(57)【要約】【課題】内燃機関の発生トルクを精度良く求め、失火判定精度を向上させること。【解決手段】内燃機関１の発生トルクを推定する発生トルク推定手段１８Ｂと、その内燃機関１が所定状態である場合に発生トルク推定手段１８Ｂが推定した発生トルクをオフセットトルクとして設定し、このオフセットトルクを用いて発生トルク推定手段１８Ｂにより推定された発生トルクを補正する負荷変動除去手段１８Ｅと、内燃機関１の運転状態に応じて当該内燃機関１が発生すべき予測トルクを推定する予測トルク推定手段１８Ｄと、負荷変動除去手段１８Ｅにより補正された発生トルクと予測トルク推定手段１８Ｄにより推定された予測トルクとを比較して失火の有無を判定する失火判定手段１８Ａとを備えること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の発生トルクを推定する発生トルク推定手段と、
前記内燃機関が所定状態である場合に前記発生トルク推定手段が推定した発生トルクをオフセットトルクとして設定し、該オフセットトルクで前記発生トルク推定手段により推定された発生トルクを補正する負荷変動除去手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて当該内燃機関が発生すべき予測トルクを推定する予測トルク推定手段と、
前記負荷変動除去手段により補正された発生トルクと前記予測トルク推定手段により推定された予測トルクとを比較して失火の有無を判定する失火判定手段と、
を備えたことを特徴とする失火検出装置。
【請求項２】
前記負荷変動除去手段は、前記オフセットトルク設定時の所定状態と次回の所定状態とで推定された各発生トルクの差分に基づいて当該夫々の所定状態の間に推定された発生トルクのオフセット量を設定し、該夫々の所定状態の間で前記オフセットトルクによる補正が為された発生トルクを前記オフセット量で更に補正する，又は前記夫々の所定状態の間に推定された発生トルクを前記オフセット量で補正し、該補正された発生トルクを前記オフセットトルクで更に補正するオフセット処理機能を有することを特徴とした請求項１記載の失火検出装置。
【請求項３】
前記所定状態とは上死点であることを特徴とした請求項１又は２に記載の失火検出装置。
【請求項４】
前記負荷変動除去手段は、前記オフセットトルクを上死点毎に更新するオフセット値設定機能を有することを特徴とした請求項１又は２に記載の失火検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の失火検出装置に係り、特に、その失火を高精度に検出し得る失火検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、燃焼室内の温度や点火系統の異常等の種々の条件により、混合気への点火不良や、発生した火炎が混合気全体に伝播しない等の所謂失火現象が発生する場合がある。ここで、そのような失火現象が発生すると、機関回転速度が低下したり、多量のＨＣ（炭化水素）等を含む不完全燃焼ガスが大気中に排出されたりする。そして、これにより本来得られるべき機関回転トルクが出力されなかったり、大気汚染等の環境破壊や排気浄化用の触媒の損傷を招く、という不都合が生じてしまう。
【０００３】
そこで、従来は、かかる不都合を改善する為に、失火が発生した際にこれを検出する失火検出装置が車輌に設けられている。例えば、この失火検出装置としては、トルクセンサから検出した内燃機関の発生トルクと予め設けてある所定値（失火パターン）とを比較して失火した気筒の判定を行う下記の特許文献１に開示されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５８１９６号公報
【特許文献２】特開平１０−５０１６２７号公報
【特許文献３】特開平７−３４９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内燃機関においてはクランクシャフトの回転変動や失火時の揺り返し等に伴って負荷変動が生じており、その負荷変動の大きさ如何では、検出された発生トルクに揺らぎが発生してしまう。これが為、その検出された発生トルクと負荷変動が生じない場合の実際の発生トルクとの間に差が出てしまい、例えば、失火していないのにも拘らず失火との判定が為されてしまう虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、失火判定に用いる内燃機関の発生トルクを精度良く求めることができ、これにより失火判定精度を向上させ得る失火検出装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、内燃機関の発生トルクを推定する発生トルク推定手段と、前記内燃機関が所定状態である場合に前記発生トルク推定手段が推定した発生トルクをオフセットトルクとして設定し、このオフセットトルクで前記発生トルク推定手段により推定された発生トルクを補正する負荷変動除去手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて当該内燃機関が発生すべき予測トルクを推定する予測トルク推定手段と、前記負荷変動除去手段により補正された発生トルクと前記予測トルク推定手段により推定された予測トルクとを比較して失火の有無を判定する失火判定手段とを備えている。
【０００８】
この請求項１記載の発明によれば、発生トルク推定手段が推定した発生トルクから負荷変動トルクを除去することができる。
【０００９】
また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の失火検出装置において、前記負荷変動除去手段は、前記オフセットトルク設定時の所定状態と次回の所定状態とで推定された各発生トルクの差分に基づいて当該夫々の所定状態の間に推定された発生トルクのオフセット量を設定し、その夫々の所定状態の間で前記オフセットトルクによる補正が為された発生トルクを前記オフセット量で更に補正する，又は前記夫々の所定状態の間に推定された発生トルクを前記オフセット量で補正し、この補正された発生トルクを前記オフセットトルクで更に補正するオフセット処理機能を有している。
【００１０】
この請求項２記載の発明によれば、発生トルク推定手段が推定した発生トルクに含まれる負荷変動トルクを高精度に除去することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の失火検出装置において、前記所定状態として上死点を設定している。
【００１２】
この請求項３記載の発明によれば、上死点では発生トルクが安定しているので、発生トルク推定手段は発生トルクを精度良く推定することができる。そして、これにより、精度の高いオフセットトルクやオフセット量の設定が可能となり、負荷変動トルクをより高精度に除去することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の失火検出装置において、前記負荷変動除去手段は、前記オフセットトルクを上死点毎に更新するオフセット値設定機能を有している。
【００１４】
この請求項４記載の発明によれば、上記請求項３と同様の効果を奏するだけでなく、その上死点毎に新たなオフセットトルクが設定されるので、内燃機関の運転中においては常時好適なオフセットトルクで負荷変動トルクの除去処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る失火検出装置は、推定された内燃機関の発生トルクから負荷変動トルクを除去することができるので、失火の判定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る失火検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
本発明に係る失火検出装置の実施例１を図１から図８に基づいて説明する。
【００１８】
図１の符号１は、本発明に係る失火検出装置による失火検出対象の内燃機関を示す。この内燃機関１は、大別すると、シリンダヘッド２と、このシリンダヘッド２の下部にヘッドガスケット３を介してボルト等で締結されるシリンダブロック４と、このシリンダブロック４の下部にボルト等で締結されるクランクケースカバー５とで構成される。
【００１９】
ここで、この内燃機関１においては、上記シリンダブロック４内にピストン６やコネクティングロッド７が収納され、また、そのシリンダブロック４の下部とクランクケースカバー５とから形成されるクランクケース内にクランクシャフト８が収納されている。
【００２０】
また、シリンダヘッド２の下面とシリンダブロック４の内壁面とピストン６の頂面とにより囲まれた空間で燃焼室が構成され、この燃焼室には、シリンダヘッド２に形成された少なくとも一つの吸気ポート２ａと少なくとも一つの排気ポート２ｂとが開口している。
【００２１】
これら吸気ポート２ａ及び排気ポート２ｂには、夫々にその開口を開閉し得る吸気弁９及び排気弁１０が設けられており、更に、その吸気ポート２ａには、外部からの吸入空気を導く吸気流路１１が連通して設けられている。また、この吸気流路１１には、その吸入空気の燃焼室内への吸込量を調節するスロットルバルブ１２が設けられている。
