JP2006194099A - 内燃機関の失火判定装置および失火判定方法並びに動力出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関の失火の誤判定を抑制すると共に失火判定の頻度を向上させる。
【解決手段】 エンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶに基づいて悪路を走行しているか否かを判定し（Ｓ１００〜Ｓ１０４）、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行していると判定されたときや走行モードＭがエンジン走行モード路面勾配θに基づいて坂路を走行していると判定されたときには（Ｓ１０６〜Ｓ１１０）、モータ走行要求を出力することによりモータ走行モードに切り替え（Ｓ１２８）、このモータ走行モードに切り替えられるのを待って失火判定（Ｓ１１２〜Ｓ１２６）を行なう。これにより、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を多くすることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置および失火判定方法並びに動力出力装置に関し、詳しくは、クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動と内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて駆動軸に動力を出力する動力出力装置における内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置およびその失火判定方法並びに動力出力装置に関する。

従来、この種の内燃機関の失火判定装置としては、内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車に搭載され、車両の運転条件により内燃機関の失火を精度よく検出することができないときには内燃機関の失火検出を抑制したり禁止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、このように車両の運転条件により内燃機関の失火を精度よく検出することができないときには内燃機関の失火検出を抑制したり禁止することにより、内燃機関の失火の誤検出を抑制している。
特開２００１−３１７４０２号公報

上述の内燃機関の失火判定装置では、車両の運転条件により内燃機関の失火を精度よく検出することができないときには内燃機関の失火検出を抑制したり禁止することにより内燃機関の失火の誤検出を抑制することができるものの、内燃機関の失火検出を禁止するため、失火検出の頻度が低下する。失火検出の頻度の低下は、失火への迅速な対応を阻害するものとなるため、失火検出の頻度を多くすることが望まれる。

本発明の内燃機関の失火判定装置および失火判定方法並びに動力出力装置は、内燃機関の失火の誤判定を抑制すると共に失火判定の頻度を向上させることを目的とする。

本発明の内燃機関の失火判定装置および失火判定方法並びに動力出力装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の内燃機関の失火判定装置は、
クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えられるよう切替指示出力すると共に前記非機関駆動に切り替えられるのを待って前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関の失火判定装置では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動から非機関駆動に切り替えられるよう切替指示出力すると共に非機関駆動に切り替えられるのを待ってクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには非機関駆動により駆動軸に動力を出力している状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

本発明の第２の内燃機関の失火判定装置は、
クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動の禁止を出力すると共に該機関駆動の禁止の後に前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の内燃機関の失火判定装置では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動の禁止を出力すると共に機関駆動の禁止の後にクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには機関駆動を禁止した状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

こうした本発明の第１または第２の内燃機関の失火判定装置において、前記回転状態推定手段は、前記駆動軸の回転変動に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段であるものとすることもできる。また、前記回転状態推定手段は、前記内燃機関の回転変動に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の第１または第２の内燃機関の失火判定装置において、前記動力出力装置は車両に搭載されてなり、前記駆動軸は前記車両の車軸に連結されてなり、前記回転状態推定手段は車両の走行状態に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記回転状態推定手段は、車両が悪路を走行しているか否かを判定すると共に、車両が悪路を走行していないときには前記良好回転状態であると推定し、車両が悪路を走行しているときには前記不良回転状態であると推定する手段であるものとすることもできる。また、前記回転状態推定手段は、車両が坂路を走行しているか否かを判定すると共に、車両が坂路を走行していないときには前記良好回転状態であると推定し、車両が坂路を走行しているときには前記不良回転状態であると推定する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の第１または第２の内燃機関の失火判定装置において、前記失火判定制御手段は、前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の各気筒の点火時期に対応するクランク角における前記内燃機関の回転変動を順次演算すると共に該順次演算した回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記失火判定制御手段は、前記順次演算した回転変動に基づく異なる複数の失火パターンの判定ロジックを用いて前記内燃機関の失火を判定するものとすることもできる。こうすれば、失火パターンに応じてより適正に内燃機関の失火を判定することができる。さらにこの場合、前記失火判定制御手段は、複数の気筒のうちの１気筒だけが失火している単失火パターンを判定する単失火パターン判定ロジックと、複数の気筒のうち連続する２気筒が失火している連続失火パターンを判定する連続失火判定ロジックと、複数の気筒のうち一つの燃焼気筒を挟む２気筒が失火している間欠失火パターンを判定する間欠失火判定ロジックとのいずれかを含む複数の判定ロジックを用いて前記内燃機関の失火を判定する手段であるものとすることもできる。

