特許 7354984 内燃機関の判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-25

(45)【発行日】2023-10-03

(54)【発明の名称】内燃機関の判定装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20230926BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20230926BHJP

   F02D 17/02 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 368Z

F02D41/04

F02D17/02 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020173701

(22)【出願日】2020-10-15

(65)【公開番号】P2022065266

(43)【公開日】2022-04-27

【審査請求日】2022-09-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】杉本 仁己

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－４９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－９６２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１０７７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２９０５９３７（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｄ １７／００

Ｆ０１Ｎ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒を有した内燃機関に適用されて、
前記複数の気筒のうちの一部の気筒における混合気の燃焼制御を停止させる停止処理と、前記一部の気筒以外の残りの気筒における混合気の燃焼制御の実行に際して燃焼室に供給される燃料量を前記停止処理の非実行時よりも増量する増量処理とを実行する部分気筒フューエルカット処理と、
失火を検出する失火検出処理と、
各気筒において燃焼制御を実行した回数のうちで前記失火検出処理にて検出された失火の回数が占める割合を示す失火率を算出する算出処理と、
前記失火率が判定閾値以上であるときには排気性状が悪化していると判定する判定処理と、
算出された前記失火率が前記部分気筒フューエルカット処理の非実行中における失火率である場合には前記判定閾値として第１判定閾値を設定する一方、算出された前記失火率が前記部分気筒フューエルカット処理の実行中における失火率である場合には前記判定閾値として前記第１判定閾値よりも値の小さい第２判定閾値を設定する閾値設定処理と、を実行する内燃機関の判定装置。

【請求項2】

前記閾値設定処理は、前記第１判定閾値を最大値、前記第２判定閾値を最小値としたうえで、前記部分気筒フューエルカット処理の実行中に検出された失火の回数と前記部分気筒フューエルカット処理の非実行中に検出された失火の回数との割合に応じて前記判定閾値を可変設定する処理を実行する請求項１に記載の内燃機関の判定装置。

【請求項3】

前記増量処理は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように前記燃料量を増量する処理を実行する請求項１または２に記載の内燃機関の判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば下記の特許文献１には、内燃機関の失火率が規定の閾値以上となったときに内燃機関に異常ありと判定する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－１０７７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、内燃機関で失火が起きると、排気系に流れ込む未燃燃料の量が多くなるため、排気性状は悪化しやすい。そこで、失火率が規定の閾値以上である場合には、排気性状が許容できる範囲を超えて悪化していると判定することができる。

【0005】

他方、発明者は、内燃機関の軸トルクがゼロではないときにおいて、排気浄化装置の機能回復などを実施すべく、一部の気筒での燃焼を停止するとともに残りの気筒の燃料噴射量を増量することを検討した。ただし、この場合には燃料噴射量が増量されるため、失火が生じたときに排気系に流れ込む未燃燃料の量は多くなる。従って、失火率が小さく上記閾値未満であっても、実際には排気性状が許容できる範囲を超えて悪化している可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する内燃機関の判定装置は、複数の気筒を有した内燃機関に適用される。この判定装置は、前記複数の気筒のうちの一部の気筒における混合気の燃焼制御を停止させる停止処理と、前記一部の気筒以外の残りの気筒における混合気の燃焼制御の実行に際して燃焼室に供給される燃料量を前記停止処理の非実行時よりも増量する増量処理とを実行する部分気筒フューエルカット処理と、失火を検出する失火検出処理と、各気筒において燃焼制御を実行した回数のうちで前記失火検出処理にて検出された失火の回数が占める割合を示す失火率を算出する算出処理と、前記失火率が判定閾値以上であるときには排気性状が悪化していると判定する判定処理と、算出された前記失火率が前記部分気筒フューエルカット処理の非実行中における失火率である場合には前記判定閾値として第１判定閾値を設定する一方、算出された前記失火率が前記部分気筒フューエルカット処理の実行中における失火率である場合には前記判定閾値として前記第１判定閾値よりも値の小さい第２判定閾値を設定する閾値設定処理とを実行する。

【0007】

同構成によれば、失火発生時に排気性状が悪化しやすい部分気筒フューエルカット処理の実行時には、同処理の非実行時に比べて上記判定閾値が小さくされる。従って、部分気筒フューエルカット処理の実行時において失火率が小さくても、その失火率が上記判定閾値未満であると誤判定されることを抑制できる。従って、部分気筒フューエルカット処理を実行しても、排気性状の悪化を適切に判定することができるようになる。

【0008】

上記判定装置において、前記閾値設定処理は、前記第１判定閾値を最大値、前記第２判定閾値を最小値としたうえで、前記部分気筒フューエルカット処理の実行中に検出された失火の回数と前記部分気筒フューエルカット処理の非実行中に検出された失火の回数との割合に応じて前記判定閾値を可変設定する処理を実行してもよい。

