内燃機関の失火検出装置
【課題】Ｍ／Ｔ車に適用される内燃機関の失火検出装置において、変速に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外すること。
【解決手段】変速操作中であると推定された場合には、正カウンタのカウント値が副カウンタのカウント値にコピーされて副カウンタが失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタのカウント値が正カウンタのカウント値にコピーされて正カウンタが失火カウンタとして使用される。
【解決手段】変速操作中であると推定された場合には、正カウンタのカウント値が副カウンタのカウント値にコピーされて副カウンタが失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタのカウント値が正カウンタのカウント値にコピーされて正カウンタが失火カウンタとして使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マニュアルミッション車の変速（シフトチェンジ）時には、スロットル操作およびクラッチの断続によるトルク変動が大きいため、エンジンの回転変動（以下、単に「回転変動」と称することもある。）による失火検出に影響がある。これを防止・低減する手法として、以下のものがある。
【０００３】
第１の手法として、トランスミッションの種類やクラッチ係合状態により、失火検出に用いる回転変動の計算方法や判定値を切り替えるものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
第２の手法として、スロットル開度が小さいときに失火検出を禁止することで、変速時の誤検出を防止するものがある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
第３の手法として、クラッチスイッチやギアポジションセンサの情報を基に、変速時に失火検出を禁止するものがある。
【０００６】
このうち、第３の手法が一般的であると考えられる。
【特許文献１】特開平５−１８００６３号公報
【特許文献２】特開平７−１０３０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第１の手法（特許文献１に記載の技術）では、クラッチの係合状態を判断するにはなんらかの手段が必要であるが、スイッチやセンサが無い場合には、その判断は確実性に欠ける。
【０００８】
また、上記第２の手法（特許文献２に記載の技術）では、スロットルバルブの開度が小さいことによる失火検出禁止では、単なる減速など、実際の変速操作以外の場合にも失火検出を禁止してしまう場合がある。これは、スロットルバルブやアクセルペダルの開度だけでは、減速時の操作と変速操作の区別がつかないからである。
【０００９】
さらに、上記第３の手法のように、クラッチスイッチやギアポジションセンサなどを用いる手法では、車両にそれらのスイッチやセンサが装備されないと実施できない。現実的には、クラッチスイッチやギアポジションセンサなどの装備にはコストが必要であり、すべての車両に装備はされていない。また、クラッチスイッチのみでは停車のための操作（クラッチカットでの惰行）と変速のための操作の区別がつかない。これは、クラッチスイッチが有る場合でも、車両の減速・停止時にクラッチをカットする場合と、変速操作のためにクラッチをカットする場合の区別は、クラッチがカットされた瞬間には行なえないからである。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、変速中推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外し得る、内燃機関の失火検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかる内燃機関の失火検出装置は、マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置であって、失火カウンタとして正副２つのカウンタが備えられており、スロットル操作および機関の挙動に基づいて、変速操作中か否かを推定するための推定手段と、機関回転数の変化および機関回転数と車速との比に基づいて、実際に変速操作が行なわれたか否かを判定するための判定手段とを含み、上記推定手段により変速操作中であると推定された場合には、上記正カウンタのカウント値が上記副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用され、その後において、上記判定手段により、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、上記副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、上記副カウンタのカウント値が上記正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用される。
【００１２】
上記構成において、変速操作中であると推定された場合には、正カウンタのカウント値が副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタのカウント値が正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用される。したがって、たとえば、クラッチスイッチが無いなど、変速に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【００１３】
ところで、変速操作中の可能性が有る間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが来る場合、失火検出の異常／正常判定の実施およびカウンタのリセット後にその前に戻すのは、変速だった場合および変速でなかった場合の両方について失火検出の異常／正常判定の実施、ならびに両方の場合の結果の記憶など、煩雑な処理が必要となる。
【００１４】
そこで、上記内燃機関の失火検出装置は、上記推定手段により変速操作中であると推定され、上記判定手段により実際に変速操作が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、上記副カウンタのカウンタ値が上記正カウンタのカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタのカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施される。
