(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態に誤診断を生じさせ得る変化が生じた場合に、誤診断を回避することができる内燃機関の失火診断装置を提供する。【解決手段】本発明の内燃機関１の失火診断装置１００は、車両に搭載された内燃機関１のクランク角を検出するためのクランク角センサ１０と、クランク角センサ１０の検出値に基づいて内燃機関１の失火を診断する制御ユニット２０と、を備え、制御ユニット２０は、クランク角センサ１０の検出値からクランク角速度の変化量を算出し、その変化量が所定の閾値未満のときに、失火が発生したと診断し、内燃機関１の定常運転時よりも減速運転時の閾値を小さく設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角センサと、
前記クランク角センサの検出値に基づいて前記内燃機関の失火を診断する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記クランク角センサの検出値からクランク角速度の変化量を算出し、その変化量が所定の閾値未満のときに、失火が発生したと診断し、
前記内燃機関の定常運転時よりも減速運転時の前記閾値を小さく設定する
ことを特徴とする内燃機関の失火診断装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、
前記内燃機関の定常運転時よりも加速運転時の前記閾値を大きく設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の失火診断装置。
【請求項３】
車両に搭載された内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角センサと、
前記クランク角センサの検出値に基づいて前記内燃機関の失火を診断する制御ユニットと、を備えた内燃機関の失火診断装置であって、
前記車両は、前記内燃機関から変速機へ動力を伝達する流体伝動装置を備え、
前記流体伝動装置は、入力側部材と出力側部材とを直結可能なロックアップクラッチを備え、
前記制御ユニットは、前記ロックアップクラッチの接続状態が接および断の間で切り替わったときに、所定の時間に亘って失火診断を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の失火診断装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記ロックアップクラッチの接続状態が接から断に切り替わったときに、所定の時間に亘って失火診断を禁止する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の失火診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された内燃機関の失火診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両には、自己診断（ＯＢＤ：On-Board Diagnostics）機能を発揮するものとして、内燃機関の失火を診断する失火診断装置が設けられる。
【０００３】
一般的に、内燃機関の失火診断装置においては、内燃機関のクランク角センサの検出値に基づいて、失火の有無が診断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０７２３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内燃機関の運転状態が急激に変化する場合には、そうでない場合に比べて、クランク角センサの検出値が大きく変動するため、失火の誤診断を生じさせる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、内燃機関の運転状態に誤診断を生じさせ得る変化が生じた場合に、誤診断を回避することができる内燃機関の失火診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、車両に搭載された内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角センサと、前記クランク角センサの検出値に基づいて前記内燃機関の失火を診断する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記クランク角センサの検出値からクランク角速度の変化量を算出し、その変化量が所定の閾値未満のときに、失火が発生したと診断し、前記内燃機関の定常運転時よりも減速運転時の前記閾値を小さく設定することを特徴とする内燃機関の失火診断装置が提供される。
【０００８】
また、前記制御ユニットは、前記内燃機関の定常運転時よりも加速運転時の前記閾値を大きく設定することが好ましい。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、車両に搭載された内燃機関のクランク角を検出するためのクランク角センサと、前記クランク角センサの検出値に基づいて前記内燃機関の失火を診断する制御ユニットと、を備えた内燃機関の失火診断装置であって、前記車両は、前記内燃機関から変速機へ動力を伝達する流体伝動装置を備え、前記流体伝動装置は、入力側部材と出力側部材とを直結可能なロックアップクラッチを備え、前記制御ユニットは、前記ロックアップクラッチの接続状態が接および断の間で切り替わったときに、所定の時間に亘って失火診断を禁止することを特徴とする内燃機関の失火診断装置が提供される。
【００１０】
