JP2006194124A - 内燃機関の失火検出装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに失火検出方法 - Google Patents

内燃機関の失火検出装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに失火検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ハイブリッド車における内燃機関の失火をより正確に検出する。
【解決手段】 エンジンとモータとを搭載するハイブリッド車において、現在の走行モードがエンジンおよびモータからの動力により走行するエンジンモータ走行モードのときには、エンジンの回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ１とを比較することにより仮失火判定を行ない（Ｓ１３０）、回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ１未満のときにはエンジンに失火の可能性があると判断して、走行モードをエンジンからの動力だけで走行するエンジン走行モードに切り替えさせるためにモータの運転を禁止し（Ｓ１８０）、その後、エンジン回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２とを比較することにより本失火判定を行ない（Ｓ１９０）、回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２未満のときにエンジンに失火が生じていると判定する。これにより、ハイブリッド車におけるエンジンの失火をより正確に検出できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに失火検出方法に関する。
従来、この種の内燃機関の失火検出装置としては、エンジンとエンジンのクランクシャフトに連結されたモータジェネレータとにより走行するハイブリッド車に搭載された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、エンジンのトルク変動を打ち消すためのトルク補正量をもってトルク指令値を補正してモータジェネレータによる制振制御を行なう際におけるトルク補正量に基づいて失火しきい値を変更し、この失火しきい値とエンジンの回転変動とに基づいてエンジンの失火状態を検出することにより、モータジェネレータよる制振制御によりエンジンの回転変動が抑制されるときでも正確にエンジンの失火の状態を検出することができるとしている。
特開２００１−６５４０２号公報
このようにハイブリッド車では、モータジェネレータの運転がエンジンの回転変動に大きな影響を与えることから、モータジェネレータの運転中にエンジンの回転変動に基づいてエンジンの失火を検出することは極めて困難であり、ハイブリッド車においてエンジンの失火を誤検出することがないようより適切に対処することが求められている。
本発明の内燃機関の失火検出装置は、ハイブリッド車における内燃機関の失火をより正確に検出することを目的とする。
本発明の内燃機関の失火検出装置およびこれを搭載するハイブリッド車並びに失火検出方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の内燃機関の失火検出装置は、
内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置であって、
前記内燃機関の回転変動を検出する回転変動検出手段と、
前記内燃機関および前記電動機が運転されているときには前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の仮判定を行ない、該仮判定により該内燃機関が失火していると判定したときには前記電動機の運転を制限させると共に該制限させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう失火判定手段と
を備えることを要旨とする。
この本発明の内燃機関の失火検出装置では、内燃機関および電動機が運転されているときの内燃機関の回転変動に基づいて内燃機関の失火の仮判定を行ない、この仮判定により内燃機関が失火していると判定したときには電動機の運転を制限させると共に制限させた後の内燃機関の回転変動に基づいて内燃機関の失火の本判定を行なう。従って、仮判定の後に電動機の運転を制限させて本判定を行なうから、より正確に内燃機関の失火を検出することができる。
こうした本発明の内燃機関の失火検出装置において、前記失火判定手段は、前記検出された内燃機関の回転変動と第１の閾値を比較することにより前記仮判定を行ない、前記検出された内燃機関の回転変動と前記第１の閾値とは異なる第２の閾値とを比較することにより前記本判定を行なう手段であるものとすることもできる。
また、本発明の内燃機関の失火検出装置において、前記失火判定手段は、前記仮判定により前記内燃機関が失火していると判定したときには、前記電動機の運転を停止させると共に該停止させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう手段であるものとすることもできるし、前記失火判定手段は、前記内燃機関が運転されると共に該運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記電動機が駆動されている制振制御が行なわれているときに前記仮判定により前記内燃機関が失火していると判定したときには、前記制振制御を停止させると共に該停止させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう手段であるものとすることもできる。
本発明のハイブリッド車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の内燃機関の失火検出装置、即ち、基本的には、内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置であって、前記内燃機関の回転変動を検出する回転変動検出手段と、前記内燃機関および前記電動機が運転されているときには前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の仮判定を行ない、該仮判定により該内燃機関が失火していると判定したときには前記電動機の運転を制限させると共に該制限させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう失火判定手段とを備える内燃機関の失火検出装置を搭載する
