JP7327346B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
特許文献１の車両は、内燃機関及びモータジェネレータによって駆動するハイブリッド車両である。内燃機関は、複数の気筒と、各気筒内において、燃料に点火するための点火装置と、を備えている。当該ハイブリッド車両は、内燃機関の制御装置を備えている。制御装置は、内燃機関の燃焼時において、内燃機関の出力軸で発生するトルクを算出する。そして制御装置は、算出したトルクの一定期間内の平均値を求め、その平均値が予め設定されている閾値よりも小さい場合に、失火が発生したと判定する。
特開２０１４－２３４７３７号公報
内燃機関においては、点火装置による燃料の点火時期を、内燃機関の運転状況に合わせて、基本点火時期よりも遅角側に制御する場合がある。点火時期を遅角側に制御した場合、上記の出力軸に発生するトルクは、基本点火時期で点火した場合のトルクよりも小さくなることがある。
特許文献１の制御装置では、基本点火時期で点火した場合に失火が生じたとみなし得るトルクの範囲の上限値として、閾値が定められている。そのため、点火時期を遅角側に制御した場合に、出力軸のトルクが、閾値を下回ってしまうことがある。すなわち、特許文献１に記載の制御装置では、意図的に点火時期を遅角側に制御したときに、正常に燃焼しているにも拘わらず、失火が発生したと判定してしまうことがある。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記気筒毎に設けられた複数の点火装置とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、前記内燃機関の負荷に応じて前記点火装置の基本点火時期を決定する点火時期決定処理と、前記内燃機関を駆動源として回転する出力軸のトルクを算出するトルク算出処理と、前記トルクが、予め設定された閾値を下回ったことを条件として、失火が生じたと判定する失火判定処理と、前記内燃機関を搭載した車両の状態が予め定められた条件を満たしている場合に、点火時期を、前記基本点火時期よりも遅角側に制御する遅角処理と、を実行し、前記失火判定処理では、前記遅角処理中は、前記トルクと前記閾値との大小関係に基づく失火の判定を行わない。
上記構成によれば、遅角処理中は、出力軸のトルクが閾値を下回った場合でも失火と判定されない。そのため、遅角処理を行ったことに起因して出力軸のトルクが低下しているにも拘わらず、失火が生じたと誤判定されることは防止できる。
上記構成において、前記閾値を第１閾値としたとき、前記失火判定処理では、前記遅角処理中は、前記トルクが、前記第１閾値よりも小さい値に定められた第２閾値を下回ったことを条件に失火が生じたと判定してもよい。
上記構成によれば、出力軸のトルクと第２閾値との比較により、遅角処理中であっても失火が生じたか否かの判定ができる。そして、第２閾値は、第１閾値よりも小さな値に定められているので、遅角処理を行ったことに起因して出力軸のトルクが低下するのみでは、失火が生じたと判定されにくい。すなわち、第１閾値よりも小さい第２閾値を用いることにより、遅角処理中において、失火判定に誤りが生じる可能性を低減できる。
上記構成において、前記遅角処理中は、前記失火判定処理を行わなくてもよい。上記構成によれば、出力軸のトルクが不安定になりがちな遅角処理中には失火判定処理を行わないので、制御装置における処理負担を低減できる。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記気筒毎に設けられた複数の点火装置とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、前記内燃機関の負荷に応じて前記点火装置の基本点火時期を決定する点火時期決定処理と、前記内燃機関を駆動源として回転する出力軸のトルクを算出するトルク算出処理と、前記トルクが、予め設定された閾値を下回ったことを条件として、失火が生じたと判定する失火判定処理と、前記内燃機関を搭載した車両の状態が予め定められた条件を満たしている場合に、点火時期を、前記基本点火時期よりも遅角側に制御する遅角処理と、を実行し、前記失火判定処理では、前記遅角処理中は、前記トルクが前記閾値を下回っており、且つ前記内燃機関の空燃比が予め定められた規定空燃比を上回っていることを条件として、失火が生じたと判定する。
上記構成によれば、遅角処理中は、単に出力軸のトルクが閾値を下回ったのみでは、失火と判定されない。そのため、遅角処理を行ったことに起因して出力軸のトルクが低下しているにも拘らず、失火が生じたと誤判定されることは防止できる。また、出力軸のトルクと閾値との比較に加え、内燃機関の空燃比を失火の判定条件とすることで、遅角処理中においても、相応の正確性でもって失火を判定できる。
