(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、それ以後における前記変動量の推移に与える影響を、前記内燃機関のクランク角に従い脈動する前記変動量の脈動モデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量の推移から、前記記憶部に記憶されている前記脈動モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備えることを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている前記モデルを、前記変動量算出部により算出された前記変動量の前記１燃焼サイクルにおける推移に基づいて補正して、前記変動量算出部により算出された前記変動量から減算することで前記補正変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記変動量の前記１燃焼サイクルにおける推移に応じて想定される前記影響を前記モデルとして複数記憶しており、
前記判定部は、前記変動量算出部により算出された前記変動量の前記１燃焼サイクルにおける推移に応じて選択した前記モデルを、前記変動量算出部により算出された前記変動量から減算することで前記補正変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項４】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備え、
前記記憶部は、前記変動量の前記１燃焼サイクルにおける推移に応じて想定される前記影響を前記モデルとして複数記憶しており、
前記判定部は、前記変動量算出部により算出された前記変動量の前記１燃焼サイクルにおける推移に応じて選択した前記モデルを、前記変動量算出部により算出された前記変動量から減算することで前記補正変動量を算出することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項５】
運転者が要求する要求トルクを算出する要求トルク算出部（３２）を備え、
前記判定部は、前記補正変動量が閾値よりも大きいことを条件として前記内燃機関に失火が生じていることを判定し、
前記閾値は、前記要求トルクの大きさに応じて設定され、
前記判定部は、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが所定トルクよりも大きい場合に前記閾値を大きくするように補正し、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが前記所定トルクよりも小さい場合に前記閾値を小さくするように補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項６】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備え、
運転者が要求する要求トルクを算出する要求トルク算出部（３２）を備え、
前記判定部は、前記補正変動量が閾値よりも大きいことを条件として前記内燃機関に失火が生じていることを判定し、
前記閾値は、前記要求トルクの大きさに応じて設定され、
前記判定部は、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが所定トルクよりも大きい場合に前記閾値を大きくするように補正し、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが前記所定トルクよりも小さい場合に前記閾値を小さくするように補正することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記補正変動量が閾値よりも大きいことを条件として前記内燃機関に失火が生じていることを判定し、
前記閾値は、前記回転速度の大きさに応じて設定され、
前記判定部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度よりも高い場合に前記閾値を小さくするように補正し、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が前記所定回転速度よりも低い場合に前記閾値を大きくするように補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項８】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備え、
前記判定部は、前記補正変動量が閾値よりも大きいことを条件として前記内燃機関に失火が生じていることを判定し、
前記閾値は、前記回転速度の大きさに応じて設定され、
前記判定部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度よりも高い場合に前記閾値を小さくするように補正し、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が前記所定回転速度よりも低い場合に前記閾値を大きくするように補正することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項９】
