JP2007216796A

JP2007216796A - 失火判定装置、ハイブリッド自動車及び失火判定方法

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Publication number: JP2007216796A
Application number: JP2006038376A
Authority: JP
Inventors: Hikokazu Akimoto; 彦和秋本; Osamu Harada; 修原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: JP4337829B2; CA2608113C; KR20080090506A; CN101331044A; CA2608113A1; CN101331044B; US20090065275A1; US7665558B2; WO2007094355A1; KR100996461B1

Abstract

【課題】発電機及び電動機の少なくとも一方により内燃機関の振動を抑える制振制御を実行する動力出力装置において内燃機関の失火を煩雑な処理を行うことなく判定することができる。
【解決手段】シフトポジションとしてＰポジションが選択され（Ｓ１３０）、モータＭＧ１及びモータＭＧ２によりエンジン２２の振動を抑制する制振制御が実行されているときには失火の判定に用いる閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定し（Ｓ１８０）、この設定した閾値を用いて失火を判定する。一方、Ｎポジションが選択され制振制御が実行されていないときには閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１よりも大きな閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を設定し（Ｓ２１０）、この設定した閾値を用いて失火を判定する。このように、制振制御の実行の有無に基づいて、失火判定に用いる閾値を変更して失火を判定することにより、より簡易な処理で失火を判定することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、失火判定装置、ハイブリッド自動車及び失火判定方法に関する。

従来、内燃機関の失火判定装置としては、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からの動力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っているときには、このトルク補正量に基づいてエンジンが失火しているか否かを判定し、モータジェネレータによる制振制御を行っていないときには、エンジンの回転変動に基づいてエンジンが失火しているか否かを判定することにより、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

しかしながら、この特許文献１に記載された失火検出装置では、モータジェネレータによる制振制御を行っているか否かにより、エンジンの失火を検出する方法を、モータジェネレータのトルク補正量を用いて判定する方法と、このトルク補正量とは異なる変数の入力が必要なエンジンの回転変動を用いて判定する方法とのいずれかに切り替える必要があり、それぞれの判定方法に必要な検出値の入力や入力した値の演算などを行う必要があるため、失火判定の処理が煩雑であった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、発電手段及び電動機の少なくとも一方により内燃機関の振動を抑える制振制御を実行する動力出力装置において内燃機関の失火を煩雑な処理を行うことなく判定することができる失火判定装置、ハイブリッド自動車及び失火判定方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の失火判定装置は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた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、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を演算する単位回転角所要時間演算手段と、
所定条件が成立しているとき前記内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記発電手段及び前記電動機のうち少なくとも一方を駆動する制振制御を実行する制振制御実行手段と、
前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行しているときには第１閾値と前記演算された単位回転角所要時間と用いて前記失火を判定し、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには前記第１閾値とは異なる第２閾値と前記演算された単位回転角所要時間とを用いて前記失火を判定する失火判定手段と、
を備えたものである。

この失火判定装置では、内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう発電手段及び電動機の少なくとも一方を駆動する制振制御を実行しているときには失火の判定に用いる第１閾値と内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算された内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間と用いて失火を判定し、制振制御を実行していないときには前記失火の判定に用いる第１閾値とは異なる第２閾値と演算された単位回転角所要時間とを用いて失火を判定する。このように、制振制御の実行の有無に基づいて、失火判定に用いる閾値を変更して失火を判定する。したがって、制振制御の実行の有無に基づいて失火判定方法自体を切り替えるものに比べて煩雑な処理を行うことなく内燃機関の失火を判定することができる。

本発明の失火判定装置において、前記制振制御実行手段は、シフトポジションとしてパーキングポジション及びドライブポジションの少なくとも一方が選択されたときには前記所定条件が成立しているとして前記制振制御を実行し、シフトポジションとしてニュートラルポジションが選択されたときには前記所定条件が成立していないとして前記制振制御を実行しない手段であるものとしてもよい。一般に、ニュートラルポジションでは、発電手段や電動機の駆動制御を行わないことがあることから、こうすれば、シフトポジションを利用して、容易に制振制御を実行しているか否かを把握することができる。

本発明の失火判定装置において、前記失火判定手段は、前記駆動軸の回転数が値０であるときに、前記失火を判定する手段であるものとしてもよい。

本発明の失火判定装置において、前記失火判定手段は、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには、前記第１閾値よりも大きな前記第２閾値を用いて前記失火を判定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、内燃機関の失火を精度よく判定することができる。