上記構成において、吸入空気量の増加量が一定値以上であることを条件として、前記遅角処理を実行してもよい。
また、前記車両において、前記内燃機関の運転状態が予め定められた条件を満たした場合に、前記気筒への燃料供給を停止する燃料カットを実行し、前記燃料カットが終了してから予め定められた第１期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行してもよい。
また、前記車両は、変速装置を備えており、前記変速装置の変速段が切り換えられる前後の予め定められた第２期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行してもよい。
また、前記内燃機関が始動してから予め定められた第３期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行してもよい。
また、前記車両は、前記内燃機関の排気通路に設けられ前記排気通路を通過する排気を浄化するための触媒が配置されており、前記触媒の温度が予め定められた規定温度より小さいことを条件として、前記遅角処理を実行してもよい。
車両の概略構成図。 失火判定処理の制御のフローチャート。 トルクと閾値との関係を示す説明図。 変更例における失火判定処理のフローチャート。
以下、本発明の一実施形態を説明する。先ず、本発明の制御装置が適用された車両５００の概略構成について説明する。
図１に示すように、車両５００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を備えている。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は、いずれも電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備えている。したがって車両５００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、出力軸１２、複数の点火装置２０、複数の燃料噴射弁２１、吸気通路２２、スロットルバルブ２３、排気通路２４、触媒２５、及びフィルタ２６を備えている。
本実施形態において、内燃機関１０は４つの気筒１１を備えている。吸気通路２２は、各気筒１１に接続している。具体的には、吸気通路２２は、途中で４つに分岐しており、分岐した各通路が各気筒１１に接続している。内燃機関１０の外部から取り込まれた吸気は、吸気通路２２を通って各気筒１１内へと至る。
スロットルバルブ２３は、吸気通路２２のうち、分岐している部分よりも上流側に位置している。スロットルバルブ２３は、吸気通路２２から気筒１１に流入する吸気の量を調整する。
燃料噴射弁２１は、吸気通路２２と気筒１１との接続箇所近傍に位置している。燃料噴射弁２１は、気筒１１毎に設けられている。すなわち、燃料噴射弁２１は、４つ設けられている。燃料噴射弁２１は、吸気通路２２内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、吸気との混合気となって気筒１１内に流入する。
点火装置２０は、気筒１１毎に設けられている。すなわち、点火装置２０は、４つ設けられている。点火装置２０は、気筒１１内において火花放電することにより、混合気に点火する。
排気通路２４は、気筒１１に接続している。具体的には、排気通路２４における上流側の部分は、４つに分岐しており、分岐した各通路が各気筒１１に接続している。気筒１１内において燃焼した後のガスは、排気通路２４を通って、内燃機関１０の外部へと至る。
触媒２５は、排気通路２４のうち、分岐している部分よりも下流側に位置している。触媒２５は、排気通路２４を通過する排気を浄化する。本実施形態において、触媒２５の例は、三元触媒である。フィルタ２６は、排気通路２４における触媒２５よりも下流側の部分に位置している。フィルタ２６は、排気通路２４を通過する排気に含まれる粒子状物質を捕集する。
車両５００は、出力軸１２を備えている。出力軸１２は、各気筒１１内を往復運動する図示しないピストンに連結している。出力軸１２は、気筒１１内において混合気が燃焼してピストンが往復運動することに伴い回転する。すなわち、出力軸１２は、内燃機関１０を駆動源として回転する。
