JP4577423B2 - 内燃機関の失火判定装置 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関の回転変動パターンが失火判定パターンに沿うものであるか否かによって失火の有無を判定し、失火が発生していると判定されなかった場合には、他の気筒の膨張行程時における回転速度の影響を排除して、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転速度のみによって失火が発生している可能性の有無を判断する。そして、失火が発生している可能性があると判断された場合には、失火判定対象気筒の膨張行程時における回転速度と他の気筒の膨張行程時における回転速度との比較によって失火の有無を判定するようにしている。これにより、他の気筒の膨張行程時において検出される回転速度が上記共振現象の影響を受けて正確に検出できない状況であっても、失火の誤判定が回避できるようにしている。
具体的に、本発明は、ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置を介して変速機に連結された内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたときに失火が生じている可能性があると判断し、内燃機関の回転変動パターンが失火発生時に特有のパターンであるか否かを判定することによって失火判定を行う内燃機関の失火判定装置を前提とする。この内燃機関の失火判定装置に対し、第1失火判定手段、特定パターン判定手段、第2失火判定手段を備えさせている。第1失火判定手段は、上記失火が生じている可能性があると判断された失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度と、この失火判定対象気筒以外の気筒が膨張行程にある時の機関回転速度との偏差によって回転変動量を求め、この回転変動量の変化パターンが、予め設定された第1の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第1の失火判定動作を行う。特定パターン判定手段は、上記第1失火判定手段による第1の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合、上記ロックアップクラッチがロックアップ状態にあって、失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度が予め設定された閾値よりも低速度であり且つ上記回転変動量が閾値を超える状況が連続的に発生しているか否かによって失火の有無を判定する特定パターン判定動作を行う。第2失火判定手段は、上記特定パターン判定手段による特定パターン判定動作において、失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度が予め設定された閾値よりも低速度であり且つ上記回転変動量が閾値を超える状況が連続的に発生していると判定された場合に、この失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度とこの失火判定対象気筒以外の気筒が膨張行程にある時の機関回転速度との偏差に基づいて失火の有無を判定する第2の失火判定動作を行う。そして、上記第1の失火判定パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された上記回転変動量が、その直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量および直後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量に比べて大きく、且つ失火判定対象気筒の2点火後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量が、上記失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された回転変動量と、ほぼその絶対値が同じであって、且つ正負が逆の値をとるパターンとなっている。
先ず、図1を参照して、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)の概略構成について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るエンジン1は、4気筒分(図1では1気筒分のみを示す)のシリンダボア2を有するシリンダブロック1aと、シリンダヘッド1bとを備えている。各シリンダボア2内には上下動可能に設けられたピストン3が備えられ、このピストン3が、コンロッド(コネクティングロッド)3aを介してエンジン1の出力軸であるクランクシャフト10に連結されている。そして、シリンダボア2の内部において、ピストン3とシリンダヘッド1bとにより囲まれた空間によって燃焼室4が区画形成されている。
次に、上記エンジン1からの回転動力が伝達され、且つ変速動作を行う自動変速機について説明する。図2は、上記エンジン1と自動変速機50との接続状態を示す概略構成図である。また、図3は、トルクコンバータ(流体式動力伝達装置)53の概略構成を示す図である。
上記油圧制御装置55は、トランスミッション制御装置45により制御される。つまり、このトランスミッション制御装置45による油圧制御装置55の制御により、変速機構部54における適宜の変速段つまり動力伝達経路を成立させるようになっている。
上述したロックアップクラッチ53fの係合状態、解放状態、半係合状態の切り換え動作は、例えば図5に示すようなロックアップクラッチ作動マップに従って行われる。このロックアップクラッチ作動マップは、車速Vおよびアクセル開度θTHをパラメータとし、それら車速Vおよびアクセル開度θTHに応じて、ロックアップクラッチ53fを、係合状態(ロックアップ状態)、解放状態(トルコン状態)、半係合状態(フレックスロックアップ状態:スリップ状態)の間で切り換えるためのマップであって、上記トランスミッション制御装置45のROM内に記憶されている。