【００２２】
更に、シリンダヘッド２には、図示しない少なくとも１本の点火プラグや燃料噴射装置が設けられている。尚、その燃料噴射装置は、吸気ポート２ａに燃料を噴霧するものであってもよく、燃焼室内に直接噴霧するものであってもよい。
【００２３】
また、この内燃機関１には、図１に示す如く、エアクリーナ（図示略）通過後の吸入空気量信号を出力するエアフローメータ１３，スロットルバルブ１２のスロットル開度信号を出力するスロットル開度センサ１４，クランクシャフト８のクランク角度位置信号パルスを出力するクランク角センサ（クランク角検出手段）１５，冷却水温度信号を出力する水温センサ１６，及び潤滑油温度信号を出力する油温センサ１７等の各種センサが設けられている。尚、ここで用いるクランク角センサ１５は、１°ＣＡ周期でクランク角度位置信号パルスを下記のＥＣＵ１８へと出力するものとする。
【００２４】
ここで、上記各種センサ１３〜１７は、夫々の信号を制御部たる図１に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）１８に出力する。このＥＣＵ１８は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。本実施例のＥＣＵ１８は、燃料噴射装置の噴射量等、内燃機関１を制御する為の機関制御機能を有すると共に、本発明に係る失火検出装置としても機能する。
【００２５】
以下、本実施例の失火検出装置について詳述する。
【００２６】
この失火検出装置（ＥＣＵ１８）には、図１に示す失火判定手段１８Ａが設けられている。この失火判定手段１８Ａは、内燃機関１の発生トルクＴｏと失火が発生しないと仮定した場合におけるその予測値（以下「予測トルク」という。）Ｔｐとを比較して失火の有無を判定する手段である。
【００２７】
かかる失火判定に用いる内燃機関１の発生トルクＴｏは、様々な公知の手段により求めることができるが、本実施例１にあっては以下の如くして図１に示す発生トルク推定手段１８Ｂにより推定する。
【００２８】
この発生トルク推定手段１８Ｂには、慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）と摩擦トルクＴｆに基づき下記の式１を用いて発生トルクＴｏの推定を行う発生トルク推定機能１８Ｂ1が設けられている。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
この式１において、Ｊは慣性モーメント，ｄω／ｄｔはクランクシャフト８における角加速度を表す。
【００３１】
その慣性モーメントＪは、内燃機関１を構成するコネクティングロッド７やクランクシャフト８等の各部品のメカニカルパラメータによって予め設計値として決められているものであって、ＥＣＵ１８のバックアップＲＡＭに記憶されている。
【００３２】
また、角加速度ｄω／ｄｔは、クランク角センサ１５から送られてきたクランク角度位置信号パルスの間隔時間に基づいてＥＣＵ１８により算出される。
【００３３】
このようなことから、この発生トルク推定手段１８Ｂには、クランク角センサ１５から推定時に取得したクランク角度位置信号パルスとバックアップＲＡＭに記憶されている情報とを用いて慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を推定する慣性トルク推定機能１８Ｂ2が設けられている。
【００３４】
また、この発生トルク推定手段１８Ｂの発生トルク推定機能１８Ｂ1が発生トルクＴｏを推定する際に用いる摩擦トルクＴｆの値としては、予めバックアップＲＡＭに記憶されている情報を読み込んで利用することができる。例えば、機関回転数Ｎｅと冷却水温度（又は潤滑油温度）をパラメータとする図２に示す摩擦トルクＴｆのマップをバックアップＲＡＭに予め格納しておくことによって、発生トルク推定手段１８Ｂは、発生トルク推定時における機関回転数Ｎｅと冷却水温度（又は潤滑油温度）に基づき上記摩擦トルクマップから内燃機関１の摩擦トルクＴｆの値を読み込むことができる。
【００３５】
このようにして、この発生トルク推定手段１８Ｂは、失火判定に用いる内燃機関１の発生トルクＴｏを推定する。
【００３６】
ここで、上述した内燃機関１の摩擦トルクＴｆは、潤滑油の劣化や粘度等によってその特性が変化する。これが為、潤滑油の劣化等による摩擦トルクＴｆの変化が生じてしまうと、上記発生トルク推定手段１８Ｂにより推定される発生トルクＴｏの精度が悪化してしまい、ひいては失火検出の精度をも悪化させてしまう。
【００３７】
ところで、上述した図２に示す摩擦トルクマップからも明らかなように、内燃機関１の摩擦トルクＴｆは、冷却水温度（又は潤滑油温度）によって摩擦トルクカーブのオフセット量が変化していくという特徴を持っている。これが為、任意の条件（ここでは任意の機関回転数Ｎｅ及び水温）における後述する図３に示す摩擦トルクＴｆ2が推定できれば、そのオフセット量を勘案した上で潤滑油の劣化等を考慮した略全域の摩擦トルクＴｆを推定することができる。
【００３８】
そこで、本実施例１の失火検出装置（ＥＣＵ１８）には、図１に示す如く、潤滑油の劣化等により変化した摩擦トルクＴｆを推定する摩擦トルク推定手段１８Ｃが設けられており、上記発生トルク推定手段１８Ｂは、その推定後の摩擦トルクＴｆの値を用いて精度の高い発生トルクＴｏの推定を行う。以下に、その摩擦トルク推定手段１８Ｃについて説明する。
【００３９】
この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、内燃機関１の負荷が安定している場合に所定気筒のフューエルカットを行い、その際に推定した摩擦トルクＴｆ2と現在の摩擦トルクマップ上の摩擦トルクＴｆ1とから略全域の摩擦トルクＴｆを推定して摩擦トルクマップの書き換えを行うものである。即ち、この摩擦トルク推定手段１８Ｃには、大別すると、ある条件における一点の摩擦トルクＴｆを推定する為の摩擦トルク推定機能１８Ｃ1と、この摩擦トルクＴｆから略全域の摩擦トルクＴｆを推定して摩擦トルクマップの書き換えを行う為の摩擦トルクマップ推定／書換機能１８Ｃ2とが設けられている。
【００４０】
また、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1とは上述したが如く内燃機関１の負荷の状態を把握した上で摩擦トルクＴｆの推定を行うものであるので、この摩擦トルク推定手段１８Ｃには、内燃機関１の負荷が安定している（内燃機関１が無負荷）か否かを判定する為の図１に示す負荷状態判定機能１８Ｃ3が設けられている。更に、この摩擦トルク推定手段１８Ｃには、負荷が安定している場合に所定気筒のフューエルカットを行う図１に示すフューエルカット機能１８Ｃ4も設けられている。
【００４１】
このように、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので、その推定値の精度が向上し、後述する如く推定される略全域の摩擦トルクＴｆの推定精度をも向上させることが可能となる。また、フューエルカットを行うことで燃焼による負荷変動がなくなり、更に精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。
【００４２】
ここで、内燃機関１の負荷が安定している場合とは、例えば（１）車輪へ駆動力を伝達するクラッチが切られている状態である場合，（２）内燃機関１の機関回転数Ｎｅが安定している場合，（３）内燃機関１がフューエルカット状態である場合，又は（４）内燃機関１の始動中（即ちクランキング中）である場合のことをいい、上記負荷状態判定機能１８Ｃ3は、その（１）〜（４）の全て又はその少なくとも一つに基づいて内燃機関１の負荷状態を判定する。
【００４３】
上記（１）のクラッチ切断状況によって負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能１８Ｃ3は、例えば手動変速機の車輌であれば運転者がクラッチペダルを踏み込んだ際にＥＣＵ１８に出力されるクラッチ切断状態である旨を示す信号を利用する。このようなクラッチ切断状態においては車輪の回転変動等による路面側からの負荷が入力されないので、より安定した負荷状態になり、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1は、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。
【００４４】