車両５００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、自動変速機６１、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に接続されている。リングギア４２は、内歯歯車であり、サンギア４１と同軸で回転可能である。複数のピニオンギア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、自転及び公転が自在な状態でピニオンギア４３を支持している。キャリア４４は、出力軸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。自動変速機６１は、リングギア軸４５に接続している。図示は省略するが、自動変速機６１は、複数の遊星歯車機構を備え、変速比を段階的に変更可能な有段式の変速装置である。自動変速機６１は、減速機構６２及び差動機構６３を介して左右の駆動輪６４に接続している。減速機構６２は、自動変速機６１から入力されたトルクを所定の減速比で減速して出力する。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に接続されている。リングギア５２は、内歯歯車であり、サンギア５１と同軸で回転可能である。リングギア５２は、リングギア軸４５に接続している。複数のピニオンギア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、自転自在な状態でピニオンギア５３を支持している。キャリア５４は、ケース５５に固定されている。したがって、キャリア５４は、ピニオンギア５３を公転不可能な状態で支持している。
第１モータジェネレータ７１は、ステータ７１Ａ及びロータ７１Ｂを有している。ステータ７１Ａは、概ね円筒状である。ロータ７１Ｂは、ステータ７１Ａの内側に位置している。ロータ７１Ｂは、ステータ７１Ａに対して相対回転可能になっている。ロータ７１Ｂは、第１遊星ギア機構４０のサンギア４１に接続している。第１モータジェネレータ７１が電動機として機能すると、第１遊星ギア機構４０を介して、出力軸１２にトルクが伝達される。すなわち、第１モータジェネレータ７１は、出力軸１２の駆動源である。
第２モータジェネレータ７２は、ステータ７２Ａ及びロータ７２Ｂを有している。ステータ７２Ａは、概ね円筒状である。ロータ７１Ｂは、ステータ７２Ａの内側に位置している。ロータ７２Ｂは、ステータ７２Ａに対して相対回転可能になっている。ロータ７２Ｂは、第２遊星ギア機構５０のサンギア５１に接続している。第２モータジェネレータ７２が電動機として機能すると、第２遊星ギア機構５０を介して、出力軸１２にトルクが伝達される。すなわち、第２モータジェネレータ７２は、出力軸１２の駆動源である。
車両５００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、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が発電機として機能する場合、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が発電した電力を蓄える。バッテリ７５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が電動機として機能する場合、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に対して電力を供給する。
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との間の電力の授受量を調整する。
車両５００は、回転センサ８１、レゾルバ８２、エアフローメータ８３、排気温センサ８４、空燃比センサ８５、アクセル開度センサ８６、車速センサ８７、及びアクセル開度センサ８６を備えている。
回転センサ８１は、出力軸１２の近傍に位置している。回転センサ８１は、出力軸１２の角速度ωＥに応じた検出信号を出力する。
レゾルバ８２は、第１モータジェネレータ７１のステータ７１Ａ内に位置している。レゾルバ８２は、第１モータジェネレータ７１のロータ７１Ｂの角速度ωＧに応じた検出信号を出力する。
エアフローメータ８３は、吸気通路２２において、スロットルバルブ２３よりも上流側に位置している。エアフローメータ８３は、吸気通路２２を通過する単位時間当たりの空気の流量である、吸入空気量ＧＡを検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。
排気温センサ８４は、排気通路２４において、触媒２５よりも上流側に位置している。排気温センサ８４は、排気通路２４を通過する排気の温度ＧＴを検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。
空燃比センサ８５は、排気通路２４において、触媒２５よりも上流側に位置している。空燃比センサ８５は、排気通路２４を流れる排気中の酸素濃度ＦＣを検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。
アクセル開度センサ８６は、車両５００の運転者によるアクセルペダル８６Ａの操作量であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。
