内燃机的失火判定装置以及失火判定方法

专利名称：内燃机的失火判定装置以及失火判定方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的失火(misfire,不点火)判定装置以及失火判定 方法，详细地说，涉及具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多 气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的 失火判定装置，以及这样的内燃机的失火判定方法。
背景技术：
以往，作为这种内燃机的失火判定装置，提出了一种基于第l电动发 电机的输出扭矩指令值来检测车辆中的发动机的失火的技术方案，所述车 辆包括发动机；行星齿轮机构，其中行星架与发动机的曲轴连接，同时 齿圏与车轴側连接；笫1电动发电机，其与行星齿轮机构的太阳齿轮连接； 第2电动发电机，其与车轴侧连接(例如，参照专利文献1)。在该装置 中，为了抑制由发动机的扭矩脉沖产生的振动而与发动机的爆发(燃烧膨 胀)定时同步地使第1电动发电机的输出扭矩变动，当此时的输出扭矩指 令值相对于前次大幅度地下降时判定为失火。专利文献l:特开2000-240501号公才艮发明内容在上述的车辆中，能够通过来自第2电动发电机的动力进行行驶，所 以在净化来自发动机的排气的净化装置没有被预热、没有充分发挥功能时 为了进行净化装置的预热，可以进行与使点火时刻滞后等通常的发动机控 制不同的控制。此时，发动机的扭矩脉冲与通常时不同，所以在使由第1 电动发电机进行的减震控制也不同时，会产生通过第1电动发电机的输出
扭矩指令值无法适当地判定发动机的失火的情况。本发明的内燃机的失火判定装置以及失火判定方法的目的之一在于 不管是对在排气系统上安装了净化排气的净化装置的内燃机促进净化装置 的预热时还是预热结束时，都能更高精度地判定内燃机的失火。本发明的 内燃机的失火判定装置以及失火判定方法的目的之一在于不管是在对排 气系统上安装了净化排气的净化装置的内燃机促进净化装置的预热时还是 预热结束时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机的失火。本发明的内燃机的失火判定装置以及失火判定方法为了达成上述目的 的至少一部分，采用以下的方案。本发明的内燃机的失火判定装置，是具备在排气系统上安装了净化排 气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进 行判定的内燃机的失火判定装置，其中，包括旋转位置检测单元，其检 测所述内燃机的输出轴的旋转位置；单位旋转角所需要时间运算单元，其 基于所述检测出的旋转位置，运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定 的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间；和失火判定单元， 其在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时， 使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两 个组从而判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，使用所 述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组 不同的组从而判定该多个失火模式。在该本发明的内燃机的失火判定装置中，在对于在排气系统上安装了 净化排气的净化装置的多气缸内燃机进行用于促进净化装置的预热的预热 促进控制时，使用基于内燃机的输出轴的旋转位置运算出来的、作为内燃时间，'将多个失火模式划分为至少两个组来判定该多个失火模式，在没有 进行预热促进控制时使用单位旋转角所需要时间将多个失火才莫式划分为与 在进行预热促进控制时所划分的组不同的组来判定多个失火^^莫式。由此， 不管是促进净化装置的预热时还是没有促进预热时，都能更高精度地判定
内燃机的失火。在这样的本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元作为所述多个失火模式，判定所述多个气缸中仅有1 个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续 失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失 火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单元在进行所述预 热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失 火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组来判定所述多个 失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用述运算出来的单位旋转角 所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失 火模式的组来判定所述多个失火模式。通过这样，不管是促进净化装置的 预热时还是没有促进预热时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃 机的失火。在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失 火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装置中， 所述失火判定单元可以设为这样一种单元在进行所述预热促进控制时， 在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续 失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第 1时间但超过比该笫1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述 间歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的 单位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在 所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过该第3时间但超过比第3 时间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火才莫式的组。通 过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内 燃机的失火。另外，在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分 为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装 置中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元在进行所述预热促进控 制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述
