JP7268663B2 - 内燃機関の失火検出装置 - Google Patents

内燃機関の失火検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7268663B2
JP7268663B2 JP2020160652A JP2020160652A JP7268663B2 JP 7268663 B2 JP7268663 B2 JP 7268663B2 JP 2020160652 A JP2020160652 A JP 2020160652A JP 2020160652 A JP2020160652 A JP 2020160652A JP 7268663 B2 JP7268663 B2 JP 7268663B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluctuation amount
angular interval
rotation fluctuation
rotation
misfire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020160652A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022053818A (ja
Inventor
仁己 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020160652A priority Critical patent/JP7268663B2/ja
Priority to US17/408,488 priority patent/US11359556B2/en
Priority to CN202111085490.6A priority patent/CN114251174B/zh
Publication of JP2022053818A publication Critical patent/JP2022053818A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7268663B2 publication Critical patent/JP7268663B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/083Safety, indicating, or supervising devices relating to maintenance, e.g. diagnostic device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002Output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015Engines misfires
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の失火検出装置に関する。
たとえば下記特許文献1には、圧縮上死点の出現間隔よりも小さい角度領域におけるクランク軸の回転速度である瞬時回転速度についての互いに異なる領域における値同士の差によって定まる回転変動量に基づき、失火の有無を判定する失火検出装置が記載されている。詳しくは、互いに360°CAだけ離間した回転変動量同士の差と閾値との差に基づき失火の有無を判定する。ここで、閾値との大小比較の対象を、対象となる回転変動量自体とする代わりに、回転変動量を360°CA前の回転変動量で減算した値とするのは、クランク角センサの製造ばらつき等の影響を抑制するためである(段落「0003」)。
特開2009-138663号公報
発明者は、内燃機関の軸トルクがゼロではないときにおいて、後処理装置の再生処理を実行すべく、一部の気筒のみ燃焼制御を停止し、残りの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチとして、排気中に未燃燃料および酸素を供給することを検討した。ただし、その場合、360°CA前の回転変動量が上記一部の気筒に対応する瞬時回転速度によって算出される場合には、失火の誤判定に繋がる。
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.複数の気筒を有した内燃機関に適用され、前記複数の気筒のうちの一部の気筒における混合気の燃焼制御を停止させる停止処理と、失火の有無の判定対象に関する回転変動量の大きさに基づき失火の有無を判定する判定処理と、を実行し、前記判定処理は、前記判定対象に関する前記回転変動量とは所定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさに基づき失火の有無を判定する処理を含んで且つ、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記所定角度間隔だけ離れた前記回転変動量との相対的な大きさによることなく前記判定対象に関する前記回転変動量の大きさに基づき前記失火の有無を判定する処理であり、前記所定角度間隔は、クランク軸の1回転の整数倍の角度間隔であり、前記回転変動量は、瞬時速度変数の変化量であり、前記瞬時速度変数は、圧縮上死点の出現間隔以下の回転角度領域をクランク軸が回転する際の速度を示す変数である内燃機関の失火検出装置である。
上記構成では、判定対象となる回転変動量と、クランク軸の1回転の整数倍である所定角度間隔だけ離間した回転変動量との相対的な大きさに基づき失火の有無を判定することにより、瞬時速度変数の算出に用いるクランク信号の公差等に起因した誤差を抑制できる。ただし、所定回転角度間隔だけ離間した回転変動量によって公差等に起因した誤差を抑制するうえでは、所定回転角度間隔だけ離間した気筒において燃焼が正常に行われている必要がある。
そこで、失火の判定対象との圧縮上死点の角度差が所定角度間隔となる気筒において停止処理がなされる場合、所定角度間隔だけ離間した回転変動量との相対的な大きさに基づくことなく、判定対象に関する回転変動量の大きさに基づき失火の有無を判定する。これにより、停止処理に起因した回転変動量の影響を抑制できることから、停止処理によって失火の判定精度が低下することを抑制できる。
2.前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象に関する前記回転変動量と判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含む上記1記載の内燃機関の失火検出装置である。
上記構成では、判定対象に関する回転変動量と判定値との大小比較に基づき失火の有無を判定することから、停止処理に起因した回転変動量の影響を受けることなく失火の有無を判定できる。
3.前記停止処理を、前記内燃機関のトルクが所定値以上となることを条件に実行する上記2記載の内燃機関の失火検出装置である。
内燃機関のトルクが大きい場合には、小さい場合と比較すると、公差の影響による失火の判定精度の低下が小さい傾向にある。そのため、トルクが所定値以上であるときに停止処理が実行される場合、回転変動量と判定値との大小比較による失火の有無の判定精度が公差によって低下する度合いが小さい。そのため、停止処理の実行中に、回転変動量自体の大きさと判定値との直接的な大小比較によって失火の有無を判定したとしても、失火の有無の判定精度が低下することを好適に抑制できる。
4.前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含み、前記規定角度間隔は、圧縮上死点の出現間隔の整数倍であって且つクランク軸の1回転の整数倍とは異なる角度である上記1記載の内燃機関の失火検出装置である。
内燃機関におけるトルクの変動は、圧縮上死点の出現間隔を周期とする傾向がある。そのため、判定対象に関する回転変動量に対して圧縮上死点の出現間隔の整数倍だけずれた回転変動量は、判定対象に関する回転変動量と同様のトルク変動の周期を有した量となりうる。そのため、上記構成では、規定角度間隔だけ離間した回転変動量に対する判定対象に関する回転変動量の相対的な大きさと判定値との大小を比較することにより、停止処理の影響を抑制しつつ失火の有無を判定できる。