運転者が要求する要求トルクを算出する要求トルク算出部を備え、
前記判定部は、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが所定トルクよりも大きい場合に、前記補正変動量を小さくするように補正し、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが前記所定トルクよりも小さい場合に、前記補正変動量を大きくするように補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項１０】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備え、
運転者が要求する要求トルクを算出する要求トルク算出部を備え、
前記判定部は、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが所定トルクよりも大きい場合に、前記補正変動量を小さくするように補正し、前記要求トルク算出部により算出された前記要求トルクが前記所定トルクよりも小さい場合に、前記補正変動量を大きくするように補正することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記回転速度検出部により検出される前記回転速度が所定回転速度よりも高い場合に、前記補正変動量を大きくするように補正し、前記回転速度検出部により検出される前記回転速度が前記所定回転速度よりも低い場合に、前記補正変動量を小さくするように補正することを特徴とする請求項１乃至６、９、１０のいずれか１項に記載の内燃機関の失火判定装置。
【請求項１２】
複数気筒を有する内燃機関（１１）の回転速度を検出する回転速度検出部（３３）と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部（３２）と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部（３２）と、
前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部（３２）と、
を備え、
前記判定部は、前記回転速度検出部により検出される前記回転速度が所定回転速度よりも高い場合に、前記補正変動量を大きくするように補正し、前記回転速度検出部により検出される前記回転速度が前記所定回転速度よりも低い場合に、前記補正変動量を小さくするように補正することを特徴とする内燃機関の失火判定装置。
【請求項１３】
前記回転速度検出部による前記回転速度の検出周期について、前記気筒で燃料の燃焼が生じる周期に対応した通過帯域を有するバンドパスフィルタを備え、
前記変動量算出部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度に対して、前記バンドパスフィルタによるフィルタ処理と微分演算処理とを実行することで、前記変動量を算出することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の内燃機関の失火判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の失火の有無を判定する失火判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関においては、失火の有無を内燃機関の回転速度に基づいて検出する失火判定装置が設けられることが多い。例えば特許文献１では、検出された内燃機関の回転速度に対して周波数分析を行い、得られた周波数ごとのゲインを比較することで失火を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２８４３８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ある一つの気筒で失火を生じると、内燃機関の回転速度に大きな変動が生じる。この変動は、次に別の気筒で燃料の燃焼を実施した際に生じる回転速度の変動に影響を及ぼし、該気筒で正常に燃料の燃焼を実施したとしても変動量が大きくなることが想定される。