジェネレータ７２を制御する。

制御装置９０は、クランク角ＳＣに基づいて、クランク軸１２の単位時間当たりの回転数である機関回転速度ＮＥを算出する。制御装置９０は、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて、機関負荷率ＫＬを算出する。ここで、機関負荷率ＫＬとは、現在の機関回転速度ＮＥにおいてスロットルバルブ２２を全開とした状態で内燃機関１０を定常運転したときの気筒流入空気量に対する、現在の気筒流入空気量の比率を表している。なお、気筒流入空気量とは、吸気行程において各気筒１１に流入する吸気の量である。

制御装置９０は、吸気の充填効率や機関回転速度ＮＥなどの内燃機関１０の運転状態に基づいて、三元触媒２７の温度である触媒温度ＴＳＣを算出する。なお、吸気の充填効率とは、吸気通路２１から気筒１１に実際に導入される吸気の質量を、標準大気の状態で気筒１１に導入できる吸気の質量で除算した値である。また、制御装置９０は、吸気の充填効率や機関回転速度ＮＥなどの内燃機関１０の運転状態に基づいて、フィルタ２８の温度であるフィルタ温ＴＦを算出する。制御装置９０は、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ、及びフィルタ温ＴＦに基づいて、フィルタ２８における粒子状物質の堆積量であるＰＭ堆積量ＰＳを算出する。

制御装置９０は、粒子状物質によるフィルタ２８の詰まりを抑制するために、クランク軸１２を回転させつつ燃料噴射弁２３から気筒１１への燃料の供給を停止する燃料カット処理を実行する。この燃料カット処理が実行されると、酸素を含む空気が気筒１１からフィルタ２８へと供給される。その結果、フィルタ２８に堆積した粒子状物質が燃焼することによりフィルタ２８が再生される。

本実施形態において、燃料カット処理は、４つの気筒１１の全てへの燃料の供給を停止する全気筒燃料カット処理である。したがって、燃料カット処理の実行中において、燃焼トルクは、ゼロである。なお、以下では、気筒１１での燃料の燃焼により発生するトルクを正のトルク、その反対方向のトルクを負のトルクとして説明する。したがって、内燃機関１０の各部の摩擦に起因するフリクショントルクは、負のトルクである。

また、制御装置９０は、アイドルトルク未満のトルクを発生させる燃焼抑制処理を実行する。ここで、アイドルトルクは、内燃機関１０の各部の摩擦に起因するフリクショントルクに抗して、機関回転速度ＮＥを予め定められたアイドル回転速度で維持するのに必要な最小の燃焼トルクである。この燃焼抑制処理では、４つの気筒１１の全てに燃料を供給して各気筒１１で燃料を燃焼させるものの、供給する燃料の量を小さくすることにより、燃焼トルクをアイドルトルク未満にする。

なお、制御装置９０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成し得る。なお、制御装置９０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。

＜燃焼切り替え制御＞
次に、制御装置９０が行う燃焼切り替え制御について説明する。制御装置９０は、燃焼切り替え制御により、内燃機関１０の燃焼状態を３つのうちのいずれか１つに切り替える。３つの燃焼状態のうちの１つは、上述した燃料カット処理を実行している状態である。３つの燃焼状態のうちの１つは、上述した燃焼抑制処理を実行している状態である。３つの燃焼状態のうちの残り１つは、燃料カット処理及び燃焼抑制処理のいずれも実行していない通常の燃焼状態である。制御装置９０は、当該制御装置９０が動作を開始してから停止するまで、燃焼切り替え制御を繰り返し実行する。なお、制御装置９０が動作を開始した時点では、後述する制限フラグがＯＦＦになっている。