5.前記内燃機関の燃焼制御が停止されていて且つ前記クランク軸が回転しているときに、前記一部の気筒との圧縮上死点同士の角度間隔が前記所定角度間隔となる気筒に関する前記回転変動量と、該回転変動量とは前記規定角度間隔だけ離間した前記回転変動量との差を学習する学習処理を実行し、前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは前記規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと前記判定値との2つのうちの少なくとも1つを前記学習処理によって学習された前記差に応じて補正しつつ、該補正後の前記2つの値の大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含む上記4記載の内燃機関の失火検出装置である。
判定対象に関する回転変動量に対して圧縮上死点の出現間隔の整数倍だけずれた回転変動量であっても、クランク軸の1回転の整数倍とならない場合には、判定対象に関する回転変動量に含まれる公差等の影響と同一の影響が及ぼされる量とはならない。
そこで上記構成では、内燃機関の燃焼制御が停止されているときに、一部の気筒の圧縮上死点とは所定角度間隔だけ離間した回転変動量と、規定角度だけ離間した回転変動量との差を学習する学習処理を実行する。この学習処理の学習結果には、上記一対の回転変動量に及ぼされる公差等の影響の差が反映されている。そのため、学習された差に応じて判定対象に関する回転変動量と判定値との少なくとも1つを補正することにより、公差の影響を抑制しつつ失火の有無を判定できる。
6.前記所定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の角度間隔であり、前記規定角度間隔は、前記所定角度間隔よりも小さい上記4または5記載の内燃機関の失火検出装置。
上記構成では、規定角度間隔を所定角度間隔よりも小さくすることにより、判定対象に関する回転変動量との比較対象とする回転変動量を、判定対象に関する回転変動量と時期的に近い回転変動量とすることができる。そのため、クランク軸の回転速度の変化の低周波成分の影響が失火の判定に及ぶことを抑制できる。
7.前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含み、前記規定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の整数倍の角度間隔であって且つ前記所定角度間隔とは異なる角度間隔である上記1記載の内燃機関の失火検出装置である。
上記構成では、規定角度間隔をクランク軸の1回転の整数倍であって所定角度間隔とは異なる角度間隔とすることにより、判定対象に関する回転変動量との比較対象となる回転変動量を、停止処理の影響が抑制された量としつつも、判定対象に関する回転変動量と公差等の影響が同等の量とすることができる。
8.前記所定角度間隔は、前記クランク軸の2回転の角度間隔であり、前記規定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の角度間隔である上記7記載の内燃機関の失火検出装置である。
上記構成では、規定角度間隔を所定角度間隔よりも小さくすることにより、判定対象に関する回転変動量との比較対象とする回転変動量を、判定対象に関する回転変動量と時期的に近い回転変動量とすることができる。そのため、クランク軸の回転速度の変化の低周波成分の影響が失火の判定に及ぶことを抑制できる。
9.前記停止処理は、前記一部の気筒を変更する処理を含む上記8記載の内燃機関の失火検出装置である。
一部の気筒が変更される場合、1燃焼サイクル前には停止処理の対象となっていなかった気筒が停止処理の対象となることがある。その場合、所定角度間隔を1燃焼サイクルとする場合、停止処理の対象の変更に伴って、所定角度間隔だけ前の回転変動量を比較対象に採用することが不適切な状況が生じうる。その点、上記構成では、そうした場合に、比較対象となる回転変動量を、規定角度間隔だけ離間した回転変動量に変更することにより、比較対象とする回転変動量が停止処理に対応する回転変動量となることを抑制できる。
第1の実施形態にかかる駆動系およびその制御系を示す図。 同実施形態にかかるGPFの再生に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる失火の検出に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる点火の順序を示す流れ図。 第2の実施形態にかかる公差の学習に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる失火の検出に関する処理の手順を示す流れ図。 第7の実施形態にかかるGPFの再生に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる失火の検出に関する処理の手順を示す流れ図。
<第1の実施形態>
以下、第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、内燃機関10は、気筒#1~#4の4つの気筒を備える。内燃機関10の吸気通路12には、スロットルバルブ14が設けられている。吸気通路12の下流部分である吸気ポート12aには、吸気ポート12aに燃料を噴射するポート噴射弁16が設けられている。吸気通路12に吸入された空気やポート噴射弁16から噴射された燃料は、吸気バルブ18の開弁に伴って、燃焼室20に流入する。燃焼室20には、筒内噴射弁22から燃料が噴射される。また、燃焼室20内の空気と燃料との混合気は、点火プラグ24の火花放電に伴って燃焼に供される。そのときに生成される燃焼エネルギは、クランク軸26の回転エネルギに変換される。
燃焼室20において燃焼に供された混合気は、排気バルブ28の開弁に伴って、排気として排気通路30に排出される。排気通路30には、酸素吸蔵能力を有した三元触媒32と、ガソリンパティキュレートフィルタ(GPF34)とが設けられている。なお、本実施形態にかかるGPF34は、PMを捕集するフィルタに三元触媒が担持されたものを想定している。
クランク軸26には、歯部42が設けられたクランクロータ40が結合されている。歯部42は、クランク軸26の複数の回転角度のそれぞれを示す。クランクロータ40には、基本的には、10°CA間隔で歯部42が設けられているものの、隣接する歯部42間の間隔が30°CAとなる箇所である欠け歯部44が1箇所設けられている。これは、クランク軸26の基準となる回転角度を示すためのものである。
クランク軸26は、動力分割装置を構成する遊星歯車機構50のキャリアCに機械的に連結されている。遊星歯車機構50のサンギアSには、第1モータジェネレータ52の回転軸52aが機械的に連結されている。また、遊星歯車機構50のリングギアRには、第2モータジェネレータ54の回転軸54aと駆動輪60とが機械的に連結されている。第1モータジェネレータ52の端子には、インバータ56によって交流電圧が印加される。また、第2モータジェネレータ54の端子には、インバータ58によって交流電圧が印加される。
制御装置70は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量としてのトルクや排気成分比率等を制御するために、スロットルバルブ14、ポート噴射弁16、筒内噴射弁22、および点火プラグ24等の内燃機関10の操作部を操作する。また、制御装置70は、第1モータジェネレータ52を制御対象とし、その制御量である回転速度を制御すべく、インバータ56を操作する。また、制御装置70は、第2モータジェネレータ54を制御対象とし、その制御量であるトルクを制御すべくインバータ58を操作する。図1には、スロットルバルブ14、ポート噴射弁16、筒内噴射弁22、点火プラグ24、およびインバータ56,58のそれぞれの操作信号MS1~MS6を記載している。制御装置70は、内燃機関10の制御量を制御するために、エアフローメータ80によって検出される吸入空気量Ga、クランク角センサ82の出力信号Scr、水温センサ86によって検出される水温THW、および排気圧センサ88によって検出されるGPF34に流入する排気の圧力Pexを参照する。また、制御装置70は、第1モータジェネレータ52や第2モータジェネレータ54の制御量を制御するために、第1モータジェネレータ52の回転角を検知する第1回転角センサ90の出力信号Sm1、および第2モータジェネレータ54の回転角を検知する第2回転角センサ92の出力信号Sm2を参照する。
制御装置70は、CPU72、ROM74、記憶装置75、および周辺回路76を備えており、それらが通信線78によって通信可能とされている。ここで、周辺回路76は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。制御装置70は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72が実行することにより制御量を制御する。
