JP7218686B2

JP7218686B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP7218686B2
Application number: JP2019132533A
Authority: JP
Inventors: 巧安澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2023-02-07
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: JP2021017093A

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、ダンパの入力側に接続されたエンジンと、駆動輪に自動変速機とロックアップクラッチやトルクコンバータを有する発進装置とを介して接続されたモータと、ダンパの出力側とモータとの接続および接続の解除を行なうクラッチと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１７１００６号公報

上述のハイブリッド車両では、クラッチが係合状態のときには、エンジンがダンパやクラッチ、モータ、発進装置、自動変速機を介して駆動輪に連結される。このため、エンジンで燃焼不良が生じても、エンジンの回転数が十分に低下しない。これを踏まえて、エンジンで燃焼不良が生じたときに、その燃焼不良をどのように検出するかが課題とされていた。

本発明のハイブリッド車両は、クラッチが係合状態でエンジンで燃焼不良が生じたときに、その燃焼不良を検出可能にすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、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車両は、
ねじれ要素の入力側に接続されたエンジンと、
駆動輪に変速機を介して接続されたモータと、
前記ねじれ要素の出力側と前記モータとの接続および接続の解除を行なうクラッチと、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記クラッチが係合状態のときには、所定期間の前記エンジンの回転変動量の積算値または平均値を閾値と比較することにより、前記エンジンで燃焼不良が生じているか否かを判定する判定装置、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、クラッチが係合状態のときには、所定期間のエンジンの回転変動量の積算値または平均値を閾値と比較することにより、エンジンで燃焼不良が生じているか否かを判定する。ここで、「燃焼不良」としては、例えば、エンジンに燃料を供給する燃料供給系の異常などによるエンジンの全気筒での失火を挙げることができる。エンジンで燃焼不良が生じると、爆発燃焼に起因するエンジンの回転数の上昇が抑制され、エンジンの回転変動量が小さくなる。したがって、このような手法により、クラッチが係合状態でエンジンで燃焼不良が生じたときに、その燃焼不良を検出することができる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、前記判定装置は、前記エンジンの出力軸が所定回転角だけ回転するのに要した所要時間の極大値と極小値との差分を前記回転変動量として演算するものとしてもよい。

この場合、前記判定装置は、前記所定期間の前記エンジンの回転数の積算値または平均値が大きいほど小さくなるように前記閾値を設定するものとしてもよい。これは、エンジンの回転数が大きいほど所要時間が小さくなりやすく、所要時間の極大値と極小値との差分としての回転変動量が小さくなりやすいためである。

また、この場合、前記判定装置は、前記所定期間の前記エンジンの負荷率の積算値または平均値が大きいほど大きくなるように前記閾値を設定するものとしてもよい。これは、エンジンの負荷率（トルク）が大きいほど、エンジンで燃焼不良が生じていないときに、所要時間の極小値が小さくなりやすく、所要時間の極大値と極小値との差分としての回転変動量が大きくなりやすいためである。

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２２の構成の概略を示す構成図である。クランク角θｃｒや燃焼気筒、所要時間Ｔ３０の様子の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ２４により実行される燃焼状態判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。閾値設定用マップの一例を示す説明図である。エンジン２２のクランク角θｃｒや燃焼気筒、所要時間Ｔ３０、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓの様子の一例を示す説明図である。変形例の燃焼状態判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

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り、図２は、エンジン２２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１に示すように、エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチ３６と、自動変速装置４０と、センターデファレンシャルギヤ５０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６８と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ７０」という）とを備える。

エンジン２２は、燃料タンクから燃料供給系を介して供給されるガソリンや軽油などを燃料として用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の各行程により動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４を通過させると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２３の回転運動に変換する。燃焼室１２９から排気バルブ１３１を介して排気管１３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。

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。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１３１を開閉するエキゾースト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１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。排気管１３３に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、排気管１３３に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２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各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１２４ｂへの制御信号や、燃料噴射弁１２６への制御信号、点火プラグ１３０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。

エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８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、負荷率（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を演算している。