【0009】

同構成によれば、失火検出処理にて検出された失火の回数に、部分気筒フューエルカット処理の実行中における失火回数と部分気筒フューエルカット処理の非実行中における失火回数とが含まれていても、上記判定閾値を適切に設定することができる。

【0010】

上記判定装置において、前記増量処理は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように前記燃料量を増量する処理を実行してもよい。
同構成では、増量処理として、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料量が増量されるため、例えば空燃比が理論空燃比となるように空気量の増加に合わせて燃料量を増量する場合と比較して、部分気筒フューエルカット処理の実行中に失火が起きたときの排気性状の悪化がより顕著になるおそれがある。この点、同構成において上述したような判定閾値の変更が行われることにより、そうした増量処理を実行する場合でも、排気性状の悪化を適切に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態にかかる駆動系および制御装置の構成を示す図。

【図2】同実施形態にかかる制御装置による再生処理に関する手順を示すフローチャート。

【図3】同実施形態にかかる制御装置が実行する失火検出処理に関する手順を示すフローチャート。

【図4】同実施形態にかかる制御装置が実行する失火率の算出処理に関する手順を示すフローチャート。

【図5】同実施形態にかかる制御装置が実行する排気性状の判定処理に関する手順を示すフローチャート。

【図6】第２実施形態にかかる制御装置が実行する失火検出処理に関する手順を示すフローチャート。

【図7】同実施形態にかかる制御装置が実行する失火率の算出処理に関する手順を示すフローチャート。

【図8】同実施形態にかかる制御装置が実行する排気性状の判定処理に関する手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜第１実施形態＞
以下、内燃機関の判定装置の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、気筒＃１～＃４の４つの気筒を備えている。内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられている。吸気通路１２の下流部分である吸気ポート１２ａには、吸気ポート１２ａに燃料を噴射するポート噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気やポート噴射弁１６から噴射された燃料は、吸気バルブ１８の開弁に伴って燃焼室２０に流入する。燃焼室２０には、筒内噴射弁２２から燃料が噴射される。また、燃焼室２０内の空気と燃料との混合気は、点火プラグ２４の火花放電に伴って燃焼に供される。そのときに生成される燃焼エネルギは、クランク軸２６の回転エネルギに変換される。

【0013】

燃焼室２０において燃焼に供された混合気は、排気バルブ２８の開弁に伴って、排気として排気通路３０に排出される。排気通路３０には、酸素吸蔵能力を有した三元触媒３２と、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ３４）とが設けられている。なお、本実施形態では、ＧＰＦ３４として、ＰＭを捕集するフィルタに三元触媒が担持されたものを想定している。

【0014】

クランク軸２６には、歯部４２が設けられたクランクロータ４０が結合されている。歯部４２は、クランク軸２６の複数の回転角度のそれぞれを示す。クランクロータ４０には、基本的には、１０°ＣＡ間隔で歯部４２が設けられているものの、隣接する歯部４２間の間隔が３０°ＣＡとなる箇所である欠け歯部４４が１箇所設けられている。これは、クランク軸２６の基準となる回転角度を示すためのものである。

【0015】

クランク軸２６は、動力分割装置を構成する遊星歯車機構５０のキャリアＣに機械的に連結されている。遊星歯車機構５０のサンギアＳには、第１モータジェネレータ５２の回転軸５２ａが機械的に連結されている。また、遊星歯車機構５０のリングギアＲには、第２モータジェネレータ５４の回転軸５４ａと駆動輪６０とが機械的に連結されている。第１モータジェネレータ５２の端子には、インバータ５６によって交流電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ５４の端子には、インバータ５８によって交流電圧が印加される。

【0016】

制御装置７０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量としてのトルクや排気成分比率等を制御するために、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、及び点火プラグ２４等の内燃機関１０の操作部を操作する。また、制御装置７０は、第１モータジェネレータ５２を制御対象とし、その制御量である回転速度を制御すべく、インバータ５６を操作する。また、制御装置７０は、第２モータジェネレータ５４を制御対象とし、その制御量であるトルクを制御すべくインバータ５８を操作する。図１には、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、点火プラグ２４、およびインバータ５６，５８のそれぞれの操作信号ＭＳ１～ＭＳ６を記載している。

【0017】

制御装置７０は、内燃機関１０の制御量を制御するために、エアフローメータ８０によって検出される吸入空気量Ｇａ、クランク角センサ８２の出力信号Ｓｃｒ、水温センサ８６によって検出される水温ＴＨＷ、および排気圧センサ８８によって検出されるＧＰＦ３４に流入する排気の圧力Ｐｅｘを参照する。また、制御装置７０は、第１モータジェネレータ５２や第２モータジェネレータ５４の制御量を制御するために、第１モータジェネレータ５２の回転角を検知する第１回転角センサ９０の出力信号Ｓｍ１、および第２モータジェネレータ５４の回転角を検知する第２回転角センサ９２の出力信号Ｓｍ２を参照する。