図２に示すように、制御装置９０は、燃焼切り替え制御を開始すると、ステップＳ１１の処理を進める。ステップＳ１１において、制御装置９０は、燃料カット処理を実行するための条件として予め定められている前提条件が成立しているか否かを判定する。ここで、燃料カット処理の前提条件とは、例えば、車速ＳＰが規定値以上という条件、アクセル操作量ＡＣＣが「０」という条件、及び機関回転速度ＮＥが予め定められた所定回転速度以上であるという条件の全てを満たすことである。燃料カット処理の前提条件が成立する状況の具体例としては、車両１００が下り坂などを走行している場合に、運転者がアクセルペダルから足を離したような状況である。また、この状況は、駆動輪６４からの走行エネルギーをクランク軸１２に作用させて内燃機関１０でのポンピングロスによって走行エネルギーを消費する、いわゆるエンジンブレーキを使用するような状況でもある。

ステップＳ１１において、制御装置９０が燃料カット処理の前提条件が成立していないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置９０は、処理をステップＳ４１に進める。なお、制御装置９０は、ステップＳ１１の処理を否定判定した場合、後述するステップＳ２１の第１規定期間Ａ１、ステップＳ２３の継続期間、及びステップＳ３２の制限期間をリセットする。また、制御装置９０は、ステップＳ１１の処理を否定判定した場合において制限フラグがＯＮになっている場合、制限フラグをＯＦＦにする。

ステップＳ４１において、制御装置９０は、通常の燃焼処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、通常の燃焼処理により、車両要求出力に基づいて、内燃機関１０を制御する。このとき、アイドル回転速度以上の機関回転速度ＮＥが要求されている場合には、燃焼トルクは、アイドルトルク以上になる。その後、制御装置９０は、今回の燃焼切り替え制御を終了し、処理を再びステップＳ１１に進める。

一方、ステップＳ１１において、制御装置９０が燃料カット処理の前提条件が成立していると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御装置９０は、処理をステップＳ１２に進める。

ステップＳ１２において、制御装置９０は、制限フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。ステップＳ１２において、制御装置９０は、制限フラグがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２１に進める。

ステップＳ２１において、制御装置９０は、ステップＳ２１の処理時点のフィルタ温ＴＦ及びＰＭ堆積量ＰＳに基づいて、第１規定期間Ａ１を算出する。制御装置９０は、フィルタ温ＴＦが高いほど、第１規定期間Ａ１を小さい値として算出する。また、制御装置９０は、ＰＭ堆積量ＰＳが多いほど、第１規定期間Ａ１を小さい値として算出する。第１規定期間Ａ１の一例は、数秒～十数秒程度である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２２に進める。なお、制御装置９０は、既に第１規定期間Ａ１が算出されている場合には、第１規定期間Ａ１を算出せずに、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、制御装置９０は、燃料カット処理を実行する。なお、制御装置９０は、既に燃料カット処理を実行している場合には、その燃料カット処理を継続して実行する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２３に進める。

ステップＳ２３において、制御装置９０は、燃料カット処理の継続期間が第１規定期間Ａ１以上であるか否かを判定する。ここで、燃料カットの継続期間とは、今回の燃料カット処理を開始してからステップＳ２３の処理時点までの期間である。ステップＳ２３において、制御装置９０は、燃料カット処理の継続期間が第１規定期間Ａ１未満であると判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、今回の燃焼切り替え制御を終了し、処理を再びステップＳ１１に進める。

一方、ステップＳ２３において、制御装置９０が燃料カット処理の継続期間が第１規定期間Ａ１以上であると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、制御装置９０は、処理をステップＳ２４に進める。また、制御装置９０は、ステップＳ２３の処理を肯定判定した場合、継続期間及び第１規定期間Ａ１をリセットする。ステップＳ２４において、制御装置９０は、制限フラグをＯＮにする。その後、制御装置９０は、今回の燃焼切り替え制御を終了し、処理を再びステップＳ１１に進める。

一方、ステップＳ１２において、制御装置９０は、制限フラグがＯＮであると判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理をステップＳ３１に進める。
ステップＳ３１において、制御装置９０は、燃焼抑制処理を実行する。なお、Ｓ３１を実行する状況は、燃料カット処理の前提条件が成立しているものの、既に燃料カット処理を第１規定期間Ａ１以上の期間に亘って実行した状況である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ３２に進める。