本発明の第１の内燃機関の失火判定方法は、
クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定し、
前記良好回転状態が推定されたとき及び前記不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えてから前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する
ことを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関の失火判定方法では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動から非機関駆動に切り替えられるよう切替指示出力すると共に非機関駆動に切り替えられるのを待ってクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには非機関駆動により駆動軸に動力を出力している状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

本発明の第２の内燃機関の失火判定方法は、
クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定し、
前記良好回転状態が推定されたとき及び前記不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動を禁止してから前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する
ことを要旨とする。

この本発明の第２の内燃機関の失火判定方法では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動の禁止を出力すると共に機関駆動の禁止の後にクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには機関駆動を禁止した状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
クランクシャフトが前記駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えられるよう前記駆動制御手段に切替指示すると共に前記駆動制御手段により前記非機関駆動に切り替えられるのを待って前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動から非機関駆動に切り替えられるよう切替指示すると共に非機関駆動に切り替えられるのを待ってクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには非機関駆動により駆動軸に動力を出力している状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

本発明の第２の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
クランクシャフトが前記駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動の禁止を前記駆動制御手段に指示すると共に前記駆動制御手段による前記機関駆動が禁止された後に前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置では、駆動軸の回転状態として良好な回転状態が推定されたときや不良な回転状態が推定されても内燃機関からの動力を駆動軸に出力することなしに駆動軸に動力を出力する非機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときにはクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行し、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときに内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力する機関駆動により駆動軸に動力を出力しているときには機関駆動の禁止を出力すると共に機関駆動の禁止の後にクランクシャフトの回転位置に基づく内燃機関の失火の判定を実行する。即ち、駆動軸の回転状態として不良な回転状態が推定されたときには機関駆動を禁止した状態として内燃機関の失火の判定を実行するのである。したがって、駆動軸の回転状態が不良な回転状態であっても、その影響を受けることなく内燃機関の失火を判定することができる。この結果、内燃機関の失火の誤判定を抑制することができると共に内燃機関の失火判定の頻度を高くすることができる。

次に、本発明を実施するための最良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内燃機関の失火判定装置を搭載する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は内燃機関の失火判定装置として機能するエンジン用電子制御ユニット２４とこのエンジン用電子制御ユニット２４により運転制御されるエンジン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、エンジン用電子制御ユニット（図１中ではエンジンＥＣＵと省略）２４により運転制御されるエンジン２２と、エンジン２２の出力軸として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６９ａ，６９ｂの車軸に連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０のサンギヤに接続されインバータ４１を介してモータ用電子制御ユニット（図１中ではモータＥＣＵと省略）４０によって駆動制御を受ける発電可能なモータＭＧ１と、駆動輪６９ａ，６９ｂの車軸に連結された駆動軸に取り付けられインバータ４２を介してモータ用電子制御ユニット４０によって駆動制御を受ける動力を入出力可能なモータＭＧ２と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりが可能なバッテリ５０と、ハイブリッド自動車２０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。このハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、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，勾配センサ９０からの道路勾配θなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジン用電子制御ユニット２４やモータ用電子制御ユニット４０などと通信ポートを介して接続されており、エンジン用電子制御ユニット２４やモータ用電子制御ユニット４０などと各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な直列６気筒の内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、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２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、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浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。なお、実施例のエンジン２２は、各気筒の各点火タイミングがクランク角１２０°ＣＡずつ異なるように各気筒のピストン１３２がクランクシャフト２６に取り付けられている。

エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しないフラッシュメモリや入出力ポート，通信ポートとを備える。エンジン用電子制御ユニット２４には、クランクシャフト２６の回転角としてのクランク角ＣＡを検出するクランク角センサ１４０のクランク角ＣＡ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，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８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１４４からのカムポジション，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バルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４８からの吸入空気量Ｇａ，クランクシャフト２６の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２７からのエンジン回転数Ｎｅ，駆動輪６９ａ，６９ｂの車軸に連結された駆動軸に取り付けられた回転数センサ２８からの駆動軸回転数Ｎｄなどが入力ポートを介して入力されている。ここで、クランク角センサ１４０は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ１４０が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定する。また、エンジン用電子制御ユニット２４からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、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１３６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１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０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。前述したように、エンジン用電子制御ユニット２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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出力する。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３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に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを運転制御する。実施例のハイブリッド自動車２０の走行モードとしては、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遊星歯車機構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に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御したり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遊星歯車機構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リングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御して走行するエンジン走行モードと、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に出力するよう運転制御して走行するモータ走行モードがあり、ハイブリッド自動車２０はエンジン走行モードとモータ走行モードとの切り替えを伴って走行する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン用電子制御ユニット２４によるエンジン２２の失火を判定する際の動作について説明する。図３は、エンジン用電子制御ユニット２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。この失火判定処理は、エンジン２２が始動されてから常時繰り返し実行される。