また、前記制御ユニットは、前記ロックアップクラッチの接続状態が接から断に切り替わったときに、所定の時間に亘って失火診断を禁止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の失火診断装置よれば、内燃機関の運転状態に誤診断を生じさせ得る変化が生じた場合に、誤診断を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る失火診断装置の概略構成図である。
【図２】クランク角センサその他センサ類を示す概略図である。
【図３】クランクパルス信号およびカムパルス信号を示す図である。
【図４】失火診断の方法の説明に供する図である。
【図５】本発明の第１実施形態における失火診断の説明に供するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る失火診断装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態における失火診断の説明に供するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に沿って説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関１の失火診断装置１００の構成を示す概略図である。
【００１５】
本実施形態の失火診断装置１００は、内燃機関１のクランク角を検出するためのクランク角センサ１０と、内燃機関１の失火を診断する制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）２０と、を備える。
【００１６】
内燃機関１は、図示しない車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関１には、複数の気筒２、クランクシャフト３、燃料噴射弁すなわちインジェクタ４等が含まれる。本実施形態の内燃機関１は、直列４気筒ディーゼルエンジンであるが、内燃機関１の種類、形式、気筒数等は任意である。
【００１７】
クランクシャフト３の出力側は、図示しない発進装置や変速機等の動力伝達装置に接続される。
【００１８】
インジェクタ４は、燃料を高圧状態で貯留するコモンレール５に接続され、コモンレール５から供給される燃料を各気筒２のシリンダ内に直接噴射する。インジェクタ４は、電子制御式の弁であり、ＥＣＵ２０に電気的に接続される。
【００１９】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。
【００２０】
センサ類に関して、図２に基づいて説明する。図中、符号６は、クランクシャフト３の１／２の回転速度で同期回転される動弁系カムシャフトであり、符号１１は、動弁系カムシャフト６のカム角を検出するためのカム角センサである。また、符号１２は、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサであり、符号１３は、車両の速度を検出するための車速センサである。
【００２１】
クランクシャフト３には、比較的大径の歯付リング３ａが同軸に取り付けられており、この歯付リング３ａの外周面に対向して、クランク角センサ１０が内燃機関１に取り付けられている。また、動弁系カムシャフト６には、比較的小径の歯付リング６ａが同軸に取り付けられており、この歯付リング６ａの外周面に対向してカム角センサ１１が内燃機関１に取り付けられている。
【００２２】
クランク角センサ１０およびカム角センサ１１は、非接触式センサ（磁気センサ等）からなり、歯付リング３ａ，６ａの歯によって、図３に示すようなパルス信号、すなわち、クランクパルス信号ＣＲおよびカムパルス信号ＣＭをＥＣＵ２０に発生させる。
【００２３】
ＥＣＵ２０は、クランクパルス信号ＣＲからクランク角を検出し、このクランク角に基づいて、クランク角速度ω（°ＣＡ／ｓ）を検出する。なお、クランク角速度はエンジン回転数（ｒｐｍ）と同義なので、クランク角速度の代わりにエンジン回転数を用いてもよい。
【００２４】
また、ＥＣＵ２０は、カムパルス信号ＣＭからカム角を検出することで、各気筒２（＃１〜＃４）を識別する気筒判別を実施する。なお、本実施形態のＥＣＵ２０は、動弁系カムシャフト６のカム角を直接的に検出しているが、図示しないサプライポンプのカムシャフトのカム角から、動弁系カムシャフト６のカム角を間接的に検出するようにしても構わない。
【００２５】
次に、本実施形態に係る失火診断装置１００の失火診断方法について、図４および図５に基づいて説明する。
【００２６】
図４は、内燃機関１の定常運転時にＥＣＵ２０で検出されるクランク角速度ω（°ＣＡ／ｓ）の変化を示した図であり、（ａ）は失火が発生していない場合、（ｂ）は失火が発生した場合を示す。なお、内燃機関１の燃焼順序は、＃１，＃３，＃４，＃２であり、符号ＢＤＣは各気筒２の下死点を示している。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、失火が発生していない場合には、各気筒２でクランク角速度ωがほぼ同じ様に上昇と低下を繰り返す。これに対して、図４（ｂ）に示すように、ある気筒２（本実施形態では＃２）で失火が発生すると、その失火した気筒の燃焼行程でクランク角速度ωが殆ど上昇しない。
【００２８】
本実施形態のＥＣＵ２０は、各気筒２の燃焼行程において、クランク角センサ１０の検出値からクランク角速度ωの変化量Δωを算出し、この変化量Δωが所定の変化量閾値ΔωT未満のときに、失火が発生したと診断する。
【００２９】
具体的には、先ず、ＥＣＵ２０は、クランク角速度ωが上昇する内燃機関１の燃焼行程において、所定の単位クランク角Δθ当たりのクランク角速度ωの変化量Δωを算出する。次に、ＥＣＵ２０は、変化量Δωを予め設定された変化量閾値ΔωTと比較する。その結果、ＥＣＵ２０は、変化量Δωが変化量閾値ΔωT未満のときは、失火が発生したと診断し、変化量Δωが変化量閾値ΔωT以上のときは、失火が発生しなかったと診断する。