本発明の失火判定装置において、前記失火判定手段は、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行しているときには、前記演算された単位回転角所要時間の所定角度差が前記第１閾値を超えたときに前記内燃機関が失火したものと判定し、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには、前記演算された単位回転角所要時間の所定角度差が前記第２閾値を超えたときに前記内燃機関が失火したものと判定する手段であるものとしてもよい。ここで、「単位回転角所要時間の所定角度差」は、今回の単位回転角所要時間と今回から所定角度だけ前のときの単位回転角所要時間との差分をいう。また、「単位回転角所要時間の所定角度差が第１閾値又は第２閾値を超える」とは、単位回転角所要時間の所定角度差の絶対値が第１閾値又は第２閾値を超えるものとしてもよい。このとき、前記失火判定手段は、前記所定角度差として、前記演算された単位回転角所要時間の７２０度差、３６０度差及び１２０度差のうち少なくとも１つを用いて前記失火を判定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、内燃機関の失火を精度よく判定することができる。なお、所定角度差として単位回転角所要時間の７２０度差、３６０度差及び１２０度差のうち２つ以上を用いることが内燃機関の失火判定の精度を高める上では好ましい。

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた動力出力装置と、前記内燃機関の失火を判定する上述したいずれかに記載の失火判定装置と、を備えたものである。この失火判定装置は、上述したように発電手段及び電動機の少なくとも一方により内燃機関の振動を抑える制振制御を実行する動力出力装置において内燃機関の失火を煩雑な処理を行うことなく判定することができるものであるから、これを備えたハイブリッド自動車も同様の効果が得られる。

本発明の失火判定方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた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、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出し、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を演算し、
所定条件が成立しているとき前記内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記発電手段及び前記電動機のうち少なくとも一方を駆動する制振制御を実行しているときには第１閾値と前記演算された単位回転角所要時間と用いて前記失火を判定し、前記制振制御を実行していないときには前記第１閾値とは異なる第２閾値と前記演算された単位回転角所要時間とを用いて前記失火を判定する、
ことを含むものである。

この失火判定方法では、内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう発電手段及び電動機の少なくとも一方を駆動する制振制御を実行しているときには失火の判定に用いる第１閾値と内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて演算された内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間と用いて失火を判定し、制振制御を実行していないときには前記失火の判定に用いる第１閾値とは異なる第２閾値と演算された単位回転角所要時間とを用いて失火を判定する。このように、制振制御の実行の有無に基づいて、失火判定に用いる閾値を変更して失火を判定する。したがって、制振制御の実行の有無に基づいて失火判定方法自体を切り替えるものに比べて煩雑な処理を行うことなく内燃機関の失火を判定することができる。なお、この失火判定方法において、上述した失火判定装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した失火判定装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

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、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。

エンジン２２は、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する６気筒の内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力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により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４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、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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２６ａからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。ここで、実施例の内燃機関の失火判定装置としては、主としてエンジンＥＣＵ２４が該当する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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からの信号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されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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によって管理されている。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図示しない電圧センサからの端子間電圧，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，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

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、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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。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としてのリングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構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動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａ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。

また、ハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとして、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力可能である、前進走行用の通常のドライブ（Ｄ）ポジション、後進走行用のリバース（Ｒ）ポジション又は駐車時に用いるパーキング（Ｐ）ポジションが選択されているときには、上記要求動力に基づいてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。このＤポジション，Ｒポジション又はＰポジション選択時にエンジン２２が運転されているときには、必要に応じてエンジン２２のトルク変動を打ち消すためのトルク補正量を計算し、計算したトルク補正量に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値を補正してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するエンジン２２の制振制御を行なうよう設定されている。一方、シフトポジションＳＰとして、中立のニュートラル（Ｎ）ポジションが選択されたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２から不要なトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるのを防止するため、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、インバータ４１，４２をシャットダウンする。このＮポジション選択時には、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルクを出力できないため、エンジン２２が運転されていても上述したエンジン２２の制振制御は行わない。

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に搭載されたエンジン２２のいずれかの気筒が失火し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により実行される停車時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、ＲＯＭ２４ｂに記憶され、リングギヤ軸３２ａの回転数が値０である、つまり車速Ｖが値０であるときに所定時間毎に繰り返し実行される。