失火判定処理を実行すると、エンジン用電子制御ユニット２４のＣＰＵ２４ａは、まず、回転数センサ２７からのエンジン回転数Ｎｅや回転数センサ２８からの駆動軸回転数Ｎｄ，道路勾配θ，車速Ｖ，走行モードＭなど失火判定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、道路勾配θと車速Ｖについては勾配センサ９０や車速センサ８８により検出されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。また、走行モードＭはハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン回転数Ｎｅや駆動軸回転数Ｎｄ，車速Ｖと所定時間前に検出されたエンジン回転数Ｎｅや駆動軸回転数Ｎｄ，車速Ｖとの差としてエンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶを計算し（ステップＳ１０２）、計算したエンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶに基づいてハイブリッド自動車２０が悪路を走行しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、実施例では、エンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶのいずれかがそれぞれに対応する閾値より大きいときにハイブリッド自動車２０が悪路を走行していると判定するものとした。

そして、走行モードＭがエンジン走行モードであるか否か（ステップＳ１０６）、悪路を走行しているか否か（ステップＳ１０８）、道路勾配θに基づいて坂路を走行しているか否か（ステップＳ１１０）、を判定する。ここで、坂路を走行しているか否かの判定は、実施例では路面勾配θが閾値より大きいか否かを判定することにより行なうものとした。

走行モードＭがモータ走行モードであるときやエンジン走行モードであっても悪路を走行しておらず坂路を走行していないときには、駆動軸やエンジン２２のクランクシャフト２６は良好な回転状態にあると判断し、ステップＳ１１２〜ステップＳ１２６による失火判定を行なって失火判定処理を終了し、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときには、駆動軸やエンジン２２のクランクシャフト２６は良好な回転状態にはない、即ち、駆動軸やエンジン２２のクランクシャフト２６は不良な回転状態にあると判断し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０にモータ走行要求を出力して（ステップＳ１２８）、ステップＳ１１２〜ステップＳ１２６による失火判定を行なうことなく失火判定処理を終了する。このようにエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときに失火判定を行なわないのは、悪路や坂路に基づく駆動軸の回転変動がエンジン２２のクランクシャフト２６の回転変動として影響し、クランクシャフト２６の回転変動を用いてエンジン２２の失火を判定する失火判定にとって誤判定の原因となるからである。モータ走行要求を受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、走行モードＭをエンジン走行モードからモータ走行モードに切り替える。このため、失火判定処理ではステップＳ１０６でモータ走行モードと判定され、ステップＳ１１２〜ステップＳ１２６による失火判定を行なう。即ち、エンジン２２の失火判定の頻度を多くすることができるのである。なお、実施例のハイブリッド自動車２０におけるモータ走行モードでは、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ（例えば、６０ｋｍ／ｈ）以上のときにはエンジン２２を車速Ｖに応じたアイドル回転数でアイドリング運転するよう制御し、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の運転を停止する。したがって、ステップＳ１２８によりエンジン用電子制御ユニット２４からハイブリッド用電子制御ユニット７０にモータ走行要求がなされると、車速Ｖに応じてハイブリッド用電子制御ユニット７０はエンジン２２をアイドリング運転するかその運転を停止するかを決定してモータ走行モードにより走行することになる。ハイブリッド用電子制御ユニット７０によるモータ走行モードやエンジン走行モードによる駆動制御については後述する。

ステップＳ１１２〜ステップＳ１２６による失火判定は、まず、クランク角センサ１４０からのクランク角ＣＡやバキュームセンサ１４８からの吸入空気量Ｇａなど間欠失火の判定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１１２）。続いて、入力したクランク角ＣＡに基づいてクランク角６０°ＣＡ毎のクランクシャフト２６の回転数Ｎを計算する（ステップＳ１１４）。このクランク角６０°ＣＡ毎の回転数Ｎは、クランク角１０°ＣＡ前のパルスとの間隔により求めることができる。そして、クランク角６０°ＣＡ毎の回転数Ｎの差としてエンジン２２の各気筒の点火タイミングに対応してクランク角１２０°ＣＡ毎の回転変動Ｎｘｄを計算する（ステップＳ１１６）。そして、計算した回転変動Ｎｘｄに対してクランク角３６０°ＣＡ前の回転変動Ｎｘｄとの差を回転変動差Ｎｘｄｆｌｘとして計算すると共に（ステップＳ１１８）、計算した回転変動Ｎｘｄに対してクランク角３６０°ＣＡ前の回転変動Ｎｘｄとの和を回転変動和Ｎｘｄｉｎｔとして計算する（ステップＳ１２０）。ここで、回転変動Ｎｘｄは、前述したように、クランク角１２０°ＣＡ毎に計算するから、クランク角３６０°ＣＡ前の回転変動Ｎｘｄは３つ前の回転変動となる。図中のフローチャートでは、これを表わすために回転変動Ｎｘｄ（ｎ），Ｎｘｄ（ｎ−３）として示した。こうして回転変動Ｎｘｄと回転変動差Ｎｘｄｆｌｘと回転変動和Ｎｘｄｉｎｔとを計算すると、計算したこれらの値を用いて、６気筒のうちの１気筒だけが失火している単失火パターンを判定する単失火判定処理（ステップＳ１２２）と、６気筒のうち連続する２気筒が失火している連続失火パターンを判定する連続失火判定処理（ステップＳ１２４）と、６気筒のうち一つの燃焼気筒を挟む２気筒が失火している間欠失火パターンを判定する間欠失火判定所定（ステップＳ１２６）とを実行し、単失火や連続失火，間欠失火が生じているときにはこれらを検出して失火判定処理を終了する。実施例では、単失火判定処理は図４に例示するフローチャートにより実行され、連続失火判定処理は図５に例示するフローチャートにより実行され、間欠失火判定処理は図６に例示するフローチャートにより実行される。以下、図４ないし図６を用いて単失火判定処理や連続失火判定処理，間欠失火判定処理について順に説明する。