【００３０】
ここで、本実施形態においては、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の定常運転時よりも減速運転時の変化量閾値ΔωTを小さく設定する。また、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の定常運転時よりも加速運転時の変化量閾値ΔωTを大きく設定する。ここで減速とは内燃機関１のクランク角速度ωが低下していることをいい、加速とは内燃機関１のクランク角速度ωが上昇していることをいう。
【００３１】
この変化量閾値ΔωTの設定方法について、図５に基づいて具体的に説明する。図５は、内燃機関１の運転状態に応じた失火診断の説明に供するタイムチャートであり、（ａ）はインジェクタ４の指示噴射量Ｑの変化を示し、（ｂ）は内燃機関１のクランク角速度ωの変化を示す。
【００３２】
先ず、図５（ａ）に示すように、ＥＣＵ２０は、所定の単位時間ΔｔQ当たりの指示噴射量Ｑの変化量（以下、「噴射変化量」と称す）ΔＱを算出し、噴射変化量ΔＱを予め設定された閾値ΔＱと比較して、内燃機関１の運転状態を判定する。指示噴射量Ｑは、ＥＣＵ２０がインジェクタ４に噴射するよう指示する燃料噴射量の目標値である。例えば、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ1〜ｔ2に示すように、噴射変化量ΔＱ1が予め設定された加速閾値ΔＱａ以上のとき、内燃機関１が加速運転状態であると判定する。加速閾値ΔＱａは正の値である。また、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ5〜ｔ6に示すように、噴射変化量ΔＱ2が予め設定された減速閾値ΔＱｄ未満のとき、内燃機関１が減速運転状態であると判定する。減速閾値ΔＱｄは負の値である。また、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ3〜ｔ4に示すように、噴射変化量ΔＱ3が加速閾値ΔＱａ未満で且つ減速閾値ΔＱｄ以上のとき、内燃機関１が定常運転状態であると判定する。
【００３３】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の加速運転時であると判定されると、その時点（時刻ｔ2）で、変化量閾値ΔωTa（＞０）を設定する。また、定常運転時であると判定されると、その時点（時刻ｔ4）で、変化量閾値ΔωTaよりも小さい変化量閾値ΔωTS（０＜ΔωTS＜ΔωTa）を設定する。また、減速運転時であると判定されると、その時点（時刻ｔ6）で、変化量閾値ΔωTSよりも小さい変化量閾値ΔωTd（０＜ΔωTd＜ΔωTS）を設定する。
【００３４】
以下、本実施形態に係る失火診断装置１００の作用効果について説明する。
【００３５】
図５（ｂ）の実線ａは、内燃機関１の失火が発生してない場合のクランク角速度ωの推移を示す。前述したように、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の定常運転時には、定常運転時の変化量閾値ΔωTSを設定し、この変化量閾値ΔωTSに基づいて失火診断を実行する。すなわち、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ4で定常運転時の変化量閾値ΔωTSを設定した直後から、各気筒毎に、クランク角速度ωの変化量Δωが変化量閾値ΔωTS未満であるか否かを診断する。図示例では、単位時間Δｔ2での変化量Δω2は、変化量閾値ΔωTS以上であるため、ＥＣＵ２０は、失火が発生しなかったと診断する。
【００３６】
一方、その後、内燃機関１が減速運転されると、クランク角速度ωの変化量Δωが定常運転時から減少する。そのため、仮に、この定常運転時の変化量閾値ΔωTSにより失火診断が継続されると、単位時間Δｔ3での変化量Δω3が減速運転のみに起因して変化量閾値ΔωTS未満となることがある。そのため、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の失火が発生したものと誤って診断してしまうことがある。
【００３７】
そこで、本実施形態では、内燃機関１の減速運転時には、定常運転時の変化量閾値ΔωTSよりも小さい変化量閾値ΔωTdを設定する。これにより、内燃機関１の減速運転時において、誤診断を回避することが可能になる。図示例は、内燃機関１の失火が発生してないと正しく診断した場合の例を示す。
【００３８】
一方、内燃機関１が加速されると、クランク角速度ωの変化量Δωが定常運転時から増加する。そのため、仮に、定常運転時の変化量閾値ΔωTSにより加速運転時の失火診断が実行されると、失火診断が適切に実行されない虞がある。すなわち、図５（ｂ）に破線ｂで示すように、失火の発生により無失火時のクランク角速度ωの変化量Δω1が得られておらず、それより小さい変化量Δω1’しか得られていないにも拘わらず、加速運転のみに起因して変化量Δω1’が定常運転時の変化量閾値ΔωTS以上となり、失火と判定されない虞がある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、内燃機関１の加速運転時には、定常運転時の変化量閾値ΔωTSよりも大きい変化量閾値ΔωTaを設定する。これにより、クランク角速度ωの変化量Δω1’が変化量閾値ΔωTa未満となり、ＥＣＵ２０が失火が発生したと診断し、内燃機関１の加速運転時において、誤診断を回避することが可能になる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る内燃機関１の失火診断装置２００について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係る失火診断装置２００の構成を示す概略図である。符号５０は、変速機としての自動変速機（以下、「Ｔ／Ｍ」と称す）であり、符号６０は、Ｔ／Ｍ５０を制御する制御モジュールもしくはＴ／Ｍコントローラをなす変速機制御モジュール（以下、「ＴＣＭ」と称す）である。
