JP5108719B2 - 内燃機関の失火判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置に関する。

従来、この種の内燃機関の失火判定装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸にダンパを介して接続されると共に駆動軸に接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続された第１のモータと、駆動軸に接続された第２のモータと、を備えるハイブリッド車に搭載され、エンジンの出力軸の回転変動に基づいてエンジンの失火を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンの回転数とトルクとからなる運転ポイントがダンパを含む後段の共振領域に属するときには、エンジンの出力軸の回転変動からダンパを含む後段の共振による影響成分を減じて得られる処理後回転数に基づいてエンジンの失火を判定することにより、エンジンの失火を精度よく判定している。
特開２００７−１７０２４７号公報

しかしながら、上述の内燃機関の失火判定装置では、走行している路面の状態によってはエンジンの失火を精度よく判定できない場合がある。エンジンやダンパ，遊星歯車機構，第１のモータ，第２のモータなどを含む駆動系が機械的に接続されているハイブリッド車では、路面状態に基づいて入力される不規則な外乱が駆動系を介してエンジンの出力軸に伝達されるため、路面状態によっては、外乱の影響によりエンジンの出力軸の回転変動がエンジンの失火を判定するための閾値より大きくなり、外乱の影響をエンジンの失火と誤判定する場合がある。このため、エンジンの出力軸の回転変動が路面状態によるものであるかエンジンの失火によるものであるかを切り分ける必要がある。

本発明の内燃機関の失火判定装置は、路面状態に応じて内燃機関の失火を精度よく判定することを主目的とする。

本発明の内燃機関の失火判定装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関の失火判定装置は、
複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸に連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記検出された駆動軸回転数を前記連結軸の回転数に換算することにより該連結軸の回転数である連結軸回転数を演算する連結軸回転数演算手段と、
前記検出された出力軸回転数と前記演算された連結軸回転数との差に基づいて前記ねじれ要素のねじれ角を演算するねじれ角演算手段と、
前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とに基づいて前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調しているか否かを判定する同調判定手段と、
前記設定された目標回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、前記同調判定手段により前記出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調していないと判定されたときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、前記同調判定手段により前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調していると判定されたときには前記内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関の失火判定装置では、内燃機関の目標回転数と検出された内燃機関の回転数である出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、駆動軸の回転数である駆動軸回転数から換算される連結軸の回転数である連結軸回転数と出力軸回転数とに基づいて演算されるねじれ要素のねじれ角の増減と出力軸回転数の増減とが同調しているか否かを判定し、出力軸回転数の増減とねじれ角の増減とが同調していないときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、出力軸回転数の増減とねじれ角の増減とが同調しているときには内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する。これは、内燃機関のいずれかの気筒の失火がねじれ要素のねじれ角の増減の要因となっているときには内燃機関の出力軸の回転数の増減に対して若干の遅れを伴うもののねじれ角の増減が同調して生じるが、路面状態に基づく外乱がねじれ要素のねじれ角の増減の要因となっているときには外乱に同調してねじれ角の増減が生じ、内燃機関の出力軸の回転数の増減とねじれ角の増減とが同調しないことに基づく。これにより、内燃機関の目標回転数と検出された内燃機関の回転数との回転数差が所定回転数差以上となった要因が路面状態に基づく外乱によるものか内燃機関のいずれかの気筒の失火によるものかを切り分けることができ、路面状態に応じて内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置は、
複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸に連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記検出された出力軸回転数と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて該検出された出力軸回転数の変動のタイミングが該検出された駆動軸回転数の変動のタイミングより早いか否かを判定するタイミング判定手段と、
前記設定された目標回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、前記タイミング判定手段により前記検出された出力軸回転数の変動のタイミングが前記検出された駆動軸回転数の変動のタイミングより遅いと判定されたときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、前記タイミング判定手段により前記検出された出力軸回転数の変動のタイミングが前記検出された駆動軸回転数の変動のタイミングより早いと判定されたときには前記内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置では、内燃機関の目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、内燃機関の出力軸の回転数である出力軸回転数の変動のタイミングが駆動軸の回転数である駆動軸回転数の変動のタイミングより早いか否かを判定し、出力軸回転数の変動のタイミングが駆動軸回転数の変動のタイミングより遅いときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、出力軸回転数の変動のタイミングが駆動軸回転数の変動のタイミングより早いときには内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する。これは、内燃機関のいずれかの気筒の失火が目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上となる要因のときには出力軸回転数の変動のタイミングが駆動軸回転数の変動のタイミングより早くなり、路面状態に基づく外乱が目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上となる要因のときには出力軸回転数の変動のタイミングが駆動軸回転数の変動のタイミングより遅くなること、即ち、要因側が先に変動することに基づく。これにより、内燃機関の目標回転数と検出された内燃機関の回転数との回転数差が所定回転数差以上となった要因が路面状態に基づく外乱によるものか内燃機関のいずれかの気筒の失火によるものかを切り分けることができ、路面状態に応じて内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