运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分判定所述单失火模式和所述间歇失火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单元 在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模 式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者 120度差来判定所述单失火模式和所述间歇失火模式。此时，所述失火判 定单元可以进一步设为这样一种单元在进行所述预热促进控制时，在划 分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720 度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2判定 值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第1判 定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判定为 间歇失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促进净化 装置的预热时的内燃机的失火。在当没有进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为 单失火模式与连续失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定装置 中，所述失火判定单元可以设为这样一种单元在没有进行所述预热促进 控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所 述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分判定所述单失火 模式和所述连续失火模式。此时，所述失火判定单元可以设为这样一种单 元在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连 续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360 度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。此时，所 述失火判定单元可以进一步设为这样一种单元在没有进行所述预热促进 控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所 述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式 来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的 360度差的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所 述连续失火模式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定没有促 进净化装置的预热时的内燃机的失火。另外，在本发明的内燃机的失火判定装置中，所述失火判定单元可以
设为这样一种单元在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个 失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要 时间的预定角度差来判定所划分的组内的失火。这样一来，能包含失火的 种类地更高精度地判定内燃机的失火。此时，所述预定角度差是360度差 或者120度差。本发明的内燃机的失火判定方法，是具备在排气系统上安装了净化排 气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进 行判定的内燃机的失火判定方法，其中在对所述内燃机进行用于促进所 述净化装置的预热的预热促进控制时，基于所述内燃机的输出轴的旋转位的单位旋转角所需要时间，并使用该运算出来的单位旋转角所需要时间将 多个失火模式划分为至少两个组来判定该多个失火模式，在没有进行所述 预热促进控制时，运算所述单位旋转角所需要时间，并使用所述运算出来 的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组来 判定该多个失火模式。在该本发明的内燃机的失火判定方法中，在对于在排气系统上安装了 净化排气的净化装置的多气缸内燃机进行用于促进净化装置的预热的预热 促进控制时，基于内燃机的输出轴的旋转位置运算作为内燃机的输出轴的 每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，并使用 运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而 判定该多个失火模式，在没有进行预热促进控制时，同样运算单位旋转角 所需要时间，并使用运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划 分为与进行所述预热促进控制时所划分的组不同的组从而判定该多个失火 模式。由此，不管是促进净化装置的预热时还是没有促进净化装置的预热 时，都能更高精度地判定内燃机的失火。在这样的本发明的内燃机的失火判定方法中，可以设为作为所述多 个失火模式，包括所述多个气缸中的仅l个气缸失火的单失火模式、所述 多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹
着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式；在进行所述预热促进控 制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与 所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的组从而判定所述多个失火模 式，在没有进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需 要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模 式的组从而判定所述多个失火模式。通过这样，不管是促进净化装置的预 热时还是没有促进预热时，都能包含失火的种类地更高精度地判定内燃机 的失火。在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为单失 火^=莫式与间歇失火才莫式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方法中， 可以设为在进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所 需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来 的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的 第2时间时判定为所迷单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行 所述预热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第3 时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需 要时间没有超过所述第3时间但超过比该第3时间短的第4时间时判定为 所述单失火模式与所述连续失火模式的组。通过这样，能包含失火的种类 地更高精度地判定促进净化装置的预热时的内燃机的失火。另外，在当进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分 为单失火模式与间歇失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方 法中，可以设为在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式 和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时 间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述间歇失火模式而进行判定。 此时，可以设为，其特征在于在进行所述预热促进控制时，在划分为所 述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋 转角所需要时间的360度差或者120度差来判定单失火模式和间歇失火模 式。此时，可以进一步设为，其特征在于在进行所述预热促进控制时，
在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差 在720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第 2判定值1次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述 第1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时 判定为间歇失火^^莫式。通过这样，能包含失火的种类地更高精度地判定促 进净化装置的预热时的内燃机的失火。在当没有进行预热促进控制时、使用单位旋转角所需要时间、划分为 单失火模式与连续失火模式的组的方式的本发明的内燃机的失火判定方法 中，可以设为，其特征在于在没有进行所述预热促进控制时，在划分为 所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位 旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述连续失火模 式而进行判定。此时，可以设为，其特征在于在没有进行所述预热促进 控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所 述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述 单失火模式和所述连续失火模式。此时，可以进一步设为，其特征在于 在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失 火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差 的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出来的 单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定为所 述单失火模式时判定为所述连续失火模式。通过这样，能包含失火的种类 地更高精度地判定没有促进净化装置的预热时的内燃机的失火。另外，在本发明的内燃机的失火判定中，可以设为，其特征在于在 使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两 个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度差而判 定所划分的组内的失火。这样一来，能包含失火的种类地更高精度地判定 内燃机的失火。此时，可以设为所述预定角度差是360度差或者120度 差。


图1是表示作为本发明的 一个实施例的混合动力汽车20的结构的大概的结构图；图2是表示发动机22的结构的大概的结构图；图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理的一例的流程图；图4是表示T30运算处理的 一例的流程图；图5是表示单失火连续失火判定处理的一例的流程图；图6是表示720度曲轴转角CA中的360度差A360的变化的样子的一例的说明图；图7是表示单失火间歇失火判定处理的一例的流程图；图8是表示单失火时的360度差A360与曲轴转角CA的关系以及120度差A120与曲轴转角CA的关系的一例的说明图；图9是表示间歇失火时的360度差A360与曲轴转角CA的关系以及120度差Al20与曲轴转角CA的关系的一例的说明图；图IO是表示变形例的混合动力汽车120的结构的大概的结构图； 图11是表示变形例的混合动力汽车220的结构的大概的结构图。
具体实施方式
接下来，使用实施例对实施本发明的最佳方式进行说明。图l是表示 混合动力汽车20的结构的大概的结构图，其中所述混合动力汽车装载有作 为本发明的一个实施例的内燃机的失火判定装置。实施例的混合动力汽车 20如图所示，包括发动机22，经由作为扭转要素的减震器28连接在作 为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配综合^L构30，连接在 动力分配综合机构30上的能够发电的电机MG1，安装在作为连接在动力 分配综合机构30上的驱动轴的齿圈轴32a上的减速器35，连接在该减速 器^上的电机MG2，和控制车辆整体的混合动力用电子控制单元70。在 这里，作为实施例的内燃机的失火判定装置，主要对应于控制发动机22 的发动机用电子控制单元24。