失火判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン回転数Ｎｅと、シフトポジションＳＰと、クランクシャフト２６が３０度回転するのに要した時間として演算された３０度所要時間Ｔ３０と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の回転数Ｎｅについては、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２６ａからの信号に基づいて計算されたものを入力するものとした。また、シフトポジションＳＰについては、シフトポジションセンサ８２からの信号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。さらに、３０度所要時間Ｔ３０については、図示しないＴ３０演算処理により演算されたものを入力するものとした。３０度所要時間Ｔ３０は、クランクポジションセンサ２６ａからのクランク角ＣＡに基づいてクランク角ＣＡが３０度回転する毎にそのときの時刻を入力すると共に、今回の時刻から前回クランク角ＣＡが３０度回転したときに入力した時刻との差を計算することにより演算することができる。

続いて、入力した３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０を計算する（ステップＳ１１０）。この３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０は、今回の３０度所要時間Ｔ３０と今回から７２０度前の３０度所要時間Ｔ３０との差分をとることにより算出する。この７２０度差分Δ７２０は、６気筒エンジンの場合、クランク角ＣＡが１２０度ＣＡごとに爆発燃焼するから、３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０では、失火している気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（大きな値）と失火していない気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（小さな値）との差分は失火していない気筒同士の差分に比して大きな値となる。このため、ピークを示す７２０度差分Δ７２０は失火している気筒に対応するものとなる（後述図３参照）。続いて、上述した３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０と同様に３０度所要時間Ｔ３０の３６０度差分Δ３６０を計算し（ステップＳ１２０）、現在のシフトポジションＳＰを調べ（ステップＳ１３０）、以下に説明する失火判定処理を実行する（ステップＳ１４０〜Ｓ２２０）。本実施例では、エンジン２２の失火判定として、エンジン２２の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の判定を行う場合について説明するものとする。

具体的には、現在のシフトポジションがドライブ（Ｄ）ポジションであると判定されたときには、失火の判定に用いるＤポジションに対応した閾値Ａ１，Ｂ１を設定する（ステップＳ１４０）。この閾値Ａ１は、７２０度差分Δ７２０がこれを超えたときにエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。また、閾値Ｂ１は、３６０度差分Δ３６０がこれを超えたときにエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。閾値Ａ１，Ｂ１を設定したあと、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超えているか否か、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超えていないか、又は、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えていないかの少なくとも一方を満たすときには、判定した気筒が単失火していないものとみなし、このルーチンを終了する。一方、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超えていると共に、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えているときには、判定した気筒が単失火しているものとみなし、単失火の発生を出力し（ステップＳ１６０）、このルーチンを終了する。なお、６気筒エンジンの場合、前述したようにクランク角ＣＡが１２０度ＣＡごとに爆発燃焼するから、３０度所要時間Ｔ３０の３６０度差分Δ３６０でも、失火している気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（大きな値）と失火していない気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（小さな値）との差分は、失火していない気筒同士の差分に比して大きな値となる。このため、３６０度差分Δ３６０でもピークは失火している気筒に対するものとなる。図３は、シフトポジションＳＰがＤポジションであるときの単失火時の３６０度差分Δ３６０の変化の様子の一例を示す説明図である。図中、閾値Ｂ１を超えている３６０度差分Δ３６０に対応する気筒が失火気筒である。このように、シフトポジションＳＰが、エンジン２２の制振制御を実行すると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力するＤポジションのときには、７２０度差分Δ７２０と３６０度差分Δ３６０とを用いて失火判定を行う。