この第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置は、
複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸に連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記検出された駆動軸回転数を前記連結軸の回転数に換算することにより該連結軸の回転数である連結軸回転数を演算する連結軸回転数演算手段と、
前記検出された出力軸回転数の振幅が前記演算された連結軸回転数の振幅より大きいか否かを判定する振幅大小判定手段と、
前記設定された目標回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、前記振幅大小判定手段により前記検出された出力軸回転数の振幅が前記演算された連結軸回転数の振幅より小さいと判定されたときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、前記振幅大小判定手段により前記検出された出力軸回転数の振幅が前記演算された連結軸回転数の振幅より大きいと判定されたときには前記内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置では、内燃機関の目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、内燃機関の出力軸の回転数である出力軸回転数の振幅が駆動軸の回転数から換算される連結軸の回転数である連結軸回転数の振幅より大きいか否かを判定し、出力軸回転数の振幅が連結軸回転数の振幅より小さいときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、出力軸回転数の振幅が連結軸回転数の振幅より大きいときには内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する。これは、内燃機関のいずれかの気筒の失火が目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上となる要因のときには出力軸回転数の振幅の方が連結軸回転数の振幅より大きくなり、路面状態に基づく外乱が目標回転数と出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上となる要因のときには出力軸回転数の振幅の方が連結軸回転数の振幅より小さくなること、即ち、要因側の振幅の方が伝達される側の振幅より大きいことに基づく。これにより、内燃機関の目標回転数と検出された内燃機関の回転数との回転数差が所定回転数差以上となった要因が路面状態に基づく外乱によるものか内燃機関のいずれかの気筒の失火によるものかを切り分けることができ、路面状態に応じて内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例の内燃機関の失火判定装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、遊星歯車機構３０に接続されたリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関の失火判定装置としては、主として後述のエンジン用電子制御ユニット２４とクランクポジションセンサ１４０とモータ用電子制御ユニット４０と回転位置検出センサ４３，４４となどが該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な複数気筒（例えば６気筒や８気筒）の内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に気筒毎に設けられた燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置（クランク角ＣＡ）を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジション（クランク角ＣＡ）やエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、上述したクランクポジションセンサ１４０は、クランクシャフト２６と回転同期して回転するように取り付けられて１０度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に２つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト２６が１０度回転する毎に整形波を生じさせる。エンジンＥＣＵ２４では、このクランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数をエンジン２２の回転数Ｎｅとして計算している。

遊星歯車機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なうものとして構成されている。遊星歯車機構３０は、キャリア３４に接続されたキャリア軸３４ａにはダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。回転位置検出センサ４３，４４は、レゾルバにより構成されており、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいて所定時間毎（例えば５０μｓｅｃ毎や１００μｓｅｃ毎など）にモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。基本的には、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて走行する。