また、上記（２）の機関回転数Ｎｅが安定しているか否かで負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能１８Ｃ3は、例えばＥＣＵ１８に入力されるクランク角センサ１５の出力信号を利用する。例えば、その機関回転数Ｎｅの安定状態としては、アイドリング状態の場合がある。一般に、アイドリング状態である場合とは車輌が停止している場合が殆どであり、これが為、上記（１）と同様に路面等からの負荷が入力されないので、より安定した負荷状態になり、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1は、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。更に、このような車輌の停止状態で後述する如くフューエルカットを行うので、運転に影響（例えば運転者や同乗者が不快な減速Ｇを感じる等）を与えないで済む。尚、ここでのアイドリング状態とは、短い時間でも一定のアイドリング回転数を保っている状態のことをいう。
【００４５】
また、上記（３）のフューエルカット状態は、例えばＥＣＵ１８が燃料噴射装置にフューエルカット指令を送信しているか否かで判断する。このようなフューエルカット状態においては燃焼による負荷変動がないので、より安定した負荷状態になり、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。尚、このフューエルカット状態を契機として摩擦トルクＴｆの推定を行う場合には、既にフューエルカットされている状態であるので、後述する推定前のフューエルカットは行わない。
【００４６】
また、上記（４）のクランキング中か否かで負荷の安定状態を判定する場合、この負荷状態判定機能１８Ｃ3は、例えばＥＣＵ１８に入力されるスタータスイッチ（図示略）のＯＮ信号を利用する。このようなクランキング中においては電動モータのみで回転させることから機関回転数Ｎｅが安定しているので、より安定した負荷状態になり、より精度の高い摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。
【００４７】
このように、負荷状態判定機能１８Ｃ3によって負荷が安定していると判定された場合、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1は、ＥＣＵ１８のＲＯＭに格納されている制御プログラム内の下記の式３に基づいて摩擦トルクＴｆを推定する。以下に、その摩擦トルクＴｆを得る為の演算式（式３）について詳述する。
【００４８】
先ず、下記の式２に、内燃機関１のトルクとクランクシャフト８の角加速度との関係を示す。
【００４９】
【数２】
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【００５０】
この式２において、Ｊ×（ｄω／ｄｔ）は前述した慣性トルク，Ｔｆは摩擦トルク，Ｔｌは負荷トルク，Ｔｉは図示トルクを表す。
【００５１】
前述したが如く、ここでは無負荷時に摩擦トルクＴｆの測定を行うので、負荷トルクＴｌ＝０となる。これが為、上記式２の内燃機関１のトルクとクランクシャフト８の角加速度との関係式については、下記の式３の関係が成り立つ。
【００５２】
【数３】
2005344523.tif 000005
【００５３】
この式３によれば、摩擦トルクＴｆは、慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）と図示トルクＴｉが明らかになれば得られることが解る。これが為、この摩擦トルク推定手段１８Ｃには、図１に示す如く、前述した慣性トルク推定機能１８Ｂ2と同様の慣性トルク推定機能１８Ｃ5が設けられており、更に図示トルク推定機能１８Ｃ6が設けられている。
【００５４】
上記図示トルクＴｉは、筒内圧によるトルクと往復慣性質量によるトルクを合計したものである。
【００５５】
ここで、摩擦トルクＴｆを推定する際には所定気筒のフューエルカットを行うので、クランク角度位置信号パルス等を検出する際の気筒内においては燃焼が行われていない。これが為、かかる場合の筒内圧によるトルクは、機関回転数Ｎｅと負荷率（気筒内にどれだけ空気が入ってきているか）から精度良く推測することができる。尚、一般に、この筒内圧トルクは、内燃機関１の制御で用いられているので既にＥＣＵ１８のバックアップＲＡＭに記憶されている。これが為、ここでは、そのバックアップＲＡＭに記憶されている筒内圧トルクを使用する。
【００５６】
また、往復慣性質量によるトルクは、ピストン６の設計値の質量から予め決められているものであって、ＥＣＵ１８のバックアップＲＡＭに記憶されている。
【００５７】
これが為、上記図示トルク推定機能１８Ｃ6は、バックアップＲＡＭに既に記憶されている情報から図示トルクＴｉを推定することができる。
【００５８】
以上のことから、摩擦トルク推定機能１８Ｃ1は、推定した慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）と図示トルクＴｉを上記式３に代入して摩擦トルクＴｆを求めることができる。
【００５９】
次に、上記摩擦トルクマップ推定／書換機能１８Ｃ2について説明する。この摩擦トルクマップ推定／書換機能１８Ｃ2には、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1による摩擦トルク推定時の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度に該当する図３に示す摩擦トルクマップ上の摩擦トルク（既存摩擦トルク）Ｔｆ1と、上記摩擦トルク推定機能１８Ｃ1により求められた摩擦トルク（現摩擦トルク）Ｔｆ2との差を求める機能が設けられている。
【００６０】
ここで、この摩擦トルクマップ推定／書換機能１８Ｃ2は、その差分だけ摩擦トルクマップ上の現状の摩擦トルクカーブを縦軸（摩擦トルク軸）方向にオフセット移動させたカーブ上の各点を新たな摩擦トルクＴｆと推定する。これが為、この摩擦トルクマップ推定／書換機能１８Ｃ2には、その差分だけ摩擦トルクマップ上の各水温における現状の摩擦トルクカーブを夫々オフセット移動させる機能が設けられており、これにより摩擦トルクマップの書き換えが行われる。
【００６１】
前述した発生トルク推定手段１８Ｂは、その書き換え後の摩擦トルクマップを用いて発生トルクＴｏの推定を行い、その発生トルクＴｏの情報を前述した失火判定手段１８Ａに渡す。ここで、その失火判定手段１８Ａは、その発生トルクＴｏと予測トルクＴｐとを比較して失火有無の判定を行うが、本実施例１にあってはその予測トルクＴｐを図１に示す予測トルク推定手段１８Ｄにより得る。
【００６２】
この予測トルク推定手段１８Ｄは、例えば、予めＥＣＵ１８のバックアップＲＡＭに用意されている機関回転数Ｎｅやスロットル開度等の内燃機関１の運転状態に応じた予測トルクマップ（図示略）に基づいて、発生トルク推定時における運転状態から予測トルクＴｐを取得することができる。また、例えば、一気筒前の点火時における発生トルクＴｏ又は同一気筒における前回の点火時の発生トルクＴｏを今回点火時の予測トルクＴｐと推定するように予測トルク推定手段１８Ｄを構成してもよい。
【００６３】
ここで、本実施例１の失火判定手段１８Ａは、発生トルクＴｏと予測トルクＴｐとを比較して、その発生トルクＴｏが予測トルクＴｐの所定割合以下の場合，又はその発生トルクＴｏが予測トルクＴｐに対して所定値以下の場合に失火発生との判定を行う。
【００６４】
このようにして失火判定手段１８Ａは失火判定処理を行うのであるが、実際にはクランクシャフト８の回転変動や失火時の揺り返し等に伴う負荷変動によりクランクシャフト８における角加速度ｄω／ｄｔが精度良く得られず、発生トルク推定手段１８Ｂにより推定される発生トルクＴｏの推定精度が悪化してしまう。即ち、図４に示す如く、その負荷変動による負荷変動トルクΔＴｌによって、実際の発生トルク（図４の実線）と推定された発生トルクＴｏ（図４の破線）との間に差が生じてしまう。
【００６５】
これが為、本実施例１の失火検出装置（ＥＣＵ１８）には、負荷変動トルクΔＴｌを除去して精度の高い発生トルクＴｏを得る為の図１に示す負荷変動除去手段１８Ｅが設けられている。以下、本実施例１の負荷変動除去手段１８Ｅについて詳述する。
【００６６】
先ず、負荷変動トルクΔＴｌを高精度に検知する為には、内燃機関１が安定したトルクを発生していることが好ましい。これが為、この負荷変動除去手段１８Ｅには、内燃機関１が安定したトルクを発生している所定の状態であるか否かを判定する機関状態判定機能１８Ｅ1が設けられている。
【００６７】
ここで、安定したトルクを発生する内燃機関１の状態とは一般にピストン６がＴＤＣ（上死点）に位置している状態であるので、その機関状態判定機能１８Ｅ1は、クランク角センサ１５のクランク角度位置信号パルスに基づいてピストン６がＴＤＣに位置しているか否かを判定する。特に、圧縮行程のＴＤＣよりも排気行程のＴＤＣの方がよりトルクが安定するので、本実施例１にあっては、排気行程におけるＴＤＣであるか否かの判定を行うように機関状態判定機能１８Ｅ1を構成する。
【００６８】
また、この負荷変動除去手段１８Ｅには、排気行程におけるＴＤＣであるとの判定が為された場合に、その排気行程ＴＤＣにおける発生トルクＴｏをオフセットトルクＴofとして設定するオフセット値設定機能１８Ｅ2が設けられている。ここで、そのオフセットトルクＴofは、推定された発生トルクＴｏが正の値であれば正のオフセットトルクＴofとして、推定された発生トルクＴｏが負の値であれば負のオフセットトルクＴofとして設定される。