【0018】

制御装置７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４、記憶装置７５、および周辺回路７６を備えており、それらが通信線７８によって通信可能とされている。ここで、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。制御装置７０は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより制御量を制御する。

【0019】

図２に、本実施形態にかかる制御装置７０が実行する処理の手順を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

【0020】

図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、機関回転速度ＮＥ、充填効率η及び水温ＴＨＷを取得する（Ｓ１０）。機関回転速度ＮＥは、ＣＰＵ７２により、出力信号Ｓｃｒに基づいて算出される。また、充填効率ηは、ＣＰＵ７２により、吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥに基づいて算出される。

【0021】

次に、ＣＰＵ７２は、機関回転速度ＮＥ、充填効率η及び水温ＴＨＷに基づき、堆積量ＤＰＭの更新量ΔＤＰＭを算出する（Ｓ１２）。ここで、堆積量ＤＰＭは、ＧＰＦ３４に捕集されているＰＭの量である。詳しくは、ＣＰＵ７２は、機関回転速度ＮＥ、充填効率η及び水温ＴＨＷに基づいて排気通路３０に排出される排気中のＰＭの量を算出する。また、ＣＰＵ７２は、機関回転速度ＮＥ及び充填効率ηに基づいてＧＰＦ３４の温度を算出する。そしてＣＰＵ７２は、排気中のＰＭの量やＧＰＦ３４の温度に基づいて更新量ΔＤＰＭを算出する。

【0022】

次にＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭを、更新量ΔＤＰＭに応じて更新する（Ｓ１４）。
次に、ＣＰＵ７２は、フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ１６）。フラグＦは、「１」である場合に、ＧＰＦ３４のＰＭを燃焼除去するための再生処理を実行していることを示し、「０」である場合にそうではないことを示す。

【0023】

ＣＰＵ７２は、フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。再生実行値ＤＰＭＨは、ＧＰＦ３４が捕集したＰＭ量が多くなっており、ＰＭを除去することが望まれる値に設定されている。

【0024】

ＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、再生処理の実行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで実行条件は、例えば以下の条件（Ａ）及び条件（Ｂ）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

【0025】

条件（Ａ）：内燃機関１０に対するトルクの指令値である機関トルク指令値Ｔｅ＊が所定値Ｔｅｔｈ以上である旨の条件。
条件（Ｂ）：内燃機関１０の機関回転速度ＮＥが所定速度以上である旨の条件。

【0026】

ＣＰＵ７２は、再生処理の実行条件が成立すると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、再生処理を実行して、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ２２）。この再生処理として、ＣＰＵ７２は、部分気筒フューエルカット処理を実行する。この部分気筒フューエルカット処理は、停止処理と増量処理とを含む。

【0027】

停止処理は、気筒＃１のポート噴射弁１６及び筒内噴射弁２２からの燃料の噴射を停止することにより同気筒＃１における混合気の燃焼制御を停止する処理である。
増量処理は、そうした停止処理に伴う機関出力の低下を補うために、気筒＃２、気筒＃３、及び気筒＃４における混合気の燃焼制御を実行するに際いて各燃焼室２０に供給される空気量及び燃料量を上記停止処理の非実行時よりも増量する処理である。この増量処理の実行に際しては、スロットルバルブ１４の開度調整を通じて燃焼室２０への吸入空気量が増量されるとともに、燃焼室２０における混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように、ポート噴射弁１６や筒内噴射弁２２から噴射される燃料噴射量が増量される。

【0028】

この部分気筒フューエルカット処理は、排気通路３０に酸素と未燃燃料とを排出し、ＧＰＦ３４の温度を上昇させてＧＰＦ３４が捕集したＰＭを燃焼除去するための処理である。すなわち、排気通路３０に酸素と未燃燃料を排出することにより、三元触媒３２等において未燃燃料を燃焼させ排気の温度を上昇させ、ひいてはＧＰＦ３４の温度を上昇させることができる。また、ＧＰＦ３４に酸素を供給することによって、ＧＰＦ３４が捕集したＰＭを燃焼除去することができる。

【0029】

一方、上記Ｓ１６の処理にて、ＣＰＵ７２は、フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であるか否かを判定する（Ｓ２６）。停止用閾値ＤＰＭＬは、ＧＰＦ３４に捕集されているＰＭの量が十分に小さくなり、再生処理を停止させてもよい値に設定されている。ＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であると判定する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、部分気筒フューエルカット処理の実行を停止することにより再生処理を停止して、フラグＦに「０」を代入する（Ｓ２８）。

【0030】

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ２２，Ｓ２８の処理を完了する場合や、Ｓ１８，Ｓ２０の処理において否定判定する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。
図３に、制御装置７０が実行する失火検出処理の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

【0031】

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、クランク軸２６が３０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ３０を取得する（Ｓ３０）。時間Ｔ３０は、出力信号Ｓｃｒに基づいてクランク軸２６が３０°ＣＡだけ回転する時間がＣＰＵ７２によって計時されることにより算出される。