ステップＳ３２において、制御装置９０は、制限期間が予め定められた第２規定期間Ａ２以上であるか否かを判定する。ここで、制限期間とは、今回の燃焼抑制処理を開始してからステップＳ３２の処理時点までの期間である。第２規定期間Ａ２は、燃料カット処理により上昇したフィルタ温ＴＦを低下させるための期間として実験等により定められている。第２規定期間Ａ２の一例は、数秒～十数秒程度である。ステップＳ３２において、制御装置９０は、制限期間が第２規定期間Ａ２未満であると判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、今回の燃焼切り替え制御を終了し、処理を再びステップＳ１１に進める。

一方、ステップＳ３２において、制御装置９０は、制限期間が第２規定期間Ａ２以上であると判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３３に進める。また、制御装置９０は、ステップＳ３２の処理を肯定判定した場合、制限期間をリセットする。ステップＳ３３において、制御装置９０は、制限フラグをＯＦＦにする。その後、制御装置９０は、今回の燃焼切り替え制御を終了し、処理を再びステップＳ１１に進める。

＜失火判定制御＞
次に、制御装置９０が行う失火判定制御について説明する。制御装置９０は、失火判定制御により、内燃機関１０の各気筒１１での失火の有無を判定する。制御装置９０は、内燃機関１０を制御している場合において、４つの気筒１１のうち、予め定められた特定の気筒１１における圧縮行程の上死点を基準として、クランク軸１２が３０度回転する度に、失火判定制御を実行する。ここで、内燃機関１０を制御している場合とは、例えば、機関回転速度ＮＥが予め定められた所定回転速度以上であること、及び制御装置９０が点火装置２４を制御している場合であることの全ての条件を満たす場合である。なお、上述したように、内燃機関１０は、４つの気筒１１を備える４サイクルエンジンである。したがって、クランク軸１２が１８０度だけ回転する度に、４つの気筒１１のうち、いずれかの気筒１１が圧縮行程の上死点になる。

図３に示すように、制御装置９０は、失火判定制御を開始すると、ステップＳ５１の処理を進める。ステップＳ５１において、制御装置９０は、クランク角ＳＣに基づいて、クランク軸１２が３０度だけ回転するのに要した期間Ｔ３０を算出する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ５２に進める。

ステップＳ５２において、制御装置９０は、ステップＳ５１で算出した期間Ｔ３０を、期間Ｔ３０［０］として記憶する。また、制御装置９０は、過去に記憶していた期間Ｔ３０［０］を、期間Ｔ３０［１］として記憶する。同様に、制御装置９０は、過去に記憶していた期間Ｔ３０［ｍ］を、期間Ｔ３０［ｍ＋１］として記憶する。すなわち、期間Ｔ３０の後のカッコ内の変数が大きいほど、過去に算出した期間Ｔ３０である。また、期間Ｔ３０の後のカッコ内の変数が１つ大きい場合には、クランク軸１２の角度が３０度前のときに算出した期間Ｔ３０である。ステップＳ５２の後、制御装置９０は、処理をステップＳ６１に進める。

ステップＳ６１において、制御装置９０は、ステップＳ５１の処理時点が、４つの気筒１１のうち、いずれかの気筒１１について、圧縮行程の上死点を基準として１５０度だけ回転した時点であるか否かを判定する。本実施形態では、ステップＳ６１の処理で基準となる気筒１１が、失火の有無の判定対象となる気筒１１である。ステップＳ６１において、制御装置９０は、ステップＳ５１の処理時点が、４つの気筒１１のうち、いずれかの気筒１１について、圧縮行程の上死点を基準として１５０度だけ回転した時点でないと判定した場合（Ｓ６１：ＮＯ）、今回の失火判定制御を終了する。なお、この場合には、上述したように、制御装置９０は、クランク軸１２が再び３０度回転したときに、次の失火判定制御を実行する。

ステップＳ６１において、制御装置９０は、ステップＳ５１の処理時点が、４つの気筒１１のうち、いずれかの気筒１１について、圧縮行程の上死点を基準として１５０度だけ回転した時点であると判定した場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ６２に進める。

