JP6610528B2 - 自動車 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有する多気筒のエンジンを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、多気筒のエンジンを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、各気筒毎に空燃比を変化させるようにエンジンを制御し、空燃比センサの出力値に基づいて各気筒の空燃比を推定し、空燃比の推定結果に基づいて各気筒の異常の有無を判定している。

特開２００８−１２８０８０号公報

ところで、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有するエンジンを備える自動車では、フィルタの再生要求があるときには、エンジンの空燃比がリッチとリーンとを繰り返すようにエンジンを制御するディザ制御を実行している。ディザ制御の実行中は、エンジンの回転変動が大きくなる。そのため、エンジンの回転変動に基づいて、燃料噴射量の気筒間のインバランス（いずれかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量より少なくなっていたり、いずれかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量より多くなっていたりすること）が発生しているか否かを判定するインバランス判定を実行する際に、ディザ制御を実行すると、燃料噴射量の気筒間のインバランスが発生していないときでもエンジンの回転変動が大きくなってしまうから、インバランスが生じていると誤判定してしまう。

本発明の自動車は、ディザ制御実行時において燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定を抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有する多気筒のエンジンと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
所定判定条件が成立し、且つ、前記エンジンの運転領域が判定領域内にあるときには、前記エンジンの回転変動に基づいて、燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを判定するインバランス判定を実行するインバランス判定装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、所定制御条件が成立したときには、前記エンジンの空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように前記エンジンを制御するディザ制御を実行し、
前記インバランス判定装置は、前記所定判定条件が成立している場合において、前記所定制御条件が成立しているときには前記所定制御条件が成立していないときに比して前記判定領域を小さくする、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、所定判定条件が成立し、且つ、エンジンの運転領域が判定領域内にあるときには、エンジンの回転変動に基づいて、燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを判定するインバランス判定を実行する。「判定領域」は、インバランス判定が生じているか否かを判定可能なエンジンの運転領域として予め定めた領域であり、例えば、エンジンの回転数とエンジンの負荷を示すパラメータ（エンジンから出力されるトルクや吸入空気量，体積効率（エンジンの１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）など）とに基づいて定められる領域である。そして、所定制御条件が成立したときには、エンジンの空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように制御するディザ制御を実行する。さらに、所定判定条件が成立している場合において、所定制御条件が成立しているときには所定制御条件が成立していないときに比して判定領域を小さくする。これにより、ディザ制御とインバランス判定との双方が実行される機会が少なくなるから、ディザ制御実行時において燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定を抑制できる。

こうした本発明の自動車において、前記インバランス判定装置は、前記所定判定条件が成立している場合において、前記所定制御条件が成立しているときには、前記所定制御条件が成立していないときに比して前記判定領域を前記ディザ制御と前記インバランス判定との双方を実行しても前記インバランス判定を良好に実行可能な領域まで小さくしてもよい。こうすれば、ディザ制御とインバランス判定との双方を実行する場合において、インバランス判定をより適正に実行することができ、燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定を抑制できる。

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。 エンジンＥＣＵ２４により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 判定領域Ａｉｎの一例を示す説明図である。 エンジン２２の回転変動量Δωの時間変化の一例を示している。

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、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、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２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する多気筒の内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により運転制御されている。エンジン２２の排気系には、排気浄化装置２３と粒子状物質除去フィルタ（以下、ＰＭフィルタという）２５とが取り付けられている。排気浄化装置２３には、排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を除去する触媒２３ａが充填されている。ＰＭフィルタ２５は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕捉する。

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を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温Ｔｗなどを挙げることができる。また、スロットルバルブのポジションを検出する図示しない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や吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ、吸気管に取り付けられた図示しない温度センサからの吸気温Ｔａなども挙げることができる。更に、排気系の排気浄化装置２３の上流側に取り付けられた空燃比センサ２３ｂからの空燃比ＡＦや排気浄化装置２３の下流側に取り付けられた酸素センサ２３ｃからの酸素信号Ｏ２，ＰＭフィルタ２５の上流側および下流側に取り付けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２も挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、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を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。エンジンＥＣＵ２４は、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。

エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒ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を演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて、体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬも演算している。エンジンＥＣＵ２４は、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいてＰＭフィルタ２５に補足された粒子状物質の推定される堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の運転状態に基づいてＰＭフィルタ２５の推定される温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算したりしている。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６が所定角度（例えば１０度）だけ回転するたびに、クランクシャフト２６が３０度だけ回転するのに要した時間である３０度回転所要時間Ｔ３０（ｍｓｅｃ）を取得し、当該３０度回転所要時間Ｔ３０に基づいて、クランクシャフト２６（エンジン２２）の角速度ωｅｇ（ｒａｄ／ｓｅｃ）を算出する。角速度ωｅｇは、ωｅｇ＝２π×（３０／３６０）／Ｔ３０×１０００として算出される。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、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が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されており、上述したように回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータＥＣＵ４０によってインバータ４１，４２を制御することにより駆動する。インバータ４１，４２は、バッテリ５０が接続された電力ライン５４に接続されている。インバータ４１，４２は、６つのトランジスタと６つのダイオードとにより構成される周知のインバータとして構成されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。

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を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのコンデンサ４６（電力ライン５４）の電圧ＶＬなどを挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するためのインバータ４１，４２の各トランジスタ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。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりを行なう。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２により管理されている。

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が入力ポートを介して入力されており、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。入力ポートを介して入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどを挙げることができる。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために蓄電割合ＳＯＣや入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、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り、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力であり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて演算される。

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、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、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を挙げることができる。また、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や、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なども挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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いる。このＨＶＥＣＵ７０は、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は、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。

ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、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用いることができる。そして、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ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、車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差分ΔＳＯＣに基づいて、差分ΔＳＯＣの絶対値が小さくなるように設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）や、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）は、エンジン２２の運転ポイント（回転数，トルク）のうち騒音や振動等を加味して燃費が最適となる最適動作ラインを予め定めておき、要求パワーＰｅ＊に対応する最適動作ライン上の運転ポイント（回転数，トルク）を求めて設定する。エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）については、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標運転ポイントに基づいてエンジン２２が運転されるように、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う。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるように、インバータ４１，４２の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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とに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊）が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。

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の燃料噴射量の各気筒間のインバランスが生じているか否かを判定する際の動作について説明する。図２は、エンジンＥＣＵ２４により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＨＶ走行モードで走行しているときにに繰り返し実行される。

本ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の吸入空気量Ｑａや回転数Ｎｅ，ディザ制御フラグＦを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の吸入空気量Ｑａは、吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータにより検出されたものを入力している。回転数Ｎｅは、クランク角θｃｒに基づいて演算したものを入力している。ディザ制御フラグＦは、ディザ制御の実行が要求されていないときに値０に設定され、ディザ制御の実行が要求されているときに値１に設定されるフラグである。

ここで、ディザ制御について説明する。ディザ制御は、エンジン２２の空燃比をリッチ（理論空燃比に比して燃料量を多くした状態）とリーンとが繰り返されるように燃料噴射を行なってエンジン２２を運転する制御である。このディザ制御では、エンジン２２の複数の気筒のうち一部の気筒をリッチとし、残余の気筒をリーンとし、エンジン２２全体としての燃料噴射量の増減の平均値が値０となるようにエンジン２２を運転する。例えば、エンジン２２を６気筒の内燃機関とした場合、各気筒の燃料噴射量は、最初に点火する気筒の燃料噴射量をエンジン２２の燃料噴射量を気筒数で除した気筒平均噴射量に対して５％減のリーンとし、次に点火する気筒の燃料噴射量を気筒平均噴射量に対して１０％増のリッチとし、残りの気筒の燃料噴射量を、以降点火順に、５％減のリーン，５％減のリーン，１０％増のリッチ，５％減のリーンとして、エンジン２２を運転する。こうした制御により、ＰＭフィルタ２５の温度を迅速に再生可能温度（例えば６００℃など）以上の状態に上昇させてＰＭフィルタ２５を再生する。