【００１５】
このように、変速操作中か否かの判定を、失火検出の異常／正常判定前に「変速」または「変速でない」のいずれかに確定させてしまうことで、制御を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、変速に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態にかかる内燃機関の失火検出装置が適用される車両の全体構成を模式的に示す図である。
【００１９】
図１に示す車両は、マニュアルミッション（Ｍ／Ｔ）車であって、エンジン１、手動変速機３、およびＥＣＵ（電子制御ユニット）１００などが搭載されている。
【００２０】
＜エンジン＞
エンジン１は、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂおよび出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。
【００２１】
ピストン１ｂは、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２２】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。このシグナルロータ１７の側方近傍には、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２５が配置されている。
【００２３】
クランクポジションセンサ２５は、たとえば、電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２４】
エンジン１の燃焼室１ａには、点火プラグ８が配置されている。この点火プラグ８の点火時期は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００２５】
エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ２１が配置されている。
【００２６】
また、エンジン１の燃焼室１ａには、吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間には、吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。一方、排気通路１２と燃焼室１ａとの間には、排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３および排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト１８および排気カムシャフト１９の各回転によって行われる。また、吸気カムシャフト１８の近傍に、気筒判別用のカムポジションセンサ２７が配置されている。
【００２７】
カムポジションセンサ２７は、たとえば、電磁ピックアップであって、図示はしないが、吸気カムシャフト１８に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（歯）に対向するように配置されており、吸気カムシャフト１８が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、吸気カムシャフト１８は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が７２０°回転するごとにカムポジションセンサ２７が１つのパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２８】
吸気通路１１には、熱線式のエアフローメータ２２、吸気温センサ２３、およびエアフローメータ２２に内蔵され、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ９などが配置されている。スロットルバルブ９の開度は、スロットルポジションセンサ２６によって検出される。
【００２９】
排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ２４などが配置されている。
【００３０】
そして、吸気通路１１には、燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）７が配置されている。インジェクタ７には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は、吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は、点火プラグ８にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。
【００３１】
＜手動変速機＞
手動変速機３の各ギヤ段は、図示しないシフトレバーの操作によって切り替えることができる。この手動変速機３のアウトプットシャフト３０２には、デファレンシャルギヤ４およびドライブシャフト５を介して車輪６が連結されている。なお、手動変速機３の内部構造については、従来公知の構造を有しているので、その説明を省略する。
【００３２】
＜ＥＣＵ＞
図２はＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２を参照して、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、および失火カウンタとして機能する正副２つのカウンタ１０５，１０６などを備えている。
【００３４】
ＣＰＵ１０１は、ＥＣＵ１００の制御中枢を司るものであって、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
【００３５】
ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。
【００３６】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性メモリである。
【００３７】
これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４および正カウンタ１０５ならびに副カウンタ１０６は、バス１０９を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路１０７および外部出力回路１０８と接続されている。
【００３８】