また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２３が所定角度Δθｃｒ１（例えば、１０度）だけ回転する度に、クランクシャフト２３が３０度だけ回転するのに要した所要時間Ｔ３０を演算している。

さらに、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２３が１８０度だけ回転する度に（例えば、燃焼行程の気筒が変化する度に）、その直前にクランクシャフト２３が１８０度だけ回転した間の所要時間Ｔ３０の極大値と極小値との差分として所要時間変動量ΔＴ３０を演算している。図３は、クランク角θｃｒや燃焼気筒、所要時間Ｔ３０の様子の一例を示す説明図である。実施例では、４気筒のエンジン２２を用いるから、クランクシャフト２３が１８０度回転する度に、第１気筒（♯１）、第３気筒（＃３）、第４気筒（＃４）、第２気筒（♯２）の順に点火が行なわれる。図３に示すように、エンジン２２の何れかの気筒で点火により爆発燃焼が生じると、それに伴ってクランクシャフト２３の回転角速度が速くなって所要時間Ｔ３０が短くなり、その後にエンジン２２のフリクションによりエンジン２２の回転角速度が遅くなって所要時間Ｔ３０が長くなる。このため、所要時間Ｔ３０は、１８０度の周期で変動する。これを考慮して、所要時間変動量ΔＴ３０を上述のように演算するものとした。

図１に示すように、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。また、エンジン２２のクランクシャフト２３には、ねじれ要素としてのダンパ２８の入力側も接続されている。

モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、ＨＶＥＣＵ７０によってインバータ３２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。クラッチ３６は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、ダンパ２８の出力側とモータ３０の回転軸との接続および接続の解除を行なう。

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、６段変速の自動変速機４５と、図示しない油圧回路とを備える。トルクコンバータ４３は、一般的な流体式の伝導装置として構成されており、モータ３０の回転軸に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である中間回転軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。トルクコンバータ４３は、入力軸４１に取り付けられたポンプインペラと、中間回転軸４４に接続されたタービンランナと、タービンランナからポンプインペラへの作動油の流れを整流するステータと、ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチと、ポンプインペラとタービンランナとを連結する油圧駆動のロックアップクラッチ４３ａとを備える。自動変速機４５は、中間回転軸４４に接続されると共に駆動軸４６に接続された出力軸４２に接続され、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。この自動変速機４５は、例えば、複数の摩擦係合要素の係脱により第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して中間回転軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。

センターデファレンシャルギヤ５０は、駆動軸４６と、前輪５１ａ，５１ｂに車軸５２およびフロントデファレンシャルギヤ５３を介して連結されたフロント伝達軸５４と、後輪５５ａ，５５ｂに車軸５６およびリヤデファレンシャルギヤ５７を介して連結されたリヤ伝達軸５８と、に接続されている。このセンターデファレンシャルギヤ５０は、駆動軸４６の動力をフロント伝達軸５４およびリヤ伝達軸５８に分配して伝達したり、フロント伝達軸５４およびリヤ伝達軸５８の動力の総和を駆動軸４６に伝達したりする。

高電圧バッテリ６０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６７は、定格電圧が高電圧バッテリ６０よりも低い例えば鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６６に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６８は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６６とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６８は、ＨＶＥＣＵ７０によって制御されることにより、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６６に電圧の降圧を伴って供給する。

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。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ（例えばレゾルバ）３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍ、駆動軸４６に取り付けられた回転数センサ４６ａからの駆動軸４６の回転数Ｎｐを挙げることができる。また、高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、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も挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号を挙げることができる。また、インバータ３２への制御信号や、クラッチ３６への制御信号、自動変速装置４０への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６８への制御信号も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍ（自動変速装置４０の入力軸４１の回転数）も演算している。