【００６９】
また、この負荷変動除去手段１８Ｅには、推定された発生トルクＴｏを上記オフセットトルクＴofでオフセット（即ち、推定された発生トルクＴｏからオフセットトルクＴof分を除算）するオフセット処理機能１８Ｅ3が設けられている。
【００７０】
本実施例１のオフセット処理機能１８Ｅ3は、設定されたオフセットトルクＴofでのオフセット処理を、そのオフセットトルク設定時における排気行程ＴＤＣから次の排気行程ＴＤＣまでの間に推定された発生トルクＴｏ（次の排気行程ＴＤＣで推定された発生トルクＴｏを除く）に対して実行する。
【００７１】
即ち、本実施例１の負荷変動除去手段１８Ｅは、図５−１に示す排気行程ＴＤＣ間（排気行程ＴＤＣ#3−排気行程ＴＤＣ#4間）において推定された発生トルクＴｏの矩形部分を負荷変動トルクΔＴｌと見做し、これを推定された発生トルクＴｏ（排気行程ＴＤＣ#4で推定された発生トルクＴｏ#4を除く）毎に排気行程ＴＤＣ#3におけるオフセットトルクＴof3で除去して、図５−２に示す如く精度の高い発生トルクＴｏへと補正するものである。尚、排気行程ＴＤＣ#4で推定された発生トルクＴｏ#4については、その排気行程ＴＤＣ#4において設定されたオフセットトルクＴof4でオフセット処理される。
【００７２】
尚、図５−１及び図５−２においては、便宜上、排気行程ＴＤＣ#4において推定された発生トルクＴｏ#4と排気行程ＴＤＣ#3において推定された発生トルクＴｏ#3との差分を極端に大きく記載しているが、実際の差分は基本的に小さいので、上記矩形部分を負荷変動トルクΔＴｌと見做すことによって精度の高い発生トルクＴｏを得ることができる。
【００７３】
また、機関始動直後等においては、一回目の排気行程ＴＤＣが検知されるまでオフセットトルクＴofが設定されていない。これが為、それまでの間に推定された発生トルクＴｏに対してのオフセット処理は行わないようにオフセット処理機能１８Ｅ3を設定してもよく、予め仮想オフセットトルクＴofを用意しておき、この仮想オフセットトルクＴofを用いてオフセット処理を行うようにオフセット処理機能１８Ｅ3を設定してもよい。
【００７４】
以下に、上述したが如く構成された本実施例１の失火検出装置の動作説明を図６及び図８のフローチャートに基づいて行う。
【００７５】
最初に、この失火検出装置の摩擦トルク推定手段１８Ｃの動作説明を図６のフローチャートに基づき行う。
【００７６】
この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、例えばイグニッションを「ＯＮ」にしてから「ＯＦＦ」にするまでの間に少なくとも一回又は所定期間毎に、摩擦トルクマップの学習／変更を行う。先ず、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、図６に示す如く、内燃機関１の負荷が安定状態にあるか否かを判定している（ステップＳＴ１）。ここで、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、負荷が安定状態に無ければ処理を終了し、安定状態にあれば所定気筒（例えばここでは１番気筒）のフューエルカットの指令を燃料噴射装置に対して行う。
【００７７】
これによりその所定気筒のフューエルカットが行われ（ステップＳＴ２）、このフューエルカット状態において、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、摩擦トルクＴｆの推定を行う（ステップＳＴ３）。
【００７８】
このステップＳＴ３においては、摩擦トルク推定手段１８Ｃは、フューエルカット状態でクランク角センサ１５から取得したクランク角度位置信号パルスに基づいて角加速度ｄω／ｄｔを算出し、この角加速度ｄω／ｄｔとバックアップＲＡＭに記憶されている慣性モーメントＪとを乗算して慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を求める。また、バックアップＲＡＭに記憶されている筒内圧トルクと往復慣性質量トルクとを加算して図示トルクＴｉを求める。そして、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、前述した式３に基づき図示トルクＴｉからその慣性トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）を除算して摩擦トルクＴｆを算出する。
【００７９】
尚、かかる摩擦トルク推定時には、上記クランク角度位置信号パルスに基づいてＥＣＵ１８で機関回転数Ｎｅが算出され、更にＥＣＵ１８に入力された水温センサ１６の冷却水温度信号から摩擦トルク測定時の冷却水の温度が明らかになる。
【００８０】
次に、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、バックアップＲＡＭから図２に示す摩擦トルクマップを読み出す（ステップＳＴ４）。そして、上記摩擦トルク測定時の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度に該当する摩擦トルクマップ上の摩擦トルク（既存摩擦トルク）Ｔｆ1と、上記ステップＳＴ３で求めた摩擦トルク（現摩擦トルク）Ｔｆ2とを比較して、これらの値に違いがあるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
【００８１】
ここで、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、既存摩擦トルクＴｆ1と現摩擦トルクＴｆ2とが同一の値であれば、潤滑油の劣化等による摩擦トルクＴｆの変化がないものとして処理を終了する。また、その双方の摩擦トルクＴｆ1，Ｔｆ2の値が異なっていれば、その差分を演算し、この差分を摩擦トルクカーブのオフセット移動量Ｏｆとして定める（ステップＳＴ６）。例えば、図３は、機関回転数Ｎｅ（例えば２０００ｒｐｍ）における水温６０℃の現摩擦トルクＴｆ2と既存摩擦トルクＴｆ1とを示したものであり、そのオフセット移動量分だけ移動させた摩擦トルクカーブの各点を現在の内燃機関１の摩擦トルクＴｆと推定する。
【００８２】
そして、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、図７に示す如く摩擦トルクマップ上の各水温の摩擦トルクカーブをそのオフセット移動量Ｏｆの分だけ移動させ、この摩擦トルクマップの書き換えを行う（ステップＳＴ７）。尚、この摩擦トルクマップは、バックアップＲＡＭへと格納される。
【００８３】
尚、この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、負荷が安定している場合の任意の条件，即ち負荷が安定している場合の任意の機関回転数Ｎｅと冷却水温度における現摩擦トルクＴｆ2を推定し、これに基づき略全域の摩擦トルクＴｆを推定しているが、必ずしもかかる態様に限定するものではない。例えば、負荷が安定し、且つ所定の機関回転数Ｎｅ若しくは冷却水温度（潤滑油温度）になったとき，又は所定の機関回転数Ｎｅ及び冷却水温度（潤滑油温度）になったときにフューエルカットを行って現摩擦トルクＴｆ2を推定してもよい。そして、これによれば更なる推定精度の向上を図ることができる。
【００８４】
次に、この失火検出装置による失火判定処理動作について説明する。
【００８５】
先ず、図８のフローチャートに示す如く、発生トルク推定手段１８Ｂが上述した式１に基づいて発生トルクＴｏの推定を行う（ステップＳＴ１１）。その際、この発生トルク推定手段１８Ｂは、上記ステップＳＴ７で書き換えられた摩擦トルクマップから求めた摩擦トルクＴｆを用いて発生トルクＴｏを推定する。
【００８６】
続いて、負荷変動除去手段１８Ｅの機関状態判定機能１８Ｅ1は、その発生トルクＴｏが排気行程ＴＤＣにおいてのものであるか否かについてクランク角センサ１５のクランク角度位置信号パルスに基づき判定する（ステップＳＴ１２）。
【００８７】
ここで、排気行程ＴＤＣとの判定結果であれば、この負荷変動除去手段１８Ｅは、オフセット値設定機能１８Ｅ2により、この排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏをオフセットトルクＴofとして設定する（ステップＳＴ１３）。
【００８８】
しかる後、この負荷変動除去手段１８Ｅは、オフセット処理機能１８Ｅ3により、その発生トルクＴｏについて上記オフセットトルクＴofでオフセットする（ステップＳＴ１４）。
【００８９】
このオフセットトルクＴofは、次回のオフセットトルク設定処理が行われるまでの間において、ステップＳＴ１１で推定された発生トルクＴｏのオフセット処理に使用される。
【００９０】
即ち、この失火検出装置は、上述したが如くオフセットトルクＴofを設定しオフセット処理を終えた後に、上記ステップＳＴ１１に戻って次の発生トルクＴｏを推定する。ここで、本実施例１のクランク角センサ１５からのクランク角度位置信号パルスは１°ＣＡ毎に検出されるので、新たに推定された発生トルクＴｏは排気行程ＴＤＣにおけるものではないと上記ステップＳＴ１２にて判定される。