ステップＳ６２において、制御装置９０は、判定対象となる気筒１１の回転変動量ΔＴ３０を算出する。具体的には、制御装置９０は、期間Ｔ３０［０］から期間Ｔ３０［４］を減算した値を、回転変動量ΔＴ３０として算出する。ここで、期間Ｔ３０［４］は、判定対象となる気筒１１の圧縮行程の上死点から３０度だけ回転するのに要した期間である。そして、判定対象となる気筒１１において失火が生じていない場合には、期間Ｔ３０［４］が期間Ｔ３０［０］よりも大きくなる傾向がある。その結果、回転変動量ΔＴ３０は、負の値になる。一方、判定対象となる気筒１１において失火が生じている場合には、期間Ｔ３０［４］が期間Ｔ３０［０］よりも小さくなる傾向がある。その結果、回転変動量ΔＴ３０は、正の値になる。ステップＳ６２の後、制御装置９０は、処理をステップＳ６３に進める。

ステップＳ６３において、制御装置９０は、ステップＳ６２で算出した回転変動量ΔＴ３０を、回転変動量ΔＴ３０［０］として記憶する。また、制御装置９０は、過去に記憶していた回転変動量ΔＴ３０［０］を、回転変動量ΔＴ３０［１］として記憶する。同様に、制御装置９０は、過去に記憶していた回転変動量ΔＴ３０［ｍ］を、回転変動量ΔＴ３０［ｍ＋１］として記憶する。すなわち、回転変動量ΔＴ３０の後のカッコ内の変数が大きいほど、過去に算出した回転変動量ΔＴ３０である。また、回転変動量ΔＴ３０の後のカッコ内の変数が１つ大きい場合には、クランク軸１２の角度が１８０度前のときに算出した回転変動量ΔＴ３０である。ステップＳ６３の後、制御装置９０は、処理をステップＳ７１に進める。

ステップＳ７１において、制御装置９０は、制限フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。ステップＳ７１において、制御装置９０は、制限フラグがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ８１に進める。

ステップＳ８１において、制御装置９０は、予め定められた第１マップを参照して判定値Ｚを算出する。ここで、第１マップでは、機関負荷率ＫＬと判定値Ｚとが予め対応付けられている。第１マップを参照して算出される判定値Ｚは、機関負荷率ＫＬが大きいほど、大きな値となる。なお、判定値Ｚは、正の値として算出される。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ９１に進める。

一方、ステップＳ７１において、制御装置９０は、制限フラグがＯＮであると判定した場合（Ｓ７１：ＮＯ）、処理をステップＳ８２に進める。
ステップＳ８２において、制御装置９０は、予め定められた第２マップを参照して判定値Ｚを参照する。ここで、第２マップでは、機関負荷率ＫＬと判定値Ｚとが予め対応付けられている。第２マップを参照して算出される判定値Ｚは、機関負荷率ＫＬが大きいほど、大きな値となる。また、第２マップを参照して算出される判定値Ｚは、機関負荷率ＫＬが同じであれば、第１マップを参照して算出される判定値Ｚよりも小さくなる。ここで、ステップＳ８２の処理を実行している状況は、内燃機関１０において燃焼抑制処理を実行している状況である。そして、ステップＳ８１の処理を実行している状況は、内燃機関１０において燃焼抑制処理を実行していない状況である。したがって、制御装置９０は、燃焼抑制処理を実行している場合に、燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい判定値Ｚを用いる。なお、判定値Ｚは、正の値として算出される。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ９１に進める。

ステップＳ９１において、制御装置９０は、回転変動量ΔＴ３０［０］から回転変動量ΔＴ３０［４］を減算した値を、クランク変動量Ｘとして算出する。なお、回転変動量ΔＴ３０［４］は、判定対象となる気筒１１における１燃焼サイクル前の回転変動量ΔＴ３０である。すなわち、クランク変動量Ｘは、判定対象となる気筒１１について、１燃焼サイクル前の機関回転速度ＮＥと今回の機関回転速度ＮＥとの変動量を示す値である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ９２に進める。