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、クラッチ３６を解放状態としてモータ３０からの動力を用いて走行する電動走行（ＥＶ走行）モードや、クラッチ３６を係合状態としてエンジン２２およびモータ３０からの動力を用いて走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードで走行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、基本的には、以下のＥＶ走行制御を行なう。最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対する変速線に基づいて自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を設定し、自動変速機４５の変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊となるように自動変速機４５を制御する。また、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸４６（自動変速装置４０の出力軸４２）の要求トルクＴｐ＊を設定し、駆動軸４６の要求トルクＴｐ＊と自動変速機４５の変速段Ｍに対応するギヤ比とに基づいて自動変速装置４０の入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算する。そして、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、基本的には、以下のＨＶ走行制御を行なう。自動変速機４５の制御については、ＥＶ走行モードと同様に行なう。エンジン２２およびモータ３０の制御については、最初に、ＥＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算する。続いて、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２を制御すると共にモータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

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で燃焼不良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。なお、「燃焼不良」としては、例えば、エンジン２２に燃料を供給する燃料供給系の異常などによるエンジン２２の全気筒での失火を挙げることができる。図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される燃焼状態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、繰り返し実行される。

図４の燃焼状態判定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、最初に、エンジン２２の回転数Ｎｅの積算値である回転数積算値Ｎｅｓや、エンジン２２の負荷率ＫＬの積算値である負荷率積算値ＫＬｓ、所要時間変動量ΔＴ３０の積算値である所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓ、カウンタＣを初期値としての値０にリセットする（ステップＳ１００）。

続いて、クラッチ係合フラグＦｃを入力し（ステップＳ１１０）、入力したクラッチ係合フラグＦｃの値を調べる（ステップＳ１２０）。クラッチ係合フラグＦｃが値０のときには、クラッチ３６が解放状態であると判断し、クラッチ解放時判定処理によりエンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。クラッチ３６が解放状態のときには、エンジン２２がモータ３０や自動変速装置４０、前輪５１ａ，５１ｂおよび後輪５５ａ，５５ｂから切り離されている。このため、エンジン２２で燃焼不良が生じていない（燃焼状態が正常である）ときには、エンジン２２の回転数Ｎｅがそれほど低下しないのに対し、エンジン２２で燃焼不良が生じているときには、エンジン２２の回転数Ｎｅが低下する。したがって、クラッチ解放時判定処理では、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているかを判定することができる。

ステップＳ１２０でクラッチ係合フラグＦｃが値１のときには、クラッチ３６が係合状態であると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ、所要時間変動量ΔＴ３０などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ、所要時間変動量ΔＴ３０は、エンジンＥＣＵ２４により上述のように設定された値が入力される。なお、上述したように、クランクシャフト２３が１８０度だけ回転する度に所要時間変動量ΔＴ３０を演算するから、実施例では、ステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１４０～Ｓ１８０の処理を繰り返し実行する際には、クランクシャフト２３が１８０だけ回転する度にステップＳ１４０の処理を行なうようにするものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅを前回の回転数積算値（前回Ｎｅｓ）に加えて回転数積算値Ｎｅｓを更新し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の負荷率ＫＬを前回の負荷率積算値（前回ＫＬｓ）に加えて負荷率積算値ＫＬｓを更新する（ステップＳ１６０）。続いて、所要時間変動量ΔＴ３０を前回の所要時間変動量積算値（前回ΔＴ３０ｓ）に加えて所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを更新し（ステップＳ１７０）、カウンタＣを値１だけインクリメントして更新する（ステップＳ１８０）。

そして、カウンタＣを閾値Ｃｒｅｆと比較する（ステップＳ１９０）。ここで、閾値Ｃｒｅｆは、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かをある程度精度よく判定可能な回転量（以下、「判定用回転量」という）だけエンジン２２のクランクシャフト２３が回転したか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、３８０や４００、４２０などが用いられる。カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満のときには、エンジン２２が判定用回転量だけ回転していないと判断し、ステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１９０でカウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上のときには、エンジン２２が判定用回転量だけ回転したと判断し、回転数積算値Ｎｅｓおよび負荷率積算値ＫＬｓに基づいて、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かの判定に用いる閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを設定する（ステップＳ２００）。ここで、閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆは、実施例では、回転数積算値Ｎｅｓおよび負荷率積算値ＫＬｓと閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆ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、回転数積算値Ｎｅｓおよび負荷率積算値ＫＬｓが与えられると、このマップから対応する閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆｔｗｏ導出して設定するものとした。図５は、閾値設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆは、回転数積算値Ｎｅｓが大きいほど小さくなるように、且つ、負荷率積算値ＫＬｓが大きいほど大きくなるように設定される。この理由については後述する。