【００４１】
本実施形態の失火診断装置２００は、発進装置として、内燃機関１からＴ／Ｍ５０へ動力を伝達する流体伝導装置（本実施形態では、トルクコンバータ）７０を備える。また、トルクコンバータ７０は、入力側部材７１と、出力側部材７２と、入力側部材７１および出力側部材７２を直結可能なロックアップクラッチＣとを備える。更に、本実施形態のＥＣＵ２０は、ロックアップクラッチＣの接続状態が接および断の間で切り替わったときに、所定の時間に亘って失火診断を禁止もしくは停止する。本実施形態では、これらの部分の他は第１実施形態と同じなので、同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００４２】
入力側部材７１は、クランクシャフト３に接続されたケーシング７１ｃと、ケーシング７１ｃと一体に回転するポンプ羽根車７１ｐとを含む。また、出力側部材７２は、ケーシング７１ｃ内でポンプ羽根車７１ｐに対向して配置されたタービン羽根車７２ｔと、Ｔ／Ｍ５０の入力軸（図示せず）に接続された出力軸７２ｓとを含む。ポンプ羽根車７１ｐとタービン羽根車７２ｔとの間には、ステータ７３が配置される。
【００４３】
ロックアップクラッチＣは、入力側部材７１と出力側部材７２とを直結可能な単板式または多板式の摩擦クラッチである。また、ロックアップクラッチＣは、ＴＣＭ６０からの信号に基づき図示しない油圧回路から油圧の給排を受けて断接する。
【００４４】
ＴＣＭ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＴＣＭ６０は、図示しない油圧回路の作動油の油圧を制御し、ロックアップクラッチＣを断接制御する。また、ＴＣＭ６０は、ＥＣＵ２０に電気的に接続され、ＥＣＵ２０との間で各種情報を送受信する。例えばＴＣＭ６０は、ロックアップクラッチＣの接続状態の信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００４５】
ＥＣＵ２０は、ロックアップクラッチＣの接続状態が接および断の間で切り替わったときに、所定の時間Δｔに亘って失火診断を禁止する。また、この所定の時間Δｔは、後述する失火の誤診断を回避可能な時間として予め設定される。
【００４６】
以下、本実施形態の制御について、図７のタイムチャートに基づいて説明する。図７（ａ）は、失火診断の実行・禁止を示し、図７（ｂ）は、ロックアップクラッチＣの接続状態を示す。
【００４７】
図７に示すように、ＥＣＵ２０は、車両の発進開始時（時刻ｔ0〜ｔ1）には、ロックアップクラッチＣを断にして、クリープ状態で発進させる。その後、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ1でロックアップクラッチＣの接続状態を断から接に切り替える。このとき、クラッチ締結による衝撃で、クランク角速度ωが急激に変動することが多い。そのため、仮に、この締結された直後に失火診断を実行すると、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の失火の有無を誤って診断してしまう虞がある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、ロックアップクラッチＣの接続状態が断から接に切り替わった時点（時刻ｔ1）から、所定の時間Δｔ1に亘って失火診断を禁止する。これにより、ロックアップクラッチＣの締結による失火の誤診断を回避することが可能になる。
【００４９】
また、ロックアップクラッチＣの接続状態が接から断に切り替わるときも、クラッチ離間により、クランク角速度ωが急激に変動してしまい、失火の誤診断を生じさせ得る。
【００５０】
そこで、ＥＣＵ２０は、ロックアップクラッチＣの接続状態が接から断に切り替わった時点（時刻ｔ2）から、所定の時間Δｔ2に亘って失火診断を禁止する。これにより、ロックアップクラッチＣの離間による失火の誤診断を回避することが可能になる。
【００５１】
なお、この第２実施形態の失火診断装置２００は、内燃機関１の運転状態に誤診断を生じさせ得る変化が生じた場合に、そうでない場合に比べ、診断方法を変更する点で、第１実施形態と同一のまたは対応する特別な技術的特徴を有する。
【００５２】
また、この第２実施形態の失火診断方法は、第１実施形態の失火診断方法と組み合わせることが可能である。
【００５３】
以上、本発明の基本実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って、本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  内燃機関
１０  クランク角センサ
２０  制御ユニット（ＥＣＵ）
１００  失火診断装置
【図１】
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【図２】
2017145775.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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