図2に、本実施形態にかかる制御装置70が実行する処理の手順を示す。図2に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。
図2に示す一連の処理において、CPU72は、まず、回転速度NE、充填効率ηおよび水温THWを取得する(S10)。回転速度NEは、CPU72により、出力信号Scrに基づき算出される。また、充填効率ηは、CPU72により、吸入空気量Gaおよび回転速度NEに基づき算出される。次にCPU72は、回転速度NE、充填効率ηおよび水温THWに基づき、GPF34に捕集されているPMの量である堆積量DPMの更新量ΔDPMを算出する(S12)。ここで、CPU72は、回転速度NE、充填効率ηおよび水温THWに基づき排気通路30に排出される排気中のPMの量を算出する。また、CPU72は、回転速度NEおよび充填効率ηに基づきGPF34の温度を算出する。そしてCPU72は、排気中のPMの量やGPF34の温度に基づき更新量ΔDPMを算出する。
次にCPU72は、堆積量DPMを、更新量ΔDPMに応じて更新する(S14)。次に、CPU72は、フラグFが「1」であるか否かを判定する(S16)。フラグFは、「1」である場合に、GPF34のPMを燃焼除去するための再生処理を実行していることを示し、「0」である場合にそうではないことを示す。CPU72は、「0」であると判定する場合(S16:NO)、堆積量DPMが再生実行値DPMH以上であるか否かを判定する(S18)。再生実行値DPMHは、GPF34が捕集したPM量が多くなっており、PMを除去することが望まれる値に設定されている。CPU72は、再生実行値DPMH以上であると判定する場合(S18:YES)、内燃機関10に対するトルクの指令値である機関トルク指令値Te*が所定値Teth以上であるか否かを判定する(S20)。この処理は、再生処理の実行が許可されるか否かを判定する処理である。
CPU72は、所定値Teth以上であると判定する場合(20:YES)、再生処理を実行し、フラグFに「1」を代入する(S22)。すなわち、CPU72は、気筒#1のポート噴射弁16および筒内噴射弁22からの燃料の噴射を停止し、気筒#2~#4の燃焼室20内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする。この処理は、排気通路30に酸素と未燃燃料とを排出し、GPF34の温度を上昇させてGPF34が捕集したPMを燃焼除去するための処理である。すなわち、排気通路30に酸素と未燃燃料を排出することにより、三元触媒32等において未燃燃料を燃焼させ排気の温度を上昇させ、ひいてはGPFの温度を上昇させることができる。また、GPF34に酸素を供給することによって、GPF34が捕集したPMを燃焼除去することができる。
一方、CPU72は、フラグFが「1」であると判定する場合(S16:YES)、堆積量DPMが停止用閾値DPML以下であるか否かを判定する(S24)。停止用閾値DPMLは、GPF34に捕集されているPMの量が十分に小さくなり、再生処理を停止させてもよい値に設定されている。CPU72は、停止用閾値DPML以下となる場合(S24:YES)、再生処理を停止し、フラグFに「0」を代入する(S26)。
なお、CPU72は、S22,S26の処理を完了する場合や、S18、S20,S24の処理において否定判定する場合には、図2に示す一連の処理を一旦終了する。
図3に、制御装置70が実行する別の処理の手順を示す。図3に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
図3に示す一連の処理において、CPU72は、まず、現在のクランク軸26の回転角度が、気筒#1~#4のいずれかの圧縮上死点を基準としてATDC30°CAであるか否かを判定する(S30)。CPU72は、ATDC30°CAであると判定する場合(S30:YES)、クランク軸26が圧縮上死点から30°CA回転するまでに要する時間T30[0]を取得する(S32)。次にCPU72は、ATDC120°CAとなるまで待機する(S34:NO)。そしてCPU72は、ATDC120°CAとなったと判定する場合(S34:YES)、クランク軸26がATDC90°CA~ATDC120°CAだけ回転するまでに要した時間T30[3]を取得する(S36)。なお、T30の後のカッコ内の数字は、30°CA進むごとに「1」だけ増加する変数である。そしてCPU72は、時間T30[3]から時間T30[0]を減算した値を、S30の処理によって圧縮上死点が検知された気筒に関する回転変動量ΔT30[0]に代入する(S38)。回転変動量ΔT30は、失火の有無の判定対象となる気筒において失火が生じていない場合に負の値となり、失火が生じている場合に正の値となる変数である。なお、CPU72は、回転変動量ΔT30[0]を記憶装置75に記憶させる。
次にCPU72は、再生処理の実行中であるか否かを判定する(S40)。CPU72は、再生処理の実行中であると判定する場合(S40:YES)、気筒#2,#3のATDCの期間であるか否かを判定する(S42)。そしてCPU72は、気筒#2,#3のATDCの期間であると判定する場合(S42:YES)やS40の処理において否定判定する場合には、360°CAだけ前の回転変動量ΔT30[2]を読み出す(S44)。回転変動量ΔT30[2]は、360°CAだけ前にS38の処理によって記憶装置75に記憶された値である。なお、本明細書においては、便宜上、回転変動量ΔT30の後のカッコ内の数字は、180°CAだけ過去に遡るごとに「1」だけ増加する変数とする。そしてCPU72は、回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[2]を減算した値が、判定値Δth1よりも大きいか否かを判定する(S46)。ここで、失火の有無の判定対象となる気筒で失火が生じていない場合には、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]とは同程度の量となることから、上記減算した値は、ゼロ程度の値となる。これに対し、失火の有無の判定対象となる気筒において失火が生じる場合には、上記減算した値は正の大きい値となる。判定値Δth1は、失火が生じた際に上記減算した値がとりうる値に設定されている。
ここで、回転変動量ΔT30[0]の大きさと判定値との大小を比較する代わりに、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]との相対的な大きさと判定値Δth1との大小を比較するのは、クランクロータ40の歯部42間の間隔の公差等の影響を除去するためである。すなわち、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]とは、360°CAだけずれた量であることから、それらの量を算出する際に参照された歯部42は同一となる。そのため、歯部42間の間隔に公差があったとしても、その影響は、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]とに同等に表れる。したがって、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]との相対的な大きさと判定値Δth1との大小を比較することにより、公差等の影響を抑制できる。
CPU72は、判定値Δth1を、回転速度NEおよび充填効率ηを入力として可変設定する(S46)。詳しくは、CPU72は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth1を小さい値に設定する。また、CPU72は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth1を大きい値に設定する。この処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、判定値Δth1を出力変数とするマップデータがROM74に予め記憶された状態で、CPU72により判定値Δth1をマップ演算することによって実現できる。
ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。また、マップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とするのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。