単失火判定処理では、図４のフローチャートに示すように、まず、クランクシャフト２６の回転数Ｎと吸入空気量Ｇａとに基づいて単失火を判定するための判定値の一つとしての第１単失火判定値Ａ１を設定する（ステップＳ２００）。ここで、第１単失火判定値Ａ１は、クランクシャフト２６の回転数Ｎが大きくなるほど小さくなる傾向に、クランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａが大きいほど大きくなる傾向に設定される。第１単失火判定値Ａ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を図７に示す。こうして第１単失火判定値Ａ１を設定すると、回転変動Ｎｘｄを第１単失火判定値Ａ１と比較し（ステップＳ２１０）、回転変動Ｎｘｄが第１単失火判定値Ａ１以下のときには単失火は生じていないと判断して処理を終了する。回転変動Ｎｘｄが第１単失火判定値Ａ１を超えるときには、超えた回転変動Ｎｘｄを３番目の失火気筒と判定し（ステップＳ２２０）、失火気筒の三つ前の気筒に対応する回転変動Ｎｘｄ（０）を失火気筒の回転変動Ｎｘｄ（３）で除して回転変動比Ｎｊａ２を計算すると共に（ステップＳ２３０）、失火気筒の一つ前の気筒に対応する回転変動Ｎｘｄ（２）を失火気筒の回転変動Ｎｘｄ（３）で除して回転変動比Ｎｊａ３を計算し（ステップＳ２４０）、更に、失火気筒の一つ後の気筒に対応する回転変動Ｎｘｄ（４）を失火気筒の回転変動Ｎｘｄ（３）で除して回転変動比Ｎｊａ４を計算する（ステップＳ２５０）。そして、計算した回転変動比Ｎｊａ２が第２単失火判定値Ａ２１，Ａ２２の範囲内にあるか否かを判定すると共に（ステップＳ２６０）、計算した回転変動比Ｎｊａ３が第３単失火判定値Ａ３１，Ａ３２の範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ２７０）、更に、計算した回転変動比Ｎｊａ４が第４単失火判定値Ａ４１，Ａ４２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２８０）。ここで、第２単失火判定値Ａ２１，Ａ２２や第３単失火判定値Ａ３１，Ａ３２，第４単失火判定値Ａ４１，Ａ４２は、単失火を生じたときの回転変動比Ｎｊａ２や回転変動比Ｎｊａ３，回転変動比Ｎｊａ４より小さな値と大きな値となるように実験などにより定められている。回転変動比Ｎｊａ２が第２単失火判定値Ａ２１，Ａ２２の範囲内にあると共に回転変動比Ｎｊａ３が第３単失火判定値Ａ３１，Ａ３２の範囲内にあり、更に、回転変動比Ｎｊａ４が第４単失火判定値Ａ４１，Ａ４２の範囲内にあるときには単失火である旨を出力して（ステップＳ２９０）、処理を終了し、回転変動比Ｎｊａ２が第２単失火判定値Ａ２１，Ａ２２の範囲内にないときや回転変動比Ｎｊａ３が第３単失火判定値Ａ３１，Ａ３２の範囲内にないとき或いは回転変動比Ｎｊａ４が第４単失火判定値Ａ４１，Ａ４２の範囲内にないときのいずれかのときには単失火は生じていないと判断して処理を終了する。図８は、単失火を生じているときの回転変動Ｎｘｄの時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、単失火が生じているときには１サイクル中の１気筒だけが回転変動Ｎｘｄが第１単失火判定値Ａ１を明確に超えるパターンとなる。実施例では、この明確に判定可能な値に着目すると共にそのパターンが単失火であるのを回転変動比Ｎｊａ２や回転変動比Ｎｊａ３，回転変動比Ｎｊａ４を用いて判定している。これにより、より適正に精度よく単失火を判定することができる。