次に、本実施形態の特徴部分であるエンジン1の失火判定のための構成(失火判定装置の構成)およびその動作について説明する。
上記回転変動量(eddtcrx)の算出手順について以下に説明する。
これにより、現在膨張行程中の気筒(第2番気筒♯2)の回転速度と、その直近の3回の膨張行程(第4番気筒♯4、第3番気筒♯3、第1番気筒♯1それぞれの膨張行程)での回転速度とによって、現在膨張行程中の気筒を対象とした回転変動量(eddtcrx)を求めることができる。
上記90°CA所要時間(edt)は、上述した如く、各気筒それぞれの膨張行程時におけるエンジン回転速度(所定クランク角度を回転するのに要する時間)であって、他の気筒の膨張行程時におけるエンジン回転速度の影響を受けることのない値として求められる。
次に、上述した回転変動量(eddtcrx)および90°CA所要時間(edt)を利用して行われる失火判定動作の手順の概略について説明する。尚、以下の説明で、「ロックアップクラッチ53fのロックアップ状態(係合状態)」とは「ロックアップクラッチ53fのフレックスロックアップ状態(半係合状態)」も含む概念とする。
次に、上述した失火判定のための各失火判定パターンについて説明する。
上記第1の失火判定パターンは、回転変動量(eddtcrx)の回転変動パターンを対象とするものであり、図8に示している回転変動量(eddtcrx)の回転変動パターンに相当する。つまり、この第1の失火判定パターンは、ロックアップクラッチ53fが非ロックアップ状態にある際に失火が発生した場合における回転変動量(eddtcrx)の回転変動パターン、または、ロックアップクラッチ53fがロックアップ状態にあり、エンジン1と自動変速機50との共振現象が生じることなしに失火が発生した場合における回転変動量(eddtcrx)の回転変動パターンに相当する。以下、具体的に説明する。
(b)ΔN1−2×Y≧ΔN1−3、且つ
(c)ΔN1−2×Z≧ΔN1−1
これら(a)〜(c)の論理積が満たされる(つまり、上記第1の失火判定パターンとなる)ことを条件として、回転変動量がΔN1−2である気筒(第2番気筒♯2)で失火が発生していると判断されることになる。ここで、上記各係数X,Y,Zは、それぞれ「1」未満の正の値として実験的または経験的に設定されている。
上記第2の失火判定パターンは、上記90°CA所要時間(edt)の変動パターンを対象とするものであり、図9に示している90°CA所要時間(edt)の変動パターンに相当する。つまり、この第2の失火判定パターンは、ロックアップクラッチ53fがロックアップ状態であり、エンジン1と自動変速機50との共振現象が生じている場合において、第2番気筒♯2で失火が発生している際の90°CA所要時間(edt)の変動パターンに相当する。以下、具体的に説明する。
NE2×γ≧NE1 …(3)
ここで、NE2は、第2番気筒♯2の膨張行程時における90°CA所要時間、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程時における90°CA所要時間である。また、NE3は、第4番気筒♯4の膨張行程時における90°CA所要時間、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒における90°CA所要時間である。また、NE1は、第1番気筒♯1の膨張行程時における90°CA所要時間、つまり、失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えていた気筒における90°CA所要時間である。更に、γは「1」未満の正の値として設定された係数であり、実験的または経験的に設定されている。
以下、本実施形態における失火判定処理の手順について、図10のフローチャートを参照して説明する。この図10に示す制御ルーチンは、上記エンジン制御装置40において、例えばクランクシャフト10の1回転毎または所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返して実行される。
上記実施形態では、上記回転変動量(eddtcrx)が所定の閾値(N1)を超えた場合に、失火が生じている可能性があると判断するようにし、この回転変動量(eddtcrx)としては、上記式(1)により算出するものとしていた。本変形例では、これに代えて、以下に説明する新たな回転変動量(edltmfh:以下、第2回転変動量と呼ぶ)を算出し、この値が閾値(N1)を超えた場合に、失火が生じている可能性があると判断するようにしている。この失火が生じている可能性があるか否かを判断するための第2回転変動量(edltmfh)が上記実施形態とは異なっており、その他の構成および失火判定動作は上記実施形態と略同一であるので、ここでは、この第2回転変動量(edltmfh)の算出動作についてのみ説明する。
このようにして第2回転変動量(edltmfh)を算出し、この第2回転変動量(edltmfh)が閾値(N1)を超えた場合に、失火が生じている可能性があると判断するようにした場合にも、エンジン1に失火が発生している可能性の有無を正確に判別することが可能である。
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態および変形例では、本発明を自動車用4気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、種々のエンジン(4気筒以外の例えば6気筒のエンジン、ディーゼルエンジン、自動車以外に搭載されるエンジン等)に対して適用できる。
・上記実施形態および変形例では、所定値N1をエンジン回転速度NEおよび吸気管内圧力PMに基づき算出するようにしたが、これに限られない。例えば、この所定値N1を、エンジン回転速度NEおよび吸気管内圧力PMの何れか一方に基づき算出したり、あるいは他のパラメータに基づき算出してもよい。また、吸気管内圧力PMに代えて吸入空気量を検出するシステムにあっては、この吸入空気量を代用しても勿論よい。他方、所定値N1を一定の値として設定するようにしてもよい。要は、失火の発生に伴う回転変動量ΔNEの変化を好適に監視できるのであれば、所定値N1をどのように算出、若しくは設定してもよい。