次に、こうして構成された実施例の内燃機関の失火判定装置の動作について説明する。図３は、実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２に対して設定された目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊やエンジン２２の回転数（以下、「エンジン回転数」という。）Ｎｅ，遊星歯車機構３０のキャリア３４の回転数（以下、「キャリア回転数」という。）Ｎｃなどの失火を判定するために必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、例えば、図示しない駆動制御ルーチンによりアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとにより設定される要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転することができる動作ラインとに基づいて設定されてハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信されたものを入力するものとすることができる。また、エンジン回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいて計算してＲＡＭ２４ｃに記憶したものを読み込むことにより入力するものとすることができる。さらに、キャリア回転数Ｎｃは、例えば、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて次式（１）を用いて演算したものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとすることができる。なお、式（１）中の「ρ」は遊星歯車機構３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）であり、「Ｇｒ」は減速機３５のギヤ比Ｇｒである。

Ｎｃ＝（Ｎｍ２・Ｇｒ＋ρ・Ｎｍ１）／（１＋ρ） （１）

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、良好な路面を走行しているときにエンジン２２のいずれかの気筒の失火により生じる目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差より若干小さな値として設定されるものであり、実験などにより定めることができる。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ未満であるときにはエンジン２２のいずれかの気筒に失火は生じていないと判断し、本ルーチンを終了する。

目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、単位時間当たりのエンジン回転数Ｎｅの変化としての回転変動ΔＮｅを演算し（ステップＳ１２０）、エンジン回転数Ｎｅからキャリア回転数Ｎｃを減じたものに２πを乗じ、これを積分してダンパ２８のねじれ角θを演算すると共に（ステップＳ１３０）、ねじれ角θの単位時間当たりの変化としてのねじれ角変動Δθを演算し（ステップＳ１４０）、演算した回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調しているか否かを判定する（ステップＳ１５０，Ｓ１６０）。ここで、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとの同調の判定は、例えば、回転変動ΔＮｅに対して若干の位相差をもってねじれ角変動Δθが生じているか否かを解析的に判定するものとしたり、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとの積が正の値である時間と負の値である時間とを演算し、正の値である時間と負である時間との差が閾値以上であるときに同調していると判定するものとしたり、などにより行なうことができる。

こうして回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調しているか否かを判定し、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調していると判定したときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了し（ステップＳ１７０）、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調していないと判定したときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了する（ステップＳ１８０）。ここで、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調しているときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調していないときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定することができるのは、これは、図４に示すように、エンジン２２のいずれかの気筒の失火がダンパ２８のねじれ角θの変動の要因となっているときには、エンジン回転数Ｎｅの変動に対して若干の遅れを伴うもののねじれ角θの変動が同調して生じ、その後にキャリア回転数Ｎｃの変動として現われ、図５に示すように、路面からの外乱がダンパ２８のねじれ角θの変動の要因となっているときにはキャリア回転数Ｎｃの変動に対してねじれ角θの変動が同調して生じ、その後にエンジン回転数Ｎｅの変動として現われることに基づく。図４，５中の矢印は変動伝達の方向を示す。

以上説明した実施例の内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、エンジン回転数Ｎｅの回転変動ΔＮｅとダンパ２８のねじれ角θの変動Δθとが同調しているか否かを判定し、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調しているときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調していないときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定することにより、路面状態に応じてエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているのを精度良く判定することができる。

ここで、実施例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、複数気筒のエンジン２２が「複数気筒の内燃機関」に相当し、ダンパ２８が「ねじれ要素」に相当し、遊星歯車機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。そして、クランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数をエンジン２２の回転数Ｎｅとして計算するエンジンＥＣＵ２４が「出力軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ軸３２ａの回転数）を計算するモータＥＣＵ４０が「駆動軸回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいてリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｃを演算するモータＥＣＵ４０が「連結軸回転数演算手段」に相当し、エンジン回転数Ｎｅからキャリア回転数Ｎｃを減じたものに２πを乗じ、これを積分してダンパ２８のねじれ角θを演算する図３の失火判定処理のステップＳ１３０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「ねじれ角演算手段」に相当し、エンジン回転数Ｎｅの変動ΔＮｅとねじれ角θの変動Δθとが同調しているか否かを判定する図３の失火判定処理のステップＳ１５０，Ｓ１６０を実行するエンジンＥＣＵ２４が「同調判定手段」に相当し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調しているときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、回転変動ΔＮｅとねじれ角変動Δθとが同調していないときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定する図３の失火判定処理のステップＳ１５０〜１８０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。