发动机22,是作为例如能够通过汽油或轻油等碳氲化合物类燃料输出 动力的6缸内燃机而构成的，如图2所示，经由节气门124将由空气净化 器122净化的空气吸入，同时从设置在每个气缸上的燃料喷射阀126喷射 汽油，使吸入的空气与汽油混合，经由进气门128将该混合气体吸入燃料 室，通过由火花塞130产生的电火花使其爆发燃烧，将由其能量向下推动 的活塞132的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气， 经由对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮的氧化物(NOx)等有 害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。发动机22，由发动机用电子控制单元(以下简称为发动机ECU) 24 控制。发动机ECU24由以CPU24a为中心的微处理器构成，除CPU24a 之外还包括储存处理程序的ROM24b、暂时储存lt据的RAM24c和未图示 的输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入来自 检测发动机22的状态的各种传感器的信号；来自检测曲轴26的旋转位置 的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度的 水温传感器142的冷却水温；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感 器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128和 排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气 门位置；来自安装在进气管上的空气流量计148的空气流量信号AF;来自 同样安装在进气管上的温度传感器149的进气温度；来自空燃比传感器 135a的空燃比AF;来自氧气传感器135b的氧气信号等。另外，从发动机 ECU24，经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如 给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电机136 的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圏138的控制信号，给能够改变 进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。另外，发 动机ECU24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力 用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输出 与发动机22的运行状态有关的数据。动力分配综合机构30，包括作为外齿轮的太阳齿轮31,配置在与该
太阳齿轮31同心的圆上的作为内齿轮的齿圏32,与太阳齿轮31啮合同时 与齿圏32啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及^^转 自如的行星架34;以太阳齿轮31、齿圏32和行星架34为旋转要素构成进 行差动作用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结 有发动机22的曲轴26,在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在齿圏32上 经由齿圏轴32a连结有减速器35;在电机MG1作为发电机而工作时，将侧和齿圏32侧；在电机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入 的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电机MG1的动力综 合(集成，統合)，并向齿圏32侧输出。向齿圏32输出的动力，从齿圏 轴32a经由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、 63b输出。电机MG1以及电机MG2，都由能够作为发电机而驱动同时能够作为 电动机而驱动的周知的同步电动发电机构成，经由逆变器41、 42与电池 50进行电力的交换。连接逆变器41、 42与电池50的电力线54,由各逆变 器41、 42共用的正极母线和负极母线构成，电4几MG1、 MG2之一发电的 电力能够由另一电机消耗。因此，电池50通过电机MG1、 MG2之一发电 的电力或不足的电力而进行充放电。另外，在通过电机MG1、 MG2获得 电力收支的平衡时，电池50不进4亍充》文电。电4几MG1、 MG2都由电才几用 电子控制单元(以下称作电机ECU) 40驱动控制。向电机ECU40中输入 驱动控制电机MG1、 MG2所必须的信号，例如来自检测电机MG1、 MG2 的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、 44的信号或者由未图示的电 流传感器检测出的、施加到电机MG1 、 MG2上的相电流等，从电机ECU40 输出给逆变器41、 42的开关控制信号。电机ECU40与混合动力用电子控 制单元70进行通信，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号驱 动控制电机MG1、 MG2，同时，根据需要将与电机MG1、 MG2的运行 状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU) 52管理。向电 池ECU52中输入管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池50的 端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50的输出 端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在 电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要，通过通信将 与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。另外， 为了管理电池50,电源ECU52还基于由电流传感器检测出的充放电电流 的累计值运算残余容量(SOC)。混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的^:处理器构成，除 CPU72之外还包括储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、 未图示的输入输出端口以及通信端口 。