車速センサ８７は、車両５００における車軸の近傍に位置している。車速センサ８７は、車両５００の車速ＳＰを検出し、その検出結果に応じた検出信号として出力する。
車両５００には、ＥＣＵ１００が搭載されている。ＥＣＵ１００は、車両５００に取り付けられている各種センサからの検出信号を取得する。具体的には、ＥＣＵ１００は、角速度ωＥを示す検出信号、角速度ωＧを示す検出信号、吸入空気量ＧＡを示す検出信号、温度ＧＴを示す検出信号、酸素濃度ＦＣを示す検出信号、アクセル開度ＡＣＣＰを示す検出信号、車速ＳＰを示す検出信号を取得する。
ＥＣＵ１００は、出力軸１２の角速度ωＥに基づいて、出力軸１２の単位時間当たりの回転数である回転数ＮＥを算出する。
ＥＣＵ１００は、回転数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、内燃機関１０の出力軸１２の回転数ＮＥにおいて、スロットルバルブ２３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、吸気工程において、各気筒１１に流入する吸気の量である。
ＥＣＵ１００は、排気の温度ＧＴに基づいて、触媒２５の温度を推定する。例えば、ＥＣＵ１００は、排気の温度ＧＴを、触媒２５の温度として推定する。
ＥＣＵ１００は、排気中の酸素濃度ＦＣに基づいて、気筒１１の空燃比ＡＦを算出する。例えば、ＥＣＵ１００は、酸素濃度ＦＣが高いほど高い空燃比ＡＦを算出する。
ＥＣＵ１００は、アクセル開度ＡＣＣＰ及び車速ＳＰに基づいて、車両５００の要求トルクを算出する。また、ＥＣＵ１００は、車両５００が要求トルクを満たすように内燃機関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を制御する。例えば、車両５００の要求トルクが大きい場合や、バッテリ７５の充電容量が小さいときには、ＥＣＵ１００は、車両５００の要求トルクのうち内燃機関１０が分担する割合が大きくなるように制御する。
ＥＣＵ１００は、各センサからの検出信号に基づいて、点火時期決定処理と、トルク算出処理と、失火判定処理と、遅角処理と、を実行する。これらの処理の詳細については後述する。なお、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、内燃機関１０の制御装置の一例である。
ＥＣＵ１００が行う点火時期決定処理について説明する。
車両５００の通常走行時において、ＥＣＵ１００は、点火装置２０の基本点火時期Ａを機関負荷率ＫＬに基づいて決定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、機関負荷率ＫＬと点火時期との関係を表すマップをＥＣＵ１００に予め記憶している。そして、ＥＣＵ１００は、機関負荷率ＫＬを当該マップに当てはめることで基本点火時期Ａを決定する。
ＥＣＵ１００が実行する遅角処理について説明する。
車両５００の状態が予め定められた条件を満たしている場合、ＥＣＵ１００は遅角処理を実行する。遅角処理は、点火装置２０の点火時期を、基本点火時期Ａよりも遅角側に制御する。予め定められた条件として、例えば、以下の５つが挙げられる。ＥＣＵ１００は、以下の５つの条件のうちいずれか１つでも満たしている場合には、点火装置２０の点火時期を遅角側に制御する。
遅角処理を実行する１つ目の条件は、気筒１１への燃料供給を停止する燃料カットが実行された後、燃料カットが終了してから予め定められた第１期間内という条件である。第１期間は、燃料カットが終了し、車両５００が通常走行状態に復帰し、負トルク状態から正トルク状態へ変化した後の一定期間として予め実験によって定められた期間である。
上述の燃料カットは、内燃機関１０の運転状態が予め定められた条件を満たしたときに実行される。燃料カットが実行される内燃機関１０の運転状態は、例えば、内燃機関１０の要求トルクが所定の値以下である場合である。なお、内燃機関１０の要求トルクは、例えば車両５００の車速ＳＰ及びアクセル開度ＡＣＣＰに基づき算出される車両５００全体の要求トルクのうち、内燃機関１０が分担する分の要求トルクである。
遅角処理を実行する２つ目の条件は、自動変速機６１の変速段の切り替え要求があってから、予め定められた第２期間内、という条件である。第２期間は、例えば、自動変速機６１の変速要求が生じて変速段が切り換えられた後、自動変速機６１内の係合要素が確実に係合されるまでの期間として予めシミュレーション等で定められている。
遅角処理を実行する３つ目の条件は、内燃機関１０が始動してから予め定められた第３期間内、という条件である。なお、内燃機関１０の始動前は、吸気通路２２の圧力は大気圧と同程度である。そこで、上記の第３期間は、内燃機関１０の始動により、吸気通路２２の圧力が負圧状態で安定するまでの期間として予め定められている。