この場合、特許文献１に記載の技術では該気筒で失火が発生したと誤判定するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、ある気筒で失火が生じることで発生した内燃機関の回転速度の変動による影響を受けて、他の気筒で失火が生じたと誤判定することを抑制する内燃機関の失火判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の失火判定装置であって、複数気筒を有する内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度の変動量を算出する変動量算出部と、前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける前記変動量の推移が、前記変動量の推移以後における前記変動量に与える影響をモデルとして予め記憶している記憶部と、前記変動量算出部により算出された前記変動量から、前記記憶部に記憶されている前記モデルを減算した補正変動量に基づいて、前記内燃機関に失火が発生したことを判定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、回転速度検出部により検出された回転速度の変動量が変動量算出部により算出される。仮にある一つの気筒で失火を生じると、変動量算出部により算出された変動量に大きな変化が生じる。この変化は、次に別の気筒で燃料の燃焼を実施した際に生じる回転速度の変動に影響を及ぼし、該気筒で正常に燃料の燃焼を実施したとしても変動量が大きくなることが想定される。この場合、該気筒で失火が発生したと誤判定するおそれがある。このため、内燃機関の１燃焼サイクルにおける変動量の推移が、変動量の推移以後における変動量に与える影響をモデルとして予め記憶部に記憶させている。そして、変動量算出部により算出された変動量から、記憶部に記憶されているモデルを減算した補正変動量に基づいて、内燃機関に失火が発生したことが判定部により判定される。変動量算出部により算出された変動量から、記憶部に記憶されているモデルを減算することで、補正された補正変動量は個々の気筒が招いた結果となる。したがって、判定部は個々の気筒についての失火判定を実施することが可能となる。ひいては、ある気筒に失火が生じた場合に与えられる回転速度の変動量への影響により、他の気筒について失火したと誤判定することを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る失火判定装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】内燃機関で失火が生じた場合に、以降に回転速度に与えられる影響を示すグラフである。
【図３】本実施形態に係るＥＣＵにより実施される失火判定のフローチャートである。
【図４】モデルを用いて回転速度の変動量を補正する方法について示した図である。
【図５】本実施形態に係るＥＣＵにより実施される回転速度の補正について示すグラフである。
【図６】別例に係るＥＣＵに格納される複数のモデルが想定している状態をそれぞれ示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、エンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関であるエンジン１１を備えている。エンジン１１の本体部を構成するエンジンブロック１１ａの内部には、燃焼室１１ｂ及びウォータージャケット１１ｃが形成されている。燃焼室１１ｂは、ピストン１２を往復移動可能に収容するように設けられている。ウォータージャケット１１ｃは、冷却液（冷却水ともいう）が通流可能な空間であって、燃焼室１１ｂの周囲を取り囲むように設けられている。
【００１０】
エンジンブロック１１ａの上部であるシリンダヘッドには、吸気ポート１３及び排気ポート１４が、燃焼室１１ｂと連通可能に形成されている。また、シリンダヘッドには、吸気ポート１３と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための吸気バルブ１５と、排気ポート１４と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための排気バルブ１６と、吸気バルブ１５及び排気バルブ１６を所定のタイミングで開閉動作させるためのバルブ駆動機構１７と、が設けられている。
【００１１】
さらに、エンジンブロック１１ａには、インジェクタ１８及び点火プラグ１９が装着されている。本実施形態において、インジェクタ１８は、点火プラグ１９の近傍に配置され、燃焼室１１ｂ内に燃料を直接噴射するように設けられている。点火プラグ１９は、燃焼室１１ｂ内にて燃料混合気を点火するように設けられている。
【００１２】
吸気ポート１３には、吸気マニホールド２１ａが接続されている。また、吸気マニホールド２１ａよりも吸気通流方向における上流側には、サージタンク２１ｂが配置されている。排気ポート１４には、排気管２２が接続されている。
【００１３】
ＥＧＲ通路２３は、排気管２２とサージタンク２１ｂとを接続することで、排気管２２に排出された排気ガスの一部を吸気に導入可能に設けられている（ＥＧＲはＥｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎの略である）。ＥＧＲ通路２３には、ＥＧＲ制御バルブ２４が介装されている。ＥＧＲ制御バルブ２４は、その開度によってＥＧＲ率（燃焼室１１ｂ内に吸入される燃焼前のガスにおける排気ガスの混入割合）を制御可能に設けられている。
【００１４】