通过输入端口向混合动力用电子控 制单元70输入来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操作 位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下量 的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc,来自检测制动踏板85的踩 下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器88 的车速V等。如上所述，混合动力用电子控制单元70，通过通信端口与发 动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机ECU24、 电机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。这样构成的实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板83 的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的齿 圏轴32a输出的要求扭矩，并对发动机22、电机MG1和电机MG2进行 运行控制以将与该要求扭矩相对应的要求动力向齿圏轴32a输出。作为发 动机22、电机MG1和电机MG2的运行控制，有扭矩转换模式其中以时以通过动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2对从发动机22输 出的动力的全部进行扭矩转换后向齿圏轴32a输出的方式对电机MG1 、电 机MG2驱动控制；还有充放电运行模式其中以从发动机22输出与要求 动力和电池50的充》文电所必需的电力的和相当的动力的方式对发动才几22 运行控制，同时伴随着电池50的充放电，以随着从发动机22输出的动力 的全部或者一部分由动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2进行
的扭矩转换、从而将要求动力向齿圏轴32a输出的方式，对电机MG1、电 机MG2驱动控制；还有电机运行模式，其中以使发动机22的运行停止、 向齿圏轴32a输出来自电机MG2的与要求动力相当的动力的方式进行运 行控制。接下来，对于对发动机22的任意一个气缸是否失火进行判定时的动作 进行说明，所述发动机22装载在这样构成的实施例的混合动力汽车20上。 图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理例程的一个实例的流程 图。该例程每隔规定时间反复执行。在执行失火判定处理时，发动机ECU24的CPU24a首先执行输入作 为曲轴26旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30、和 表示是否处于执行用于促进净化装置134的催化剂的预热的催化剂预热促 进控制中的催化剂预热控制标志F的处理(步骤S100)。在这里，作为 30度所需要时间T30，输入由图4所例示的T30运算处理所运算出来的结 果。30度所需要时间T30,在图4的T30运算处理中，可以通过下述步骤 进行运算基于来自曲轴位置传感器140的曲轴转角CA，曲轴转角CA 每旋转30度时输入此时的时刻(步骤S200)，并计算本次的时刻与上次 曲轴转角CA旋转30度时所输入的时刻的差(步骤S210)。另外，作为 催化剂预热控制标志F，通过通信从混合动力用电子控制单元70输入如下 所述的设定值通过混合动力用电子控制单元70,在净化装置134的催化 剂的预热没有结束、许可进行促进催化剂的预热的控制时，将值设定为l, 在催化剂的预热结束时或者虽然催化剂的预热没有结束但不允许进行促进 催化剂的预热的控制时，将值设定为O。接下来，检查所输入的催化剂预热控制标志F (步骤SllO)，在催化 剂预热控制标志F为0时，即没有进行催化剂预热促进控制时，将所输入 的30度所需要时间T30与阈值Trefl、 Tref2相比较(步骤S120、 130 )。 在这里，阈值Trefl，是比阈值Tref2大的值，是用于在没有执行催化剂预 热促进控制时判定处于间歇失火的阈值，所述间歇失火是发动机22的6 个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火；阈值Tref2是用于在没有
值，所述单失火是发动机22的6个气缸中只有1个气缸失火，所述连续失 火是连续的2个气缸失火。阈值Trefl和阈值Tref2，都可以通过实验等来 确定。在30度所需要时间T30大于阈值Trefl时，判定为产生了间歇失火
(步骤S140)，然后结束失火判定处理。另一方面，在30度所需要时间 T30小于等于阈值Trefl但大于阈值Tref2时，判定为产生了单失火或连 续失火，执行判定单失火和连续失火的图5所例示的单失火连续失火判定 处理(步骤S150)，然后结束失火判定处理。
在单失火连续失火判定处理中，首先输入30度所需要时间T30(步骤 S300 )，计算所输入的30度所需要时间T30的360度差A360(步骤S310 )， 将360度差A360的波峰(峰值)设定为失火气缸P1 (步骤S320)。在6 缸发动机的情况下，每隔120度曲轴转角CA爆发燃烧，所以在30度所需 要时间T30的360度差A360中，对于失火的气缸的30度所需要时间T30
(较大的值)与对于没有失火的气缸的30度所需要时间T30 (较小的值) 的差，变为比没有失火的气缸彼此之间的差大的值。因此，表示波峰的360 度差A360与失火的气缸相对应。在实施例中，将该气缸设为失火气缸P1
(A360 )。在图6中表示720度曲轴转角CA中的360度差A360的变化 的样子。图中，与作为波峰的360度差A360相对应的气缸用失火气缸P1 表示，在该失火气缸Pl的一个之前爆发燃烧的气缸用失火前气缸PO表示， 在失火气缸Pl的一个之后爆发燃烧的气缸用失火后气釭P2表示。接下来， 计算所输入的30度所需要时间T30的120度差A120 (步骤S330 )，与 360度差A360时相同，将120度差A120的波峰设定为失火气缸P1 (步 骤S340)。在6缸发动机的情况下，如上所述每隔120度曲轴转角CA爆 发燃烧，所以在30度所需要时间T30的120度差A120中也一样，对于失 火的气缸的30度所需要时间T30 (较大的值)与对于没有失火的气缸的 30度所需要时间T30 (较小的值)的差，变为比没有失火的气缸彼此之间 的差大的值。因此，在120度差A120中也一样，波峰与失火的气缸相对 应。在实施例中，将该气缸设为失火气缸P1 (A120)。曲轴转角CA的
720度的120度差A120的变化的样子也与图6相同。