なお、実施例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係は、実施例の内燃機関の失火判定装置が課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例の内燃機関の失火判定装置は課題を解決するための手段の欄に記載した本発明の内燃機関の失火判定装置の具体的な一例に過ぎないものである。

第１参考例の内燃機関の失火判定装置は、図１，２を用いて説明した実施例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。重複した記載を回避するため、実施例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０をそのまま第１参考例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０として用いる。また、第１参考例の内燃機関を搭載するハイブリッド自動車２０も、基本的には、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて走行する。

次に、こうして構成された第１参考例の内燃機関の失火判定装置の動作について説明する。図６は、第１参考例のエンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２に対して設定された目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊やエンジン２２の回転数（以下、「エンジン回転数」という。）Ｎｅ，モータＭＧ１の回転数Ｎｍ２などの失火を判定するために必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、例えば、図示しない駆動制御ルーチンによりアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとにより設定される要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転することができる動作ラインとに基づいて設定されてハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信されたものを入力するものとすることができる。また、エンジン回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいて計算してＲＡＭ２４ｃに記憶したものを読み込むことにより入力するものとすることができる。さらに、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を計算するモータＥＣＵ４０から通信により入力することができる。なお、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は、減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じることにより駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとなる。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、良好な路面を走行しているときにエンジン２２のいずれかの気筒の失火により生じる目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差より若干小さな値として設定されるものであり、実験などにより定めることができる。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ未満であるときにはエンジン２２のいずれかの気筒に失火は生じていないと判断し、本ルーチンを終了する。

目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン回転数Ｎｅが変動を開始したタイミングとしてのエンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変動を開始したタイミングとしてのモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍとを求め（ステップＳ２２０）、求めたエンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅとモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍとのうちいずれが先であるか否かを判定し（ステップＳ２３０）、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより先のときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了し（ステップＳ２４０）、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより後のときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了する（ステップＳ２５０）。エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅとモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍ（駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒの変動開始時刻）との先後関係により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になった要因をエンジン２２のいずれかの気筒の失火によるものか路面からの外乱によるものかを判定することができるのは、図７に示すように、エンジン２２のいずれかの気筒の失火が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときにはエンジン回転数Ｎｅの変動のタイミングがモータ回転数Ｎｍ２の変動（リングギヤ軸３２ａの回転数の変動）のタイミングより早くなり、図８に示すように路面からの外乱が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときにはエンジン回転数Ｎｅの変動のタイミングがモータ回転数Ｎｍ２の変動（リングギヤ軸３２ａの回転数の変動）のタイミングより遅くなること、即ち、要因側が先に変動することに基づく。

以上説明した第１参考例の内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、エンジン回転数Ｎｅが変動を開始したエンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｃ）が変動を開始したタイミングとしてのモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍとのうちいずれが早いかを判定し、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより先のときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより後のときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定することにより、路面状態に応じてエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているのを精度良く判定することができる。