【0032】

次に、ＣＰＵ７２は、「ｍ＝０，１，２，３，…」として、時間Ｔ３０［ｍ＋１］に時間Ｔ３０［ｍ］を代入し、時間Ｔ３０［０］にＳ３０の処理で新たに取得した時間Ｔ３０を代入して、それらを記憶装置７５に記憶する（Ｓ３２）。このＳ３２の処理は、時間Ｔ３０の後のカッコ内の変数を、過去のものほど数字が大きくなるようにするための処理である。この処理により、カッコ内の変数の値が１つ大きい場合には、３０°ＣＡだけ前の時間Ｔ３０を示すこととなる。

【0033】

次に、ＣＰＵ７２は、現在のクランク軸２６の回転角度が、気筒＃１～＃４のいずれかの圧縮上死点を基準としてＡＴＤＣ１５０°ＣＡであるか否かを判定する（Ｓ３４）。
ＣＰＵ７２は、ＡＴＤＣ１５０°ＣＡであると判定する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ＡＴＤＣ１５０°ＣＡであると判定された気筒において燃焼制御が実行されたか、つまり混合気を燃焼させるための燃料噴射及び点火が実行されたか否かを判定する（Ｓ３６）。換言すれば、上述した再生処理によって燃焼制御が停止されている気筒、つまりフューエルカット気筒ではないか否かを判定する。

【0034】

ＣＰＵ７２は、燃焼制御が実行されたと判定する場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、上記いずれかの気筒を失火の有無の判定対象として、判定対象となる気筒の回転変動量ΔＴ３０［０］を算出する（Ｓ３８）。詳しくは、ＣＰＵ７２は、最新の時間Ｔ３０［０］から時間Ｔ３０［４］を減算する。ここで、Ｔ３０［４］は、判定対象となる気筒のＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要する時間である。そのため、失火が生じていない場合には、時間Ｔ３０［０］は、時間Ｔ３０［４］よりも小さくなることから、回転変動量ΔＴ３０［０］は、負となる。これに対し、失火が生じる場合、回転変動量ΔＴ３０［０］は正となる。

【0035】

次に、ＣＰＵ７２は、回転変動量ΔＴ３０［０］が変動量閾値Δｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０）。この処理は、判定対象となる気筒において失火が生じたか否かを判定する処理である。たとえば、ＣＰＵ７２は、変動量閾値Δｔｈを、機関回転速度ＮＥや充填効率ηに応じて可変設定することとしてもよい。もっとも、変動量閾値Δｔｈを定めるパラメータは、充填効率ηのように負荷を示す変数と機関回転速度ＮＥとに限らない。たとえば、過去の回転変動量ΔＴ３０と所定値との和であってもよい。ここで、過去の回転変動量ΔＴ３０としては、圧縮上死点の出現タイミングが３６０°の整数倍だけ過去となって且つ、燃焼制御が停止されていない気筒における量とする。なお、その場合の所定値も、負荷を示す変数や機関回転速度ＮＥに応じて可変設定してもよい。

【0036】

ＣＰＵ７２は、変動量閾値Δｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、失火が生じた旨の判定をして失火を検出する（Ｓ４２）。そして、ＣＰＵ７２は、失火カウンタＣｍｆをインクリメントする（Ｓ４４）。

【0037】

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ４４の処理を完了する場合や、Ｓ３４，Ｓ３６，Ｓ４０の処理において否定判定する場合には、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
図４に、制御装置７０が実行する失火率の算出処理の手順を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

【0038】

図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず気筒＃１～＃４のいずれかの圧縮上死点であるか否かを判定する（Ｓ５０）。ＣＰＵ７２は、いずれかの気筒の圧縮上死点であると判定する場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、その気筒において再生処理により燃焼制御を停止しているか否かを判定する（Ｓ５２）。換言すれば、その気筒においてフューエルカット処理を実行しているか否かを、つまり燃焼制御の停止処理を実行しているか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７２は、燃焼制御を実行していると判定する場合（Ｓ５２：ＮＯ）、有効カウンタＣｅをインクリメントする（Ｓ５４）。この有効カウンタＣｅの値は、燃焼制御の実行回数、つまり気筒において混合気が燃焼するように燃料噴射及び点火が行われた回数を示す。そして、ＣＰＵ７２は、有効カウンタＣｅが規定値Ｃｅｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ５６）。

【0039】

ＣＰＵ７２は、有効カウンタＣｅが規定値Ｃｅｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、今現在の失火カウンタＣｍｆを取得する（Ｓ５８）。
次に、ＣＰＵ７２は、失火率Ｃｒを算出する（Ｓ６０）。失火率Ｃｒは、各気筒において燃焼制御を実行した回数のうちで上記失火検出処理にて検出された失火の回数が占める割合を示す値であり、本実施形態では、Ｓ５８で取得した失火カウンタＣｍｆの値をＳ５６で肯定判定された時点での有効カウンタＣｅの値で除した値である（Ｃｒ＝Ｃｍｆ／Ｃｅ）。