【００９１】
そこで、かかる判定結果が出た場合、負荷変動除去手段１８Ｅのオフセット処理機能１８Ｅ3は、ステップＳＴ１４にて、前回の排気行程ＴＤＣにおいて設定された上記オフセットトルクＴofを用いてその発生トルクＴｏのオフセットを行う。
【００９２】
尚、排気行程ＴＤＣ間においてはクランクシャフト８が１８０°ＣＡ回転し、更に、本実施例１にあってはクランク角度位置信号パルスが１°ＣＡ毎に検出されるので、次の排気行程ＴＤＣが検知されるまでの間においては、前回の排気行程ＴＤＣにおけるオフセットトルクＴofを用いたオフセット処理が１７９回繰り返される。
【００９３】
上述したが如くオフセット処理を行うことによって、本実施例１の失火検出装置は、推定した発生トルクＴｏからリアルタイムに負荷変動トルクΔＴｌを除去することができる。
【００９４】
この失火検出装置は、上述したステップＳＴ１１〜ＳＴ１４の処理を内燃機関１が停止するまで繰り返しており、その内燃機関１の運転中においてはオフセット（補正）後の発生トルクＴｏを用いて失火判定手段１８Ａによる失火判定を行う。即ち、その失火判定手段１８Ａは、内燃機関１の運転中に、点火時におけるオフセット（補正）後の発生トルクＴｏと、その点火時に予測トルク推定手段１８Ｄにより求めた予測トルクＴｐとを比較して失火の有無を判定する。
【００９５】
ここで、上述した図８のフローチャートの処理動作について具体例を用いて説明する。
【００９６】
例えば、この内燃機関１が直列四気筒であり、１番気筒→３番気筒→４番気筒→２番気筒の順に点火されるとする。
【００９７】
かかる場合、負荷変動除去手段１８Ｅは、例えば図９に示す如く、一回目（１番気筒）の排気行程ＴＤＣ#1が検知されるまでの間において負荷変動トルクΔＴｌの除去処理（オフセット処理）を行わず、その１番気筒の排気行程ＴＤＣ#1が検知された際に、ステップＳＴ１３にて、その排気行程ＴＤＣ#1において推定された発生トルクＴｏ#1をオフセットトルクＴof1として設定する。
【００９８】
しかる後、この負荷変動除去手段１８Ｅは、ステップＳＴ１４にて、そのオフセットトルクＴof1を用いて１番気筒の排気行程ＴＤＣ#1における発生トルクＴｏ#1のオフセットを行う。即ち、その排気行程ＴＤＣ#1において推定された発生トルクＴｏ#1を「０」に補正する。
【００９９】
このオフセット処理の後、負荷変動除去手段１８Ｅは、次の（３番気筒の）排気行程ＴＤＣ#3がステップＳＴ１２で検知されるまで、ステップＳＴ１１で推定された全ての発生トルクＴｏに対して上記オフセットトルクＴof1によるオフセット処理を繰り返す。
【０１００】
続いて、ステップＳＴ１２にて３番気筒の排気行程ＴＤＣ#3が検知されると、負荷変動除去手段１８Ｅは、その３番気筒の排気行程ＴＤＣ#3において推定された発生トルクＴｏ#3を新たなオフセットトルクＴof3として設定し、このオフセットトルクＴof3を用いて発生トルクＴｏ#3以降の発生トルクＴｏに対してオフセット処理を行う。
【０１０１】
以降、新たな排気行程ＴＤＣが検知される度にオフセットトルクＴofの更新が行われ、同様の処理が繰り返される。
【０１０２】
以上示した本実施例１によれば、トルクを安定して発生させる排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏをオフセットトルクＴofとして設定し、即ち、精度の良い発生トルクＴｏからオフセットトルクＴofを設定し、推定された各発生トルクＴｏからそのオフセットトルクＴof分をオフセットさせることによって、負荷変動トルクΔＴｌを精度良く除去することができる。これが為、この補正後の発生トルクＴｏを用いて失火判定を行うことによって、例えば従来の如き失火でなくとも失火との判定が為されてしまうことがなくなり、失火検出の精度を向上させることができる。
【０１０３】
また、そのオフセットトルクＴofは、新たな排気行程ＴＤＣが検知される度に更新されるので、内燃機関１の運転中において常時好適なオフセットトルクＴofで負荷変動トルクΔＴｌの除去処理を行うことができる。これが為、常に正確な発生トルクＴｏで精度良く失火判定を行うことができる。
【０１０４】
更に、発生トルクＴｏが推定される度に最新のオフセットトルクＴofで負荷変動トルクΔＴｌが除去された補正後の発生トルクＴｏを求めることができるので、点火時等の失火判定時になった際に即時失火判定処理を行うことができる。
【０１０５】
尚、本実施例１の摩擦トルク推定手段１８Ｃは、以下の如く、内燃機関１を始動させる為の電動モータ（図示略）から摩擦トルクＴｆの推定を行うように構成してもよい。
【０１０６】
具体的に、この摩擦トルク推定手段１８Ｃの摩擦トルク推定機能１８Ｃ1には、内燃機関１の着火前の空転時に電動モータの消費電力を求め、この消費電力から内燃機関１の摩擦トルクＴｆに相当するモータトルクを求めるモータトルク推定機能が設けられている。
【０１０７】
ここで、かかる場合の摩擦トルク推定手段１８Ｃは、前述したものと同様の摩擦トルク推定／書換機能１８Ｃ2及び負荷状態判定機能１８Ｃ3を有している。尚、この負荷状態判定機能１８Ｃ3は、前述したクランキング中か否かで負荷の安定状態を判定するものを用いる。
【０１０８】
また、かかる場合にあっては、内燃機関１の着火前の空転時に電動モータの消費電力を求めるので、負荷が安定している場合の所定気筒のフューエルカット機能１８Ｃ4は設けていないが、必要とあらば設けてもよい。
【０１０９】
かかる場合における摩擦トルク推定手段１８Ｃは、図１０のフローチャートに示す如く動作する。
【０１１０】
この摩擦トルク推定手段１８Ｃは、電動モータが駆動された際に内燃機関１の負荷が安定状態にあると判断して（ステップＳＴ２１）、内燃機関１が着火する前の空転時に電動モータの消費電力を求める（ステップＳＴ２２）。そして、この消費電力から内燃機関１の摩擦トルクＴｆに相当するモータトルクを推定する（ステップＳＴ２３）。
【０１１１】
即ち、内燃機関１の始動時で且つ着火前であれば、電動モータは、内燃機関１の摩擦トルクＴｆに打ち勝つようにＥＣＵ１８によって電流の制御が為される。これが為、摩擦トルクＴｆが大きければ電動モータの消費電力は大きくなるので、この特性を利用して消費電力から摩擦トルクＴｆの推定を行うことができる。
【０１１２】
尚、かかる摩擦トルク推定時には、前述したものと同様に、ＥＣＵ１８による機関回転数Ｎｅの算出と冷却水温度の検出が行われる。
【０１１３】
以降、ステップＳＴ２４〜ＳＴ２７までの摩擦トルクマップの書き換え処理は、前述したステップＳＴ４〜ＳＴ７までの処理と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【０１１４】
以上示した如く、このように構成した摩擦トルク推定手段１８Ｃによっても、負荷が安定している状態で摩擦トルクＴｆを推定するので正確な摩擦トルクＴｆを得ることができ、失火検出の精度を向上させることができる。特に、電動モータの消費電力からの摩擦トルクＴｆの推定は、簡便であり、また、制御プログラム等の構成を簡潔なものとすることができるので有用である。
【実施例２】
【０１１５】
次に、本発明に係る失火検出装置の実施例２を図１１−１から図１３−４に基づいて説明する。
【０１１６】
本実施例２の失火検出装置は、前述した実施例１の失火検出装置に対して負荷変動除去手段１８Ｅを以下の如く変更したものであり、他については実施例１と同様に構成されている。
【０１１７】
本実施例２の負荷変動除去手段１８Ｅは、実施例１と同様に機関状態判定機能１８Ｅ1，オフセット値設定機能１８Ｅ2及びオフセット処理機能１８Ｅ3を備えている。本実施例２にあっては、その機関状態判定機能１８Ｅ1は実施例１と同様のものであり、そのオフセット値設定機能１８Ｅ2及びオフセット処理機能１８Ｅ3についてのみ変更が為されている。
【０１１８】
ここで、図１１−１に、ある排気行程ＴＤＣ間（排気行程ＴＤＣ#3−排気行程ＴＤＣ#4間）において推定された発生トルクＴｏの概念図を示す。前述した実施例１においては、その図１１−１の三角形部分（Ｓａ）における負荷変動トルクは微差であるが為、矩形部分（Ｓｂ）のみを負荷変動トルクΔＴｌと見做して発生トルクＴｏの補正を行ったが、本実施例２のオフセット処理機能１８Ｅ3は、その三角形部分（Ｓａ）をも考慮して発生トルクＴｏの補正を行う。
【０１１９】
そこで、先ず、本実施例２のオフセット処理機能１８Ｅ3には、負荷変動トルクΔＴｌにおける矩形の変動分Ｓｂを除去する第１除去機能が設けられている。
【０１２０】
この第１除去機能は、基本的に実施例１のオフセット処理機能１８Ｅ3と同等の処理を行う機能であり、オフセット値設定機能１８Ｅ2により設定されたオフセットトルクＴofでのオフセット処理を、そのオフセットトルク設定時における排気行程ＴＤＣから次の排気行程ＴＤＣまでの間に推定された発生トルクＴｏに対して実行するものである。
【０１２１】