外部入力回路１０７には、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、Ｏ2センサ２４、スロットルポジションセンサ２５、エンジン回転数センサとして機能するクランクポジションセンサ２６、および、カムポジションセンサ２７などが接続されている。
【００３９】
外部出力回路１０８には、インジェクタ７、点火プラグ８のイグナイタ３０、スロットルバルブ９のスロットルモータ５ａ、および失火異常を警告するためのインジケータランプ３１などが接続されている。
【００４０】
そして、ＥＣＵ１００は、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、Ｏ2センサ２４、スロットルポジションセンサ２５、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７などの各種センサの出力に基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。特に、ＥＣＵ１００は、以下の失火検出処理を実行する。
【００４１】
＜失火検出ルーチン＞
図３は失火検出ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおける「変速」とは、アップシフトを指す。
【００４２】
図３を参照して、失火検出にあたり、まず、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、変速操作開始の可能性が有るか否かを推定する（ステップＳ１）。この推定は、たとえば、スロットルポジションセンサ２６からの出力信号に基づいて、スロットルバブル９が勢いよく閉じられ、スロットルバルブ９がほぼ全閉状態にあるか（条件「１」）否かを判定することによって達成される。
【００４３】
上記の条件「１」が満たされない場合は、ＣＰＵ１０１は、変速開始操作開始の可能性が無い、すなわち通常走行中であると推定し、処理をステップＳ１３に移す。これに対し、上記の条件「１」が満たされた場合は、ＣＰＵ１０１は、変速操作開始の可能性が有ると推定し、正カウンタ１０５のカウント値を副カウンタ１６のカウント値にコピーする（ステップＳ２）。すなわち、正カウンタ１０５をマスクする。その後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ３に移す。
【００４４】
ステップＳ３に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、変速操作中の可能性が有るか否かを推定する。この推定は、たとえば、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２６からの検出信号に基づいて、エンジン１が吹け上がったか（条件「２」）否かを判定することによって達成される。
【００４５】
上記の条件「２」が満たされない場合には、ＣＰＵ１０１は、変速操作中でない、すなわち通常走行であると推定し、処理をステップＳ１３に移行する。これに対し、上記の条件「２」が満たされた場合には、ＣＰＵ１０１は、変速操作中であると推定し、上記ステップＳ２において正カウンタ１０５のカウント値がコピーされた副カウンタ１６を失火カウンタとして使用する。その後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ５に移行する。
【００４６】
上記のようにして変速操作の可能性が無いと推定されてステップＳ１３に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、正カウンタ１０５を失火カウンタとしてそのまま使用する。その後、ＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したか否かを判別する（ステップＳ１４）。この判定は、図示しないセンサ（１０００ｒｅｖセンサまたは２００ｒｅｖセンサ）の検出信号に基づいて、本ルーチンの通過回が所定の回数（１０００ｒｅｖまたは２００ｒｅｖ）に達したか否かを判定することによって達成される。失火検出の異常／正常判定タイミングが到来していない場合は、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合には、ＣＰＵ１０１は、正カウンタ１０５のカウント値に基づいて、失火判定の異常／判定処理を行ない（ステップＳ１５）、その後に正カウンタ１０５をリセットする（ステップＳ１６）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。
【００４７】
なお、上記失火判定の異常／判定処理では、たとえば、以下のような処理が実行される。
【００４８】
まず、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７の出力等に基づいて、エンジン１の各気筒＃１〜＃６の爆発行程中においてクランクシャフト１５が一定クランク角度（たとえば、ＣＡ＝１２０°）を回転するのに要する経過時間Ｔ１（第１気筒＃１）、Ｔ２（第２気筒＃２）、Ｔ３（第３気筒＃３）、Ｔ４（第４気筒＃４）、Ｔ５（第５気筒＃５）、Ｔ６（第６気筒＃６）を順次演算するとともに、それら経過時間の偏差つまり各気筒＃１〜＃６の回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６を順次演算する。ここで、ΔＮＥ１（第１気筒＃１）＝［Ｔ１−Ｔ６］、ΔＮＥ２（第２気筒＃２）＝［Ｔ２−Ｔ１］、ΔＮＥ３（第３気筒＃３）＝［Ｔ３−Ｔ２］、ΔＮＥ４（第４気筒＃４）＝［Ｔ４−Ｔ３］、ΔＮＥ５（第５気筒＃５）＝［Ｔ５−Ｔ４］、ΔＮＥ６（第６気筒＃６）＝［Ｔ６−Ｔ５］である。そして、ＥＣＵ１００は、上記演算により求めた各気筒＃１〜＃６の回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６のいずれか１つまたは複数が所定の閾値を超えたときに失火が発生していると判定する。また、ＥＣＵ１００は、失火が発生していると判定したときには、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７の出力および回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６の演算結果などに基づいて、失火気筒を特定する気筒特定処理を実行する。
【００４９】