吸気管２１における、サージタンク２１ｂよりも吸気通流方向における上流側には、スロットルバルブ２５が介装されている。スロットルバルブ２５は、その開度が、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ２６の動作によって制御されるようになっている。また、吸気ポート１３の近傍には、スワール流やタンブル流を発生させるための気流制御バルブ２７が設けられている。
【００１５】
排気管２２には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒４１が設けられ、この触媒４１の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ４０（リニアＡ／Ｆセンサ等）が設けられている。
【００１６】
クランク角センサ３３（回転速度検出部に該当）は、エンジン１１の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するためのセンサである。このクランク角センサ３３は、エンジンブロック１１ａに装着されている。冷却水温センサ３４は、ウォータージャケット１１ｃ内を通流する冷却液の温度である冷却水温を検出（取得）するためのセンサであって、エンジンブロック１１ａに装着されている。
【００１７】
エアフローメータ３５は、吸入空気量（吸気管２１を通流して燃焼室１１ｂ内に導入される吸入空気の質量流量）を検出（取得）するためのセンサである。このエアフローメータ３５は、スロットルバルブ２５よりも吸気通流方向における上流側にて、吸気管２１に装着されている。吸気圧センサ３６は、吸気管２１内の圧力である吸気圧を検出（取得）するためのセンサであって、サージタンク２１ｂに装着されている。
【００１８】
スロットル開度センサ３７は、スロットルバルブ２５の開度（スロットル開度）に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ２６に内蔵されている。アクセルポジションセンサ３８は、アクセル操作量に対応する出力を生じるように設けられている。
【００１９】
こうしたシステムの中で、電子制御ユニットとして主体的にエンジン制御を行う部分がＥＣＵ３２である。このＥＣＵ３２（エンジン制御用ＥＣＵ）は、周知のマイクロコンピュータ（図示略）を備えて構成され、上記各種センサの検出信号に基づいて対象エンジンの運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記インジェクタ１８等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジンに係る各種の制御を行っている。
【００２０】
また、このＥＣＵ３２に搭載されるマイクロコンピュータは、各種の演算を行うＣＰＵ（基本処理装置）、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのＲＡＭ、プログラムメモリとしてのＲＯＭ、データ保存用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ、バックアップＲＡＭ（ＥＣＵ３２の主電源停止後も車載バッテリ等のバックアップ電源により常時給電されているメモリ）等を備えて構成されている。そして、ＲＯＭには、当該燃料噴射制御に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリには、対象エンジンの設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。よって、ＥＣＵ３２は、変動量算出部と、記憶部と、判定部と、要求トルク算出部とに該当する。
【００２１】
このような多気筒のエンジン１１において、一つの気筒で失火を生じると、例えば図２に記載の失火時の変動幅が示すように、エンジン１１の回転速度は大きく減少する。なお、変動幅とは、１燃焼サイクル（１８０ＣＡ）において推移した期間の最小値からゼロまでの差の大きさを示す。この回転速度の減少は、次に別の気筒で燃料の燃焼を実施した際に生じる回転速度の変動量に影響を及ぼし、該気筒で正常に燃料の燃焼を実施したとしてもその回転速度の変動量の変動幅が大きくなることが想定される。この場合、増大した変動量の変動幅が失火を判定するために設けられた閾値よりも大きくなることで、失火判定を行うＥＣＵ３２は該気筒で失火が発生したと誤判定するおそれがある。
【００２２】
既に述べているように、ある気筒で失火を生じると回転速度は大きく減少し、後の回転速度の変動量に影響を及ぼす。しかし、気筒内で燃料の燃焼が生じた場合には、回転速度の変動量の変動幅に大きな増大は見られず、後の影響も小さいものとなる。この点に注目した発明者は、回転速度の変動量の変動幅に基づいて、その後変動量に与えることが想定される影響をモデル化する方法を見出した。本実施形態では、回転速度の変動量の変動幅に応じて想定されるモデルをＥＣＵ３２に複数格納している。よって、実際に検出された回転速度の変動量の変動幅に最も近似するモデルを選定し、実際に検出された回転速度の変動量の変動幅から選定したモデルを用いて減算する。これにより、仮に気筒に失火が生じても回転速度の変動に及ぼす影響を抑制することができ、気筒毎の失火判定を実施することが可能となる。