こうしたディザ制御は、ＰＭフィルタ２５の再生の要求がなされている第１条件と、エンジン２２が運転している（エンジン２２が停止中や燃料カット中ではない）第２条件と、エンジン２２の空燃比が安定している（エンジン２２の空燃比制御おけるフィードバック補正量が所定範囲内にあって空燃比に関する学習が完了している）第３条件と、エンジン２２の暖機が完了している（エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度（例えば、７０℃，７５℃，８０℃など）以上である）第４条件と、車速Ｖが所定車速（例えば、４５ｋｍ／ｈ，５０ｋｍ／ｈ，５５ｋｍ／ｈなど）以上である第５条件と、の全ての条件が成立しているときに、実行要求がなされる。ＰＭフィルタ２５の再生要求は、ＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上であるときになされる。ここで、ＰＭ堆積量Ｑｐｍは、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいて演算（推定）される。閾値Ｑｐｍｒｅｆは、ＰＭフィルタ２５の再生が必要であると判断できるＰＭ堆積量Ｑｐｍである。ディザ制御フラグＦは、上述した第１条件〜第５条件のうち少なくとも一つの条件が成立していないときには値０に設定され、第１条件〜第５条件の全ての条件が成立しているときには値１に設定される。

続いて、現在のトリップにおいてエンジン２２の燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを判定するインバランス判定が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。インバランス判定については、後述する。ここで、「トリップ」とは、イグニッションオンされてからイグニッションオフされるまでの期間をいう。

ステップＳ１１０の処理でインバランス判定が完了していると判定されたときには、続いて、ディザ制御フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ディザ制御フラグＦが値１であるときには、ディザ制御を実行して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了し、ディザ制御フラグＦが値０であるときに、ディザ制御を実行せずに、本ルーチンを終了する。ディザ制御フラグＦが値１であるとき、すなわち、ディザ制御の実行要求がなされたときには、上述したディザ制御を実行することにより、ＰＭフィルタ２５を昇温させてＰＭフィルタ２５を再生することができる。

ステップＳ１１０の処理でインバランス判定が完了していないと判定されたときには、続いて、インバランス判定条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。インバランス判定条件は、インバランス判定を実行するための前提条件であり、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であるときに、成立していると判定する。閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の暖機が完了しているか否かの判定に用いられる閾値であり、例えば、７０℃，７５℃，８０℃などを用いることができる。

ステップＳ１４０の処理でインバランス判定条件が成立していないと判定されたときには、インバランス判定の実行が要求されていないと判断して、ステップＳ１２０の処理に進み、ディザ制御フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ディザ制御フラグＦが値１であるときには、ディザ制御を実行し（ステップＳ１３０）、ディザ制御フラグＦが値０であるときには、ディザ制御を実行せずに、本ルーチンを終了する。こうした処理により、ディザ制御の実行要求がなされたときには、ディザ制御を実行することにより、ＰＭフィルタ２５を昇温させてＰＭフィルタ２５を再生することができる。

ステップＳ１４０の処理でインバランス判定条件が成立していると判定されたときには、続いて、ステップＳ１２０の処理と同様に、ディザ制御フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ディザ制御フラグＦが値０であるときには、インバランス判定を実行するか否かを判定するための判定領域Ａｉｎを領域Ａ１に設定する（ステップＳ１６０）。領域Ａ１は、ディザ制御を実行していないときにインバランス判定を誤判定せずに実行可能なエンジン２２の運転領域として、予め実験や解析などにより設定される。図３は、判定領域Ａｉｎ１の一例を示す説明図である。図中、ハッチングを施していない領域は、領域Ａ１である。ハッチングを施している領域は、後述する領域Ａ２である。領域Ａ１は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以上かつ所定回転数Ｎｅ２以下であると共にエンジン２２の吸入空気量Ｑａが所定空気量Ｑａ１以上かつ所定空気量Ｑａ２以下の領域として定められる。ここで、所定回転数Ｎｅ１は、例えば、１１５０ｒｐｍ，１２００ｒｐｍ，１２５０ｒｐｍなどを用いることができる。所定回転数Ｎｅ２は、例えば、１９５０ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２０５０ｒｐｍなどを用いることができる。また、所定空気量Ｑａ１は、所定空気量Ｑａ２より小さい値として設定されている。