連続失火判定処理では、図５のフローチャートに示すように、まず、クランクシャフト２６の回転数Ｎと吸入空気量Ｇａとに基づいて連続失火を判定するための判定値の一つとしての第１連続失火判定値Ｂ１を設定する（ステップＳ３００）。ここで、第１連続失火判定値Ｂ１は、第１単失火判定値Ａ１と同様に、クランクシャフト２６の回転数Ｎが大きくなるほど小さくなる傾向に、クランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａが大きいほど大きくなる傾向に設定される。第１連続失火判定値Ｂ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を図９に示す。こうして第１連続失火判定値Ｂ１を設定すると、回転変動差Ｎｘｄｆｌｘを第１連続失火判定値Ｂ１と比較し（ステップＳ３１０）、回転変動差Ｎｘｄｆｌｘが第１連続失火判定値Ｂ１以下のときには連続失火は生じていないと判断して処理を終了する。回転変動差Ｎｘｄｆｌｘが第１連続失火判定値Ｂ１を超えるときには、超えた回転変動差Ｎｘｄｆｌｘを３番目の失火気筒と判定し（ステップＳ３２０）、失火気筒の一つ前の気筒に対応する回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（２）を失火気筒の回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（３）で除して回転変動差比Ｎｊｂ２を計算すると共に（ステップＳ３３０）、失火気筒の一つ後の気筒に対応する回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（４）を失火気筒の回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（３）で除して回転変動差比Ｎｊｂ３を計算する（ステップＳ３４０）。そして、計算した回転変動差比Ｎｊｂ２が第２連続失火判定値Ｂ２１，Ｂ２２の範囲内にあるか否かを判定すると共に計算した回転変動差比Ｎｊｂ３が第３連続失火判定値Ｂ３１，Ｂ３２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、第２連続失火判定値Ｂ２１，Ｂ２２や第３連続失火判定値Ｂ３１，Ｂ３２は、連続失火を生じたときの回転変動差比Ｎｊｂ２や回転変動差比Ｎｊｂ３より小さな値と大きな値となるように実験などにより定められている。回転変動差比Ｎｊｂ２が第２連続失火判定値Ｂ２１，Ｂ２２の範囲内にないと共に回転変動差比Ｎｊｂ３が第３連続失火判定値Ｂ３１，Ｂ３２の範囲内にないときには、連続失火は生じていないと判断して処理を終了する。一方、回転変動差比Ｎｊｂ２が第２連続失火判定値Ｂ２１，Ｂ２２の範囲内にあるか或いは回転変動差比Ｎｊｂ３が第３連続失火判定値Ｂ３１，Ｂ３２の範囲内にあるときには、失火気筒の三つ前の気筒に対応する回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（０）を失火気筒の回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ（３）で除して回転変動差比Ｎｊｂ４を計算し（ステップＳ３６０）、計算した回転変動差比Ｎｊｂ４が第４連続失火判定値Ｂ４１，Ｂ４２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。ここで、第４連続失火判定値Ｂ４１，Ｂ４２は、連続失火を生じたときの回転変動差比Ｎｊｂ４より小さな値と大きな値となるように実験などにより定められている。回転変動差比Ｎｊｂ４が第４連続失火判定値Ｂ４１，Ｂ４２の範囲内にあるときには連続失火である旨を出力して（ステップＳ３８０）、処理を終了し、回転変動差比Ｎｊａ４が第４連続失火判定値Ｂ４１，Ｂ４２の範囲内にないときには連続失火は生じていないと判断して処理を終了する。図１０は、連続失火を生じているときの回転変動差Ｎｘｄｆｌｘの時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、連続失火が生じているときには回転変動差Ｎｘｄｆｌｘが第１連続失火判定値Ｂ１を明確に超えるパターンとなる。実施例では、この明確に判定可能な値に着目すると共にそのパターンが連続失火であるのを回転変動差比Ｎｊｂ２や回転変動差比Ｎｊｂ３，回転変動差比Ｎｊｂ４を用いて判定している。これにより、より適正に精度よく連続失火を判定することができる。