ことを要旨とする。
この本発明のハイブリッド車では、上述した各態様のいずれかの本発明の内燃機関の失火検出装置を搭載するから、本発明の内燃機関の失火検出装置が奏する効果と同様の効果、例えば、より正確に内燃機関の失火を検出することができる効果などを奏することができる。
本発明の内燃機関の失火検出方法は、
内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出方法であって、
（ａ）前記内燃機関および前記電動機が運転されているときには前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の仮判定を行ない、
（ｂ）該仮判定により該内燃機関が失火していると判定したときには前記電動機の運転を制限させると共に該制限させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう
ことを要旨とする。
この本発明の内燃機関の失火検出方法によれば、内燃機関および電動機が運転されているときの内燃機関の回転変動に基づいて内燃機関の失火の仮判定を行ない、この仮判定により内燃機関が失火していると判定したときには電動機の運転を制限させると共に制限させた後の内燃機関の回転変動に基づいて内燃機関の失火の本判定を行なう。従って、仮判定の後に電動機の運転を制限させて本判定を行なうから、より正確に内燃機関の失火を検出することができる。
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、本発明の一実施形態としての内燃機関の失火検出装置を搭載したハイブリッド車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車２０は、図示するように、ガソリンなどの燃料により動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を運転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にクラッチＣＬを介して接続されると共にデファレンシャルギヤ３２を介して駆動輪３４ａ，３４ｂに連結された駆動軸３０に接続されエンジン２２からの動力を変速して出力するオートマチックトランスミッション２６と、オートマチックトランスミッション２６を駆動制御するオートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）２８と、オートマチックトランスミッション２６を介して駆動軸３０に動力を入出力可能なモータＭＧと、モータＭＧを駆動制御するモータ電子制御ユニット（モータＥＣＵ）４４と、インバータ４２を介してモータＭＧと電力をやり取りするバッテリ４６と、車両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（以下、ＨＶＥＣＵという）５０と、主としてエンジン２２の失火を判定する電子制御ユニット６０とを備える。
ＨＶＥＣＵ５０は、図示しないがＣＰＵを中心とした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と、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートおよび通信ポートを備える。このＨＶＥＣＵ５０には、シフトレバー５２の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５３からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル５４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５５からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５６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５７からのブレーキペダルポジション，車速センサ５８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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、エンジンＥＣＵ２４やＡＴＥＣＵ２８，モータＥＣＵ４４と通信ポートを介して通信しており、各種制御信号やデータのやりとりを行なう。
電子制御ユニット６０は、ＣＰＵ６２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ６４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ６６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。この電子制御ユニット６０には、エンジン２２のクランクシャフトに取り付けられたクランク角センサ２３からのクランク角θｅなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット６０は、ＨＶＥＣＵ５０と通信ポートを介して通信しており、必要に応じて各種制御信号やデータのやりとりを行なう。
こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクが駆動軸３０に出力されるようエンジン２２とモータＭＧとが運転制御されている。エンジン２２やモータＭＧの運転制御としては、エンジン２２からの動力だけをオートマチックトランスミッション２６により変速して駆動軸３０に出力することにより走行するエンジン走行モードやエンジン２２からの動力とモータＭＧからの動力とをオートマチックトランスミッション２６により変速して駆動軸３０に出力することにより走行するエンジンモータ走行モード，モータＭＧからの動力だけをオートマチックトランスミッション２６により変速して駆動軸３０に出力することにより走行するモータ走行モードがある。エンジンモータ走行モードでは、必要に応じてエンジン２２の回転変動に対して逆位相のトルクをモータＭＧから入出力することによりエンジン２２の振動を抑制する制振制御が行なわれている。