【0040】

そして、ＣＰＵ７２は、Ｓ６０の処理を完了すると、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
図５に、制御装置７０が実行する排気性状の判定処理の手順を示す。図５に示す処理は、上述した失火率の算出処理にて失火率Ｃｒが算出されると、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行を開始することにより実現される。

【0041】

図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、算出された失火率Ｃｒを取得する（Ｓ７０）。
次に、ＣＰＵ７２は、取得した失火率Ｃｒが再生処理の実行中における失火率であるか否かを判定する（Ｓ７２）。ここでは、失火カウンタＣｍｆが初期化されてから失火率Ｃｒの算出が行われるまでの間において再生処理が継続して実行されていた場合に、ＣＰＵ７２は、取得した失火率Ｃｒが再生処理の実行中における失火率であると判定する。

【0042】

Ｓ７２にて否定判定する場合（Ｓ７２：ＮＯ）、つまり取得した失火率Ｃｒが再生処理の非実行中における失火率であると判定する場合、ＣＰＵ７２は、閾値設定処理として、第１判定閾値Ｃｒｔｈ１を判定閾値Ｃｒｔｈに代入する処理を実行する（Ｓ７４）。

【0043】

判定閾値Ｃｒｔｈは、失火の発生により排気性状が許容範囲を超えて悪化したか否かを判定するための値であり、失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上である場合には、排気性状が許容範囲を超えて悪化する排気異常ありと判定される。そして、第１判定閾値Ｃｒｔｈ１としては、再生処理の非実行時、つまり部分気筒フューエルカット処理の非実行時において、排気性状が許容範囲を超えて悪化するおそれのある失火率Ｃｒの下限値が設定されている。

【0044】

一方、Ｓ７２にて肯定判定する場合（Ｓ７２：ＹＥＳ）、つまり取得した失火率Ｃｒが再生処理の実行中における失火率であると判定する場合、ＣＰＵ７２は、閾値設定処理として、第２判定閾値Ｃｒｔｈ２を判定閾値Ｃｒｔｈに代入する処理を実行する（Ｓ７６）。

【0045】

第２判定閾値Ｃｒｔｈ２としては、再生処理の実行時、つまり部分気筒フューエルカット処理の実行時において、排気性状が許容範囲を超えて悪化するおそれのある失火率Ｃｒの下限値が設定されている。ここで、部分気筒フューエルカット処理の実行中に失火が起きると、同処理の非実行中と比較して排気系に流れ込む未燃燃料の量が増えるため、排気性状は悪化しやすくなる。従って、部分気筒フューエルカット処理の実行時には、同処理の非実行時と比較して、上記下限値は小さい値になる。従って、第２判定閾値Ｃｒｔｈ２には、第１判定閾値Ｃｒｔｈ１よりも小さい値が設定されている。

【0046】

こうして判定閾値Ｃｒｔｈを設定すると、次に、ＣＰＵ７２は、Ｓ７０で取得した失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ７８）。
そして、失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ７８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、排気異常ありと判定する（Ｓ８０）。そして、ＣＰＵ７２は、図１に示す警告灯１００を操作することによって、その旨を報知する（Ｓ８２）。

【0047】

一方、Ｓ７８にて、失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ７８：ＮＯ）、ＣＰＵ７２は、失火カウンタＣｍｆ、有効カウンタＣｅ、及び失火率Ｃｒを初期化する（Ｓ８４）。

【0048】

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ８２，Ｓ８４の処理を完了する場合には、図５に示す一連の処理を終了する。
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。

【0049】

（１）算出された失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上である場合には（図５のＳ７８：ＹＥＳ）、排気異常ありと判定される（Ｓ８０）。ここで、本実施形態では、その判定閾値Ｃｒｔｈが以下のように設定される。

【0050】

すなわち、失火率Ｃｒが再生処理の非実行中における失火率であると判定される場合には（図５のＳ７２：ＮＯ）、判定閾値Ｃｒｔｈとして第１判定閾値Ｃｒｔｈ１が設定される（Ｓ７４）。一方、失火率Ｃｒが再生処理の実行中における失火率であると判定される場合には（図５のＳ７２：ＹＥＳ）、判定閾値Ｃｒｔｈとして、第１判定閾値Ｃｒｔｈ１よりも値の小さい第２判定閾値Ｃｒｔｈ２が設定される（Ｓ７６）。

【0051】

このようにして、失火発生時に排気性状が悪化しやすい再生処理の実行中には、同処理の非実行時に比べて上記判定閾値Ｃｒｔｈが小さくされる。従って、再生処理の実行時において失火率Ｃｒが小さくても、その失火率Ｃｒが上記判定閾値Ｃｒｔｈ未満であると誤判定されることを抑制できる。そのため、再生処理として実行される上記部分気筒フューエルカット処理を実行しても、排気性状の悪化を適切に判定することができる。