間欠失火判定処理では、図６のフローチャートに示すように、まず、クランクシャフト２６の回転数Ｎと吸入空気量Ｇａとに基づいて間欠失火を判定するための判定値の一つとしての第１間欠失火判定値Ｃ１を設定する（ステップＳ４００）。ここで、第１連続失火判定値Ｃ１は、クランクシャフト２６の回転数Ｎが大きくなるほど小さくなる傾向に、クランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａが大きいほど大きくなる傾向に設定される。第１間欠失火判定値Ｃ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を図１１に示す。こうして第１間欠失火判定値Ｃ１を設定すると、回転変動和Ｎｘｄｉｎｔを第１間欠失火判定値Ｃ１と比較し（ステップＳ４１０）、回転変動和Ｎｘｄｉｎｔが第１間欠失火判定値Ｃ１以下のときには間欠失火は生じていないと判断して処理を終了する。回転変動和Ｎｘｄｉｎｔが第１間欠失火判定値Ｃ１を超えるときには、超えた回転変動和Ｎｘｄｉｎｔを３番目の失火気筒と判定し（ステップＳ４２０）、失火気筒の一つ前の気筒に対応する回転変動和Ｎｘｄｉｎｔ（２）を失火気筒の回転変動和Ｎｘｄｉｎｔ（３）で除して回転変動和比Ｎｊｃ２を計算し（ステップＳ４３０）、計算した回転変動和比Ｎｊｃ２が第２間欠失火判定値Ｃ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ４４０）。ここで、第２間欠失火判定値Ｃ２は、間欠失火を生じたときの回転変動和比Ｎｊｃ２より大きな値となるよう、且つ、間欠失火を生じていないときの回転変動和Ｎｊｃ２より小さな値となるよう実験などにより定められている。回転変動和比Ｎｊｃ２が第２間欠失火判定値Ｃ２未満のときには間欠失火である旨を出力して（ステップＳ４５０）、処理を終了し、回転変動和比Ｎｊｃ２が第２間欠失火判定値Ｃ２以上のときには間欠失火は生じていないと判断して処理を終了する。図１２は、間欠失火を生じているときの回転変動和Ｎｘｄｉｎｔの時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、間欠失火が生じているときには回転変動和Ｎｘｄｉｎｔが第１間欠失火判定値Ｃ１を明確に超えるパターンとなる。実施例では、この明確に判定可能な値に着目すると共にそのパターンが間欠失火であるのを回転変動和比Ｎｊｃ２を用いて判定している。これにより、より適正に精度よく間欠失火を判定することができる。

次に、ハイブリッド用電子制御ユニット７０による駆動制御について簡単に説明する。図１３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊，モータ走行要求など制御に必要なデータを入力し（ステップＳ５００）、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸に要求される要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ５１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。また、要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。

モータ走行要求がなされていないときには（ステップＳ５２０）、設定した要求パワーＰｅ＊をエンジン２２を比較的効率よく運転可能な最小パワーとして設定された閾値Ｐｒｅｆと比較し（ステップＳ５３０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときには、設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から効率よく出力されるエンジン２２の運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し（ステップＳ５４０）、設定した運転ポイントでエンジン２２が運転されるようモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを次式（１）および式（２）により設定する（ステップＳ５５０）。ここで、式（１）は遊星歯車機構３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、式（２）はモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式である。式（１）中のρは遊星歯車機構３０のギヤ比であり、式（２）中の右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）

モータ走行要求がなされているときやモータ走行要求がなされていなくても要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較し（ステップＳ５６０）、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときにはエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊にアイドル回転数Ｎｉｄｌを設定すると共に目標トルクＴｅ＊に値０を設定し（ステップＳ５７０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ５９０）。一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときにはエンジン２２の運転を停止するためにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに値０を設定し（ステップＳ５８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ５９０）。

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ６００）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と遊星歯車機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ６１０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘ，Ｔｍｉｎで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ６２０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸に出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、遊星歯車機構３０の回転要素に対する力学的な関係式として容易に導き出すことができる。

