JP6024507B2

JP6024507B2 - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP6024507B2
Application number: JP2013030806A
Authority: JP
Inventors: 松本　隆志; 隆志松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: JP2014159228A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと、エンジンの出力軸に動力を入出力可能なモータと、エンジンが目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで運転されながら走行用トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御する制御手段と、を備える自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第１モータの回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第２モータとを備え、エンジンを負荷運転するときには、エンジンの目標トルクから出力トルクを減じて得られるトルク差が重質判定トルク差以上のときにエンジンの燃料が重質であると判定して燃料噴射量を増量する補正を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２５５４９３号公報

上述のハイブリッド自動車では、重質判定トルク差として所定値（一律の値）を用いていることから、エンジンの運転状態によっては、燃料が重質であると誤判定して燃料噴射量の不要な増量補正などが行なわれたり、燃料が重質であるにも拘わらずにそれを判定できずに燃料噴射量の増量補正などが行なわれなかったりするなどの不都合を生じる場合があった。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンの燃料が重質であるか否かをより精度よく判定することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、前記エンジンの出力軸に動力を入出力可能なモータと、前記エンジンが目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで運転されながら走行用トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記目標トルクと出力トルクとの差であるトルク差を前記目標トルクが大きいほど大きくなる傾向のトルク差閾値と比較して、前記エンジンの燃料が重質であるか否かを判定する手段である、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンの目標トルクと出力トルクとの差であるトルク差を目標トルクが大きいほど大きくなる傾向のトルク差閾値と比較して、エンジンの燃料が重質であるか否かを判定する。一般に、エンジンの燃料が重質であるときには、エンジンの目標トルクが大きいほど出力トルクが目標トルクに比して小さくなりやすい（トルク差が大きくなりやすい）と考えられる。したがって、目標トルクに応じたトルク差閾値を用いることにより、エンジンの燃料が重質であるか否かをより精度よく判定することができる。ここで、エンジンの出力トルクは、モータから出力されるトルクに基づいて推定される、ものとすることもできる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記トルク差が前記トルク差閾値以上のときにインクリメントされるカウンタが所定値以上のときに、前記エンジンの燃料が重質であると判定する手段である、ものとすることもできるし、前記トルク差が前記トルク差閾値以上である状態が所定時間に亘って継続したときに、前記エンジンの燃料が重質であると判定する手段である、ものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記目標トルクの単位時間あたりの変化量が変化量閾値より大きいときには、前記エンジンの燃料が重質であるか否かを判定しない手段である、ものとすることもできる。これは、車両の加減速時などエンジンの目標トルクが変化するときには、エンジンの応答遅れがトルク差に影響を与えることから、エンジンの燃料が重質であるか否かを誤判定する可能性がある、との理由に基づく。

さらに、エンジンの目標トルクの単位時間あたりの変化量が変化量閾値以上のときにはエンジンの燃料が重質であるか否かを判定しない態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記目標トルクの単位時間あたりの変化量が前記変化量閾値以下のときにインクリメントされる第２カウンタが第２所定値以上のときに、前記トルク差を前記トルク差閾値と比較する手段である、ものとすることもできるし、前記目標トルクの単位時間あたりの変化量が前記変化量閾値以下の状態が第２所定時間に亘って継続したときに、前記トルク差を前記トルク差閾値と比較する手段である、ものとすることもできる。

加えて、本発明のハイブリッド自動車において、車軸に連結された回転軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転子が接続された第２モータと、を備えるものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される燃料重質判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン運転モードで走行しているときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。トルク差閾値設定用マップの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、燃料タンク２１からのガソリンや軽油などの燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

エンジン運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２から出力すべき）要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を効率よく運転しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の上限として定められた停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以下に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。

モータ運転モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転停止した状態でバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸３６に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、エンジン運転モードと同様に計算した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２の始動後にエンジン２２の燃料の性状が比較的揮発しにくい重質であるか否かを判定する際の動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される燃料重質判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２を始動した後でエンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定するための前提条件が成立しているときに（前提条件が成立しなくなるまで）所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度など）に繰り返し実行される。ここで、前提条件は、例えば、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒｅｆ（例えば、４０℃や５０℃，６０℃など）以下であり且つエンジン２２の始動完了から所定時間（例えば１秒や２秒，３秒など）以内である条件などを用いることができる。

燃料重質判定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊や出力トルクＴｅなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊は、エンジン運転モードで走行する際の駆動制御で設定されたものを入力するものとした。また、エンジン２２の出力トルクＴｅは、エンジン運転モードで走行する際の駆動制御で設定されたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と、プラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）と、を用いて次式（１）により演算されたものを入力するものとした。図３は、エンジン運転モードで走行しているときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。式（１）は、図３を用いれば容易に導くことができる。