上記のようにして変速操作の可能性が有ると推定されてステップＳ５に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したか否かを判定する。この判定メカニズムは、上記ステップＳ１４の判定メカニズムと同様である。失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したと判定した場合には、ＣＰＵ１０１は、副カウンタ１０６のカウント値をマスクしていた正カウンタ１０５のカウント値にコピーし、副カウンタ１０６をリセットする（ステップＳ６およびＳ７）。すなわち、失火カウンタを副カウンタ１０６から正カウンタ１０５に切り替える。そして、この切り替えられた正カウンタ１０６のカウント値に基づいて、ＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／判定処理を行なって正カウンタ１０５をリセットする（ステップＳ８およびＳ９）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来していないと判定した場合には、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１０に移行する。
【００５０】
ステップＳ１０に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、実際に変速操作だったか否かの確認を判定する。この判定は、たとえば、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２６からの検出信号およびエンジン回転数と車速との比に基づいて、エンジン１の回転数が急速に低下し、かつエンジン回転数と車速との比がしきい値未満か（条件「３」）否かを判定することによって達成される。
【００５１】
上記の条件「３」が満たされた場合には、ＣＰＵ１０１は、副カウンタ１０６を放棄する（ステップＳ１１）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、上記の条件「３」が満たされない場合には、ＣＰＵ１０１は、変速ではなかったと判断して、副カウンタ１０６のカウント値をマスクしていた正カウンタ１０５のカウント値にコピーし、失火カウンタを副カウンタ１０６から正カウンタ１０５に切り替える（ステップＳ１２）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。
【００５２】
＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。
【００５３】
変速操作中（アップシフト操作中）であると推定された場合には、正カウンタ１０５のカウント値が副カウンタ１０６のカウント値にコピーされて当該副カウンタ１０６が失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作（アップシフト操作）が行なわれたと判定された場合には、副カウンタ１０６が放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタ１０６のカウント値が正カウンタ１０５のカウント値にコピーされて当該正カウンタ１０５が失火カウンタとして使用される。したがって、たとえば、クラッチスイッチが無いなど、変速操作（アップシフト）に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【００５４】
また、変速操作中の可能性が有る間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが来る場合、失火検出の異常／正常判定の実施およびカウンタのリセット後にその前に戻すのは、変速だった場合および変速でなかった場合の両方について失火検出の異常／正常判定の実施、ならびに両方の場合の結果の記憶など、煩雑な処理が必要となるが、変速操作中（アップシフト操作中）であると推定され、実際に変速操作（アップシフト操作）が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、副カウンタ１０６のカウンタ値が正カウンタ１０５のカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタ１０５のカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施されるようにして、変速操作（アップシフト操作）中か否かの判定を、失火検出の異常／正常判定前に「変速」または「変速でない」のいずれかに確定させてしまうので、制御を簡略化することができる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる内燃機関の失火検出装置が適用される車両の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】失火検出ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１ エンジン
２６ クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）
１００ ＥＣＵ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ バックアップＲＡＭ
１０５ 正カウンタ（失火カウンタ）
１０６ 副カウンタ（失火カウンタ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マニュアルミッション車の変速（シフトチェンジ）時には、スロットル操作およびクラッチの断続によるトルク変動が大きいため、エンジンの回転変動（以下、単に「回転変動」と称することもある。）による失火検出に影響がある。これを防止・低減する手法として、以下のものがある。
【０００３】
第１の手法として、トランスミッションの種類やクラッチ係合状態により、失火検出に用いる回転変動の計算方法や判定値を切り替えるものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
第２の手法として、スロットル開度が小さいときに失火検出を禁止することで、変速時の誤検出を防止するものがある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
第３の手法として、クラッチスイッチやギアポジションセンサの情報を基に、変速時に失火検出を禁止するものがある。
【０００６】
このうち、第３の手法が一般的であると考えられる。
【特許文献１】特開平５−１８００６３号公報