遅角処理を実行する４つ目の条件は、触媒２５の温度が予め定められた規定温度より小さい、という条件である。ＥＣＵ１００は、排気温センサ８４が検出した排気の温度ＧＴに基づいて算出された触媒２５の温度を推定する。そして、ＥＣＵ１００は、推定した触媒２５の温度が規定温度より小さい場合に遅角処理を実行する。規定温度は、触媒２５が、十分な排気の浄化性能を発揮できる温度として、予め設定されている。
遅角処理を実行する５つ目の条件は、吸入空気量ＧＡの増加量が一定値以上という条件である。吸入空気量ＧＡの増加量は、最新の吸入空気量ＧＡから、その一周期前の吸入空気量ＧＡを減算することで求められる。なお、ここでの「一定値」は、各気筒１１においてノッキングが発生し得る吸入空気量ＧＡの増加量として予め実験などで定められている。
次に、ＥＣＵ１００が実行する失火判定に関する一連の制御について説明する。失火判定に関する一連の制御において、ＥＣＵ１００は、気筒１１内で失火が生じたか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、失火判定に関する一連の処理を、内燃機関１０が駆動している状態において、所定の間隔毎に繰り返し実行する。なお、以下の説明では、内燃機関１０及び第１モータジェネレータ７１からのトルクが出力軸１２に作用するものとする。
図２に示すように、ＥＣＵ１００は、失火判定に関する一連の制御を開始すると、ステップＳ２００の処理を実行する。ステップＳ２００では、ＥＣＵ１００は、点火装置２０の基本点火時期Ａを取得する。ＥＣＵ１００は、基本点火時期Ａを取得した後、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ２０１に移行する。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１００は、基本点火時期Ａにおいて内燃機関１０を燃焼させた場合の出力軸１２に発生するトルクＴＥを算出する。トルクＴＥは、内燃機関１０及び第１モータジェネレータ７１の状態量によって以下の式（１）に基づいて算出される。
ＴＥ＝ＩＥ＊ｄωＥ＋（１＋ρ）／ρ＊（ＩＧ＊ｄωＧ－ＴＧ）・・・（１）
ここで、ＩＥは内燃機関１０の慣性モーメント、ｄωＥは、出力軸１２の角速度ωＥを微分した角加速度、ρは第１遊星ギア機構４０のギア比である。また、ＩＧは第１モータジェネレータ７１の慣性モーメント、ｄωＧは第１モータジェネレータ７１のロータ７１Ｂの角速度ωＧを微分した角加速度、ＴＧは第１モータジェネレータ７１のトルク反力である。
上述の（１）の式において、内燃機関１０の慣性モーメントＩＥ、第１モータジェネレータ７１の慣性モーメントＩＧ、及び第１遊星ギア機構４０の比ρは、それぞれ予めＥＣＵ１００に入力されている物理量であり、定数である。また、第１モータジェネレータ７１のトルク反力ＴＧは、制御パラメータとしてＥＣＵ１００が管理する値であり、常にＥＣＵ１００に入力されている。出力軸１２のトルクＴＥを算出した後、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１００は、遅角処理が実行されているか否かを判定する。なお、遅角処理が実行される各条件については上述したとおりである。遅角処理が実行されていない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ２０４へ移行する。
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１００は、トルクＴＥと第１閾値Ｘとの大小関係に基づいて失火の判定を行う。具体的には、ＥＣＵ１００は、トルクＴＥが、第１閾値Ｘを下回っている場合に、失火が生じたと判定する。第１閾値Ｘは、基本点火時期Ａで点火して失火が生じることなく内燃機関１０が駆動した場合に、出力軸１２において生じ得るトルクの下限値に定められている。このように、トルクＴＥと第１閾値Ｘとによる失火の判定を行った後、ＥＣＵ１００の処理は、終了する。
一方で、ステップＳ２０２において、遅角処理が実行されている場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ２０３へ移行する。
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ１００は、トルクＴＥと第２閾値Ｙの大小関係に基づいて失火の判定を行う。第２閾値Ｙは、第１閾値Ｘよりも小さい値に定められている。ＥＣＵ１００は、トルクＴＥが第２閾値Ｙを下回っている場合に、失火が発生したと判定する。なお、第２閾値Ｙは、次のように定められている。例えば、遅角処理を実行中に実際に失火が生じた場合の出力軸１２のトルクをシミュレーション等で予め求めておく。そして第２閾値Ｙは、当該シミュレーションによるトルクの値よりもわずかに大きい値に定められている。