ここで、第１参考例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係について説明する。第１参考例では、複数気筒のエンジン２２が「複数気筒の内燃機関」に相当し、ダンパ２８が「ねじれ要素」に相当し、遊星歯車機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。そして、クランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数をエンジン２２の回転数Ｎｅとして計算するエンジンＥＣＵ２４が「出力軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ軸３２ａの回転数）を計算するモータＥＣＵ４０が「駆動軸回転数検出手段」に相当し、エンジン回転数Ｎｅが変動を開始したタイミングとしてのエンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅとモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が変動を開始したタイミングとしてのモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍとのうちいずれが先であるか否かを判定する図６の失火判定処理のステップＳ２２０，Ｓ２３０の処理を実行するしエンジンＥＣＵ２４が「タイミング判定手段」に相当し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより先のときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、エンジン回転数変動開始時刻ＴＮｅの方がモータ回転数変動開始時刻ＴＮｍより後のときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定する図６の失火判定処理のステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。

なお、第１参考例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係は、第１参考例の内燃機関の失火判定装置が課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、第１参考例の内燃機関の失火判定装置は課題を解決するための手段の欄に記載した第１の参考例としての内燃機関の失火判定装置の具体的な一例に過ぎないものである。

第２参考例の内燃機関の失火判定装置は、図１，２を用いて説明した実施例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。重複した記載を回避するため、実施例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０をそのまま第２参考例の内燃機関の失火判定装置を搭載するハイブリッド自動車２０として用いる。また、第２参考例の内燃機関を搭載するハイブリッド自動車２０も、基本的には、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、運転者のアクセルペダル８３の操作に応じて走行する。

次に、こうして構成された第２参考例の内燃機関の失火判定装置の動作について説明する。図９は、第２参考例のエンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２に対して設定された目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊やエンジン２２の回転数（以下、「エンジン回転数」という。）Ｎｅ，遊星歯車機構３０のキャリア３４の回転数（以下、「キャリア回転数」という。）Ｎｃなどの失火を判定するために必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊は、例えば、図示しない駆動制御ルーチンによりアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとにより設定される要求トルクＴｒ＊とエンジン２２を効率よく運転することができる動作ラインとに基づいて設定されてハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に送信されたものを入力するものとすることができる。また、エンジン回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいて計算してＲＡＭ２４ｃに記憶したものを読み込むことにより入力するものとすることができる。さらに、キャリア回転数Ｎｃは、例えば、モータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて上述の式（１）を用いて演算したものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとすることができる。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、良好な路面を走行しているときにエンジン２２のいずれかの気筒の失火により生じる目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差より若干小さな値として設定されるものであり、実験などにより定めることができる。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ未満であるときにはエンジン２２のいずれかの気筒に失火は生じていないと判断し、本ルーチンを終了する。

目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときには、エンジン回転数Ｎｅの変動幅である振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの変動幅である振幅ＰＮｃとを求め（ステップＳ３２０）、求めたエンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃとの大きさを比較し（ステップＳ３３０）、エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより大きいときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了し（ステップＳ３４０）、エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより小さいときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定して本ルーチンを終了する（ステップＳ３５０）。エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃとの大小関係により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になった要因をエンジン２２のいずれかの気筒の失火によるものか路面からの外乱によるものかを判定することができるのは、図１０に示すように、エンジン２２のいずれかの気筒の失火が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときにはエンジン回転数Ｎｅの振幅の方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより大きくなり、図１１に示すように路面からの外乱が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときにはエンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより小さくなること、即ち、要因側が振幅の方が大きいことに基づく。

以上説明した第２参考例の内燃機関の失火判定装置によれば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、エンジン回転数Ｎｅの変動幅である振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの変動幅である振幅ＰＮｃより大きいときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより小さいときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定することにより、路面状態に応じてエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているのを精度良く判定することができる。