CPU72は、判定値Δth1よりも大きいと判定する場合(S46:YES)、カウンタCnをインクリメントする(S48)。カウンタCnは、気筒#1~#4のそれぞれに対応して各別のカウンタC1~C4からなるが、ここでは、それらを総括して「Cn」と記載している。CPU72は、S48の処理を完了する場合やS46の処理において否定判定する場合には、S46の処理を始めて実行したタイミングと後述のS58の処理の実行タイミングとのうちのいずれか遅い方のタイミングから所定期間が経過したか否かを判定する(S50)。そしてCPU72は、所定期間が経過したと判定する場合(S50:YES)、カウンタCnが閾値Cnth以上であるか否かを判定する(S52)。閾値Cnthは、検出対象となる気筒において連続的に失火が生じている場合に所定期間内に同気筒で失火が生じる回数に応じて設定されている。CPU72は、閾値Cnth以上であると判定する場合(S52:YES)、失火の検出対象となる気筒において連続的に失火が生じている旨判定する(S54)。そしてCPU72は、図1に示した警告灯100を操作することによって、ユーザにその旨を報知する報知処理を実行する(S56)。
これに対し、CPU72は、カウンタCnが閾値Cnth未満であると判定する場合(S52:NO)、カウンタCnを初期化する(S58)。
一方、CPU72は、S42の処理において否定判定する場合、気筒#4のATDCの期間であるか否かを判定する(S60)。この処理は、S38の処理によって算出した回転変動量ΔT30が、気筒#4に関する量であるか否かを判定する処理である。そして、CPU72は、気筒#4のATDCの期間であると判定する場合(S60:YES)、回転変動量ΔT30[0]が判定値Δよりも大きいか否かを判定する(S62)。すなわち、回転変動量ΔT30「0」が気筒#4に関する量である場合、その大きさと360°CA前の回転変動量ΔT30[2]との相対的な大きさを判定値Δth1と比較する代わりに、回転変動量ΔT30[0]と判定値Δとの大小を比較する。これは、360°CA前の回転変動量ΔT30[2]が、フューエルカット処理をしている気筒#1に関する量であるからである。
すなわち、図4に示すように、本実施形態では、気筒#1、気筒#3、気筒#4、気筒#2の順に圧縮上死点が出現する。そのため、気筒#4の圧縮上死点よりも360°CA前に圧縮上死点となる気筒は、気筒#1となる。気筒#1においては、フューエルカット処理がなされていることから、失火時と同等の回転変動量となる。したがって、気筒#4において失火が生じていない場合であっても、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[2]とは大きく異なる。
CPU72は、判定値Δを、回転速度NEおよび充填効率ηを入力として可変設定する。詳しくは、CPU72は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δを小さい値に設定する。また、CPU72は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δを大きい値に設定する。この処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、判定値Δを出力変数とするマップデータがROM74に予め記憶された状態で、CPU72により判定値Δをマップ演算することによって実現できる。
CPU72は、判定値Δよりも大きいと判定する場合(S62:YES)、S48の処理に移行する一方、判定値Δ以下であると判定する場合(S62:NO)、S50の処理に移行する。
なお、CPU72は、S56,S58の処理が完了する場合や、S30,S50,S60の処理において否定判定する場合には、図3に示した一連の処理を一旦終了する。ちなみに、S60の処理において否定判定する場合、回転変動量ΔT30[0]は、フューエルカット処理をしている気筒#1に関する量であることとなる。そのため、CPU72は、失火の有無の判定処理をしない。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
CPU72は、堆積量DPMが閾値DPMth以上となる場合、GPF34の再生処理を実行する。これにより、気筒#1の吸気行程において吸入された空気は、燃焼に供されることなく、気筒#1の排気行程において排気通路に流出する。また、気筒#2~#4の混合気は、理論空燃比よりもリッチとされることから、気筒#2~#4から排気通路30に排出された排気中には、未燃燃料が多量に含まれる。排気通路30に排出された酸素と未燃燃料とは、三元触媒32等で燃焼に供されることにより、GPF34の温度を上昇させる。また、排気通路30に流出した空気中の酸素は、GPF34においてPMを酸化させる。これにより、PMが燃焼して除去される。
CPU72は、再生処理を実行する場合、気筒#4に関する回転変動量ΔT30[0]と判定値Δとの大小比較に基づき、失火の有無を判定する。これにより、360°CA前の回転変動量ΔT30[2]が再生処理によって失火時と同等の回転変動量となっている場合であっても、その影響を受けることなく失火の有無を判定できる。
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
(1)CPU72は、機関トルク指令値Te*が所定値Teth以上であることを条件に再生処理を実行した。内燃機関10のトルクがある程度大きい場合、圧縮上死点間の出現間隔以下の周期を有したトルクの変動が大きくなることから、回転変動量ΔT30[0]の大きさに対する公差の影響が相対的に小さくなる。そのため、回転変動量ΔT30[0]の大きさを判定値Δと直接比較して失火の有無を判定しても、失火の有無を高精度に判定できる。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、気筒#4における失火の有無を判定する場合、180°CA前の回転変動量ΔT30[1]との相対的な大きさを判定値と比較する。ただし、その場合、回転変動量ΔT30[1]は、回転変動量ΔT30[0]とは公差の影響が異なることから、回転変動量ΔT30[1]と回転変動量ΔT30[0]との公差の影響の相違を学習する。
図5に、上記学習に関する処理の手順を示す。図5に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
図5に示す一連の処理において、CPU72は、まず内燃機関10の燃焼制御が停止されて且つ、第1モータジェネレータ52および第2モータジェネレータ54によってクランク軸26が連れまわされている、いわゆるモータリング中であるか否かを判定する(S60)。CPU72は、モータリング中であると判定する場合(S60:YES)、第2モータジェネレータ54の回転軸54aの回転速度Nm2の指令値である第2速度指令値Nm2*の単位時間当たりの変化量ΔNm2*の絶対値が閾値ΔNm2th以下であるか否かを判定する(S62)。閾値ΔNm2thは、クランク軸26の回転速度の低周波成分の変化が無視できる値に設定されている。ここで、低周波成分とは、1回転以上の周波数のこととする。
CPU72は、閾値ΔNm2th以下であると判定する場合(S62:YES)、S64~S72の処理において、S30~S38の処理と同様の処理を実行する。次にCPU72は、気筒#4のATDCの期間であるか否かを判定する(S74)。そして、CPU72は、気筒#4のATDCの期間であると判定する場合(S74:YES)、回転変動量ΔT30[0]から180°CAだけ前の回転変動量ΔT30[1]を減算した値の指数移動平均処理によって、学習値ΔLを更新する(S76)。すなわち、CPU72は、減算した値に係数「1-α」を乗算した値と、学習値ΔLに係数「α」を乗算した値との和を学習値ΔLに代入する。そしてCPU72は、学習値ΔLを記憶装置75に記憶させる(S78)。
なお、CPU72は、S78の処理を完了する場合や、S60,S62,S64,S74の処理において否定判定する場合には、図5に示した一連の処理を一旦終了する。
図6に、本実施形態にかかる失火に関する処理の手順を示す。図6に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図6において、図3に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与する。