【特許文献２】特開平７−１０３０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第１の手法（特許文献１に記載の技術）では、クラッチの係合状態を判断するにはなんらかの手段が必要であるが、スイッチやセンサが無い場合には、その判断は確実性に欠ける。
【０００８】
また、上記第２の手法（特許文献２に記載の技術）では、スロットルバルブの開度が小さいことによる失火検出禁止では、単なる減速など、実際の変速操作以外の場合にも失火検出を禁止してしまう場合がある。これは、スロットルバルブやアクセルペダルの開度だけでは、減速時の操作と変速操作の区別がつかないからである。
【０００９】
さらに、上記第３の手法のように、クラッチスイッチやギアポジションセンサなどを用いる手法では、車両にそれらのスイッチやセンサが装備されないと実施できない。現実的には、クラッチスイッチやギアポジションセンサなどの装備にはコストが必要であり、すべての車両に装備はされていない。また、クラッチスイッチのみでは停車のための操作（クラッチカットでの惰行）と変速のための操作の区別がつかない。これは、クラッチスイッチが有る場合でも、車両の減速・停止時にクラッチをカットする場合と、変速操作のためにクラッチをカットする場合の区別は、クラッチがカットされた瞬間には行なえないからである。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、変速中推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外し得る、内燃機関の失火検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかる内燃機関の失火検出装置は、マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置であって、失火カウンタとして正副２つのカウンタが備えられており、スロットル操作および機関の挙動に基づいて、変速操作中か否かを推定するための推定手段と、機関回転数の変化および機関回転数と車速との比に基づいて、実際に変速操作が行なわれたか否かを判定するための判定手段とを含み、上記推定手段により変速操作中であると推定された場合には、上記正カウンタのカウント値が上記副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用され、その後において、上記判定手段により、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、上記副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、上記副カウンタのカウント値が上記正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用される。
【００１２】
上記構成において、変速操作中であると推定された場合には、正カウンタのカウント値が副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタのカウント値が正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用される。したがって、たとえば、クラッチスイッチが無いなど、変速に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【００１３】
ところで、変速操作中の可能性が有る間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが来る場合、失火検出の異常／正常判定の実施およびカウンタのリセット後にその前に戻すのは、変速だった場合および変速でなかった場合の両方について失火検出の異常／正常判定の実施、ならびに両方の場合の結果の記憶など、煩雑な処理が必要となる。
【００１４】
そこで、上記内燃機関の失火検出装置は、上記推定手段により変速操作中であると推定され、上記判定手段により実際に変速操作が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、上記副カウンタのカウンタ値が上記正カウンタのカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタのカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施される。
【００１５】
このように、変速操作中か否かの判定を、失火検出の異常／正常判定前に「変速」または「変速でない」のいずれかに確定させてしまうことで、制御を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、変速に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態にかかる内燃機関の失火検出装置が適用される車両の全体構成を模式的に示す図である。
【００１９】
図１に示す車両は、マニュアルミッション（Ｍ／Ｔ）車であって、エンジン１、手動変速機３、およびＥＣＵ（電子制御ユニット）１００などが搭載されている。
【００２０】
＜エンジン＞
エンジン１は、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂおよび出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。
【００２１】
ピストン１ｂは、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２２】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。このシグナルロータ１７の側方近傍には、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２５が配置されている。
【００２３】
クランクポジションセンサ２５は、たとえば、電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２４】
エンジン１の燃焼室１ａには、点火プラグ８が配置されている。この点火プラグ８の点火時期は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００２５】
エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ２１が配置されている。
【００２６】