一方、ステップＳ１３０で現在のシフトポジションがパーキング（Ｐ）ポジションであると判定されたときには、上述した３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０と同様に３０度所要時間Ｔ３０の１２０度差分Δ１２０を計算し（ステップＳ１７０）、失火の判定に用いるＰポジションに対応した閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定する（ステップＳ１８０）。この閾値Ａ１及び、閾値Ｂ１は上述したものと同じ値である。閾値Ｃ１は、１２０度差分Δ１２０がこれを超えたときにエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定したあと、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超えているか否か、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えているか否か、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ１を超えているか否かを判定し（ステップＳ１９０）、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超えていないか、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えていないか、又は、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ１を超えていないかの少なくとも１つを満たすときには、判定した気筒が単失火していないものとみなし、このルーチンを終了する。一方、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ１を超え、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ１を超えると共に、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ１を超えているときには、判定した気筒が単失火しているものとみなし、単失火の発生を出力し（ステップＳ１６０）、このルーチンを終了する。なお、６気筒エンジンの場合、前述したようにクランク角ＣＡが１２０度ＣＡごとに爆発燃焼するから、３０度所要時間Ｔ３０の１２０度差分Δ１２０でも、失火している気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（大きな値）と失火していない気筒に対する３０度所要時間Ｔ３０（小さな値）との差分は、失火していない気筒同士の差分に比して大きな値となる。このため、１２０度差分Δ１２０でもピークは失火している気筒に対するものとなる。このように、シフトポジションＳＰが、エンジン２２の制振制御を実行すると共に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにトルクを出力しないＰポジションのときには、失火判定の精度を高めるために、１２０度差分Δ１２０をも用いて失火判定を行う。

一方、ステップＳ１３０で現在のシフトポジションＳＰがＮポジションであると判定されたときには、上述した３０度所要時間Ｔ３０の７２０度差分Δ７２０と同様に３０度所要時間Ｔ３０の１２０度差分Δ１２０を計算し（ステップＳ２００）、Ｎポジションに対応した失火判定用の閾値として閾値Ａ１よりも大きい値である閾値Ａ２と、閾値Ｂ１よりも大きい値である閾値Ｂ２と、閾値Ｃ１よりも大きな値である閾値Ｃ２とを設定する（ステップＳ２１０）。ここで、シフトポジションＳＰがＮポジションであるときには、制振制御を実行せず失火していないときも含めてクランクシャフト２６の回転が比較的大きく変動することから、制振制御を実行するＤポジションやＰポジションと同じ閾値を用いると失火していない気筒までこの閾値を超えることがあり、失火の判定を適正に行いにくい。このため、Ｎポジションでは、ＤポジションやＰポジションの失火判定に用いる閾値よりも大きな閾値を設定するのである。この閾値Ａ２は、シフトポジションＳＰとしてＮポジションが選択されている、つまり、モータＭＧ１によるエンジン２２の制振制御を実行していないときに、７２０度差分Δ７２０がこれを超えるとエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。また、閾値Ｂ２も閾値Ａ１と同様に、モータＭＧ１によるエンジン２２の制振制御を実行していないときに、３６０度差分Δ３６０がこれを超えるとエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。また、閾値Ｃ２も閾値Ａ１と同様に、モータＭＧ１によるエンジン２２の制振制御を実行していないときに、１２０度差分Δ１２０がこれを超えるとエンジン２２の失火発生を判定可能な値に経験的に定められている。閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を設定したあと、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ２を超えているか否か、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ２を超えているか否か、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ２を超えているか否かを判定し（ステップＳ２２０）、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ２を超えていないか、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ２を超えていないか、又は、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ２を超えていないかの少なくとも１つを満たすときには、判定した気筒が単失火していないものとみなし、このルーチンを終了する。一方、７２０度差分Δ７２０が閾値Ａ２を超え、３６０度差分Δ３６０が閾値Ｂ２を超えると共に、１２０度差分Δ１２０が閾値Ｃ２を超えているときには、判定した気筒が単失火しているものとみなし、単失火の発生を出力し（ステップＳ１６０）、このルーチンを終了する。図４は、シフトポジションＳＰがＮポジションであるときの単失火時の３６０度差分Δ３６０の変化の様子の一例を示す説明図である。図中、閾値Ｂ２を超えている３６０度差分Δ３６０に対応する気筒が失火気筒である。このように、シフトポジションＳＰが、エンジン２２の制振制御を実行しないＮポジションのときには、７２０度差分Δ７２０、３６０度差分Δ３６０及び１２０度差分Δ１２０の３つを用いて、ＤポジションやＰポジションのときよりも大きな閾値を設定して失火判定を行う。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰとしてＤポジション又はＰポジションが選択されエンジン２２のクランクシャフト２６の振動が抑制されるようモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する制振制御を実行しているときには失火の判定に用いる閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定し、この設定した閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１とクランクシャフト２６の回転位置に基づいて演算された３０度所要時間Ｔ３０と用いて失火を判定し、シフトポジションＳＰとしてＮポジションが選択され制振制御を実行していないときには閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１よりも大きな閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を設定し、この設定した閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２と３０度所要時間Ｔ３０とを用いて失火を判定する。このように、制振制御の実行の有無に基づいて、失火判定に用いる閾値を変更して失火を判定する。したがって、制振制御の実行の有無に基づいて失火判定方法自体を切り替えるものに比べて煩雑な処理を行うことなくエンジン２２の失火を判定することができる。また、シフトポジションを利用して、容易に制振制御を実行しているか否かを把握することができる。更に、制振制御を実行していないときには、閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１よりも大きな閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を設定するため、エンジン２２の失火を精度よく判定することができる。