ここで、第２参考例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係について説明する。第２参考例では、複数気筒のエンジン２２が「複数気筒の内燃機関」に相当し、ダンパ２８が「ねじれ要素」に相当し、遊星歯車機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、リングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力するのに必要なパワーとバッテリ５０を充放電する電力に必要なパワーと損失としてのパワーとの和のパワーをエンジン２２から出力すべき目標パワーとして設定し、エンジン２２の回転数とトルクとの関係としてエンジン２２を効率よく運転することができる関係を連続したラインにより表わした動作ライン上で設定した目標パワーを出力する運転ポイントとしての回転数とトルクとを目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊として設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動するようモータＥＣＵ４０によりインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。そして、クランクポジションセンサ１４０からの整形波に基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎の回転数をエンジン２２の回転数Ｎｅとして計算するエンジンＥＣＵ２４が「出力軸回転数検出手段」に相当し、回転位置検出センサ４４からの信号に基づいてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（リングギヤ軸３２ａの回転数）を計算するモータＥＣＵ４０が「駆動軸回転数検出手段」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいてリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｃを演算するモータＥＣＵ４０が「連結軸回転数演算手段」に相当し、エンジン回転数Ｎｅの変動幅である振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの変動幅である振幅ＰＮｃとのうちいずれが大きいかを判定する図９の失火判定処理のステップＳ３２０，Ｓ３３０の処理を実行するしエンジンＥＣＵ２４が「振幅大小判定手段」に相当し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上のときに、エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより大きいときにはエンジン２２のいずれかの気筒の失火により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定し、エンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅの方がキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃより小さいときには路面からの外乱により目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの差が閾値Ｎｒｅｆ以上になったと判定する図９の失火判定処理のステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。

なお、第２参考例の内燃機関の失火判定装置の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置の主要な要素との対応関係は、第２参考例の内燃機関の失火判定装置が課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、第２参考例の内燃機関の失火判定装置は課題を解決するための手段の欄に記載した第２の参考例としての内燃機関の失火判定装置の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関の失火判定装置の製造産業等に利用可能である。

本発明の実施例の内燃機関の燃焼状態判定装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 実施例の失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２のいずれかの気筒の失火がダンパ２８のねじれ角θの変動の要因となっているときのエンジン回転数Ｎｅの変動がねじれ角θの変動に伝達される様子の一例を示す説明図である。 路面からの外乱がダンパ２８のねじれ角θの変動の要因となっているときのキャリア回転数Ｎｃの変動がねじれ角θの変動に伝達される様子の一例を示す説明図である。 第１参考例の失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２のいずれかの気筒の失火が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときのエンジン回転数Ｎｅの変動のタイミングとモータ回転数Ｎｍ２の変動（リングギヤ軸３２ａの回転数の変動）のタイミングとの一例を示す説明図である。 路面からの外乱が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときのエンジン回転数Ｎｅの変動のタイミングとモータ回転数Ｎｍ２の変動（リングギヤ軸３２ａの回転数の変動）のタイミングとの一例を示す説明図である。 第２参考例の失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン２２のいずれかの気筒の失火が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときのエンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃとの一例を示す説明図である。 路面からの外乱が目標回転数Ｎｅ＊とエンジン回転数Ｎｅとの回転数差が閾値Ｎｒｅｆ以上となる要因のときのエンジン回転数Ｎｅの振幅ＰＮｅとキャリア回転数Ｎｃの振幅ＰＮｃとの一例を示す説明図である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 遊星歯車機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３４ａ キャリア軸、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１
シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸に連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、走行に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される前記内燃機関の目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
   前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
   前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
   前記検出された駆動軸回転数を前記連結軸の回転数に換算することにより該連結軸の回転数である連結軸回転数を演算する連結軸回転数演算手段と、
   前記検出された出力軸回転数と前記演算された連結軸回転数との差に基づいて前記ねじれ要素のねじれ角を演算するねじれ角演算手段と、
   前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とに基づいて前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調しているか否かを判定する同調判定手段と、
   前記設定された目標回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数差が所定回転数差以上であるときに、前記同調判定手段により前記出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調していないと判定されたときには路面状態に基づく外乱により回転数差が生じていると判定し、前記同調判定手段により前記検出された出力軸回転数の増減と前記演算されたねじれ角の増減とが同調していると判定されたときには前記内燃機関のいずれかの気筒の失火により回転数差が生じていると判定する失火判定手段と、
   を備える内燃機関の失火判定装置。

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