図6に示す処理において、CPU72は、S60の処理において肯定判定する場合(S60:YES)、180°CA前の回転変動量ΔT30[1]を読み出す(S80)。回転変動量ΔT30[1]は、気筒#3に関する回転変動量である。そして、CPU72は、失火の判定対象に関する回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[1]を減算した値が、判定値Δth2に学習値ΔLを加算した値よりも大きいか否かを判定する処理である(S62a)。ここで、回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[1]を減算した値は、モータリング中において、学習値ΔL程度の量となる。そのため、判定値Δth2に学習値ΔLを加算することにより、公差等の影響を反映するために補正された判定値Δth2と、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[1]との相対的な大きさとの大小比較をすることができる。
ここで、判定値Δth2は、公差等がない前提で失火が生じる場合に、回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[1]を減算した値に設定されている。なお、本実施形態において、判定値Δth2は、判定値Δth1とは別に適合されている。これは、内燃機関10の気筒の幾何学的な配置等に起因したフリクション等の相違によって、互いに360°CAだけ離間した回転変動量同士の差と、互いに180°CAだけ離間した回転変動量同士の差とが必ずしも同じとならないことに鑑みた設定である。
CPU72は、判定値Δth2を、回転速度NEおよび充填効率ηを入力として可変設定する。詳しくは、CPU72は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth2を小さい値に設定する。また、CPU72は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth2を大きい値に設定する。この処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、判定値Δth2を出力変数とするマップデータがROM74に予め記憶された状態で、CPU72により判定値Δth2をマップ演算することによって実現できる。
CPU72は、S62aの処理において肯定判定する場合、S48の処理に移行する一方、S62aの処理において否定判定する場合、S50の処理に移行する。
このように本実施形態では、学習値ΔLを用いることによって、公差の影響を抑制しつつ、失火の有無を判定できる。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、再生処理において、1燃焼サイクル毎に、フューエルカットする気筒を変更する。
図7に、再生処理に関する処理の手順を示す。図7に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば1燃焼サイクル周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図7において、図2に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与する。
図7に示す一連の処理において、CPU72は、S20の処理において肯定判定する場合、変数iを「1~4」のいずれかとして、気筒#iにおいてフューエルカット処理を実行し、残りの気筒#jにおいて空燃比を理論空燃比よりもリッチとすることにより再生処理を実行する(S22a)。そしてCPU72は、変数iを変更する(S90)。なお、CPU72は、S90の処理を完了する場合、図7に示す一連の処理を一旦終了する。
この場合、1気筒の連続的な失火の判定処理において、S60の処理を、気筒#4のATDCの期間であるか否かの判定処理に代えて、気筒#iから360°CA後の気筒のATDCの期間であるか否かの判定処理とする。また、S42の処理を、気筒#2,#3のATDCの期間であるか否かの判定処理に代えて、気筒#iと、気筒#iから360°CA後の気筒との2つの気筒以外の気筒のATDCの期間であるか否かを判定する処理とする。
さらに、本実施形態では、所定期間内に様々な気筒で失火が生じる回数が大きくなるランダム失火の判定処理を以下のようにして実行する。
図8に、ランダム失火の判定に関する処理の手順を示す。図8に示す処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図8において、図3に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与する。
図8に示す一連の処理において、CPU72は、S40の処理において肯定判定する場合、フューエルカット気筒である、気筒#iのATDCの期間であるか否かを判定する(S100)。CPU72は、気筒#iのATDCの期間ではないと判定する場合(S100:NO)、720°CA前が、フューエルカット気筒であるか否かを判定する(S102)。CPU72は、720°CA前がフューエルカット気筒ではないと判定する場合(S102:NO)、720°CA前の回転変動量ΔT30[4]を読み出す(S104)。そして、CPU72は、判定対象に関する回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[4]を減算した値が判定値Δth3よりも大きいか否かを判定する(S46b)。
ここで、回転変動量ΔT30「0」の大きさと判定値との大小を比較する代わりに、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[4]との相対的な大きさと判定値Δth3との大小を比較するのは、クランクロータ40の歯部42間の間隔の公差等の影響を除去するためである。すなわち、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[4]とは、720°CAだけずれた量であることから、それらの量を算出する際に参照された歯部42は同一となる。そのため、歯部42間の間隔に公差があったとしても、その影響は、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[4]とに同等に表れる。したがって、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[4]との相対的な大きさと判定値Δth2との大小を比較することにより、公差等の影響を抑制できる。なお、回転変動量ΔT30[2]を用いることなく回転変動量ΔT30[4]を用いるのは、気筒#1~#4の幾何学的な配置の相違等に鑑みると、内燃機関10のトルク変動の周期は、1燃焼サイクルとするのが正確であることによる。ちなみに、回転変動量ΔT30[0]と回転変動量ΔT30[4]とは、失火の判定対象となる気筒が同じであることから、本実施形態では、1気筒連続失火の検出においては、回転変動量ΔT30[0]との比較対象として、回転変動量ΔT30[4]を用いる代わりに、回転変動量ΔT30[2]を用いている。
CPU72は、判定値Δth3を、回転速度NEおよび充填効率ηを入力として可変設定する。詳しくは、CPU72は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth3を小さい値に設定する。また、CPU72は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth3を大きい値に設定する。この処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、判定値Δth3を出力変数とするマップデータがROM74に予め記憶された状態で、CPU72により判定値Δth3をマップ演算することによって実現できる。
一方、CPU72は、720°CA前がフューエルカット気筒であると判定する場合(S102:YES)、360°CA前の回転変動量ΔT30[2]を読み出す(S106)。そしてCPU72は、回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[2]を減算した値が、判定値Δth4よりも大きいか否かを判定する(S62b)。すなわち、回転変動量ΔT30[4]がフューエルカット気筒に関する回転変動量である場合、回転変動量ΔT30[4]に代えて回転変動量ΔT30[2]を用いる。
CPU72は、判定値Δth4を、回転速度NEおよび充填効率ηを入力として可変設定する。詳しくは、CPU72は、回転速度NEが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth4を小さい値に設定する。また、CPU72は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも判定値Δth4を大きい値に設定する。この処理は、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、判定値Δth4を出力変数とするマップデータがROM74に予め記憶された状態で、CPU72により判定値Δth4をマップ演算することによって実現できる。