・上記実施形態および変形例では、各係数X〜Zをエンジン回転速度NEに基づき算出するようにしたが、これに限らず、例えば各係数X〜Zを吸気管内圧力PMや吸入空気量に基づいて算出したり、あるいは他のパラメータに基づき算出したりするようにしてもよい。また、各係数X〜Zを一定の値として設定するようにしてもよい。要は、失火判定パターンを好適なパターンとして設定できるのであれば、係数X〜Zをどのように算出、若しくは設定するようにしてもよい。
・上記実施形態では、検出カウンタ(1000revカウンタ)によって総検出回数を、失火カウンタ(総失火カウンタ41および気筒別失火カウンタ42)によって失火発生の検出回数をそれぞれカウントすることで、失火発生の検出頻度を求めるようにしたが、これら頻度の求め方も任意である。
・上記回転変動量としては上記式(1)または式(4)から算出するようにしたが、これに限られない。要は、失火発生に伴うエンジン回転速度の変動を把握することが可能な態様であれば、回転変動量の算出態様を適宜変更してもよい。
・また、上記実施形態では、有段式の自動変速機50が連結されたエンジン1に対して本発明を適用した場合について説明したが、ベルト式CVT(Continuously Variable Transmission)やトロイダル式CVT等の無段変速機が連結されたエンジン1に対しても本発明は適用可能である。
50 自動変速機
53 トルクコンバータ(流体式動力伝達装置)
53f ロックアップクラッチ
54 変速機構部
N1 閾値
♯1 第1気筒(1点火後気筒)
♯2 第2気筒(失火判定対象気筒)
♯4 第4気筒(1点火前気筒)
Claims (3)
- ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置を介して変速機に連結された内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたときに失火が生じている可能性があると判断し、内燃機関の回転変動パターンが失火発生時に特有のパターンであるか否かを判定することによって失火判定を行う内燃機関の失火判定装置において、
上記失火が生じている可能性があると判断された失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度と、この失火判定対象気筒以外の気筒が膨張行程にある時の機関回転速度との偏差によって回転変動量を求め、この回転変動量の変化パターンが、予め設定された第1の失火判定パターンに略沿っているか否かによって失火の有無を判定する第1の失火判定動作を行う第1失火判定手段と、
上記第1失火判定手段による第1の失火判定動作において失火有りと判断されなかった場合、上記ロックアップクラッチがロックアップ状態にあって、失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度が予め設定された閾値よりも低速度であり且つ上記回転変動量が閾値を超える状況が連続的に発生しているか否かによって失火の有無を判定する特定パターン判定動作を行う特定パターン判定手段と、
上記特定パターン判定手段による特定パターン判定動作において、失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度が予め設定された閾値よりも低速度であり且つ上記回転変動量が閾値を超える状況が連続的に発生していると判定された場合に、この失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度とこの失火判定対象気筒以外の気筒が膨張行程にある時の機関回転速度との偏差に基づいて失火の有無を判定する第2の失火判定動作を行う第2失火判定手段とを備えており、
上記第1の失火判定パターンは、失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された上記回転変動量が、その直前に膨張行程を迎えていた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量および直後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量に比べて大きく、且つ失火判定対象気筒の2点火後に膨張行程を迎えた気筒の膨張行程時に算出された回転変動量が、上記失火判定対象気筒の膨張行程時に算出された回転変動量と、ほぼその絶対値が同じであって、且つ正負が逆の値をとるパターンであることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。 - 上記請求項1記載の内燃機関の失火判定装置において、
上記第1の失火判定動作において失火有りと判定された場合、または、第2の失火判定動作において失火有りと判定された場合に、失火判定結果として失火有りを確定する一方、特定パターン判定動作において失火判定対象気筒が膨張行程にある時の機関回転速度が閾値よりも低速度ではないと判定された場合、または、第2の失火判定動作において失火無しと判定された場合に、失火判定結果として失火無しを確定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。 - 上記請求項1または2記載の内燃機関の失火判定装置において、
上記第2失火判定手段は、ロックアップクラッチがロックアップ状態にある場合において、内燃機関の回転変動量が所定の閾値を超えたことで失火が生じている可能性があると判断され且つ上記特定パターン判定動作において失火が生じている可能性があると判断された場合に、失火判定対象気筒の膨張行程の直前に膨張行程を迎えていた気筒および失火判定対象気筒の膨張行程の直後に膨張行程を迎えた気筒それぞれの膨張行程時における機関回転速度に対して、失火判定対象気筒の膨張行程時における機関回転速度が所定値以上低いか否かを判定し、失火判定対象気筒の膨張行程時における機関回転速度の方が所定値以上低い場合に、失火が発生していると判定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
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