このように、トルクＴＥと第２閾値Ｙとによる失火の判定を行った後、本処理は、終了する。
なお、本実施形態において、ステップＳ２００における処理が、内燃機関１０の負荷に応じて点火装置２０の基本点火時期Ａを決定する点火時期決定処理である。ステップＳ２０１における処理が、内燃機関１０を駆動源として回転する出力軸１２のトルクＴＥを算出するトルク算出処理である。また、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３における処理が、出力軸１２のトルクＴＥが、予め設定された第１閾値Ｘまたは第２閾値Ｙを下回ったことを条件として、失火が生じたと判定する失火判定処理である。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図３に示すように、基本点火時期ＡにおけるトルクＴＥが算出されたとする。また、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間、遅角処理が実行されているとする。そのため、出力軸１２のトルクは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間において基本点火時期Ａにおけるトルクよりも小さい値となる。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間において、トルクＴＥは一時的に第１閾値Ｘを下回っている。
一方で、上記失火判定処理において、遅角処理が実行されている場合は、第２閾値Ｙを失火判定の閾値として適用する。第２閾値Ｙは第１閾値Ｘよりも小さい値で設定されている。そのため、出力軸１２のトルクＴＥが低下した場合でも、トルクＴＥが第２閾値Ｙを下回らない。
次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）上記実施形態において、遅角処理が実行されている場合、ＥＣＵ１００は、出力軸１２のトルクＴＥが第１閾値Ｘを下回った場合でも失火と判定しない。そのため、遅角処理を行ったことに起因して出力軸１２のトルクＴＥが低下しているにも拘わらず、失火が生じた誤判定されることは防止できる。
（２）上記実施形態において、遅角処理が実行されている場合、出力軸１２のトルクＴＥと第２閾値Ｙとの比較により、失火が生じたか否かの判定を実行する。そして、第２閾値Ｙは、第１閾値Ｘよりも小さな値に定められている。したがって、遅角処理を行ったことに起因して出力軸１２のトルクＴＥが低下するのみでは、失火が生じたと判定されにくい。すなわち、第１閾値Ｘよりも小さい第２閾値Ｙを失火判定に用いることで、遅角処理中において、失火判定に誤りが生じる可能性を低減できる。
（３）上記実施形態において、遅角処理の実行条件の１つとして、吸入空気量ＧＡの増加量が一定値以上であることを採用している。気筒１１に流入する吸入空気量ＧＡが急激に増加したときは、ノッキングが発生するおそれがある。したがって、吸入空気量ＧＡの急増を検知した場合に遅角処理を実行することで、ノッキングの発生を抑制できる。
（４）上記実施形態において、遅角処理の実行条件の１つとして、気筒１１への燃料供給を停止する燃料カットが終了してから予め定められた第１期間内であることを採用している。例えば、燃焼カット処理中においては、駆動輪６４側から出力軸１２側にトルクが伝達される負トルクの状態であるが、燃料カットを終了した後には、出力軸１２側から駆動輪６４側へとトルクが伝達される正トルクの状態へと遷移する。このように、トルクの伝達状態の変化が急激である場合、車両５００に振動が発生することがある。本実施形態では、燃料カットの終了からの第１期間内において遅角処理を行うことで、急なトルクの変遷を抑制し、上述のような振動を抑制できる。
（５）上記実施形態において、遅角処理の実行条件の１つとして、変速段の切り替え要求が生じてから予め定められた第２期間内であることを採用している。自動変速機６１の変速段を変更したときに、変速段の切り替えに際して出力軸１２に係るトルクが変化する。そして、当該トルクの変化に応じて車両５００が振動する、いわゆる変速ショックが生じることがある。本実施形態では、変速段の切り替え要求が生じてからの第２期間において遅角処理を実行することで、内燃機関１０の出力軸１２のトルクＴＥを小さくし、変速段の切り替えの際に生じる出力軸１２のトルクＴＥの差を小さくし、変速ショックを抑制する。