なお、CPU72は、S46b,S62bの処理において肯定判定する場合には、S48の処理に移行する一方、S46b,S62bの処理において否定判定する場合には、S50の処理に移行する。
そして、CPU72は、所定期間が経過したと判定する場合(S50:YES)、カウンタCが閾値Cth以上であるか否かを判定する(S52b)。そして、CPU72は、所定値以上であると判定する場合、ランダムな失火が高い頻度で生じている旨判定し(S54b)、S56の処理に移行する。これに対し、CPU72は、閾値Cth未満であると判定する場合(S52:NO)、カウンタCを初期化し(S58b)、図8に示す一連の処理を一旦終了する。
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]停止処理は、S22,S22aの処理に対応する。判定処理は、図3のS46~S54,S58,S62の処理や、図6のS46~S54,S58,S62aの処理、図8のS46b,S48~S50,S52b,S54b,S58b,S62bの処理の処理に対応する。所定角度間隔は、図3、図6の処理においては、360°CAに対応し、図8の処理においては、720°CAに対応する。瞬時速度変数は、時間T30に対応し、回転変動量は、回転変動量ΔT30に対応する。[2]図3の処理に対応する。[3]S20の処理に対応する。[4,5]学習処理は、S76の処理に対応する。規定角度間隔は、180°CAに対応する。判定処理は、図6の処理に対応する。[6,7]図8の処理に対応する。[8]S22a,S90の処理に対応する。
<その他の実施形態>
なお、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。本実施形態および以下の変更例は、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。
「瞬時速度変数について」
・上記実施形態では、圧縮上死点間の間隔以下のクランク角度領域におけるクランク軸26の回転速度を示す変数である瞬時速度変数を定義するクランク角度領域を30°CAとしたが、これに限らない。たとえば、10°CAであってもよく、またたとえば圧縮上死点間の間隔自体であってもよい。
・瞬時速度変数としては、時間の次元を有する量に限らず、たとえば速度の次元を有する量であってもよい。
「回転変動量について」
・上記実施形態では、回転変動量ΔT30を、90°CA離間した瞬時速度変数同士の差としたが、これに限らない。たとえば、60°CA離間した瞬時速度変数同士の差としてもよい。
・回転変動量としては、瞬時速度変数同士の差に限らず、瞬時速度変数同士の比であってもよい。
「所定角度間隔について」
・図3,6の処理では、再生処理がなされていない場合、回転変動量ΔT30を用いた失火の有無の判定処理から公差の影響を抑制すべく、対象となる回転変動量ΔT30から360°CA前の回転変動量ΔT30を減算したが、これに限らない。たとえば、1080°CA前の回転変動量ΔT30を減算してもよい。
・図8の処理では、再生処理がなされていない場合、回転変動量ΔT30を用いた失火の有無の判定処理から公差の影響を抑制すべく、対象となる回転変動量ΔT30から720°CA前の回転変動量ΔT30を減算したが、これに限らない。たとえば、1440°CA前の回転変動量ΔT30を減算してもよい。またたとえば、360°CA前の回転変動量ΔT30を減算してもよい。換言すれば、ランダム失火の検出において、回転変動量ΔT30の公差等の影響を除く手法としては、1燃焼サイクルの整数倍の回転変動量ΔT30を減算することは必須ではない。なお、この場合、ランダム失火の検出において、図3,6に準じた処理を実行すればよい。
「規定角度間隔について」
・図6のS62aの処理では、回転変動量ΔT30[0]との相対的な大きさの比較対象となる量を、180°CA前の回転変動量ΔT30[1]としたが、これに限らない。たとえば、480°CA前の回転変動量ΔT30[3]としてもよい。またたとえば、1080°CA前の回転変動量ΔT30[6]等としてもよい。その場合、学習値ΔLによる補正を行わなくてよい。
・図8のS62bの処理では、回転変動量ΔT30[0]との相対的な大きさの比較対象となる量を、360°CA前の回転変動量ΔT30[2]としたが、これに限らない。たとえば、1080°CA前の回転変動量ΔT30[6]としてもよい。またたとえば、180°CA前の回転変動量ΔT30[1]や480°CA前の回転変動量ΔT30[3]としてもよい。ただし、その場合、判定値Δth4を学習値ΔLで補正する。
「学習処理について」
・上記実施形態では、回転変動量ΔT30の指数移動平均処理によって学習値ΔLを算出したが、これに限らない。たとえば単純移動平均処理値を学習値ΔLとしてもよい。もっとも移動平均処理を施すことも必須ではなく、たとえば、S72の処理によって算出された最新の回転変動量ΔT30を学習値ΔLとしてもよい。
「失火の判定結果から公差を除く手法について」
・上記実施形態では、判定対象となる回転変動量ΔT30から360°CA前の回転変動量ΔT30を減算するなど、判定対象となる回転変動量ΔT30と、同判定対象となる回転変動量ΔT30とは異なる回転変動量ΔT30を減算する処理を例示したが、これに限らない。たとえば、判定対象となる回転変動量ΔT30と、同判定対象となる回転変動量ΔT30とは異なる回転変動量ΔT30との比を用いてもよい。
「判定値について」
・上記実施形態では、判定値Δth1,Δth2,Δを、回転速度NEおよび充填効率ηに基づき可変設定したが、これに限らない。たとえば内燃機関10の負荷を示す変数として、充填効率ηに代えてアクセル操作量を用いてもよい。また、回転速度NEおよび負荷を示す変数の双方に応じて可変設定する代わりに、それら2つの変数に関しては、それらのうちのいずれか1つのみに基づき可変設定してもよい。またたとえば、回転速度NEおよび負荷を示す変数の2つの変数のうちの少なくとも1つと、水温THWとに基づき可変設定してもよい。
・図6の処理において、S46,S62aで各別の判定値を用いる代わりに同一の判定値を用いてもよい。
・図8の処理において、S46b,S62bで各別の判定値を用いる代わりに同一の判定値を用いてもよい。
「判定処理について」
・図6のS62aの処理に代えて、失火の判定対象に関する回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[1]を減算した値から学習値ΔLを減算した値が判定値Δth2よりも大きいか否かを判定する処理としてもよい。またたとえば、回転変動量ΔT30[0]から回転変動量ΔT30[1]を減算した値から「ΔL/2」を減算した値が判定値Δth2に「ΔL/2」を加算した値よりも大きいか否かを判定する処理としてもよい。
「再生処理について」
・燃焼制御を停止する気筒数は1つに限らない。たとえば2つであってもよい。
・燃焼制御を継続する気筒における混合気の空燃比をリッチとすることも必須ではない。たとえば排気通路30に燃料を添加する添加弁を備えて再生処理に利用する場合、理論空燃比としてもよい。
「停止処理について」
・停止処理としては、再生処理に限らない。たとえば、内燃機関10の出力を調整するために一部の気筒における燃料の供給を停止する処理であってもよい。またたとえば、1部の気筒において異常が生じた場合に、その気筒における燃焼制御を停止する処理であってもよい。またたとえば、三元触媒32の酸素吸蔵量が規定値以下となる場合に、一部の気筒のみ燃焼制御を停止し、残りの気筒における混合気の空燃比を理論空燃比とする制御を実行する処理であってもよい。
「失火の判定結果の反映について」
・上記実施形態では、失火が生じたと判定する場合、警告灯100を用いた報知処理を実行したが、報知処理としては、視覚情報を出力する装置を操作対象とする処理に限らず、たとえば聴覚情報を出力する装置を操作対象とする処理であってもよい。
・失火の判定結果を報知処理に利用すること自体必須ではない。たとえば、失火が生じた場合に、失火が生じにくい運転状態へと内燃機関10の制御を変更する処理を実行してもよい。
「堆積量の推定について」
・堆積量DPMの推定処理としては、図2において例示したものに限らない。たとえば、GPF34の上流側と下流側との圧力の差と吸入空気量Gaとに基づき堆積量DPMを推定してもよい。具体的には、圧力の差が大きい場合に小さい場合よりも堆積量DPMを大きい値に推定し、圧力の差が同一であっても、吸入空気量Gaが小さい場合に大きい場合よりも堆積量DPMを大きい値に推定すればよい。ここで、GPF34の下流側の圧力を一定値とみなす場合、差圧に代えて上記圧力Pexを用いることができる。