また、エンジン１の燃焼室１ａには、吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間には、吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。一方、排気通路１２と燃焼室１ａとの間には、排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３および排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト１８および排気カムシャフト１９の各回転によって行われる。また、吸気カムシャフト１８の近傍に、気筒判別用のカムポジションセンサ２７が配置されている。
【００２７】
カムポジションセンサ２７は、たとえば、電磁ピックアップであって、図示はしないが、吸気カムシャフト１８に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（歯）に対向するように配置されており、吸気カムシャフト１８が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、吸気カムシャフト１８は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が７２０°回転するごとにカムポジションセンサ２７が１つのパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２８】
吸気通路１１には、熱線式のエアフローメータ２２、吸気温センサ２３、およびエアフローメータ２２に内蔵され、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ９などが配置されている。スロットルバルブ９の開度は、スロットルポジションセンサ２６によって検出される。
【００２９】
排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2センサ２４などが配置されている。
【００３０】
そして、吸気通路１１には、燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）７が配置されている。インジェクタ７には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は、吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は、点火プラグ８にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。
【００３１】
＜手動変速機＞
手動変速機３の各ギヤ段は、図示しないシフトレバーの操作によって切り替えることができる。この手動変速機３のアウトプットシャフト３０２には、デファレンシャルギヤ４およびドライブシャフト５を介して車輪６が連結されている。なお、手動変速機３の内部構造については、従来公知の構造を有しているので、その説明を省略する。
【００３２】
＜ＥＣＵ＞
図２はＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２を参照して、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、および失火カウンタとして機能する正副２つのカウンタ１０５，１０６などを備えている。
【００３４】
ＣＰＵ１０１は、ＥＣＵ１００の制御中枢を司るものであって、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
【００３５】
ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。
【００３６】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性メモリである。
【００３７】
これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４および正カウンタ１０５ならびに副カウンタ１０６は、バス１０９を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路１０７および外部出力回路１０８と接続されている。
【００３８】
外部入力回路１０７には、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、Ｏ2センサ２４、スロットルポジションセンサ２５、エンジン回転数センサとして機能するクランクポジションセンサ２６、および、カムポジションセンサ２７などが接続されている。
【００３９】
外部出力回路１０８には、インジェクタ７、点火プラグ８のイグナイタ３０、スロットルバルブ９のスロットルモータ５ａ、および失火異常を警告するためのインジケータランプ３１などが接続されている。
【００４０】
そして、ＥＣＵ１００は、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、Ｏ2センサ２４、スロットルポジションセンサ２５、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７などの各種センサの出力に基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。特に、ＥＣＵ１００は、以下の失火検出処理を実行する。
【００４１】
＜失火検出ルーチン＞
図３は失火検出ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおける「変速」とは、アップシフトを指す。
【００４２】
図３を参照して、失火検出にあたり、まず、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、変速操作開始の可能性が有るか否かを推定する（ステップＳ１）。この推定は、たとえば、スロットルポジションセンサ２６からの出力信号に基づいて、スロットルバブル９が勢いよく閉じられ、スロットルバルブ９がほぼ全閉状態にあるか（条件「１」）否かを判定することによって達成される。
【００４３】
上記の条件「１」が満たされない場合は、ＣＰＵ１０１は、変速開始操作開始の可能性が無い、すなわち通常走行中であると推定し、処理をステップＳ１３に移す。これに対し、上記の条件「１」が満たされた場合は、ＣＰＵ１０１は、変速操作開始の可能性が有ると推定し、正カウンタ１０５のカウント値を副カウンタ１６のカウント値にコピーする（ステップＳ２）。すなわち、正カウンタ１０５をマスクする。その後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ３に移す。