但し、本実施例２にあっては、そのオフセットトルクＴofでのオフセット処理を、そのオフセットトルク設定時の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏに対しては行わず、次の排気行程ＴＤＣで推定された発生トルクＴｏに対しては行う。
【０１２２】
例えば、この第１除去機能のオフセット処理を行うことによって、図１１−１に示す推定された発生トルクＴｏが補正され、その発生トルクＴｏから矩形の変動分Ｓｂを除去した図１１−２に示す変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sbを得ることができる。
【０１２３】
尚、機関始動直後等においては、一回目の排気行程ＴＤＣが検知されるまでオフセットトルクＴofが設定されていない。これが為、その一回目の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏに対してのオフセット処理は、この一回目の排気行程ＴＤＣにおいて設定されたオフセットトルクＴofを用いて実行する。
【０１２４】
また、同様の理由から、一回目の排気行程ＴＤＣが検知されるまでに推定された発生トルクＴｏに対してのオフセット処理は行わないように第１除去機能を設定してもよく、予め仮想オフセットトルクＴofを用意しておき、この仮想オフセットトルクＴofを用いてオフセット処理を行うように第１除去機能を設定してもよい。
【０１２５】
このように、第１除去機能によるオフセット処理を実行することによって、推定された発生トルクＴｏを変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sbへと補正することができるが、その図１１−２からも明らかなように、未だ負荷変動トルクΔＴｌにおける三角形の変動分Ｓａが残存している。これが為、次に、本実施例２のオフセット処理機能１８Ｅ3には、その変動分Ｓａを除去する第２除去機能が更に設けられている。
【０１２６】
この第２除去機能は、上記機関状態判定機能１８Ｅ1により排気行程ＴＤＣが検知された際に、その検知された今回の排気行程ＴＤＣと前回の排気行程ＴＤＣとの間における変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sbから変動分Ｓａを除去する機能である。
【０１２７】
この本実施例２の第２除去機能は、上記第１除去機能によるオフセット処理が繰り返されている最中に機関状態判定機能１８Ｅ1が排気行程ＴＤＣを検知し、この排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏに対しての上記第１除去機能のオフセット処理を終えると処理動作を開始する。
【０１２８】
ここで、この第２除去機能が変動分Ｓａを除去する為には、その変動分Ｓａ分を求める必要がある。そこで、本実施例２のオフセット値設定機能１８Ｅ2には、上記オフセットトルクＴofを設定する第１機能に加えて、その変動分Ｓａ分に相当するオフセット量（後述する負荷変動トルクΔＴｌSa（ｎ））の設定を行う第２機能も設けられている。
【０１２９】
ところで、本実施例２にあっては、前回の排気行程ＴＤＣが検知された後、今回の排気行程ＴＤＣが検知されるまでの間にｍ回の発生トルクＴｏが所定の間隔で推定されるものとする。例えば、本実施例２のクランク角センサ１５はクランク角度位置信号パルスを１°ＣＡ毎にＥＣＵ１８へと出力するので、発生トルクＴｏは１８０回推定される。
【０１３０】
ここでは、前回の排気行程ＴＤＣと今回の排気行程ＴＤＣとの間で推定されたｎ（＝０，１，２，…，ｍ）回目の発生トルクＴｏをＴｏ（ｎ）と表す。また、その発生トルクＴｏ（ｎ）におけるクランク角度位置をθCA（ｎ）で表す。尚、発生トルクＴｏ（０）は前回の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクを示し、発生トルクＴｏ（ｍ）は今回の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクを示す。また、本実施例２にあっては、図１１−２に示す前回の排気行程ＴＤＣにおけるクランク角度位置θCA（０）を起算点とするので、そのクランク角度位置θCA（０）は「０°ＣＡ」となり、クランク角度位置θCA（ｍ）は「１８０°ＣＡ」となる。
【０１３１】
上記オフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能は、上記発生トルクＴｏ（ｎ）における変動分Ｓａの負荷変動トルクΔＴｌSa（ｎ）を下記の式４に基づいて演算する機能である。
【０１３２】
【数４】
2005344523.tif 000006
【０１３３】
尚、その式４の「Ｔｏ（ｍ）−Ｔｏ（０）」は、本実施例２にあっては上記第１除去機能によりオフセット処理された今回の排気行程ＴＤＣにおける変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｍ）を表している。
【０１３４】
本実施例２の第２除去機能は、上記オフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能により求められた負荷変動トルクΔＴｌSa（ｎ）分で変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）をオフセットする機能である。
【０１３５】
例えば、この第２除去機能のオフセット処理を行うことによって、図１１−２の変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sbから三角形の変動分Ｓａを除去した図１１−３に示す変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sbを得ることができる。
【０１３６】
以下に、上述したが如く構成された本実施例２の失火検出装置の動作説明を図１２のフローチャートに基づいて行う。
【０１３７】
先ず、実施例１と同様に、発生トルク推定手段１８Ｂが発生トルクＴｏの推定を行い（ステップＳＴ３１）、負荷変動除去手段１８Ｅの機関状態判定機能１８Ｅ1が、その発生トルクＴｏが排気行程ＴＤＣにおいてのものであるか否かについて判定する（ステップＳＴ３２）。
【０１３８】
ここで、排気行程ＴＤＣとの判定結果であれば、この負荷変動除去手段１８Ｅは、オフセット処理機能１８Ｅ3の第１除去機能より、前回の排気行程ＴＤＣにおいて設定された（後述するステップＳＴ３５で前回設定された）オフセットトルクＴofを用いてその発生トルクＴｏのオフセットを行う（ステップＳＴ３３）。
【０１３９】
尚、ここでは、そのステップＳＴ３３のオフセット処理を終えた際に、後述するステップＳＴ３１→ステップＳＴ３２→ステップＳＴ３６の処理が既に繰り返して行われ、前回の排気行程ＴＤＣと今回の排気行程ＴＤＣとの間において推定された発生トルクＴｏ（ｎ）が変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）へと補正されているものとする。
【０１４０】
続いて、この負荷変動除去手段１８Ｅは、前回の排気行程ＴＤＣと今回の排気行程ＴＤＣとの間における変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）に対して変動分Ｓａの除去処理を行う（ステップＳＴ３４）。
【０１４１】
このステップＳＴ３４においては、先ず、オフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能により、変動分Ｓａの負荷変動トルクΔＴｌSa（ｎ）を上述した式４に基づいて算出する。そして、オフセット処理機能１８Ｅ3の第２除去機能により、変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）をその負荷変動トルクΔＴｌSa（ｎ）分でオフセットする。
【０１４２】
具体的に、本実施例１にあっては、最初に負荷変動トルクΔＴｌSa（１）を算出し、変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（１）をその負荷変動トルクΔＴｌSa（１）分でオフセットする。続いて、負荷変動トルクΔＴｌSa（２）を算出して変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（２）のオフセット処理を行う。以降、ｍ個目の変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｍ）まで同様の処理を繰り返す。
【０１４３】
これにより、変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）から変動分Ｓａを除去することができ、その変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）を変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）へと補正することができる。
【０１４４】