【0052】

（２）上述した増量処理では、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量が増量される。そのため、空燃比が理論空燃比となるように吸入空気量の増加に合わせて燃料噴射量を増量する場合と比較して、再生処理の実行中に失火が起きたときの排気性状の悪化がより顕著になるおそれがある。この点、本実施形態では上述したような判定閾値Ｃｒｔｈの変更が行われることにより、そうした増量処理を実行する場合でも、排気性状の悪化を適切に判定することができる。

【0053】

（３）ＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭが閾値ＤＰＭｔｈ以上となる場合、ＧＰＦ３４の再生処理を実行する。これにより、気筒＃１の吸気行程において吸入された空気は、燃焼に供されることなく、気筒＃１の排気行程において排気通路に流出する。また、気筒＃２～＃４の混合気は、理論空燃比よりもリッチとされることから、気筒＃２～＃４から排気通路３０に排出された排気中には、未燃燃料が多量に含まれる。排気通路３０に排出された酸素と未燃燃料とは、三元触媒３２等で燃焼に供されることにより、ＧＰＦ３４の温度を上昇させる。また、排気通路３０に流出した空気中の酸素は、ＧＰＦ３４においてＰＭを酸化させる。これにより、ＰＭを燃焼して除去することができる。

【0054】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心にして説明する。
図６に、本実施形態にかかる失火検出処理の手順を示す。図６に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図６において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与している。

【0055】

図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、先に説明したＳ３０からＳ４２までの各処理を順次実行する。
そして、Ｓ４２の処理にて失火が検出されると、ＣＰＵ７２は、現在、再生処理が実行されているか否かを判定する（Ｓ９０）。そして、再生処理が実行されていないと判定する場合（Ｓ９０：ＮＯ）、ＣＰＵ７２は、第１失火カウンタＣｍｆ１をインクリメントする（Ｓ４４ａ）。この第１失火カウンタＣｍｆ１の値は、再生処理の非実行中、つまり部分気筒フューエルカット処理の非実行中に検出された失火の回数を示す。

【0056】

一方、Ｓ９０の処理にて、再生処理が実行されていると判定する場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、第２失火カウンタＣｍｆ２をインクリメントする（Ｓ４４ｂ）。この第２失火カウンタＣｍｆ２の値は、再生処理の実行中、つまり部分気筒フューエルカット処理の実行中に検出された失火の回数を示す。

【0057】

そして、ＣＰＵ７２は、Ｓ４４ａ、Ｓ４４ｂの処理を完了すると、図６に示す一連の処理を一旦終了する。
図７に、本実施形態にかかる失火率の算出処理の手順を示す。図７に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図７において、図４に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与している。

【0058】

図７に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、先に説明したＳ５０からＳ５６までの各処理を順次実行する。
そして、Ｓ５６の処理にて、有効カウンタＣｅが規定値Ｃｅｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、今現在の第１失火カウンタＣｍｆ１及び第２失火カウンタＣｍｆ２を取得する（Ｓ５８ａ）。

【0059】

次に、ＣＰＵ７２は、失火率Ｃｒを算出する（Ｓ６０ａ）。本実施形態では、Ｓ５８ａで取得した第１失火カウンタＣｍｆ１及び第２失火カウンタＣｍｆ２の和をＳ５６で肯定判定された時点での有効カウンタＣｅの値で除した値が失火率Ｃｒとして算出される［Ｃｒ＝（Ｃｍｆ１＋Ｃｍｆ２）／Ｃｅ］。

【0060】

そして、ＣＰＵ７２は、Ｓ６０ａの処理を完了すると、図７に示す一連の処理を一旦終了する。
図８に、制御装置７０が実行する排気性状の判定処理の手順を示す。図８に示す処理は、上述した失火率の算出処理にて失火率Ｃｒが算出されると、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行を開始することにより実現される。なお、図８において、図５に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与している。

【0061】

図８に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、算出された失火率Ｃｒ、失火率Ｃｒの算出時における第１失火カウンタＣｍｆ１及び第２失火カウンタＣｍｆ２を取得する（Ｓ７０ａ）。

【0062】

次に、ＣＰＵ７２は、比率Ｒを算出する（Ｓ１００）。比率Ｒは、再生処理の実行中に検出された失火の回数と再生処理の非実行中に検出された失火の回数との割合に応じて変化する値であり、Ｓ７０ａで取得した第１失火カウンタＣｍｆ１及び第２失火カウンタＣｍｆ２の値に基づいて算出される。本実施形態では、第２失火カウンタＣｍｆ２の値を第１失火カウンタＣｍｆ１の値及び第２失火カウンタＣｍｆ２の値の和で除した値が比率Ｒとして算出される［Ｒ＝Ｃｍｆ２／（Ｃｍｆ１＋Ｃｍｆ２）］。こうして求められる比率Ｒは、第１失火カウンタＣｍｆ１の値及び第２失火カウンタＣｍｆ２の値の和で示される失火の総回数に占める第２失火カウンタＣｍｆ２の値の割合を示し、再生処理の非実行中に検出された失火の回数に対して再生処理の実行中に検出された失火の回数の割合が多くなるほどその値は大きくなる。ちなみに、（１－比率Ｒ）の値は、失火の総回数に占める第１失火カウンタＣｍｆ１の値の割合を示す。