（６）上記実施形態において、遅角処理の実行条件の１つとして、内燃機関１０が始動してから予め定められた第３期間内であることを採用している。車両５００の通常走行時においては、内燃機関１０の吸気通路２２の圧力は負圧になっている。一方で、内燃機関１０の始動直後は、内燃機関１０の吸気通路２２の圧力は大気圧と等しくなっており、内燃機関１０の気筒１１への吸入空気量ＧＡが増加しやすくなっている。そのため、基本点火時期Ａで内燃機関１０を燃焼させると、内燃機関１０の出力軸１２の回転数ＮＥが急速に増加し、車両５００に振動が発生するおそれがある。上記実施形態では、内燃機関１０が始動してからの第３期間内において、遅角処理を実行することで、車両５００が振動することを抑制できる。
（７）上記実施形態において、遅角処理の実行条件の１つとして、触媒２５の温度が、予め定められた規定温度より小さいことを挙げている。基本点火時期Ａよりも遅角側で燃焼させると、排気の温度は上昇しやすい。そのため、遅角処理の実行時には、排気通路２４に設けられた触媒２５の暖機性が向上する。
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。
・上記実施形態における失火判定処理において、上記実施形態に示す例とは異なる制御を実行して失火を判定してもよい。
例えば、図４に示す例における失火判定に関する一連の制御では、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０２まで上記実施形態と同じ処理を実行する。ステップＳ２０２において、遅角処理が実行中でない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００の処理は終了する。ステップＳ２０２において、遅角処理が実行中である場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ３０３へ移行する。
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１において算出したトルクＴＥが閾値Ｘより小さい否かを判定する。なお、閾値Ｘは、第１実施形態における第１閾値Ｘに相当する。ステップＳ３０３において、トルクＴＥが閾値Ｘ以上である場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００の処理は終了する。ステップＳ３０３において、トルクＴＥが閾値Ｘよりも小さい場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ３０４へ移行する。
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ１００は、空燃比センサ８５が検出した酸素濃度ＦＣに基づいて、空燃比ＡＦを算出する。そしてＥＣＵ１００は、した空燃比ＡＦが、規定空燃比ＡＦ１より大きいか否かを判定する。空燃比ＡＦが規定空燃比ＡＦ１以下である場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００の処理は終了する。空燃比ＡＦが、規定空燃比ＡＦ１より大きい場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ３０５へ移行する。
ステップＳ３０５において、ＥＣＵ１００は、気筒１１内で失火が生じたと判定し、本処理は終了する。すなわち、図４に示す失火判定処理の例では、遅角処理中において、トルクＴＥが閾値Ｘを下回っており、且つ内燃機関１０の空燃比ＡＦが予め定められた規定空燃比ＡＦ１を上回っていることを条件として失火が生じたと判定される。
図４に示す失火判定処理の例では、遅角処理中は、単に出力軸１２のトルクＴＥが閾値Ｘを下回ったのみでは、失火と判定されない。そのため、遅角処理を行ったことに起因して出力軸１２のトルクＴＥが低下しているにも拘らず、失火が生じたと誤判定されることは防止できる。また、出力軸１２のトルクＴＥと閾値Ｘとの比較に加え、内燃機関の空燃比ＡＦを失火の判定条件とすることで、遅角処理中においても、相応の正確性でもって失火を判定できる。なお、規定空燃比ＡＦ１は、シミュレーションなどで失火が生じたと判定される空燃比として予め算出されている。
・図４に示す失火判定処理の例において、遅角処理中は、トルクＴＥを、閾値Ｘよりも小さい閾値と比較してもよい。
・図４に示す失火判定処理の例において、遅角処理中に失火が判定するための条件として、出力軸１２のトルクＴＥに関する条件、空燃比ＡＦに関する条件に加えて、他の条件を追加してもよい。
・上記実施形態の失火判定に関する一連の処理において、ステップＳ２０２で、遅角処理が実行されている場合において、ＥＣＵ１００は、失火判定処理を行わず、処理を終了してもよい。遅角処理中では、出力軸１２のトルクＴＥは不安定になりやすい。そのため、遅角処理中は、失火判定処理を行わないことで、失火が生じたと誤判定することもない。また、失火判定処理を省略するため、ＥＣＵ１００における処理負担を低減できる。