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２２の失火を検出する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される失火判定処理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、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここで、実施例の内燃機関の失火検出装置としては、電子制御ユニット６０とクランク角センサ２３とにより構成されている。
失火判定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット６０のＣＰＵ６２は、まず、クランク角センサ２３からのエンジン２２のクランクシャフトのクランク角θｅを入力し（ステップＳ１００）、入力したクランク角θｅに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを計算すると共に計算した回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２の回転変動ΔＮｅを計算する（ステップＳ１１０）。なお、回転変動ΔＮｅは、増加側が正の値となり減少側が負の値となるよう正負を定めた。
続いて、エンジン走行モード，エンジンモータ走行モード，モータ走行モードのうちいずれの走行モードで走行しているかを判定する（ステップＳ１２０）。モータ走行モードと判定されたときにはそのまま本ルーチンを終了する。
エンジンモータ走行モードと判定されたときには、計算した回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ１とを比較することによりエンジン２２に失火が生じている可能性があるかを判定する仮失火判定を行なう（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｎ１は、失火によるエンジン２２の回転低下を判定するためのものであり、モータＭＧの運転がエンジン２２の回転変動ΔＮｅに与える影響を考慮して比較的小さい回転低下であっても失火の可能性があると判定されるよう比較的大きな値（＜０）に定められている。従って、実際にはエンジン２２に失火が生じていなくても失火が生じている可能性があると判定されることもある。
回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ１以上と判定されると、仮失火判定フラグＦに値０を設定すると共に（ステップＳ１４０）、エンジン２２に失火は生じている可能性はないと判定し（ステップＳ１５０）、仮失火判定フラグＦに値０が設定されているときには（ステップＳ１６０）、そのまま本ルーチンを終了する。一方、回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ１未満であると判定されると、エンジン２２に失火が生じている可能性があると判断し、仮失火判定フラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１７０）、モータＭＧの運転を禁止して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。モータＭＧの運転の禁止は、具体的には、電子制御ユニット６０がハイブリッドＥＣＵ５０に対して運転禁止指令を送信することにより行なわれる。運転禁止指令を受信したハイブリッドＥＣＵ５０は、走行モードをエンジンモータ走行モードからエンジン走行モードに切り替える。
こうしてモータＭＧの運転が禁止されると、次に本ルーチンが実行されたときにステップＳ１２０で現在の走行モードはエンジン走行モードと判定されるから、回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２とを比較することによりエンジン２２に失火が生じているかを判定する本失火判定を行なう（ステップＳ１９０）。ここで、閾値Ｎ２は、閾値Ｎ１と同様に失火によるエンジン２２の回転低下を判定するためのものであるが、エンジン２２の失火を誤判定することのないよう閾値Ｎ１よりも小さな値に定められている。回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ２以上と判定されると、エンジン２２に失火は生じていないと判定し（ステップＳ１５０）、仮失火判定フラグＦが値１のときには（ステップＳ１６０）、ステップＳ１８０でモータＭＧの運転が禁止されているからその禁止を解除する処理を行なって（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。一方、回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ２未満と判定されると、エンジン２２に失火が生じていると判定して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。
なお、モータＭＧの運転は禁止されていないがエンジン走行モードで走行しているときには、仮失火判定を行なうことなく回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２とを比較することにより直接本失火判定を行ない（ステップＳ１９０）、回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ２以上のときにはエンジン２２に失火は生じていないと判定し（ステップＳ１５０）、回転変動ΔＮｅが閾値Ｎ２未満のときにはエンジン２２に失火が生じていると判定する（ステップＳ２１０）。