【0063】

次に、ＣＰＵ７２は、判定閾値Ｃｒｔｈを算出する（Ｓ１０２）。ここでは、上述した第１判定閾値Ｃｒｔｈ１、第２判定閾値Ｃｒｔｈ２、及び比率Ｒを使い、次式（１）に基づいて判定閾値Ｃｒｔｈが算出される。

【0064】

Ｃｒｔｈ＝（Ｃｒｔｈ２－Ｃｒｔｈ１）・Ｒ＋Ｃｒｔｈ１…（１）
この式（１）に示されるように、比率Ｒが「１」のとき、つまり失火率Ｃｒを算出したときの失火の全てが再生処理の実行中に検出された失火である場合には、判定閾値Ｃｒｔｈとして第２判定閾値Ｃｒｔｈ２が設定される。一方、比率Ｒが「０」のとき、つまり失火率Ｃｒを算出したときの失火の全てが再生処理の非実行中に検出された失火である場合には、判定閾値Ｃｒｔｈとして第１判定閾値Ｃｒｔｈ１が設定される。そして、比率Ｒが大きくなるほど、つまり再生処理の非実行中に検出された失火の回数に対して再生処理の実行中に検出された失火の回数の割合が多くなるほど、判定閾値Ｃｒｔｈの値は、第２判定閾値Ｃｒｔｈ２の値に近づいていく。

【0065】

このようにＳ１０２の処理は、第１判定閾値Ｃｒｔｈ１を最大値、第２判定閾値Ｃｒｔｈ２を最小値としたうえで、再生処理（部分気筒フューエルカット処理）の実行中に検出された失火の回数と再生処理の非実行中に検出された失火の回数との割合に応じて判定閾値Ｃｒｔｈを可変設定する閾値設定処理となっている。

【0066】

こうして判定閾値Ｃｒｔｈを設定すると、次に、ＣＰＵ７２は、Ｓ７０ａで取得した失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ７８）。
そして、失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ７８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、排気異常ありと判定する（Ｓ８０）。そして、ＣＰＵ７２は、図１に示す警告灯１００を操作することによって、その旨を報知する（Ｓ８２）。

【0067】

一方、Ｓ７８にて、失火率Ｃｒが判定閾値Ｃｒｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ７８：ＮＯ）、ＣＰＵ７２は、第１失火カウンタＣｍｆ１、第２失火カウンタＣｍｆ２、有効カウンタＣｅ、及び失火率Ｃｒを初期化する（Ｓ８４ａ）。

【0068】

そして、ＣＰＵ７２は、Ｓ８２，Ｓ８４ａの処理を完了する場合には、図８に示す一連の処理を終了する。
このように本実施形態では、上記Ｓ１０２の処理にて、上述した比率Ｒに応じた判定閾値Ｃｒｔｈの可変設定を行うようにしているため、失火検出処理にて検出された失火の回数に、再生処理の実行中における失火回数と再生処理の非実行中における失火回数とが含まれていても、判定閾値Ｃｒｔｈを適切に設定することができる。

【0069】

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0070】

・失火検出処理では、回転変動量ΔＴ３０として、１２０ＡＴＤＣ～１５０ＡＴＤＣの区間の回転に要する時間Ｔ３０［０］からＴＤＣ～３０ＡＴＤＣの区間の回転に要する時間Ｔ３０［４］を減算した値としたが、これに限らない。たとえば、失火の判定対象となる気筒のＴＤＣ～３０ＡＴＤＣの区間の回転に要する時間Ｔ３０から、１つ前に圧縮上死点となった気筒のＴＤＣ～３０ＡＴＤＣの区間の回転に要する時間Ｔ３０を減算した値としてもよい。

【0071】

・失火検出処理では、圧縮上死点の出現間隔以下の回転角度間隔におけるクランク軸２６の回転速度の変動量である回転変動量を、同回転角度間隔の回転に要する時間同士の差によって定量化したが、これに限らず、比によって定量化してもよい。

【0072】

・失火検出処理では、回転速度の変動量である回転変動量を時間にて定量化したが、これに限らず、角速度によって定量化してもよい。
・失火検出処理では、クランク軸２６の回転速度の変動量に基づいて失火を検出したが、この他、たとえば燃焼室２０内の圧力を検出する筒内圧センサを備え、その検出値の挙動に基づいて失火を検出したり、クランク軸２６の軸トルクを算出あるいは検出して同軸トルクの挙動に基づいて失火を検出したりしてもよい。

【0073】

・図３に示した失火検出処理において、Ｓ４２の処理を省略して、Ｓ４０にて肯定判定される場合には、次にＳ４４の処理を実行するようにしてもよい。
・図６に示した失火検出処理において、Ｓ４２の処理を省略して、Ｓ４０にて肯定判定される場合には、次にＳ９０の処理を実行するようにしてもよい。