また、シフトポジションＳＰとしてＤポジションが選択されているときには、失火判定の精度を確保可能な７２０度差分Δ７２０と３６０度差分Δ３６０との２つの値を用いて（つまり１２０度差分Δ１２０を省略して）失火判定を行い、シフトポジションＳＰとしてＰポジション又はＮポジションが選択されているときには、失火判定の精度を確保可能な７２０度差分Δ７２０と３６０度差分Δ３６０と１２０度差分Δ１２０との３つの値を用いて失火判定を行うため、それぞれのシフトポジションＳＰに応じた差分の値を用いることにより、エンジン２２の失火判定の精度向上と失火判定の処理の煩雑化の抑制とを両立することができる。

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施例では、シフトポジションＳＰがＤポジションであるか、Ｐポジションであるか、Ｎポジションであるかに応じて失火判定に用いる閾値を設定するものとしたが、エンジン２２の制振制御を実行しているか否かに応じて失火判定に用いる閾値を設定するものとしてもよい。こうしても、制振制御の実行の有無に基づいて失火判定方法自体を切り替えるものに比べて煩雑な処理を行うことなくエンジン２２の失火を判定することができる。

上述した実施例では、エンジン２２の制振制御をモータＭＧ１，ＭＧ２を用いて行うものとしたが、エンジン２２の制振制御をモータＭＧ１のみを用いて行ってもよいし、モータＭＧ２のみを用いて行うものとしてもよい。

上述した実施例では、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、３０度所要時間Ｔ３０から計算した７２０度差分Δ７２０，３６０度差分Δ３６０と、これに対応する閾値Ａ１，Ｂ１とを用いて失火を判定し、シフトポジションＳＰがＰポジションのときには、７２０度差分Δ７２０，３６０度差分Δ３６０，１２０度差分Δ１２０とこれに対応する閾値Ａ１，Ｂ１，Ｃ１とを用いて失火を判定し、シフトポジションＳＰがＮポジションのときには、７２０度差分Δ７２０，３６０度差分Δ３６０，１２０度差分Δ１２０とこれに対応する閾値Ａ２，Ｂ２，Ｃ２とを用いて失火を判定するものとしたが、それぞれのシフトポジションＳＰに応じて、任意の数の差分値とこれに対応する閾値とを用いて失火判定してもよい。あるいは、今回の３０度所要時間Ｔ３０と任意の角度前の３０度所要時間Ｔ３０との差分を用いてもよい。あるいは、３０度所要時間Ｔ３０自体を用いてもよい。また、クランクシャフト２６の回転速度を３０度所要時間Ｔ３０のパラメータとして用いてもよい。

上述した実施例では、シフトポジションＳＰがＤポジションとＰポジションとで、同じ閾値Ａ１，Ｂ１を失火判定に用いるものとしたが、異なる閾値を失火判定に用いるものとしてもよい。

上述した実施例では、単失火の判定について具体的に説明したが、単失火以外の失火判定、例えば、エンジン２２の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や、エンジン２２の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の判定などに本発明を適用してもよい。

上述した実施例では、ハイブリッド自動車２０が停車しているときについて説明したが、シフトポジションＳＰとしてＰポジションが選択されている場合を除き、本発明をハイブリッド自動車２０の走行時に適用しても構わない。

上述した実施例では、６気筒のエンジン２２を備えたハイブリッド自動車２０としたが、気筒数は特に限定されず、４気筒のエンジンや８気筒のエンジンを備えたハイブリッド自動車に適用してもよい。このとき、失火を判定する閾値は、エンジン２２の制振制御を実行するか否かに応じてそのハイブリッド自動車に適する値を経験的に求めて用いればよい。