【００４４】
ステップＳ３に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、変速操作中の可能性が有るか否かを推定する。この推定は、たとえば、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２６からの検出信号に基づいて、エンジン１が吹け上がったか（条件「２」）否かを判定することによって達成される。
【００４５】
上記の条件「２」が満たされない場合には、ＣＰＵ１０１は、変速操作中でない、すなわち通常走行であると推定し、処理をステップＳ１３に移行する。これに対し、上記の条件「２」が満たされた場合には、ＣＰＵ１０１は、変速操作中であると推定し、上記ステップＳ２において正カウンタ１０５のカウント値がコピーされた副カウンタ１６を失火カウンタとして使用する。その後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ５に移行する。
【００４６】
上記のようにして変速操作の可能性が無いと推定されてステップＳ１３に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、正カウンタ１０５を失火カウンタとしてそのまま使用する。その後、ＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したか否かを判別する（ステップＳ１４）。この判定は、図示しないセンサ（１０００ｒｅｖセンサまたは２００ｒｅｖセンサ）の検出信号に基づいて、本ルーチンの通過回が所定の回数（１０００ｒｅｖまたは２００ｒｅｖ）に達したか否かを判定することによって達成される。失火検出の異常／正常判定タイミングが到来していない場合は、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合には、ＣＰＵ１０１は、正カウンタ１０５のカウント値に基づいて、失火判定の異常／判定処理を行ない（ステップＳ１５）、その後に正カウンタ１０５をリセットする（ステップＳ１６）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。
【００４７】
なお、上記失火判定の異常／判定処理では、たとえば、以下のような処理が実行される。
【００４８】
まず、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７の出力等に基づいて、エンジン１の各気筒＃１〜＃６の爆発行程中においてクランクシャフト１５が一定クランク角度（たとえば、ＣＡ＝１２０°）を回転するのに要する経過時間Ｔ１（第１気筒＃１）、Ｔ２（第２気筒＃２）、Ｔ３（第３気筒＃３）、Ｔ４（第４気筒＃４）、Ｔ５（第５気筒＃５）、Ｔ６（第６気筒＃６）を順次演算するとともに、それら経過時間の偏差つまり各気筒＃１〜＃６の回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６を順次演算する。ここで、ΔＮＥ１（第１気筒＃１）＝［Ｔ１−Ｔ６］、ΔＮＥ２（第２気筒＃２）＝［Ｔ２−Ｔ１］、ΔＮＥ３（第３気筒＃３）＝［Ｔ３−Ｔ２］、ΔＮＥ４（第４気筒＃４）＝［Ｔ４−Ｔ３］、ΔＮＥ５（第５気筒＃５）＝［Ｔ５−Ｔ４］、ΔＮＥ６（第６気筒＃６）＝［Ｔ６−Ｔ５］である。そして、ＥＣＵ１００は、上記演算により求めた各気筒＃１〜＃６の回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６のいずれか１つまたは複数が所定の閾値を超えたときに失火が発生していると判定する。また、ＥＣＵ１００は、失火が発生していると判定したときには、クランクポジションセンサ２６およびカムポジションセンサ２７の出力および回転変動量ΔＮＥ１〜ΔＮＥ６の演算結果などに基づいて、失火気筒を特定する気筒特定処理を実行する。
【００４９】
上記のようにして変速操作の可能性が有ると推定されてステップＳ５に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したか否かを判定する。この判定メカニズムは、上記ステップＳ１４の判定メカニズムと同様である。失火検出の異常／正常判定タイミングが到来したと判定した場合には、ＣＰＵ１０１は、副カウンタ１０６のカウント値をマスクしていた正カウンタ１０５のカウント値にコピーし、副カウンタ１０６をリセットする（ステップＳ６およびＳ７）。すなわち、失火カウンタを副カウンタ１０６から正カウンタ１０５に切り替える。そして、この切り替えられた正カウンタ１０６のカウント値に基づいて、ＣＰＵ１０１は、失火検出の異常／判定処理を行なって正カウンタ１０５をリセットする（ステップＳ８およびＳ９）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来していないと判定した場合には、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１０に移行する。
【００５０】
ステップＳ１０に移行すると、ＥＣＵ１００内のＣＰＵ１０１は、実際に変速操作だったか否かの確認を判定する。この判定は、たとえば、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２６からの検出信号およびエンジン回転数と車速との比に基づいて、エンジン１の回転数が急速に低下し、かつエンジン回転数と車速との比がしきい値未満か（条件「３」）否かを判定することによって達成される。
【００５１】
上記の条件「３」が満たされた場合には、ＣＰＵ１０１は、副カウンタ１０６を放棄する（ステップＳ１１）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。これに対し、上記の条件「３」が満たされない場合には、ＣＰＵ１０１は、変速ではなかったと判断して、副カウンタ１０６のカウント値をマスクしていた正カウンタ１０５のカウント値にコピーし、失火カウンタを副カウンタ１０６から正カウンタ１０５に切り替える（ステップＳ１２）。その後、一旦、本ルーチンを抜ける。
【００５２】
＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。
【００５３】