こうして判定領域Ａｉｎを設定すると、続いて、エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ内にあるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。エンジン２２の動作点Ｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとにより定める点である。エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ外にあるときには、インバランス判定を実行せずに、本ルーチンを終了し、エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ内にあるときには、インバランス判定を実行して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。燃料噴射量の気筒間のインバランスとしては、何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているリッチインバランスと、何れかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているリーンインバランスと、がある。インバランス判定では、燃焼室ごとに点火時期が到来すると、その時点で算出されている角速度ωｅｇと当該燃焼室の前回の点火時期における角速度ωｅｇとに基づいてエンジン２２の回転変動量Δωを算出し、回転変動量Δωと判定用閾値ｄωｒｅｆとを比較する。ここで、判定用閾値ｄωｒｅｆは、所定値に設定されている。そして、回転変動量Δωが判定用閾値ｄωｒｅｆ以上であるときには、当該燃焼室においてインバランス（リッチインバランスまたはリーンインバランス）が生じていると判定する。このように、インバランス判定条件が成立している場合において、ディザ制御フラグＦが値０であり、且つ、動作点Ｐが判定用領域Ａｉｎ内にあるときに、ディザ制御を実行せずに、インバランス判定を実行する。

ステップＳ１５０の処理でディザ制御フラグＦが値１であると判定されたときには、ディザ制御を実行して（ステップＳ１７０）、判定領域Ａｉｎを領域Ａ２に設定する（ステップＳ１８０）。領域Ａ２は、ディザ制御を実行しているときにインバランス判定を誤判定せずに実行可能なエンジン２２の運転領域として、予め実験や解析などにより領域Ａ１より小さい領域として設定されている。領域Ａ２は、図３に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ３以上かつ所定回転数Ｎｅ４以下であると共にエンジン２２の吸入空気量Ｑａが所定空気量Ｑａ３以上かつ所定空気量Ｑａ４以下の領域として定められている。ここで、所定回転数Ｎｅ３は、例えば、１３００ｒｐｍ，１３５０ｒｐｍ，１４００ｒｐｍなどを用いることができる。所定回転数Ｎｅ４は、例えば、１７００ｒｐｍ，１７５０ｒｐｍ，１８００ｒｐｍなどを用いることができる。所定空気量Ｑａ３，Ｑａ４は、所定空気量Ｑ１より大きく所定空気量Ｑ２より小さい値であり、所定空気量Ｑａ３は、所定空気量Ｑａ４より小さい値である。

こうして判定領域Ａｉｎを設定すると、続いて、エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ内にあるか否かを判定し（ステップＳ１９０），エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ内にないときには、インバランス判定を実行せずに、本ルーチンを終了し、エンジン２２の動作点Ｐが判定領域Ａｉｎ内にあるときには、インバランス判定を実行して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。このように、インバランス判定条件が成立している場合において、ディザ制御フラグＦが値１であり、且つ、動作点Ｐが判定用領域Ａｉｎ内にあるときに、ディザ制御とインバランス判定とを実行する。