ステップＳ９２において、制御装置９０は、クランク変動量Ｘが判定値Ｚ以上であるか否かを判定する。ステップＳ９２において、制御装置９０は、クランク変動量Ｘが判定値Ｚ未満であると判定した場合（Ｓ９２：ＮＯ）、処理をステップＳ９７に進める。

ステップＳ９７において、制御装置９０は、判定対象となる気筒１１について失火が生じていないと判定する。その後、制御装置９０は、今回の失火判定制御を終了する。なお、この場合には、上述したように、制御装置９０は、クランク軸１２が再び３０度回転したときに、次の失火判定制御を実行する。

一方、ステップＳ９２において、制御装置９０は、クランク変動量Ｘが判定値Ｚ以上であると判定した場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ９６に進める。
ステップＳ９６において、制御装置９０は、判定対象となる気筒１１について失火が生じたと判定する。その後、制御装置９０は、今回の失火判定制御を終了する。なお、この場合には、上述したように、制御装置９０は、クランク軸１２が再び３０度回転したときに、次の失火判定制御を実行する。本実施形態において、ステップＳ７１～ステップＳ９７の処理は、失火判定処理の一例である。

＜本実施形態の作用＞
上記実施形態において、機関回転速度ＮＥが予め定められた所定回転速度以上であることを条件に燃料カット処理が実行される。したがって、燃料カット処理を実行している状態では、負のトルクである内燃機関１０のフリクショントルクに抗して、クランク軸１２が回転し続ける。

その後、制限フラグがＯＮになると、気筒１１に対する燃料の供給を再開する。ここで、仮に、燃料供給の再開後、アイドルトルク以上の燃焼トルクが生じるように燃料の供給をしたとする。上述したとおり、このアイドルトルクは、フリクショントルクに抗してクランク軸１２をアイドル回転速度で回転させることのできる燃焼トルクである。したがって、クランク軸１２に対しては、燃料の燃焼に伴う正のトルクが付与されることになる。その結果、燃料供給の再開後に、クランク軸１２の正のトルクが急増することになる。

そこで、上記実施形態では、制限フラグがＯＮになると、燃焼抑制処理を実行する。すなわち、気筒１１に対する燃料の供給を再開するものの、燃焼トルクを、アイドルトルク未満にする。この燃焼抑制処理の実行中は、燃焼トルクとフリクショントルクとの合計が、ゼロ、又はゼロに近い値である。そのため、大きな正のトルクが付与されることは抑制される。その結果、燃料再開前後において、クランク軸１２のトルクが急変動することは抑制される。

その一方で、燃焼抑制処理の実行中は、供給される燃料が少ないことから、燃焼トルクも小さい。そのため、燃焼トルクの変動幅も小さくなる。つまり、仮に燃焼抑制処理の実行中に失火が生じても、失火が生じたときのクランク変動量Ｘが小さな値となる。

＜本実施形態の効果＞
（１）本実施形態では、失火判定処理において、燃焼抑制処理を実行している場合に、燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい判定値Ｚを用いる。すなわち、燃焼トルクが小さい燃焼抑制処理を実行している場合には、燃焼抑制処理を実行していない場合と同じ判定値Ｚを用いるときに比べて失火判定の感度が高くなる。これにより、燃焼抑制処理を実行していることに起因して、失火が生じたときのクランク変動量Ｘが小さくなったとしても、クランク変動量Ｘが判定値Ｚ以上であると判定されやすい。その結果、燃焼抑制処理を実行している場合の失火判定を適切に実行できる。

（２）本実施形態では、燃焼抑制処理を実行後、制限時間が第２規定期間Ａ２以上になった場合には、制限フラグをＯＦＦにする。つまり、本実施形態では、燃焼抑制処理を実行した後、フィルタ温ＴＦが低下すれば、再び燃料カット処理を実行可能である。したがって、燃料カット処理を実行する機会を過度に失うことがない。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態において、燃焼切り替え制御は変更してもよい。
例えば、ステップＳ２２における燃料カット処理は、全気筒燃料カット処理に限らない。具体例としては、ステップＳ２２における燃料カット処理は、４つの気筒１１のうち、１つ以上の気筒１１への燃料の供給を停止する一方で、残りの１つ以上の気筒１１へは燃料を供給する特定気筒燃料カット処理であってもよい。