接下来，作为判定指标Jal、 Ja2、 Ja3，计算在失火气缸Pl之前(第) 一个燃烧的气缸PO的360度差A 360 (PO)与失火气缸Pl的360度差△ 360 ( Pl )的比360 ( PO ) /360 ( Pl ) j，在失火气缸Pl之后(第) 一个燃 烧的气缸P2的360度差A360(P2)与失火气缸Pl的360度差A360(P1) 的比[360 (P2 ) /360 (Pl) 1，和在失火气缸P1之前一个燃烧的气缸PO的 120度差△ 120 ( PO )与失火气缸Pl的120度差A120 ( Pl)的比[120 (PO ) /120 (Pl) j (步骤S350);判定所计算出的判定指标Jal、 Ja2、 Ja3是否 分别处于由阈值All、 A12所设定的范围、由阈值A21、 A22所设定的范 围、由阈值A31、 A32所设定的范围(步骤S360)。在这里，阈值All、 A12是单失火时的、在失火气缸Pl之前一个燃烧的气缸PO的360度差△ 360 ( PO )与失火气缸Pl的360度差△ 360 ( Pl )的比[360 ( PO ) /360 ( Pl) I 的范围的下限与上限，阈值A21、 A22是单失火时的、在失火气缸P1之后 一个燃烧的气缸P2的360度差△ 360 ( P2 )与失火气缸Pl的360度差△ 360 (Pl)的比[360 (P2 ) /360 ( Pl) 1的范围的下限与上限，阈值A31、 A32是单失火时的、在失火气缸P1之前一个燃烧的气缸P0的120度差A 120 ( PO )与失火气缸Pl的120度差△ 120 ( Pl)的比[120 ( PO ) /120 ( Pl)
的范围的下限与上限；可以分别通过实验等来求得。因此，步骤S360的判 定为是否为单失火的判定。在判定为判定指标Jal、 Ja2、 Ja3分别处于由 阈值All、 A12所设定的范围、由阈值A21、 A22所设定的范围、由阈值 A31、 A32所设定的范围时，判定为单失火(步骤S370)，结束单失火连 续失火判定处理；在判定为判定指标Jal、 Ja2、 Ja3都不处于由阈值All、 A12所设定的范围、由阈值A21、 A22所设定的范围、由阈值A31、 A32 所设定的范围时，判定为不是单失火而是连续失火(步骤S380)，结束单 失火连续失火判定处理。
当在步骤S110中催化剂预热控制标志F为值1时，即判定为进4亍催 化剂预热促进控制时，与没有执行催化剂预热促进控制时相同，将所输入 的30度所需要时间T30与阈值Tref3、 Tref4相比较(步骤S160、 170 )。
在这里，阈值Tref3，是比阈值Tref4大的值，是用于在执行催化剂预热促 进控制时判定处于连续失火的阈值，所述连续失火是发动才几22的6个气缸 中的连续的2个气缸失火；阈值Tref4是用于判定由单失火和间歇失火构 成的组的阈值，所述单失火是发动机22的6个气缸中只有1个气缸失火， 所述间歇失火是夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火。阈值Tref3和阈值 Tref4，都可以通过实验等来确定，可以使用与所述的阈值Trefl和阔值 Tref2相同的值，也可以使用不同的值。在30度所需要时间T30大于阈值 Trei3时，判定为产生了连续失火(步骤S180 ),然后结束失火判定处理。 另一方面，在30度所需要时间T30小于等于阈值Tref3但大于阈值Tref4 时，判定为产生了单失火或间歇失火，执行判定单失火和间歇失火的图7 所例示的单失火间歇失火判定处理(步骤S1卯)，然后结束失火判定处理。 在单失火间歇失火判定处理中，首先输入30度所需要时间T30 (步骤 S400 )，计算所输入的30度所需要时间T30的360度差A360(步骤S410 )， 对在720度曲轴转角CA内超过360度差△ 360的阈值Bl的波峰的数目(波 峰数)N360进行计数(步骤S420 )。如上所述，在6缸发动机的情况下， 对于失火的气缸的360度差A360为较大的值，所以波峰数N360为6个气 缸中的失火的气缸数。在这里，阈值Bl被设定为比单失火时和间歇失火 时的与失火气缸相对应的360度差A360小的值，并且为比单失火时和间 歇失火时的与没有失火的气缸相对应的360度差A360大的值，可以通过 实验等来求得。接下来，计算所输入的30度所需要时间T30的120度差A120 (步骤 S430)，对在720度曲轴转角CA内超过120度差A120的阈值B2的波峰 的数目(波峰数)N120进行计数(步骤S440 )。如上所述，在6缸发动 机的情况下，对于失火的气缸的120度差A120变为较大的值，所以波峰 数N120也与波峰数N360相同，变为6个气缸中的失火的气缸数。在这里，差A120小的值，并且为比单失火时和间歇失火时的与没有失火的气缸相 对应的120度差A120大的值，可以通过实验等来求得。
然后，判定与360度差A360相对的波峰数N360是否为值1以及与 120度差A120相对的波峰数N120是否为值1 (步骤S450),在波峰数 N360和波峰数N120都为值1时判定为单失火(步骤S460 ),结束单失火 间歇失火判定处理；在波峰数N360和波峰数N120都不为值1时判定为间 歇失火(步骤S470)，结束单失火间歇失火判定处理。在图8中表示单失 火时的360度差△ 360与曲轴转角CA的关系以及120度差厶120与曲轴转 角CA的关系，在图9中表示间歇失火时的360度差A360与曲轴转角CA 的关系以及120度差A120与曲轴转角CA的关系。如图所示，在单失火 时波峰数N360和波峰数N120都为值1，在间歇失火时波峰数N360和波 峰数N120都为值2。根据上面所说明的实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火 判定装置，在没有进行催化剂预热促进控制时，通过作为曲轴26旋转30 度所需要的时间而运算的30度所需要时间T30与阈值Trefl、 Tref2的比较，划分为间歇失火、和单失火与连续失火两个组来判定失火；在进行催化剂预热促进控制时，通过作为曲轴26旋转30度所需要的时间而运算的 30度所需要时间T30与阈值Tref3、 Tref4的比较，划分为连续失火、和 单失火与间歇失火两个组来判定失火；由此无论是在没有进行催化剂预热 促进控制时，还是在进行催化剂预热促进控制时，都能更高精度地判定发 动机22的失火。而且，在没有进行催化剂预热促进控制时，通过30度所 需要时间T30的360度差A360和120度差A120来判定单失火和连续失 火；在进行催化剂预热促进控制时，通过30度所需要时间T30的360度 差A360和120度差A120来判定单失火和间歇失火；所以无论是在没有进 行催化剂预热促进控制时，还是在进行催化剂预热促进控制时，都能包含 失火的种类地更高精度地判定发动机22的失火。在实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中，在没 有进行催化剂预热促进控制时，划分为间歇失火、和单失火与连续失火两 个组，然后判定判定指标Jal、 Ja2、 Ja3是否分别处于由阈值All、 A12 所设定的范围、由阈值A21 、 A22所设定的范围、由阈值A31 、 A32所设 定的范围，由此判定单失火和连续失火，但也可以不使用判定指标Jal、 Ja2、 Ja3中的任意一个，而通过两个判定指标判定单失火和连续失火，或 者不使用判定指标Jal、 Ja2、 Ja3中的任意两个，而通过一个判定指标判 定单失火和连续失火。