「後処理装置について」
・GPF34としては、三元触媒が担持されたフィルタに限らず、フィルタのみであってもよい。また、GPF34としては、排気通路30のうちの三元触媒32の下流に設けられるものに限らない。また、後処理装置がGPF34を備えること自体必須ではない。たとえば後処理装置が三元触媒32のみからなる場合であっても、その再生処理時において後処理装置の昇温が必要となるなら、上記実施形態やそれらの変更例に例示した処理を実行することが有効である。
「制御装置について」
・制御装置としては、CPU72とROM74とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
「車両について」
・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、たとえば、車両の動力発生装置が内燃機関10のみの車両であってもよい。
10…内燃機関
30…排気通路
32…三元触媒
34…GPF
40…クランクロータ
42…歯部
44…欠け歯部
52…第1モータジェネレータ
54…第2モータジェネレータ
56,58…インバータ
70…制御装置

Claims (9)

  1. 複数の気筒を有した内燃機関に適用され、
    前記複数の気筒のうちの一部の気筒における混合気の燃焼制御を停止させる停止処理と、
    失火の有無の判定対象に関する回転変動量の大きさに基づき失火の有無を判定する判定処理と、を実行し、
    前記判定処理は、前記判定対象に関する前記回転変動量とは所定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさに基づき失火の有無を判定する処理を含んで且つ、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記所定角度間隔だけ離れた前記回転変動量との相対的な大きさによることなく前記判定対象に関する前記回転変動量の大きさに基づき前記失火の有無を判定する処理であり、
    前記所定角度間隔は、クランク軸の1回転の整数倍の角度間隔であり、
    前記回転変動量は、瞬時速度変数の変化量であり、
    前記瞬時速度変数は、圧縮上死点の出現間隔以下の回転角度領域をクランク軸が回転する際の速度を示す変数である内燃機関の失火検出装置。
  2. 前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象に関する前記回転変動量と判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含む請求項1記載の内燃機関の失火検出装置。
  3. 前記停止処理を、前記内燃機関のトルクが所定値以上となることを条件に実行する請求項2記載の内燃機関の失火検出装置。
  4. 前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含み、
    前記規定角度間隔は、圧縮上死点の出現間隔の整数倍であって且つクランク軸の1回転の整数倍とは異なる角度である請求項1記載の内燃機関の失火検出装置。
  5. 前記内燃機関の燃焼制御が停止されていて且つ前記クランク軸が回転しているときに、前記一部の気筒との圧縮上死点同士の角度間隔が前記所定角度間隔となる気筒に関する前記回転変動量と、該回転変動量とは前記規定角度間隔だけ離間した前記回転変動量との差を学習する学習処理を実行し、
    前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは前記規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと前記判定値との2つのうちの少なくとも1つを前記学習処理によって学習された前記差に応じて補正しつつ、該補正後の前記2つの値の大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含む請求項4記載の内燃機関の失火検出装置。
  6. 前記所定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の角度間隔であり、
    前記規定角度間隔は、前記所定角度間隔よりも小さい請求項5記載の内燃機関の失火検出装置。
  7. 前記判定処理は、前記停止処理の実行中に前記一部の気筒の圧縮上死点と前記判定対象となる気筒の圧縮上死点との角度間隔が前記所定角度間隔となる場合、前記判定対象とは規定角度間隔だけ離れた前記回転変動量に対する前記判定対象に関する前記回転変動量の相対的な大きさと判定値との大小比較に基づき前記失火の有無を判定する処理を含み、
    前記規定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の整数倍の角度間隔であって且つ前記所定角度間隔とは異なる角度間隔である請求項1記載の内燃機関の失火検出装置。
  8. 前記所定角度間隔は、前記クランク軸の2回転の角度間隔であり、
    前記規定角度間隔は、前記クランク軸の1回転の角度間隔である請求項7記載の内燃機関の失火検出装置。
  9. 前記停止処理は、前記一部の気筒を変更する処理を含む請求項8記載の内燃機関の失火検出装置。
JP2020160652A 2020-09-25 2020-09-25 内燃機関の失火検出装置 Active JP7268663B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020160652A JP7268663B2 (ja) 2020-09-25 2020-09-25 内燃機関の失火検出装置
US17/408,488 US11359556B2 (en) 2020-09-25 2021-08-23 Device and method for detecting misfire in internal combustion engine
CN202111085490.6A CN114251174B (zh) 2020-09-25 2021-09-16 内燃机的失火检测装置及失火检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020160652A JP7268663B2 (ja) 2020-09-25 2020-09-25 内燃機関の失火検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022053818A JP2022053818A (ja) 2022-04-06
JP7268663B2 true JP7268663B2 (ja) 2023-05-08

Family

ID=80789842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020160652A Active JP7268663B2 (ja) 2020-09-25 2020-09-25 内燃機関の失火検出装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11359556B2 (ja)
JP (1) JP7268663B2 (ja)
CN (1) CN114251174B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7322852B2 (ja) * 2020-10-09 2023-08-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP7392672B2 (ja) 2021-01-29 2023-12-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073850A (ja) 1998-09-01 2000-03-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の失火検出装置
JP2017031933A (ja) 2015-08-05 2017-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両