【００２３】
本実施形態では、ＥＣＵ３２により後述する図３に記載の失火判定処理を実行する。図３に示す失火判定処理は、ＥＣＵ３２が電源オンしている期間中にＥＣＵ３２によって所定周期で繰り返し実行される。
【００２４】
まず、ステップＳ１００にてクランク角センサ３３により検出されたクランク角信号に基づいてエンジン１１の回転速度を算出する。この算出された回転速度には、気筒内で生じた燃料の燃焼以外に回転速度を変化させる要因（以下、ノイズと称する）が含まれている。したがって、回転速度の変化から失火判定を実施する場合には、ノイズはできるだけ排除することが望ましい。このため、ステップＳ１１０では、算出された回転速度について、燃料の燃焼が生じるタイミング（例えば１８０°ＣＡ）に対応した通過帯域を有するバンドパスフィルタに通すことでフィルタ処理を施す。そのフィルタ処理後の回転速度（ノイズを排除した回転速度）に対して、１階の微分処理を施すことにより、図２に記載されるような回転速度の変動量を算出する。そして、ステップＳ１２０に進む。
【００２５】
ステップＳ１２０では、格納している複数のモデルから、回転速度の変動量の変動幅が最も近似するモデルを選定し、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、図４に記載されるように、ステップＳ１２０により選定されたモデルが想定している影響を受ける実回転速度の変動量に対して、モデルで減算することで、補正変動量を算出する。算出された補正変動量は、別の気筒により招かれた回転速度の変動の影響を除去した、個々の気筒が招いた回転速度の変動量を抽出した値となる。
【００２６】
ただし本実施形態において、後述する失火を判定する為の閾値は、選定されたモデルが想定している要求トルク（想定要求トルク）及び回転速度（想定回転速度）の大きさに基づいて設定された失火判定値である。よって、実際に検出された実回転速度又は実要求トルクが想定回転速度又は想定要求トルクと異なる場合には、回転速度の変動量の振幅もまた変化するため、正常な失火判定を実施できないおそれがある。したがって、ステップＳ１４０では、想定回転速度及び想定要求トルクと実回転速度及び実要求トルクとが異なる場合に、それらの比に基づいて補正変動量を補正する。
【００２７】
具体的には、実回転速度が想定回転速度よりも高い場合には、閾値が想定している回転速度の変動量の振幅よりも実際の回転速度の変動量の振幅が小さくなることが考えられるため、補正変動量が大きくなるように補正する。実回転速度が想定回転速度よりも低い場合には、反対に閾値が想定している回転速度の変動量の振幅よりも実際の回転速度の変動量の振幅が大きくなることが考えられるため、補正変動量が小さくなるように補正する。または、実要求トルクが想定要求トルクよりも大きい場合には、回転トルクが大きくなりそれに伴って閾値が想定している回転速度の変動量の振幅よりも実際の回転速度の変動量の振幅が大きくなることが考えられるため、補正変動量が小さくなるように補正する。実要求トルクが想定要求トルクよりも小さい場合には、回転トルクが小さくなり、閾値が想定している回転速度の変動量の振幅よりも実際の回転速度の変動量の振幅が小さくなることが考えられるため、補正変動量が大きくなるように補正する。
【００２８】
ステップＳ１５０では、失火判定を開始する条件である判定開始条件が成立したか否かを判定する。本実施形態において、判定開始条件とは、回転速度が大きく変化しない状態であることと設定される。回転速度が大きく変化しない状態とは、例えば、ブレーキペダルの操作量が所定操作量よりも小さいこと、シフト位置が変化していない、燃料カットなどの燃料を噴射しない条件が成立していないことなどが該当する。判定開始条件が不成立であると判定した場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、気筒内で燃料を燃焼していない又は回転速度が大きく変化するおそれがあり、気筒内で失火が生じているか正確に判定できないおそれがあるとして、本制御を終了する。判定開始条件が成立したと判定した場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、気筒内で燃料を燃焼しており、且つ回転速度が大きく変化する可能性が低いとして、ステップＳ１６０に進む。
【００２９】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１４０にて補正された補正変動量から対象気筒の変動量の変動幅を算出し、ステップＳ１７０において、ステップＳ１６０にて算出された変動量の変動幅が閾値よりも大きいか否かを判定する。
【００３０】