変速操作中（アップシフト操作中）であると推定された場合には、正カウンタ１０５のカウント値が副カウンタ１０６のカウント値にコピーされて当該副カウンタ１０６が失火カウンタとして使用される。その後、実際に変速操作（アップシフト操作）が行なわれたと判定された場合には、副カウンタ１０６が放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、副カウンタ１０６のカウント値が正カウンタ１０５のカウント値にコピーされて当該正カウンタ１０５が失火カウンタとして使用される。したがって、たとえば、クラッチスイッチが無いなど、変速操作（アップシフト）に関する推定の確度が高くない状況でも過度に失火検出の異常／正常判定を禁止することなく、変速操作の影響を除外することができる。
【００５４】
また、変速操作中の可能性が有る間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが来る場合、失火検出の異常／正常判定の実施およびカウンタのリセット後にその前に戻すのは、変速だった場合および変速でなかった場合の両方について失火検出の異常／正常判定の実施、ならびに両方の場合の結果の記憶など、煩雑な処理が必要となるが、変速操作中（アップシフト操作中）であると推定され、実際に変速操作（アップシフト操作）が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、副カウンタ１０６のカウンタ値が正カウンタ１０５のカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタ１０５のカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施されるようにして、変速操作（アップシフト操作）中か否かの判定を、失火検出の異常／正常判定前に「変速」または「変速でない」のいずれかに確定させてしまうので、制御を簡略化することができる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる内燃機関の失火検出装置が適用される車両の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】失火検出ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１ エンジン
２６ クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）
１００ ＥＣＵ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ バックアップＲＡＭ
１０５ 正カウンタ（失火カウンタ）
１０６ 副カウンタ（失火カウンタ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置であって、
失火カウンタとして正副２つのカウンタが備えられており、
スロットル操作および機関の挙動に基づいて、変速操作中か否かを推定するための推定手段と、
機関回転数の変化および機関回転数と車速との比に基づいて、実際に変速操作が行なわれたか否かを判定するための判定手段とを含み、
上記推定手段により変速操作中であると推定された場合には、上記正カウンタのカウント値が上記副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用され、
その後において、上記判定手段により、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、上記副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、上記副カウンタのカウント値が上記正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用されることを特徴とする、内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の失火検出装置において、
上記推定手段により変速操作中であると推定され、上記判定手段により実際に変速操作が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、上記副カウンタのカウンタ値が上記正カウンタのカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタのカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施されることを特徴とする、内燃機関の失火検出装置。
【請求項１】
マニュアルトランスミッション車に適用される、内燃機関の失火検出装置であって、
失火カウンタとして正副２つのカウンタが備えられており、
スロットル操作および機関の挙動に基づいて、変速操作中か否かを推定するための推定手段と、
機関回転数の変化および機関回転数と車速との比に基づいて、実際に変速操作が行なわれたか否かを判定するための判定手段とを含み、
上記推定手段により変速操作中であると推定された場合には、上記正カウンタのカウント値が上記副カウンタのカウント値にコピーされて当該副カウンタが失火カウンタとして使用され、
その後において、上記判定手段により、実際に変速操作が行なわれたと判定された場合には、上記副カウンタが放棄される一方、実際に変速操作が行なわれなかったと判定された場合には、上記副カウンタのカウント値が上記正カウンタのカウント値にコピーされて当該正カウンタが失火カウンタとして使用されることを特徴とする、内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の失火検出装置において、
上記推定手段により変速操作中であると推定され、上記判定手段により実際に変速操作が行なわれたか否かの判定が実施されるまでの間に、失火検出の異常／正常判定タイミングが到来した場合は、上記副カウンタのカウンタ値が上記正カウンタのカウント値にコピーされ、このカウント値がコピーされた正カウンタのカウント値に基づいて、失火検出の異常／正常判定が実施されることを特徴とする、内燃機関の失火検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１９１６６（Ｐ２０１０−１９１６６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０４４１（Ｐ２００８−１８０４４１）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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