続いて、この負荷変動除去手段１８Ｅは、オフセット値設定機能１８Ｅ2の第１機能により、今回の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏ（ｍ）を新たなオフセットトルクＴofとして設定する（ステップＳＴ３５）。
【０１４５】
しかる後、この失火検出装置は、上記ステップＳＴ３１に戻って次の発生トルクＴｏを推定する。ここで、この新たに推定された発生トルクＴｏは排気行程ＴＤＣにおけるものではないと上記ステップＳＴ１２にて判定される。
【０１４６】
そこで、かかる判定結果が出た場合、負荷変動除去手段１８Ｅにおけるオフセット処理機能１８Ｅ3の第１除去機能は、前回の排気行程ＴＤＣにおいて設定された上記オフセットトルクＴofを用いてその発生トルクＴｏのオフセットを行う（ステップＳＴ３６）。
【０１４７】
以降、次の排気行程ＴＤＣにおいて推定された発生トルクＴｏに対してまで、そのステップＳＴ３１→ステップＳＴ３２→ステップＳＴ３６の処理が繰り返し行われる。
【０１４８】
この失火検出装置は、上述したステップＳＴ３１〜ＳＴ３６の処理を内燃機関１が停止するまで繰り返しており、その内燃機関１の運転中において補正後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）を用いて失火判定手段１８Ａによる失火判定を行う。即ち、その失火判定手段１８Ａは、内燃機関１の運転中に、点火時における補正後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）と、その点火時に予測トルク推定手段１８Ｄにより求めた予測トルクＴｐとを比較して失火の有無を判定する。
【０１４９】
ここで、上述した図１２のフローチャートの処理動作について具体例を用いて説明する。
【０１５０】
本実施例２にあっても、この内燃機関１は直列四気筒であり、１番気筒→３番気筒→４番気筒→２番気筒の順に点火されるものとする。
【０１５１】
かかる場合、負荷変動除去手段１８Ｅは、例えば図１３−１に示す如く、一回目（１番気筒）の排気行程ＴＤＣ#1が検知されるまでの間において負荷変動トルクΔＴｌの除去処理（オフセット処理）を行わず、その１番気筒の排気行程ＴＤＣ#1が検知された際に処理動作を開始する。
【０１５２】
ここで、その１番気筒の排気行程ＴＤＣ#1が検知された時点では未だオフセットトルクＴofが設定されていない。そこで、本実施例２におけるオフセット処理機能１８Ｅ3の第１除去機能は、一回目の排気行程ＴＤＣ#1についてのみ、ステップＳＴ３３にて、その排気行程ＴＤＣ#1において推定された発生トルクＴｏ#1をオフセットトルクＴof1として設定し、このオフセットトルクＴof1で発生トルクＴｏ#1のオフセット処理を行い、その後ステップＳＴ３１に戻る。
【０１５３】
そして、負荷変動除去手段１８Ｅは、次の（３番気筒の）排気行程ＴＤＣ#3において推定された発生トルクＴｏ#3の上記オフセットトルクＴof1によるオフセット処理を終えるまで、ステップＳＴ３１で推定された全ての発生トルクＴｏ（ｎ）に対してそのオフセットトルクＴof1でのオフセット処理を繰り返す。
【０１５４】
このようにして、先ず、排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間における変動分Ｓｂ#1―#3を除去し、その間で推定された発生トルクＴｏ（ｎ）を図１３−１に示す変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）に補正する。
【０１５５】
尚、上記発生トルクＴｏ#1は前述した発生トルクＴｏ（０）に相当し、上記発生トルクＴｏ#3は前述した発生トルクＴｏ（ｍ）に相当する。ここでは、実施例１と同様にｍ＝１８０である。
【０１５６】
負荷変動除去手段１８Ｅは、発生トルクＴｏ#3に対するオフセット処理を終えると、次に、ステップＳＴ３４にて、上述した式４に基づき負荷変動トルクΔＴｌSa（１）を算出し、変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（１）をその負荷変動トルクΔＴｌSa（１）分でオフセットする。続いて、負荷変動トルクΔＴｌSa（２）を算出して変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（２）のオフセット処理を行う。以降、排気行程ＴＤＣ#3における変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（１８０）まで同様の処理を繰り返す。
【０１５７】
これにより、図１３−２に示す排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間における変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）から変動分Ｓａ#1―#3を除去した変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）を得ることができる。
【０１５８】
続いて、この負荷変動除去手段１８Ｅは、ステップＳＴ３５にて、排気行程ＴＤＣ#3で推定された発生トルクＴｏ#3をオフセットトルクＴof3として設定する。そして、そのオフセットトルクＴof3を用いて、ステップＳＴ３５，ＳＴ３３にて、排気行程ＴＤＣ#3の次に推定される発生トルクＴｏ（１）から排気行程ＴＤＣ#4で推定される発生トルクＴｏ#4までの間の発生トルクＴｏ（ｎ）を推定される度にオフセットし、図１３−３に示す変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）へと補正する。
【０１５９】
しかる後、この負荷変動除去手段１８Ｅは、ステップＳＴ３４にて、排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間の場合と同様にして変動分Ｓａ#3―#4を除去し、図１３−３に示す排気行程ＴＤＣ#3−排気行程ＴＤＣ#4間における変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）へと補正する。
【０１６０】
以降、排気行程ＴＤＣ間において順次同様の処理が繰り返され、例えば図１３−４に示す如き変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）へと補正することができる。
【０１６１】
以上示した本実施例２によれば、変動分Ｓａをも考慮して負荷変動トルクΔＴｌの除去を行うことができるので、実施例１に対してより精度の高い補正後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）を求めることができ、失火判定精度を更に高めることが可能になる。
【０１６２】
尚、本実施例２においては変動分Ｓｂの除去処理を行った後で変動分Ｓａの除去処理を行うものとして例示したが、先ず変動分Ｓａを除去し、その後に変動分Ｓｂの除去処理を行うようにしてもよい。但し、かかる場合には少なくとも二箇所の排気行程ＴＤＣの発生トルクＴｏを推定した後で変動分Ｓａ，Ｓｂの除去処理を行う必要がある。
【０１６３】
また、本実施例２においては変動分Ｓａと変動分Ｓｂを二段階に分けて除去しているが、発生トルクＴｏが推定される度に下記の式５を用いて当該発生トルクＴｏにおける負荷変動トルクΔＴｌを一度に除去してもよく、これにより、上述した本実施例２と同様の効果を奏しつつも、実施例１と同様に即時の失火判定処理を行うことができる。
【０１６４】
【数５】
2005344523.tif 000007
【実施例３】
【０１６５】
次に、本発明に係る失火検出装置の実施例３を図１４及び図１５に基づいて説明する。
【０１６６】
本実施例３の失火検出装置は、前述した実施例２の負荷変動除去手段１８Ｅにおけるオフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能と、オフセット処理機能１８Ｅ3の第２除去機能とを以下の如く変更したものであり、他については実施例２と同様に構成されている。
【０１６７】
具体的に、本実施例３においては、推定された発生トルクＴｏ（ｎ−１）と発生トルクＴｏ（ｎ）との間の変動分Ｓａ（ｎ）をオフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能が下記の式６を用いて演算し、その変動分Ｓａ（ｎ）をオフセット処理機能１８Ｅ3の第２除去機能が変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）から除去するものである（ｎ＝１，２，…，ｍ）。
【０１６８】
【数６】
2005344523.tif 000008
【０１６９】
ここで、本実施例３の失火検出装置の動作について説明する。尚、本実施例３の処理動作は基本的に前述した実施例２と同等であるので、以下においては相違点について説明する。
【０１７０】