算出された変動量の変動幅が閾値よりも小さいと判定した場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、回転速度がそれほど大きく変化していず、該当する気筒は失火していない可能性が高いとして、本処理を終了する。算出された変動量の変動幅が閾値よりも大きいと判定した場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、回転速度の変動量が大きく変化しており、該当する気筒は失火している可能性が高いとして、ステップＳ１８０に進み、その気筒について失火が生じていることを特定し、本制御を終了する。
【００３１】
次に、図５を参照してＥＣＵ３２の動作を説明する。
【００３２】
図５（ａ）は１つの気筒が失火を生じた場合の回転速度の変動を示している。この場合、クランク角センサ３３により検出されたクランク角信号に基づいて、回転速度を求めると最上段の図の通りになる。この場合の回転速度の変動量には、気筒内での燃料の燃焼以外に、様々なノイズが含まれている。このため、算出された回転速度をバンドパスフィルタによりフィルタ処理した上で、微分処理が実施される。これにより、図５（ａ）に記載されるフィルタ処理後の図に示されるように、気筒内での燃料の燃焼により生じる回転速度の変化を抽出することができる。
【００３３】
しかし、この状態で失火判定を実施する場合には、１回の燃焼サイクルで生じた回転速度の変動量が後に続く回転速度の変動量に影響を与えており、その影響の大きさ次第では誤判定を招くおそれがある。現に図５（ａ）では、特定気筒に失火が生じた場合の回転速度の変動量が特定気筒の次に燃焼される気筒での回転速度の変動量に影響を与えており、回転速度の変動量の変動幅が閾値よりも大きいために、失火と誤判定される。この誤判定を抑制するために、格納されている複数のモデルから回転速度の変動量の変動幅が最も近似するモデルが選定され、選定されたモデルが想定している影響を受ける実回転速度の変動量に対して、モデルで減算することで、補正変動量が算出される。これにより、図５（ａ）に記載のモデル減算処理後の図に示されるように、補正変動量は自気筒の前に燃焼が行われた気筒での失火の影響を除くことができる。ただし、閾値が想定している回転速度又は要求トルクと実回転速度又は実要求トルクが一致していない場合には、正常な失火判定が困難であることが考えられる。したがって、閾値が想定している回転速度又は要求トルクと実回転速度又は実要求トルクが一致していない場合には、算出された補正変動量を補正した上で、失火判定が実施される。これにより、個々の気筒毎の失火判定を実施することが可能となる。
【００３４】
図５（ｂ）では、二つの気筒で失火が生じた場合の回転速度の変動を示している。この場合も上記と同じように処理することで、二つの気筒で生じる失火の影響が、続いて燃焼が行われる気筒での回転速度の変動に及ぶことをそれぞれ抑制し、個々の気筒毎の失火判定を実施することが可能となる。
【００３５】
上記構成により、本実施形態に係るＥＣＵ３２は、以下の効果を奏する。
【００３６】
・エンジン１１の１燃焼サイクルにおける変動量の推移が、変動量の推移以後における変動量に与える影響をモデルとして予め記憶されている。そして、実回転速度の変動量から、記憶されているモデルを減算した補正変動量に基づいて、エンジン１１に失火が発生したことが判定される。実回転速度の変動量からモデルを減算することで、補正された補正変動量は個々の気筒が招いた結果となる。したがって、個々の気筒についての失火判定を実施することが可能となる。ひいては、ある気筒に失火が生じた場合に与えられる回転速度の変動量への影響により、他の気筒について失火したと誤判定することを抑制することが可能となる。
【００３７】
・変動量の１燃焼サイクルにおける推移が異なれば、その変動量の推移以後における変動量に与える影響の大きさもまた異なる。このため、変動量の１燃焼サイクルにおける推移に応じて以後の変動量に与える影響を想定したモデルを複数記憶しておき、失火判定の際に算出された実回転速度の変動量に近いモデルを選定することで、実際に変動量に与えている影響とモデルが想定する影響との誤差を少なくすることができる。そして、実回転速度の変動量から、選択されたモデルを減算して補正変動量を算出することにより、気筒毎の失火判定をより精査に実施することが可能となる。
【００３８】
・クランク角センサ３３により検出されたクランク角信号に基づく回転速度を、気筒で燃料の燃焼が生じる周期に対応した通過帯域を有しているバンドパスフィルタでフィルタ処理した上で、微分演算処理することで、燃料の燃焼が生じる周期以外での回転速度を変化させた要因をほとんど除去することが可能となる。このため、実回転速度の変動量は、燃料の燃焼により生じたものに絞ることが可能となり、失火判定をより正確に実施することが可能となる。
【００３９】
・実要求トルクが想定要求トルクよりも大きい場合に、補正変動量が小さくなるように補正される。実要求トルクが想定要求トルクよりも小さい場合には、補正変動量が大きくなるように補正される。これにより、閾値に合わせた補正変動量の補正が可能となり、失火判定をより正確に実施する事が可能となる。
【００４０】