另外，也可以使用与判定指标Jal、 Ja2、 Ja3不同 的判定指标判定单失火和连续失火。在实施例的混合动力汽车20所装栽的内燃机的失火判定装置中，在进 行催化剂预热促进控制时，基于720度曲轴转角CA内的与360度差A360 相对的波峰数N360和与120度差△ 120相对的波峰数N120判定单失火和 间歇失火，但也可以仅基于720度曲轴转角CA内的与360度差A360相 对的波峰数N360判定单失火和间歇失火，也可以仅基于720度曲轴转角 CA内的与120度差A120相对的波峰数N120判定单失火和间歇失火。另 外，也可以使用与720度曲轴转角CA内的与360度差厶360相对的波峰 数N360和与120度差△ 120相对的波峰数N120不同的判定指标判定单失 火和间歇失火。在实施例的混合动力汽车20中，列举了包括动力分配综合机构30和 经由减速器35连接在齿圈轴32a上的电机MG2的装置中的发动机22的 失火判定装置，其中所述动力分配综合机构30连接在发动机22的曲轴26 上同时华皮连接在电才几MG1的旋转轴和作为驱动轴的齿圏轴32a上； <旦如 图10的变形例的混合动力汽车120所示，也可以是将电机MG2的动力连 接在与连接了齿圈轴32a的车轴(连接有驱动轮63a、 63b的车轴)不同的 车轴(连接有图10中的车轮64a、 64b的车轴)上的类型的发动机22的失 火判定装置；或者如图11的变形例的混合动力汽车220所示，也可以是包 括双转子电动机230的类型的发动机22的失火判定装置，所述双转子电动 机230具有连接在发动机22的曲轴26上的内转子232和连接在向驱动轮 63a、 63b输出动力的驱动轴上的外转子234，将发动机22的动力的一部分 传递给驱动轴并将剩余的动力转换成电力。另外，并不局限于这样的装载在混合动力汽车上的内燃机的失火判定 装置，也可以作为装载在汽车以外的移动体等上的内燃机或者组装在建筑
设备等不移动的设备上的内燃机的失火判定装置。另外，也可以作为内燃 机的失火判定方法的方式。上面，使用实施例对用于实施本发明的最佳形态进行了说明，但本发 明并不限于所述的实施例，在不脱离本发明主旨的范围内，当然能够以各 种形态来实施。本发明能够应用于组装有内燃机的装置或搭载有内燃机的汽车的制造 工业等中。
权利要求
1.一种内燃机的失火判定装置，它是具备在排气系统上安装了净化排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火进行判定的内燃机的失火判定装置，其特征在于，包括旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；单位旋转角所需要时间运算单元，其基于所述检测出的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间；和失火判定单元，其在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从而判定该多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时，使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述多个失火模式划分为与所述组不同的组从而判定该多个失火模式。
2. 根据权利要求l所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，作为所述多个失火模式，判定所述多个气缸中仅有1个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的 2个气缸失火的连续失火模式和所述多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2 个气缸失火的间歇失火模式。
3. 根据权利要求2所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述间歇 失火模式的组和所述连续失火模式的组从而判定所述多个失火模式，在没 有进行所述预热促进控制时使用述运算出来的单位旋转角所需要时间划分 为所述单失火模式与所述连续失火模式的组和所述间歇失火模式的组从而 判定所述多个失火模式。
4. 根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在 所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失 火^^式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该第1时间短的第2时间时判定为所述单失火模式与所述间 歇失火模式的组，在没有进行所述预热促进控制时，在所述运算出来的单 位旋转角所需要时间超过第3时间时判定为所述间歇失火模式的组，在所 述运算出来的单位旋转角所需要时间没有超过该第3时间但超过比第3时 间短的第4时间时判定为所述单失火模式与所述连续失火模式的组。
5. 根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为f斤述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来 的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火模式和所述间歇 失火模式而进行判定。
6. 根据权利要求5所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来 的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火模式 和所述间歇失火模式。
7. 根据权利要求6所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在 720度内仅超过第1判定值1次并且所述120度差在720度内仅超过第2 判定值l次时判定为单失火模式，在所述360度差在720度内超过所述第 1判定值2次并且所述120度差在720度内超过所述第2判定值2次时判 定为间歇失火模式。
8. 根据权利要求3所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出 来的单位旋转角所需要时间的预定角度差来区分所述单失火^=莫式和所述连 续失火模式而进行判定。
9. 根据权利要求8所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出 来的单位旋转角所需要时间的360度差或者120度差来判定所述单失火才莫 式和所述连续失火;f莫式。