以上説明した実施例のハイブリッド車２０によれば、エンジンモータ走行モードで走行しているときには、エンジン２２の回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ１とを比較することによりエンジン２２に失火の可能性があるかを判定する仮失火判定を行ない、エンジン２２に失火の可能性があると判定されたときにモータＭＧの運転を禁止してエンジン走行モードとしてからエンジン２２の回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２とを比較することによりエンジン２２に失火が生じているかを判定する本失火判定を行なうから、エンジン２２とモータＭＧとを搭載するハイブリッド車２０におけるエンジン２２の失火をより正確に検出することができる。
実施例のハイブリッド車２０では、エンジンモータ走行モードで走行しているときにエンジン２２に失火の可能性があるかを判定する仮失火判定を行ない、仮失火判定によりエンジン２２に失火の可能性があると判定されたときにモータＭＧの運転を禁止してエンジン走行モードとしてから本失火判定を行なうものとしたが、エンジンモータ走行モードでモータＭＧによる制振制御が行なわれているときに限ってエンジン２２に失火の可能性があるかを判定する仮失火判定を行ない、仮失火判定によりエンジン２２に失火の可能性があると判定されたときにモータＭＧの制振制御のみを禁止してエンジンモータ走行モードのまま本失火判定を行なうものとしても構わない。
実施例のハイブリッド車２０では、エンジン２２の回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ１とを比較することにより仮失火判定を行なうものとしたが、回転変動ΔＮｅに加えてモータＭＧから出力されるトルクも考慮して仮失火判定を行なうものとしてもよい。
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、自動車産業に利用可能である。
本発明の一実施形態としての内燃機関の失火検出装置を搭載したハイブリッド車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車２０の電子制御ユニット６０により実行される失火判定処理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 ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランク角センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ オートマチックトランスミッション、２８ オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（ＡＴＥＣＵ）、３０ 駆動軸、３２ デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ 駆動輪、４２ インバータ、４４、モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）、４６ バッテリ、５０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、５２ シフトレバー、５３ シフトポジションセンサ、５４ アクセルペダル、５５ アクセルペダルポジションセンサ、５６ ブレーキペダル、５７ ブレーキペダルポジションセンサ、５８ 車速センサ、６０ 電子制御ユニット、６２ ＣＰＵ、６４ ＲＯＭ、６６ ＲＡＭ、ＭＧ モータ、ＣＬ クラッチ。

Claims (6)

  1. 内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出装置であって、
    前記内燃機関の回転変動を検出する回転変動検出手段と、
    前記内燃機関および前記電動機が運転されているときには前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の仮判定を行ない、該仮判定により該内燃機関が失火していると判定したときには前記電動機の運転を制限させると共に該制限させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう失火判定手段と
    を備える内燃機関の失火検出装置。
  2. 前記失火判定手段は、前記検出された内燃機関の回転変動と第１の閾値を比較することにより前記仮判定を行ない、前記検出された内燃機関の回転変動と前記第１の閾値とは異なる第２の閾値とを比較することにより前記本判定を行なう手段である請求項１記載の内燃機関の失火検出装置。
  3. 前記失火判定手段は、前記仮判定により前記内燃機関が失火していると判定したときには、前記電動機の運転を停止させると共に該停止させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう手段である請求項１または２記載の内燃機関の失火検出装置。
  4. 前記失火判定手段は、前記内燃機関が運転されると共に該運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記電動機が駆動されている制振制御が行なわれているときに前記仮判定により前記内燃機関が失火していると判定したときには、前記制振制御を停止させると共に該停止させた後に前記検出された内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう手段である請求項１または２記載の内燃機関の失火検出装置。
  5. 請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関の失火検出装置を搭載するハイブリッド車。
  6. 内燃機関および電動機の少なくとも一方からの動力により走行するハイブリッド車における該内燃機関の失火を検出する内燃機関の失火検出方法であって、
    （ａ）前記内燃機関および前記電動機が運転されているときの内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の仮判定を行ない、
    （ｂ）該仮判定により該内燃機関が失火していると判定したときには前記電動機の運転を制限させると共に該制限させた後の内燃機関の回転変動に基づいて該内燃機関の失火の本判定を行なう
    内燃機関の失火検出方法。
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