・実回転速度が想定回転速度よりも高い場合には、補正変動量が大きくなるように補正される。また、実回転速度が想定回転速度よりも低い場合には、補正変動量が小さくなるように補正される。これによっても、閾値に合わせた補正変動量の補正が可能となり、失火判定をより正確に実施する事が可能となる。
【００４１】
上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００４２】
・上記実施形態では、失火判定装置をガソリンエンジンに適用しているが、ガソリンエンジンのみならず、例えばディーゼルエンジンにも適用可能である。
【００４３】
・上記実施形態では、クランク角センサ３３により検出されたクランク角信号に基づく回転速度についてバンドパスフィルタに通すことでフィルタ処理を施した上で、微分処理していた。このことについて、クランク角信号に基づく回転速度を微分処理した上で、バンドパスフィルタに通すことでフィルタ処理してもよい。また、クランク角センサ３３により検出されたクランク角信号に基づく回転速度を微分処理するのみとし、バンドパスフィルタによるフィルタ処理は省略してもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、ＥＣＵ３２に複数のモデルが格納されていることとしていた。このことについて、格納されるモデルは一つであってもよい。この場合、実回転速度の変動量の変動幅とモデルが想定する回転速度の変動量との比に基づいて、モデルを補正する。これによっても、実際に検出された回転速度の変動量の推移が以後の変動量に与える影響の大きさを想定することが可能となる。そして、補正されたモデルを減算して補正変動量を算出することにより、気筒毎の失火判定をより精査に実施することが可能となる。
【００４５】
・回転速度の変動量の変動幅に応じて想定されるモデルをＥＣＵ３２に複数格納していた。このことについて、例えば図６に記載されるように、回転速度及び要求トルクに応じて回転速度の変動量の変動幅を設定したモデルをＥＣＵ３２に複数格納してもよい。詳しくは、回転速度が高いほど変動幅を小さく設定し、要求トルクが大きいほど変動幅を大きく設定する。この場合、実際に検出された実回転速度及び実要求トルクに最も近似するモデルが選定される。このとき、実際に検出された回転速度及び要求トルクと、モデルに対応する回転速度及び要求トルクと異なる場合には、以後の変動量に与える影響の大きさが変化することが想定される。よって、実際に検出された回転速度及び要求トルクとモデルに対応する回転速度及び要求トルクとの比に基づいて、モデルの変動幅を補正することで、より正確に以後に与えられる回転速度の変動量に対しての影響を想定することが可能となる。
【００４６】
・変動量の変動幅が閾値よりも大きいか否かを判定することで、気筒に失火が生じているか否かを判定していた。このことについて、燃料の燃焼が１度生じることで変動する回転速度の変動量のうちの最小値が閾値よりも小さいか否かで、気筒に失火が生じているか否か判定してもよい。この場合、最小値は負の値となるため、閾値も負の値に設定する必要がある。
【００４７】
・実際に算出された実要求トルク及び実回転速度と閾値が想定している想定要求トルク及び想定回転速度との比に基づいて、補正変動量が補正されていた。このことについて、必ずしも補正変動量を補正する必要はなく、例えば、閾値を補正してもよい。閾値は、選定されたモデルが想定している要求トルク及び回転速度の大きさに基づいて設定された失火判定値である。このため、実要求トルク又は実回転速度の大きさが想定要求トルク又は想定回転速度とそれぞれ異なる場合には、既述したように回転速度の変動量の振幅もまた変化するため、その変化に応じて閾値を補正する。具体的には、実要求トルクが想定トルクよりも大きい場合には、閾値が大きくなるように補正し、実要求トルクが想定要求トルクよりも小さい場合には、閾値が小さくなるように補正する。また、実回転速度が想定回転速度よりも高い場合には、閾値が小さくなるように補正し、実回転速度が想定回転速度よりも低い場合には、閾値が大きくなるように補正する。このように閾値を要求トルク又は回転速度の大きさに応じて補正することで、要求トルク又は回転速度の大きさが与える回転速度の変動量への影響を考慮した失火判定を実施することが可能となり、より正確な失火判定を実施することが可能となる。
【００４８】
・図３に記載の失火判定処理について、ステップＳ１５０に該当する判定開始条件が成立したか否かの判定は、影響を受ける回転速度を補正したモデルで減算処理した後に実施されるものだった。このことについて、判定開始条件が成立したか否かの判定を実施するタイミングはステップＳ１４０を実施した後に限るものではなく、例えばステップＳ１００よりも前に実施してもよい。あるいは、判定開始条件を設けず、失火判定処理は常時行うものとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１…エンジン、３２…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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