上述した実施例では、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されると共にモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続される動力分配統合機構３０とリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されるモータＭＧ２とを備える装置におけるエンジン２２の失火判定装置としたが、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の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するもののエンジン２２の失火判定装置としてもよいし、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２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸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を備えるもののエンジン２２の失火判定装置としてもよい。

上述した実施例では、シリーズ型とパラレル型とを混成したハイブリッド自動車２０について説明したが、エンジンのクランクシャフト２６の振動をモータにより抑制する制振制御を実行するハイブリッド車であれば特にこれに限定されず、例えば、シリーズ型のハイブリッド自動車に本発明を適用してもよいし、パラレル型のハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。なお、パラレル型のハイブリッド自動車に適用する際には、本発明の発電機と本発明の電動機とが共通のものであるものとすることができる。

また、こうしたハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジン２２の失火判定装置に限定されるものではなく、自動車以外の移動体（例えば列車や航空機、船舶）などに搭載されたエンジン２２や建設設備などの移動しない設備に組み込まれたエンジン２２の失火判定装置としても構わない。また、エンジン２２の失火判定装置の形態としてもよいし、エンジン２２の失火判定方法の形態としてもよい。

本発明の一実施例であ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。エンジンＥＣＵ２４により実行される停車時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。Ｄポジションであるときの単失火時の３６０度差分Δ３６０の変化の様子の一例を示す説明図である。Ｎポジションであるときの単失火時の３６０度差分Δ３６０の変化の様子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。

符号の説明

２０，１２０，２２０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（エンジンＥＣＵ）、２４ａＣＰＵ、２４ｂＲＯＭ、２４ｃＲＡＭ、２６クランクシャフト、２６ａクランクポジションセンサ、２８ダンパ、３０動力分配統合機構、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３３ピニオンギヤ、３４キャリア、３５減速ギヤ、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、５１温度センサ、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、６０ギヤ機構、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ車輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ２３４アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた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、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を演算する単位回転角所要時間演算手段と、
所定条件が成立しているとき前記内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記発電手段及び前記電動機のうち少なくとも一方を駆動する制振制御を実行する制振制御実行手段と、
前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行しているときには第１閾値と前記演算された単位回転角所要時間と用いて前記失火を判定し、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには前記第１閾値とは異なる第２閾値と前記演算された単位回転角所要時間とを用いて前記失火を判定する失火判定手段と、
を備えた失火判定装置。
前記制振制御実行手段は、シフトポジションとしてパーキングポジション及びドライブポジションの少なくとも一方が選択されたときには前記所定条件が成立しているとして前記制振制御を実行し、シフトポジションとしてニュートラルポジションが選択されたときには前記所定条件が成立していないとして前記制振制御を実行しない手段である、請求項１に記載の失火判定装置。
前記失火判定手段は、前記駆動軸の回転数が値０であるときに、前記失火を判定する手段である、請求項１又は２に記載の失火判定装置。
前記失火判定手段は、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには、前記第１閾値よりも大きな前記第２閾値を用いて前記失火を判定する手段である、請求項１〜３のいずれかに記載の失火判定装置。
前記失火判定手段は、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行しているときには、前記演算された単位回転角所要時間の所定角度差が前記第１閾値を超えたときに前記内燃機関が失火したものと判定し、前記制振制御実行手段が前記制振制御を実行していないときには、前記演算された単位回転角所要時間の所定角度差が前記第２閾値を超えたときに前記内燃機関が失火したものと判定する手段である、請求項１〜４のいずれかに記載の失火判定装置。
前記失火判定手段は、前記所定角度差として、前記演算された単位回転角所要時間の７２０度差、３６０度差及び１２０度差のうち少なくとも１つを用いて前記失火を判定する手段である、請求項５に記載の失火判定装置。
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた動力出力装置と、
前記内燃機関の失火を判定する請求項１〜６のいずれかに記載の失火判定装置と、
を備えたハイブリッド自動車。
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に接続され前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えた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、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出し、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を演算し、
所定条件が成立しているとき前記内燃機関の運転に伴う該内燃機関の振動が抑制されるよう前記発電手段及び前記電動機のうち少なくとも一方を駆動する制振制御を実行しているときには第１閾値と前記演算された単位回転角所要時間と用いて前記失火を判定し、前記制振制御を実行していないときには前記第１閾値とは異なる第２閾値と前記演算された単位回転角所要時間とを用いて前記失火を判定する、
失火判定方法。