そして、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆと比較し（ステップＳ２１０）、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２で燃焼不良は生じていない、即ち、エンジン２２の燃焼状態は正常であると判定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。一方、所要時間変動量ΔＴ３０が閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆ未満のときには、エンジン２２で燃焼不良が生じていると判定して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。

エンジン２２の燃焼状態が正常であるときには、エンジン２２で燃焼不良が生じているときに比して、所要時間変動量ΔＴ３０ひいては所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが大きくなる。このため、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆと比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定することができる。

次に、閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを、回転数積算値Ｎｅｓが大きいほど小さくなるように、且つ、負荷率積算値ＫＬｓが大きいほど大きくなるように設定する理由について説明する。前者については、エンジン２２の回転数Ｎｅひいては回転数積算値Ｎｅｓが大きいほど、所要時間Ｔ３０が小さくなりやすく、所要時間変動量ΔＴ３０ひいては所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが小さくなりやすいためである。後者については、エンジン２２の負荷率ＫＬ（爆発燃焼により生じるトルク）が大きいほど、エンジン２２の燃焼状態が正常であるときに、クランクシャフト２３が１８０度だけ回転した間の所要時間Ｔ３０の所要時間Ｔ３０の極小値が小さくなりやすく、所要時間変動量ΔＴ３０ひいては所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが大きくなりやすいためである。したがって、このように閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを設定することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かをより適切に判定することができる。

図６は、エンジン２２のクランク角θｃｒや燃焼気筒、所要時間Ｔ３０、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓの様子の一例を示す説明図である。エンジン２２の燃焼状態が正常である（燃焼不良が生じていない）ときと燃焼不良が生じているときとでは、単位時間当たりのクランクシャフト２３の回転量が異なることから、横軸を時間とすると、図面にしたときに、所要時間Ｔ３０の横幅が異なる。これを踏まえて、図６では、所要時間Ｔ３０の横幅を揃えて両者の比較を容易にするために、横軸をカウンタＣ（クランクシャフト２３の回転量に相当する）とした。図中、所要時間Ｔ３０や所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓについて、実線は、エンジン２２の燃焼状態が正常であるときの様子を示し、破線は、エンジン２２で燃焼不良が生じているときの様子を示す。エンジン２２の燃焼状態が正常であるときには、図中実線に示すように、所要時間Ｔ３０の変動量（所要時間変動量ΔＴ３０）が比較的大きく、これに伴って、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが比較的大きくなる。一方、エンジン２２で燃焼不良が生じているときには、図中破線に示すように、所要時間Ｔ３０の変動量（所要時間変動量ΔＴ３０）が比較的小さく、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓがそれほど大きくならない。したがって、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上に至ったときに、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆと比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチ３６が係合状態のときには、エンジン２２が所定回転量だけ回転した間の所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆと比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定する。エンジン２２で燃焼不良が生じると、爆発燃焼に起因するエンジン２２の回転数の上昇が抑制され、所要時間Ｔ３０の極小値が小さくなり、所要時間変動量ΔＴ３０ひいては所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓが小さくなる。したがって、このような手法により、クラッチ３６が係合状態でエンジン２２で燃焼不良が生じたときに、その燃焼不良を検出することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆと比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定するものとした。しかし、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓを閾値Ｃｒｅｆで除して得られる所要時間変動量ΔＴ３０の平均値である所要時間変動量平均値を閾値と比較することにより、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判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、回転数積算値Ｎｅｓおよび負荷率積算値ＫＬｓに基づいて閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを設定するものとしたが、回転数積算値Ｎｅｓを閾値Ｃｒｅｆで除して得られるエンジン２２の回転数Ｎｅの平均値である回転数平均値Ｎｅａと、負荷率積算値ＫＬｓを閾値Ｃｒｅｆで除して得られるエンジン２２の負荷率ＫＬの平均値である負荷率平均値ＫＬａと、に基づいて閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを設定するものとしてもよい。また、回転数積算値Ｎｅｓや回転数平均値Ｎｅａと、負荷率積算値ＫＬｓや負荷率平均値ＫＬａと、のうちの何れかだけに基づいて閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆを設定するものとしてもよい。さらに、閾値ΔＴ３０ｓｒｅｆとして、予め定められた値（一律の値）を用い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ＥＣＵ２４は、図４の燃焼状態判定ルーチンに示したように、ステップＳ１００の処理をステップＳ１１０の処理の実行前（本ルーチンの実行開始直後）に実行するものとしたが、これに代えて、図７の燃焼状態判定ルーチンに示すように、ステップＳ１００の処理をステップＳ２２０またはステップＳ２３０の処理の実行後に実行するものとしてもよい。