JP2018127969A (ja) 2017-02-09 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP2018141410A (ja) 2017-02-28 2018-09-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP2020133533A (ja) 2019-02-21 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 インバランス検出装置、インバランス検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
JP2020165364A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置、内燃機関の失火検出システム、データ解析装置、内燃機関の制御装置、内燃機関の失火検出方法、および受信実行装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309756A (en) 1991-07-04 1994-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for determining malfunction of an engine cylinder
JP2679468B2 (ja) 1991-07-04 1997-11-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP4373908B2 (ja) * 2004-12-28 2009-11-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の失火検出装置
CN100585151C (zh) * 2005-02-24 2010-01-27 丰田自动车株式会社 内燃机的失火判定装置以及失火判定方法
JP4827022B2 (ja) 2007-12-07 2011-11-30 株式会社デンソー 内燃機関の失火検出装置
JP4623168B2 (ja) * 2008-08-27 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置および失火検出方法
JP5203514B2 (ja) * 2010-01-13 2013-06-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP6164432B2 (ja) * 2015-05-14 2017-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火判定装置
JP6575550B2 (ja) * 2017-03-23 2019-09-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP6407396B1 (ja) * 2017-12-07 2018-10-17 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP6593560B1 (ja) * 2019-02-15 2019-10-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置、内燃機関の失火検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
EP3696395A1 (en) * 2019-02-15 2020-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha State detection system for internal combustion engine, data analysis device, and vehicle
JP2020133621A (ja) * 2019-07-17 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置、内燃機関の失火検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
JP6708292B1 (ja) * 2019-08-30 2020-06-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の状態判定装置、内燃機関の状態判定システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073850A (ja) 1998-09-01 2000-03-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の失火検出装置
JP2017031933A (ja) 2015-08-05 2017-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両
JP2018127969A (ja) 2017-02-09 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP2018141410A (ja) 2017-02-28 2018-09-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置
JP2020133533A (ja) 2019-02-21 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 インバランス検出装置、インバランス検出システム、データ解析装置、および内燃機関の制御装置
JP2020165364A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出装置、内燃機関の失火検出システム、データ解析装置、内燃機関の制御装置、内燃機関の失火検出方法、および受信実行装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114251174B (zh) 2023-03-21
US11359556B2 (en) 2022-06-14
JP2022053818A (ja) 2022-04-06
CN114251174A (zh) 2022-03-29
US20220099037A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7318621B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
CN114370335B (zh) 内燃机的判定装置及判定方法
CN114320594B (zh) 内燃机的失火检测装置及方法
JP7322852B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
JP7268663B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
US11598258B2 (en) Misfire determination apparatus and method for internal combustion engine
JP7420053B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
JP7384145B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
JP7314919B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN114320593B (en) Misfire detection apparatus and method for internal combustion engine
JP7392672B2 (ja) 内燃機関の失火検出装置
US11480125B2 (en) Misfire detection device for internal combustion engine
CN114810344B (zh) 内燃机的失火检测装置
JP2023129963A (ja) 内燃機関の失火検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210729

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230404

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7268663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151