Tmin＝(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（５）

こうしてエンジン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＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ６３０）、駆動制御ルーチンを終了する。値０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジン用電子制御ユニット２４は、エンジン２２が運転されているときにはその運転を停止するよう燃料噴射制御や点火制御，スロットル開度制御などを行ない、エンジン２２の運転が停止されているときにエンジン２２の運転停止の状態を維持する。アイドル回転数Ｎｉｄｌが設定された目標回転数Ｎｅ＊と値０の目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジン用電子制御ユニット２４は、エンジン２２がアイドル回転数Ｎｉｄｌでアイドル運転されるよう燃料噴射制御や点火制御，スロットル開度制御などを行なう。値０ではない目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジン用電子制御ユニット２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とにより設定される運転ポイントで運転されるよう燃料噴射制御や点火制御，スロットル開度制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が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。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置によれば、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときには失火判定を行なわないから、悪路や坂路に基づいてエンジン２２の失火を誤判定するのを抑制することができる。また、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときにはモータ走行要求を出力することによりモータ走行モードに切り替え、このモータ走行モードに切り替えた後に失火判定を行なうから、エンジン２２の失火判定の頻度を多くすることができる。この結果、より迅速にエンジン２２の失火を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における内燃機関の失火判定装置によれば、回転変動Ｎｘｄや回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ，回転変動和Ｎｘｄｉｎｔを用いて単失火判定処理や連続失火判定処理，間欠失火判定処理を実行することにより、単失火や連続失火，間欠失火をより適正に精度よく判定することができる。即ち、失火パターンを考慮した異なる複数の判定ロジックを用いてエンジン２２の失火を判定するから、エンジン２２の失火を失火パターンを含めてより適正に精度よく判定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置では、エンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶに基づいて悪路を走行しているか否かを判定し、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときには失火判定を行なわないものとしたが、エンジン回転変動ΔＮｅや駆動軸回転変動ΔＮｄ，車速変動ΔＶに基づいて駆動軸の回転状態やエンジン２２のクランクシャフト２６の回転状態が良好な回転状態であるか不良な回転状態であるかを判定し、走行モードＭがエンジン走行モードで駆動軸の回転状態やエンジン２２のクランクシャフト２６の回転状態が不良な回転状態であるときには失火判定を行なわないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置では、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときにはモータ走行モードに切り替えた後に失火判定を行なうものとしたが、走行モードＭがエンジン走行モードで悪路を走行しているときや坂路を走行しているときにはエンジン走行モードによる走行を禁止し、このエンジン走行モードを禁止した後に失火判定を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置では、走行モードＭがエンジン走行モードで坂路を走行しているときにはモータ走行モードに切り替えた後に失火判定を行なうものとしたが、走行モードＭがエンジン走行モードで坂路を走行しているときにはモータ走行モードに切り替えることなく失火判定を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置では、回転変動Ｎｘｄや回転変動差Ｎｘｄｆｌｘ，回転変動和Ｎｘｄｉｎｔを用いて単失火判定処理や連続失火判定処理，間欠失火判定処理を実行することにより、単失火や連続失火，間欠失火を判定するものとしたが、こうした失火判定ロジックは単失火判定処理や連続失火判定処理，間欠失火判定処理に限られず、他の失火パターンを判定する失火判定ロジックを用いて失火を判定するものとしてもよい。また、単失火判定処理や連続失火判定処理，間欠失火判定処理におけるすべての失火判定ロジックを用いて失火を判定する必要はなく、これらの失火判定ロジックのいずれかを用いて失火を判定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０における内燃機関の失火判定装置では、直列６気筒のエンジン２２の失火を判定するものとしたが、複数気筒のエンジンであれば如何なるエンジンに対しても適用することができる。

実施例では、エンジン２２と遊星歯車機構３０と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０のエンジン２２の失火判定装置として説明したが、他の構成によるハイブリッド自動車に搭載されたエンジンの失火判定装置として適用してもよく、ハイブリッド自動車以外の自動車に搭載された失火判定装置として適用してもよい。また、自動車以外の移動体や移動しない設備に組み込まれた内燃機関の失火判定装置として適用しても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０における失火判定装置では、エンジン２２の各気筒の点火タイミングに対応するクランク角１２０°ＣＡ毎の回転変動Ｎｘｄをクランク角６０°ＣＡ毎の回転数Ｎの差として計算するものとしたが、異なるクランク角毎の回転数Ｎの差として計算するものとしても構わない。また、エンジン２２の各気筒の点火タイミングに対応するクランク角１２０°ＣＡ毎の回転角加速度を計算し、これを回転変動Ｎｘｄとして用いるものとしても構わない。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジン２２の失火判定装置としての形態として説明したが、ハイブリッド自動車２０のエンジン２２の失火判定方法の形態として適用してもよいのは勿論である。また、エンジンからの動力と電動機からの動力により走行することができる自動車であればよいから、エンジン２２と遊星歯車機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に限定されるものではなく、他の如何なる構成のハイブリッド自動車に搭載された内燃機関の失火判定装置として適用するものとしてもよく、ハイブリッド自動車以外の列車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された内燃機関の失火判定装置として適用するものとしても構わない。さらに、内燃機関の失火判定装置としての形態の他、内燃機関と電動機とを備える動力出力装置の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良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、内燃機関やこれを搭載する自動車などの製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての内燃機関の失火判定装置を搭載する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。 内燃機関の失火判定装置として機能するエンジン用電子制御ユニット２４とこのエンジン用電子制御ユニット２４により運転制御されるエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジン用電子制御ユニット２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 単失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 連続失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 間欠失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 第１単失火判定値Ａ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を示す説明図である。 単失火を生じているときの回転変動Ｎｘｄの時間変化の一例を示す説明図である。 第１連続失火判定値Ｂ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を示す説明図である。 連続失火を生じているときの回転変動差Ｎｘｄｆｌｘの時間変化の一例を示す説明図である。 第１間欠失火判定値Ｃ１とクランクシャフト２６の回転数Ｎとクランクシャフト２６の１回転当たりの吸入空気量Ｇａとの関係の一例を示す説明図である。 間欠失火を生じているときの回転変動和Ｎｘｄｉｎｔの時間変化の一例を示す説明図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２７，２８ 回転数センサ、３０ 遊星歯車機構、４０ モータ用電子制御ユニット、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、６９ａ，６９ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、９０ 勾配センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランク角センサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ バキュームセンサ、１５０ 可変バルブタイミング機構。