いま、クラッチ３６が係合状態、解放状態、係合状態となったときを考える。図４の燃焼状態判定ルーチンでは、クラッチ３６が解放状態になったときやその後に係合状態になったときに、回転数積算値Ｎｅｓや負荷率積算値ＫＬｓ、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓ、カウンタＣを値０にリセットすることになる。これにより、クラッチ３６が係合状態で継続して（解放状態になることなく）、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上に至った（エンジン２２のクランクシャフト２３が判定用回転量だけ回転した）ときに、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定することができる。

これに対して、図７の燃焼状態判定ルーチンでは、クラッチ３６が解放状態になったときやその後に再び係合状態になったときに、回転数積算値Ｎｅｓや負荷率積算値ＫＬｓ、所要時間変動量積算値ΔＴ３０ｓ、カウンタＣを値０にリセットしないことになる。これにより、クラッチ３６が再び係合状態になってからカウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上に至るまでの時間、即ち、エンジン２２で燃焼不良が生じているか否かを判定するまでの時間を短くすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、４気筒のエンジン２２を用いるものとしたが、６気筒や８気筒などのエンジンを用い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、駆動軸４６の動力をセンターデファレンシャルギヤ５０を介してフロント伝達軸５４（前輪５１ａ，５１ｂ）およびリヤ伝達軸５８（後輪５５ａ，５５ｂ）に分配して伝達するものとした。しかし、センターデファレンシャルギヤ５０を備えずに、駆動軸４６の動力を前輪５１ａ，５１ｂおよび後輪５５ａ，５５ｂのうちの何れかにだけ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ＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらを１つの電子制御ユニットとして構成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３０が「モータ」に相当し、クラッチ３６が「クラッチ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「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、ハイブリッド車両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クランクシャフト、２４エンジンＥＣＵ、２５スタータモータ、２６オルタネータ、２８ダンパ、３０モータ、３０ａ回転位置センサ、３２インバータ、３６クラッチ、４０自動変速装置、４１入力軸、４２出力軸、４３トルクコンバータ、４３ａロックアップクラッチ、４４中間回転軸、４５自動変速機、４６駆動軸、４６ａ回転数センサ、５０センターデファレンシャルギヤ、５１ａ前輪、５２車軸、５３フロントデファレンシャルギヤ、５４フロント伝達軸、５５ａ後輪、５６車軸、５７リヤデファレンシャルギヤ、５８リヤ伝達軸、６０高電圧バッテリ、６１高電圧側電力ライン、６６低電圧側電力ライン、６７低電圧バッテリ、６８ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ＨＶＥＣＵ、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。

Claims

ねじれ要素の入力側に接続されたエンジンと、
駆動輪に変速機を介して接続されたモータと、
前記ねじれ要素の出力側と前記モータとの接続および接続の解除を行なうクラッチと、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記クラッチが係合状態のときには、所定期間の前記エンジンの回転変動量の積算値または平均値を閾値と比較することにより、前記エンジンで燃焼不良が生じているか否かを判定する判定装置、
を備え、
前記判定装置は、前記所定期間の前記エンジンの回転数の積算値または平均値が大きいほど小さくなるように前記閾値を設定する、
ハイブリッド車両。