先ず、図１２のフローチャートに示す実施例２と同様に、ある排気行程ＴＤＣ間において推定された発生トルクＴｏ（ｎ）をオフセット処理機能１８Ｅ3の第１除去機能より順次オフセット処理して、例えば図１３−１に示す変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）を求める。
【０１７１】
続いて、負荷変動除去手段１８Ｅは、ステップＳＴ３４にて、その変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）に対する変動分Ｓａの除去処理を行う。
【０１７２】
具体的に、本実施例３にあっては、先ず、オフセット値設定機能１８Ｅ2の第２機能が上記式６に基づき例えば図１４に示す変動分Ｓａ#1―#3（１）を算出し、オフセット処理機能１８Ｅ3の第２除去機能がθCA（０）−θCA（１）間における変動分Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sb（ｎ）から変動分Ｓａ#1―#3（１）を除去する。しかる後、同様にしてθCA（１）−θCA（２）間における図１４に示す変動分Ｓａ#1―#3（２）を除去し、以降、θCA（ｍ−１）−θCA（ｍ）間における図１４に示す変動分Ｓａ#1―#3（ｍ）まで同様の除去処理を繰り返す。
【０１７３】
これにより、図１４に示す変動分Ｓａ#1―#3が除去された図１３−２に示す排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間における変動分Ｓａ，Ｓｂ除去後の発生トルクＴｏ-Sa,Sb（ｎ）を得ることができる。
【０１７４】
次に、本実施例３の負荷変動除去手段１８Ｅは、実施例２と同様に、ステップＳＴ３４にてオフセットトルクＴofの設定を行い、ステップ３１に戻る。
【０１７５】
以上示した本実施例３によれば、前述した実施例２と同様の効果を奏することができ、特に、本実施例３の如くクランク角センサ１５のクランク角度位置信号パルスが１°ＣＡや５°ＣＡ等の短い周期で検出される場合においては負荷変動トルクΔＴｌの除去精度の向上を図る上で有用である。
【０１７６】
尚、本実施例３においては変動分Ｓａと変動分Ｓｂを二段階に分けて除去しているが、新たな発生トルクＴｏが推定される度に下記の式７を用いて変動分Ｓａ（ｎ），Ｓｂ（ｎ）を一度に除去してもよい。
【０１７７】
【数７】
2005344523.tif 000009
【０１７８】
即ち、例えば図１５に示す排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間において、先ず、θCA（１）における発生トルクＴｏ（１）が推定された際に、θCA（０）−θCA（１）間の変動分「Ｓａ#1―#3（１）＋Ｓｂ#1―#3（１）」を上記式７から求め、これを除去する。続いて、θCA（２）における発生トルクＴｏ（２）が推定された際に、同様にしてθCA（１）−θCA（２）間の変動分「Ｓａ#1―#3（２）＋Ｓｂ#1―#3（２）」を除去し、θCA（ｍ−１）−θCA（ｍ）間の変動分「Ｓａ#1―#3（ｍ）＋Ｓｂ#1―#3（ｍ）」の除去処理まで繰り返す。
【０１７９】
これにより、排気行程ＴＤＣ#1−排気行程ＴＤＣ#3間における変動分Ｓａ#1―#3，Ｓｂ#1―#3を一度に除去することができるので、上述した本実施例３と同様の効果を奏しつつも、実施例１と同様にリアルタイムな失火検出を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
以上のように、本発明に係る失火検出装置は、内燃機関の発生トルクを精度良く求める技術として有用であり、特に、その精度の良い発生トルクを用いて失火判定を高精度に行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明に係る失火検出装置についての構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る失火検出装置における摩擦トルクマップの一例を示す図である。
【図３】本発明に係る失火検出装置の摩擦トルク推定手段で検出した現摩擦トルクと既存摩擦トルクとの関係を図２に示す摩擦トルクマップ上に表した説明図である。
【図４】推定された発生トルクと実際の発生トルクとの関係を説明する図である。
【図５−１】実施例１の失火検出装置において推定された発生トルクとその負荷変動トルクについて説明する図である。
【図５−２】実施例１の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作を説明する図である。
【図６】本発明に係る失火検出装置における摩擦トルク推定手段の動作説明を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る失火検出装置の摩擦トルク推定手段により書き換えられた摩擦トルクマップの一例を示す図である。
【図８】本発明に係る失火検出装置の実施例１の動作説明を示すフローチャートである。
【図９】実施例１の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作の具体例を説明する図である。
【図１０】本発明に係る失火検出装置における他の摩擦トルク推定手段の動作説明を示すフローチャートである。
【図１１−１】実施例２の失火検出装置において推定された発生トルクとその負荷変動トルクについて説明する図である。
【図１１−２】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作を説明する図であって、変動分Ｓｂの除去後の結果と変動分Ｓａの除去動作について示す図である。
【図１１−３】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作を説明する図であって、変動分Ｓａ，Ｓｂの除去結果を示す図である。
【図１２】本発明に係る失火検出装置の実施例２，３の動作説明を示すフローチャートである。
【図１３−１】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作の具体例を説明する図であって、ＴＤＣ#1−ＴＤＣ#3間の変動分Ｓｂの除去動作について示す図である。
【図１３−２】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作の具体例を説明する図であって、ＴＤＣ#1−ＴＤＣ#3間の変動分Ｓａの除去動作について示す図である。
【図１３−３】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作の具体例を説明する図であって、ＴＤＣ#3−ＴＤＣ#4間の変動分Ｓａ，Ｓｂの除去動作について示す図である。
【図１３−４】実施例２の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作の具体例を説明する図であって、ＴＤＣ#3−ＴＤＣ#4間の変動分Ｓａ，Ｓｂの除去結果を示す図である。
【図１４】実施例３の失火検出装置における負荷変動除去手段の動作を説明する図であって、変動分Ｓａの除去動作について示す図である。
【図１５】実施例３の失火検出装置における他の負荷変動除去手段の動作を説明する図であって、変動分Ｓａ，Ｓｂの除去動作について示す図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１  内燃機関
１８  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１８Ａ  失火判定手段
１８Ｂ  発生トルク推定手段
１８Ｄ  予測トルク推定手段
１８Ｅ  負荷変動除去手段
１８Ｅ1  機関状態判定機能
１８Ｅ2  オフセット値設定機能
１８Ｅ3  オフセット処理機能
【図１】
2005344523.tif 000010
【図２】
2005344523.tif 000011
【図３】
2005344523.tif 000012
【図４】
2005344523.tif 000013
【図５−１】
2005344523.tif 000014
【図５−２】
2005344523.tif 000015
【図６】
2005344523.tif 000016
【図７】
2005344523.tif 000017
【図８】
2005344523.tif 000018
【図９】
2005344523.tif 000019
【図１０】
2005344523.tif 000020
【図１１−１】
2005344523.tif 000021
【図１１−２】
2005344523.tif 000022
【図１１−３】
2005344523.tif 000023
【図１２】
2005344523.tif 000024
【図１３−１】
2005344523.tif 000025
【図１３−２】
2005344523.tif 000026
【図１３−３】
2005344523.tif 000027
【図１３−４】
2005344523.tif 000028
【図１４】
2005344523.tif 000029
【図１５】
2005344523.tif 000030