Te=-Tm1*・(1+ρ)/ρ (1)

こうしてデータを入力すると、入力した目標トルクＴｅ＊と前回に本ルーチンが実行されたときに入力された目標トルク（前回Ｔｅ＊）との差分（目標トルクＴｅ＊の今回値から前回値を減じた値の絶対値）を、目標トルクＴｅ＊の本ルーチンの実効間隔での変化量である目標トルク変化量Ａｔｅとして計算し（ステップＳ１１０）、計算した目標トルク変化量Ａｔｅを閾値Ａｔｅｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ａｔｅｒｅｆは、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が略安定しているか否かを判定するのに用いられるものであり、例えば、本ルーチンの実効間隔が数ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度のときに５Ｎｍや６Ｎｍ，７Ｎｍなどを用いることができる。

目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆ以下のときには、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が略安定していると判断し、エンジン２２の始動完了時に初期値として値０が設定されたカウンタＣａを値１だけインクリメントし（ステップＳ１４０）、目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆより大きいときには、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が安定していない（変化している）と判断し、カウンタＣａを値０にリセットする（ステップＳ１５０）。

そして、カウンタＣａを閾値Ｃａｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｃａｒｅｆは、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊がある程度の時間に亘って継続しているトルク安定継続条件が成立しているか否かを判定するのに用いられるものであり、例えば、７００ｍｓｅｃや８００ｍｓｅｃ，９００ｍｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。

カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ未満のときには、トルク安定継続条件は成立していないと判断し、後述のステップＳ１５０〜Ｓ２２０の処理（エンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定する処理）を実行せずに、そのまま本ルーチンを終了する。

カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以上のときには、トルク安定継続条件が成立していると判断し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から出力トルクＴｅを減じて、目標トルクＴｅ＊と出力トルクＴｅとのトルク差ΔＴｅを計算し（ステップＳ１６０）、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づいてトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆを設定し（ステップＳ１７０）、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較する（ステップＳ１８０）。ここで、トルク差閾値ΔＴｅｒｅｆは、エンジン２２の燃料が重質である可能性があるか否かを判定するのに用いられるものであり、実施例では、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊とトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆとの関係を予め定めて閾値設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が与えられると記憶したマップから対応するトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆを導出して設定するものとした。トルク差閾値設定用マップの一例を図４に示す。トルク差閾値ΔＴｅｒｅｆは、図示するように、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が大きいほど大きくなる傾向に設定される。これは、エンジン２２の燃料が重質のときには、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が大きいほど出力トルクＴｅが目標トルクＴｅ＊に対して小さくなりやすい（トルク差ΔＴｅが大きくなりやすい）との理由に基づく。

トルク差ΔＴｅが閾値ΔＴｅｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料は重質である可能性は低いと判断し、エンジン２２の始動完了時に初期値として値０が設定されたカウンタＣｂを値０を下限として値１だけデクリメントし（ステップＳ１９０）、トルク差ΔＴｅが閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料は重質である可能性があると判断し、カウンタＣｂを値１だけインクリメントし（ステップＳ２００）、カウンタＣｂを閾値Ｃｂｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値Ｃｂｒｅｆは、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）してよいか否かを判定するのに用いられるものであり、例えば、８００ｍｓｅｃや１０００ｍｓｅｃ，１２００ｍｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。

カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料が重質であるとは判定せずに、そのまま本ルーチンを終了する。一方、カウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。こうしてエンジン２２の燃料が重質であるとと判定すると、その後、エンジン２２を負荷運転する際に、燃料噴射量の増量補正などを行なう。

実施例では、トルク安定継続条件が成立しているときに、トルク差ΔＴｅを目標トルクＴｅ＊が大きいほど大きくなる傾向の閾値ΔＴｅｒｅｆと比較してエンジン２２の燃料であるか否かを判定することにより、閾値ΔＴｒｅｆとして所定値（一律の値）を用いるものに比してエンジン２２の燃料が重質であるか否かをより精度よく判定することができる。そして、この判定において、トルク差ΔＴｅが閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときに値１だけインクリメントされるカウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以上のときに、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）することにより、トルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときに直ちにエンジン２２の燃料が重質であると判定する（即ち閾値Ｔｒｅｆを値１とする）ものに比して、エンジン２２の燃料が重質であるか否かを誤判定するのを抑制することができる。