Claims (14)

1. クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
   前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
   前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えられるよう切替指示出力すると共に前記非機関駆動に切り替えられるのを待って前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
   を備える内燃機関の失火判定装置。
2. クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
   前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
   前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動の禁止を出力すると共に該機関駆動の禁止の後に前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
   を備える内燃機関の失火判定装置。
3. 前記回転状態推定手段は、前記駆動軸の回転変動に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段である請求項１または２記載の内燃機関の失火判定装置。
4. 前記回転状態推定手段は、前記内燃機関の回転変動に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段である請求項１ないし３いずれか記載の内燃機関の失火判定装置。
5. 請求項１または２記載の内燃機関の失火判定装置であって、
   前記動力出力装置は、車両に搭載されてなり、
   前記駆動軸は、前記車両の車軸に連結されてなり、
   前記回転状態推定手段は、車両の走行状態に基づいて前記良好回転状態であるか前記不良回転状態であるかを推定する手段である
   内燃機関の失火判定装置。
6. 前記回転状態推定手段は、車両が悪路を走行しているか否かを判定すると共に、車両が悪路を走行していないときには前記良好回転状態であると推定し、車両が悪路を走行しているときには前記不良回転状態であると推定する手段である請求項５記載の内燃機関の失火判定装置。
7. 前記回転状態推定手段は、車両が坂路を走行しているか否かを判定すると共に、車両が坂路を走行していないときには前記良好回転状態であると推定し、車両が坂路を走行しているときには前記不良回転状態であると推定する手段である請求項５または６記載の内燃機関の失火判定装置。
8. 前記失火判定制御手段は、前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の各気筒の点火時期に対応するクランク角における前記内燃機関の回転変動を順次演算すると共に該順次演算した回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する手段である請求項１ないし７いずれか記載の内燃機関の失火判定装置。
9. 前記失火判定制御手段は、前記順次演算した回転変動に基づく異なる複数の失火パターンの判定ロジックを用いて前記内燃機関の失火を判定する請求項８記載の内燃機関の失火判定装置。
10. 前記失火判定制御手段は、複数の気筒のうちの１気筒だけが失火している単失火パターンを判定する単失火パターン判定ロジックと、複数の気筒のうち連続する２気筒が失火している連続失火パターンを判定する連続失火判定ロジックと、複数の気筒のうち一つの燃焼気筒を挟む２気筒が失火している間欠失火パターンを判定する間欠失火判定ロジックとのいずれかを含む複数の判定ロジックを用いて前記内燃機関の失火を判定する手段である請求項９記載の内燃機関の失火判定装置。
11. クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
    前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定し、
    前記良好回転状態が推定されたとき及び前記不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えてから前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する
    内燃機関の失火判定方法。
12. クランクシャフトが駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備え、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
    前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定し、
    前記良好回転状態が推定されたとき及び前記不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動を禁止してから前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する
    内燃機関の失火判定方法。
13. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
    クランクシャフトが前記駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
    前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
    前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動から前記非機関駆動に切り替えられるよう前記駆動制御手段に切替指示すると共に前記駆動制御手段により前記非機関駆動に切り替えられるのを待って前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
    を備える動力出力装置。
14. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
    クランクシャフトが前記駆動軸に機械的に連結された複数気筒の内燃機関と、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
    前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する機関駆動と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力することなしに前記駆動軸に動力を出力する非機関駆動とを切り替えて前記駆動軸に動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
    前記駆動軸の回転状態が良好な良好回転状態であるか前記駆動軸の回転状態が不良な不良回転状態であるかを推定する回転状態推定手段と、
    前記回転状態推定手段により良好回転状態が推定されたとき及び前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記非機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行し、前記回転状態推定手段により不良回転状態が推定されたときに前記機関駆動により前記駆動軸に動力を出力しているときには前記機関駆動の禁止を前記駆動制御手段に指示すると共に前記駆動制御手段による前記機関駆動が禁止された後に前記クランクシャフトの回転位置に基づく前記内燃機関の失火の判定を実行する失火判定制御手段と、
    を備える動力出力装置。

Images