【0074】

・第２実施形態で説明した比率Ｒを［Ｒ＝Ｃｍｆ１／（Ｃｍｆ１＋Ｃｍｆ２）］とした場合、つまり第１失火カウンタＣｍｆ１の値及び第２失火カウンタＣｍｆ２の値の和で示される失火の総回数に占める第１失火カウンタＣｍｆ１の値の割合を比率Ｒが示すようにした場合には、上記式（１）を次式（２）に変更することで同様な作用効果が得られる。

【0075】

Ｃｒｔｈ＝（Ｃｒｔｈ１－Ｃｒｔｈ２）・Ｒ＋Ｃｒｔｈ２…（２）
・第２実施形態では、第１判定閾値を最大値、第２判定閾値を最小値としたうえで、再生処理の実行中に検出された失火の回数と再生処理の非実行中に検出された失火の回数との割合に応じて判定閾値を可変設定するために上記式（１）及び比率Ｒを用いたが、他の態様で判定閾値を可変設定してもよい。

【0076】

・再生処理の実行を許可する所定の条件としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、上記条件（Ａ）及び条件（Ｂ）の２つの条件に関しては、それらのうちの１つのみを含んでもよい。また、所定の条件に上記２つの条件以外の条件が含まれてもよい。

【0077】

・増量処理では、停止処理に伴う機関出力の低下を補うために、フューエルカット気筒以外の残りの気筒における混合気の燃焼制御の実行に際して燃焼室２０に供給される空気量及び燃料量を停止処理の非実行時よりも増量するようにした。この他、停止処理に伴う機関出力の低下を例えば上述したモータジェネレータの出力で補うことができる場合などには、増量処理にて燃料量のみを増量させてもよい。

【0078】

・部分気筒フューエルカット処理を実行する処理としては、上述した再生処理に限らない。たとえば、内燃機関１０の出力を調整するために一部の気筒における燃料の供給を停止する処理であってもよい。また、たとえば、１部の気筒において異常が生じた場合に、その気筒における燃焼制御を停止する処理であってもよい。また、たとえば、三元触媒３２の酸素吸蔵量が規定値以下となる場合に、一部の気筒のみ燃焼制御を停止し、残りの気筒における混合気の空燃比を理論空燃比とする制御を実行する処理であってもよい。

【0079】

・上記判定処理では、失火が生じたと判定する場合、警告灯１００を用いた報知処理を実行したが、報知処理としては、視覚情報を出力する装置を操作対象とする処理に限らず、たとえば聴覚情報を出力する装置を操作対象とする処理であってもよい。

【0080】

・失火の判定結果を報知処理に利用すること自体必須ではない。たとえば、失火が生じた場合に、失火が生じにくい運転状態へと内燃機関１０の制御を変更すべく内燃機関１０の操作部を操作する処理を実行してもよい。

【0081】

・堆積量ＤＰＭの推定処理としては、図２において例示したものに限らない。たとえば、ＧＰＦ３４の上流側と下流側との圧力の差と吸入空気量Ｇａとに基づき堆積量ＤＰＭを推定してもよい。具体的には、圧力の差が大きい場合に小さい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定し、圧力の差が同一であっても、吸入空気量Ｇａが小さい場合に大きい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定すればよい。ここで、ＧＰＦ３４の下流側の圧力を一定値とみなす場合、差圧に代えて上記圧力Ｐｅｘを用いることができる。

【0082】

・上述した部分気筒フューエルカット処理の実行時に燃焼制御を停止する気筒の数は「１」であったが、燃焼制御を停止する気筒の数は、「気筒数－１」を最大値として適宜変更することができる。また、燃焼制御を停止する気筒を予め定められた気筒に固定することは必須ではない。たとえば、１燃焼サイクル毎に、燃焼制御を停止する気筒を変更してもよい。

【0083】

・ＧＰＦ３４としては、三元触媒が担持されたフィルタに限らず、フィルタのみであってもよい。また、ＧＰＦ３４としては、排気通路３０のうちの三元触媒３２の下流に設けられるものに限らない。また、排気浄化装置としてＧＰＦ３４を備えること自体必須ではない。たとえば、排気浄化装置が三元触媒３２のみからなる場合であっても、一部の気筒で燃焼制御を停止することにより、酸素吸蔵量が規定値以下となっている三元触媒３２に酸素を供給する際には、上記各実施形態やそれらの変更例に例示した処理を実行することが有効である。

【0084】

・制御装置としては、ＣＰＵ７２とＲＯＭ７４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

【0085】

・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、たとえば、車両の動力発生装置が内燃機関１０のみの車両であってもよい。

【符号の説明】

【0086】

１０…内燃機関
２０…燃焼室
５０…遊星歯車機構
５２…第１モータジェネレータ
５４…第２モータジェネレータ
７０…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】