10. 根据权利要求9所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出 来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式来判定所 述单失火模式，在通过所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差 的模式和120度差的模式没有判定为所述单失火模式时判定为所述连续失 火模式。
11. 根据权利要求l所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述失火判定单元是这样一种单元，在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来 的单位旋转角所需要时间的预定角度差而判定所划分的组内的失火。
12. 根据权利要求ll所述的内燃机的失火判定装置，其特征在于 所述预定角度差是360度差或者120度差。
13. —种内燃机的失火判定方法，它是具备在排气系统上安装了净化 排气的净化装置的多气缸内燃机的混合动力系统中的、对该内燃机的失火 进行判定的内燃机的失火判定方法，其特征在于在对所述内燃机进行用于促进所述净化装置的预热的预热促进控制 时，基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的 每旋转预定的单位旋转角所需要的时间的单位旋转角所需要时间，并使用 该运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组从 而判定该多个失火^t式，在没有进行所述预热促进控制时，运算所述单位 旋转角所需要时间，并使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将所述 多个失火模式划分为与所述组不同的组从而判定该多个失火模式。
14. 根据权利要求13所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 作为所述多个失火模式，包括所述多个气缸中的仅l个气缸失火的单失火模式、所述多个气缸中的连续的2个气缸失火的连续失火模式和所述 多个气缸中的夹着一个燃烧气缸的2个气缸失火的间歇失火模式；在进行所述预热促进控制时使用所述运算出来的单位旋转角所需要时 间划分为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组和所述连续失火模式的 组从而判定所述多个失火模式，在没有进行所述预热促进控制时使用所述 运算出来的单位旋转角所需要时间划分为所述单失火模式与所述连续失火 模式的组和所述间歇失火模式的组从而判定所述多个失火模式。
15. 根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在进行所述预热促进控制时，在所迷运算出来的单位旋转角所需要时间超过第1时间时判定为所述连续失火模式的组，在所述运算出来的单位 旋转角所需要时间没有超过所述第1时间但超过比该笫1时间短的第2时 间时判定为所述单失火模式与所述间歇失火模式的组，在没有进行所述预 热促进控制时，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间超过笫3时间时 判定为所述间歇失火模式的组，在所述运算出来的单位旋转角所需要时间 没有超过所述第3时间但超过比该第3时间短的第4时间时判定为所述单 失火模式与所述连续失火模式的组。
16. 根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度 差来区分所述单失火模式和所述间歇失火模式而进行判定。
17. 根据权利要求16所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360度差或 者120度差来判定单失火模式和间歇失火模式。
18. 根据权利要求17所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于在进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述间歇失火模式的组之后，在所述360度差在720度内仅超过第1判定值1次并且 所述120度差在720度内仅超过第2判定值1次时判定为单失火模式，在 所述360度差在720度内超过所述第1判定值2次并且所述120度差在720 度内超过所述第2判定值2次时判定为间歇失火模式。
19. 根据权利要求14所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火^^莫式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定 角度差来区分所述单失火模式和所述连续失火模式而进行判定。
20. 根据权利要求19所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火模式和所述连续失火模式的組之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360 度差或者120度差来判定所述单失火模式和所述连续失火模式。
21. 根据权利要求20所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在没有进行所述预热促进控制时，在划分为所述单失火^^式和所述连续失火模式的组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的360 度差的模式和120度差的模式来判定所述单失火模式，在通过所述运算出 来的单位旋转角所需要时间的360度差的模式和120度差的模式没有判定 为所述单失火模式时判定为所述连续失火模式。
22. 根据权利要求13所述的内燃机的失火判定方法，其特征在于 在使用所述运算出来的单位旋转角所需要时间将多个失火模式划分为至少两个组之后，基于所述运算出来的单位旋转角所需要时间的预定角度 差而判定所划分的组内的失火。
全文摘要
一种内燃机的失火判定装置和判定方法，其中在没有进行催化剂预热促进控制时，通过将作为曲轴旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30与阈值Tref1、Tref2相比较，划分为间歇失火、以及单失火和连续失火两个组来判定失火(S120～150)；在进行催化剂预热促进控制时，通过将作为曲轴(26)旋转30度所需要的时间而运算出来的30度所需要时间T30与阈值Tref3、Tref4相比较，划分为连续失火、以及单失火和间歇失火两个组来判定失火(S160～190)。由此，不管是否执行催化剂预热促进控制，都能更高精度地判定发动机的失火。
文档编号F02D45/00GK101213359SQ20068002341
公开日2008年7月2日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年1月27日
发明者秋本彦和, 西垣隆弘 申请人:丰田自动车株式会社