・上記実施形態では、出力軸１２に内燃機関１０及び第１モータジェネレータ７１からのトルクが作用するものとして説明したが、出力軸１２に第２モータジェネレータ７２からトルクが作用することもある。この場合、出力軸１２のトルクＴＥを算出するにあたって、第２モータジェネレータ７２からのトルク分も考慮すればよい。
・上記実施形態において、車両５００の構成は上記実施形態の例に限定されない。例えば、第１モータジェネレータ７１や第２モータジェネレータ７２が搭載されておらず、内燃機関１０のみを駆動源とする車両であってもよい。
・上記実施形態では、トルクＴＥの算出に（１）の式を利用したが、別の式や方法で算出してもよい。例えば、（１）の式におけるトルク反力ＴＧを省略してもよい。また、例えば、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が搭載されていない車両の場合、（１）の式において（１＋ρ）／ρ＊（ＩＧ＊ｄωＧ－ＴＧ）の項を省略して、出力軸１２のトルクを算出してもよい。なお、その場合、トルクの作用により出力軸１２にかかる反力等を考慮した項を（１）の式に追加してもよい。
・上記実施形態において、遅角処理を実行する条件は上記実施形態の例に限定されない。上記実施形態で例示した５つの条件のうちの、いずれかの条件を満たした場合にのみ遅角処理を実行してもよい。また、上記実施形態で例示した条件以外の他の条件を満たした場合に遅角処理を実行してもよい。例えば、何らかの原因で気筒１１内の圧力や温度が大きくなりすぎた場合、遅角処理を実行してもよい。
１０…内燃機関
１１…気筒
１２…出力軸
２０…点火装置
２１…燃料噴射弁
２２…吸気通路
２３…スロットルバルブ
２４…排気通路
２５…触媒
２６…フィルタ
６１…自動変速機
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…回転センサ
８２…レゾルバ
８３…エアフローメータ
８４…排気温センサ
８５…空燃比センサ
８６…アクセル開度センサ
１００…ＥＣＵ
５００…車両

Claims (6)

  1. 複数の気筒と、前記気筒毎に設けられた複数の点火装置とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
    前記内燃機関の負荷に応じて前記点火装置の基本点火時期を決定する点火時期決定処理と、
    前記内燃機関を駆動源として回転する出力軸のトルクを算出するトルク算出処理と、
    前記トルクが、予め設定された第１閾値を下回ったことを条件として、失火が生じたと判定する失火判定処理と、
    前記内燃機関を搭載した車両の状態が予め定められた条件を満たしている場合に、点火時期を、前記基本点火時期よりも遅角側に制御する遅角処理と、を実行し、
    前記失火判定処理では、前記遅角処理中は、前記トルクと前記第１閾値との大小関係に基づく失火の判定を行わず、前記トルクが、前記第１閾値よりも小さい値に定められた第２閾値を下回ったことを条件に失火が生じたと判定する
    内燃機関の制御装置。
  2. 前記車両における吸入空気量の増加量が一定値以上であることを条件として、前記遅角処理を実行する
    請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記車両において、前記内燃機関の運転状態が予め定められた条件を満たした場合に、前記気筒への燃料供給を停止する燃料カットを実行し、
    前記燃料カットが終了してから予め定められた第１期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行する
    請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記車両は、変速装置を備えており、
    前記変速装置の変速段の切り替え要求があってから、予め定められた第２期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行する
    請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記内燃機関が始動してから予め定められた第３期間内であることを条件として、前記遅角処理を実行する
    請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 前記車両は、前記内燃機関の排気通路に設けられ前記排気通路を通過する排気を浄化するための触媒を備えており、
    前記触媒の温度が予め定められた規定温度より小さいことを条件として、前記遅角処理を実行する
    請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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