図４は、エンジン２２の回転変動量Δωの時間変化の一例を示している。図中、実線は、ディザ制御を実行しているときにおける回転変動量Δωの時間変化を示している。破線は、ディザ制御を実行していないときにおける回転変動量Δωの時間変化を示している。ディザ制御では、エンジン２２の空燃比を気筒別にリッチまたはリーンとなるように燃料噴射を行なってエンジン２２を運転する。このとき、リーンとなっている気筒を点火するときのエンジン２２の回転変動量Δωが大きくなって、燃料噴射量の気筒間のインバランスが発生していないにも拘わらずインバランス判定の判定用閾値ｄωｒｅｆを超えてしまうことがある。実施例では、領域Ａ２をディザ制御を実行しているときにインバランス判定を誤判定せずに実行可能なエンジン２２の運転領域として定められた領域としているから、インバランス判定条件が成立している場合において、ディザ制御フラグＦが値１であり、且つ、動作点Ｐが判定用領域Ａｉｎ（領域Ａ２）内にあるときに、ディザ制御とインバランス判定とを実行することにより、燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定を抑制することができる。また、領域Ａ２を領域Ａ１より小さい領域としているから、領域Ａ１と領域Ａ２とを同一の領域とする場合に比してディザ制御とインバランス判定との双方が実行される機会が減少し、誤判定する機会が減少する。これにより、燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、領域Ａ２を領域Ａ１より小さい領域とし、インバランス判定条件が成立している場合において、ディザ制御フラグＦが値１であり、且つ、動作点Ｐが判定用領域Ａｉｎ（領域Ａ２）内にあるときに、ディザ制御とインバランス判定とを実行することにより、燃料噴射量の気筒間のインバランスの誤判定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、ステップＳ１８０の処理で、領域Ａ２をディザ制御を実行しているときにインバランス判定を誤判定せずに実行可能なエンジン２２の運転領域として定められた領域Ａ１より小さい領域としているが、領域Ａ２をディザ制御を実行しているときにインバランス判定を誤判定せずに実行可能なエンジン２２の運転領域であるか否かを考慮せずに、領域Ａ１より小さい領域としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ディザ制御フラグＦを、第１条件〜第５条件のうち少なくとも一つの条件が成立していないときには値０に設定し、第１条件〜第５条件の全ての条件が成立しているときには値１に設定している。しかしながら、少なくとも第１条件が成立しているときに値１に設定されればよいから、第５条件を考慮せずに第１〜第４条件が成立しているときに値１に設定したり、第２，第３条件を考慮せずに第１，第４，第５条件のみが成立したときに値１に設定してもよい。また、第１〜第５条件に限定されず、他の条件に基づいてディザ制御フラグＦを設定してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１４０の処理で、インバランス判定条件を冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となる条件としているが、冷却水温Ｔｗとは異なるエンジン２２のパラメータを用いた条件を用いてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１６０，Ｓ１８０の処理で、判定領域Ａｉｎをエンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとにより定める領域としているが、エンジン２２の回転数Ｎｅとエンジン２２の負荷を示すパラメータとにより定める領域としたらよいから、吸入空気量Ｑａに代えて、エンジン２２から出力されているトルクやエンジン２２の体積効率ＫＬなどを用いてもよい。

実施例では、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とがプラネタリギヤ３０に接続されたタイプのハイブリッド自動車に本発明を適用したが、排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンと、走行用の動力を出力するモータと、を備える種々のタイプのハイブリッド自動車、例えば、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してモータを接続すると共にモータの回転軸にクラッチを介してエンジンを接続するハイブリッド自動車などに本発明を適用してもよい。また、排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンを備えるが、走行用の動力を出力モータを備えないタイプの自動車に適用しても構わない。

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、ＰＭフィルタ２５が「フィルタ」に相当し、エンジン２２が「エンジン」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「インバランス判定装置」に相当する。

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、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 排気浄化装置、２３ａ 触媒、２３ｂ 空燃比センサ、２３ｃ 酸素センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 粒子状物質除去フィルタ（ＰＭフィルタ）、２５ａ，２５ｂ 圧力センサ、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、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４６ コンデンサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、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。

Claims (1)

1. 排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有する多気筒のエンジンと、
   前記エンジンを制御する制御装置と、
   所定判定条件が成立し、且つ、前記エンジンの運転領域が判定領域内にあるときには、前記エンジンの回転変動に基づいて、燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを判定するインバランス判定を実行するインバランス判定装置と、
   を備える自動車であって、
   前記制御装置は、所定制御条件が成立したときには、前記エンジンの空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように前記エンジンを制御するディザ制御を実行し、
   前記インバランス判定装置は、前記所定判定条件が成立している場合において、前記所定制御条件が成立しているときには前記所定制御条件が成立していないときに比して前記判定領域を小さくする、
   自動車。

Images