また、実施例では、目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆより大きいときには、エンジン２２の応答遅れがトルク差ΔＴｅに影響を与えることから、トルク差ΔＴｅを閾値ΔＴｅｒｅｆと比較しない（エンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定しない）ことにより、エンジン２２の燃料が重質であるか否かを誤判定するのを抑制することができる。そして、トルク差ΔＴｅを閾値ΔＴｅｒｅｆと比較するか否かを判定する条件として、目標変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆ以下のときに値１だけインクリメントされるカウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以上である条件を用いることにより、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が略安定しているか否かをより適正に判定することができる。なお、エンジン２２の応答遅れの要因としては、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の変化に応じてスロットル開度ＴＨを変化させたときの吸入空気量Ｑａの変化の遅れに起因する出力トルクＴｅの変化の遅れなどが考えられる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から出力トルクＴｅを減じて得られるトルク差ΔＴｅを目標トルクＴｅ＊が大きいほど大きくなる傾向に設定したトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較してエンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定するから、トルク差閾値ΔＴｅｒｅｆとして所定値（一律の値）を用いるものに比してエンジン２２の燃料が重質であるか否かをより精度よく判定することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の今回値と前回値との差分としての目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆより大きいときには、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較しない（エンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定しない）から、エンジン２２の燃料が重質であるか否かを誤判定するのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆ以下のときに値１だけインクリメントされるカウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以上のときに、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較するものとしたが、目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆ以下のときには、カウンタＣａの値に拘わらず、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較するものとしてもよい。即ち、閾値Ｃａｒｅｆを値１とするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、目標トルク変化量Ａｔｅが閾値Ａｔｅｒｅｆより大きいときには、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較しないものとしたが、目標トルク変化量Ａｔｅと閾値Ａｔｅｒｅｆとの大小関係に拘わらず、トルク差ΔＴｅをトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときに値１だけインクリメントされると共にトルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ未満のときに値１だけデクリメントされるカウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以上のときに、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）するものとしたが、トルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ以上の状態が所定時間に亘って継続したときに、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときに値１だけインクリメントされると共にトルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ未満のときに値１だけデクリメントされるカウンタＣｂが閾値Ｃｂｒｅｆ以上のときに、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）するものとしたが、トルク差ΔＴｅがトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆ以上のときには、カウンタＣｂの値に拘わらず、エンジン２２の燃料が重質であると判定（確定）するものとしてもよい。即ち、閾値Ｃｂｒｅｆを値１とするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、特に説明していないが、エンジン２２の始動後にエンジン２２を自立運転（アイドル運転）するときには、例えば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊（例えば、１１００ｒｐｍや１２００ｒｐｍ，１３００ｒｐｍなど）から回転数Ｎｅを減じて得られる回転数差ΔＮｅと閾値ΔＮｅｒｅｆ（例えば、２５０ｒｐｍや３００ｒｐｍ，３５０ｒｐｍなど）との大小関係に基づいてエンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定するなどすればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントで運転されながら要求トルクＴｒ＊によって走行するよう、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信したり図２の燃料重質判定ルーチンを実行したりするＨＶＥＣＵ７０と、ＨＶＥＣＵ７０からのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、ＨＶＥＣＵ７０からのモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、如何なるタイプのモータであっても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から出力トルクＴｅを減じて得られるトルク差ΔＴｅを目標トルクＴｅ＊が大きいほど大きくなる傾向に設定したトルク差閾値ΔＴｅｒｅｆと比較してエンジン２２の燃料が重質であるか否かを判定するものに限定されるものではなく、エンジンが目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで運転されながら走行用トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御し、目標トルクと出力トルクとの差であるトルク差を目標トルクが大きいほど大きくなる傾向のトルク差閾値と比較して、エンジンの燃料が重質であるか否かを判定する、ものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０ハイブリッド自動車、２１燃料タンク、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、３９ａ，３９ｂ車輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ、２３４アウターロータ、３２９クラッチ、３３０変速機。

Claims

走行用の動力を出力可能なエンジンと、前記エンジンの出力軸に動力を入出力可能なモータと、前記エンジンが目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで運転されながら走行用トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記目標トルクと出力トルクとの差であるトルク差を前記目標トルクが大きいほど大きくなる傾向のトルク差閾値と比較して、前記エンジンの燃料が重質であるか否かを判定する手段であり、
前記制御手段は、前記目標トルクの単位時間あたりの変化量が変化量閾値より大きいときには、前記エンジンの燃料が重質であるか否かを判定しない手段であり、
前記制御手段は、前記目標トルクの単位時間あたりの変化量が前記変化量閾値以下のときにインクリメントされる第２カウンタが第２所定値以上のときに、前記トルク差を前記トルク差閾値と比較する手段である、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記トルク差が前記トルク差閾値以上のときにインクリメントされるカウンタが所定値以上のときに、前記エンジンの燃料が重質であると判定する手段である、
ハイブリッド自動車。
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に回転子が接続された第２モータと、
を備えるハイブリッド自動車。