・フィルタ温ＴＦを下げることを目的として燃焼抑制処理を行うのでないのであれば、燃焼抑制処理として特定気筒燃料カット処理を実行してもよい。このとき、４つの気筒１１のうち燃料の燃焼を継続している気筒１１で発生するトルクの合計がアイドルトルク未満であれば、燃焼抑制処理として成立する。

・上記実施形態において、失火判定制御は変更してもよい。
例えば、ステップＳ７１～ステップＳ８２の処理は変更してもよい。具体例としては、先ず、制御装置９０は、予め定められた第１マップを参照して判定値Ｚを算出する。そして、制御装置９０は、制限フラグがＯＮであると判定した場合に、算出した判定値Ｚを補正することにより、判定値Ｚを小さくしてもよい。このときの補正は、例えば、一定の値を減算する補正、１未満の正の値を乗算する補正が考えられる。すなわち、燃焼抑制処理を実行している場合に、燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい判定値Ｚを用いることができれば、その判定値Ｚを導き出すための態様は変更してもよい。

・上記実施形態において、クランク変動量Ｘを算出する構成は変更してもよい。
例えば、ステップＳ９１において、制御装置９０は、回転変動量ΔＴ３０［０］から回転変動量ΔＴ３０［２］を減算した値を、クランク変動量Ｘとして算出してもよい。なお、クランク軸１２等の製造誤差に起因した誤判定を抑制する観点では、今回の判定対象となる気筒１１の回転変動量ΔＴ３０［０］を基準として、クランク軸１２が３６０度だけ回転する度に算出される回転変動量ΔＴ３０を用いることが好ましい。

・また、例えば、制御装置９０は、クランク軸１２が３０度だけ回転するのに要した期間Ｔ３０に代えて、クランク軸１２が３０度だけ回転する際の回転速度を用いて、クランク変動量Ｘを算出してもよい。

・上記実施形態において、車両１００の構成は変更してもよい。
例えば、内燃機関１０は、３つ以下の気筒１１を備えてもよいし、６つ以上の気筒１１を備えてもよい。また、例えば、車両１００では、第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２を省略してもよい。

Ｘ…クランク変動量
Ｚ…判定値
１０…内燃機関
１１…気筒
１２…クランク軸
２１…吸気通路
２２…スロットルバルブ
２３…燃料噴射弁
２４…点火装置
２６…排気通路
２７…三元触媒
２８…フィルタ
４０…第１遊星ギア機構
５０…第２遊星ギア機構
６２…減速機構
６３…差動機構
６４…駆動輪
７１…第１モータジェネレータ
７２…第２モータジェネレータ
８１…エアフローメータ
８２…水温センサ
８３…吸気温センサ
８４…クランク角センサ
８５…アクセル操作量センサ
８６…車速センサ
９０…制御装置
１００…車両

Claims (1)

1. 内燃機関の気筒での燃料の燃焼により発生するトルクを燃焼トルクとし、前記内燃機関のクランク軸の回転速度を予め定められたアイドル回転速度で維持するのに必要な最小の前記燃焼トルクをアイドルトルクとしたとき、
   前記クランク軸の回転速度の変動量を示すクランク変動量を算出し、前記クランク変動量が判定値以上である場合に失火が生じたと判定する失火判定処理と、
   前記クランク軸を回転させつつ前記内燃機関の燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止する燃料カット処理後に、前記アイドルトルク未満の前記燃焼トルクを発生させる燃焼抑制処理と、
   を実行可能であり、
   前記失火判定処理では、前記燃焼抑制処理を実行している場合に、前記燃焼抑制処理を実行していない場合よりも小さい前記判定値を用いる
   内燃機関の制御装置。

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