JP2010112231A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関を安定して運転しながら走行する。
【解決手段】排気を吸気系へ循環させるためのＥＧＲシステムのＥＧＲバルブの開固着が判定されたときには、ＥＧＲ管が取り付けられた気筒を休止すると共に（ステップＳ１１０）、ＥＧＲ管が取り付けられていない気筒でエンジンを運転しながら要求トルクＴｒ＊に基づくトルクで走行するようエンジンや２つのモータを制御する（ステップＳ１２０〜Ｓ１８０）。これにより、燃焼後の排気を吸気系を供給することなくエンジンを安定して運転しながらエンジンからの動力を用いて走行することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関が搭載された車両および複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関が搭載された車両の制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、排気経路から吸気経路に通じる排気ガス通路を有するエンジンが搭載され、排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation、以下ＥＧＲという）を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、排気ガス通路を開閉するＥＧＲ弁が開いたまま閉じなくなる開固着状態となったときには、複数気筒のうち一部の気筒で燃料の噴射をカットすることにより、吸入空気量に対する排気量の割合であるＥＧＲ率を低下させてエンジンの燃焼状態をより向上させることができると共にエンジンからの動力で車両を走行させることができるとしている。
特開２００５−２０７２８５号公報

上述した車両では、ＥＧＲ弁が開固着状態となったときに吸入空気量に対する排気量の割合であるＥＧＲ率を低下させることによりエンジンの燃焼状態を向上させているが、エンジンの燃焼状態を更に向上させてより安定してエンジンを運転しながら車両を走行させるのが望まれている。

本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関を安定して運転しながら内燃機関からの動力で走行することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関が搭載された車両であって、
前記内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し、該バルブを開いて前記所定気筒からの排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で前記内燃機関を運転しながら該内燃機関からの動力を用いて走行するよう前記内燃機関を制御する開固着異常時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しこのバルブを開いて所定気筒からの排気を吸気系に供給する排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも所定気筒を休止した状態で内燃機関を運転しながら内燃機関からの動力を用いて走行するよう内燃機関を制御する。所定気筒を休止するから、燃焼後の排気を吸気系へ供給することになく内燃機関を運転することができる。これにより、内燃機関を安定して運転しながら内燃機関からの動力を用いて走行することができる。

こうした本発明の車両において、前記開固着異常時制御手段は、前記所定気筒への燃料噴射を停止すると共に前記所定気筒の吸気バルブおよび／または排気バルブを全閉にすることにより前記所定気筒を休止する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、を備え、前記開固着異常時制御手段は、前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関と、前記内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記所定気筒からの排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、が搭載された車両の制御方法であって、
前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で前記内燃機関を運転しながら該内燃機関からの動力を用いて走行するよう前記内燃機関を制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しこのバルブを開いて所定気筒からの排気を吸気系に供給する排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも所定気筒を休止した状態で内燃機関を運転しながら内燃機関からの動力を用いて走行するよう内燃機関を制御する。所定気筒を休止するから、燃焼後の排気を吸気系へ供給することになく内燃機関を運転することができる。これにより、内燃機関を安定して運転しながら内燃機関からの動力を用いて走行することができる。

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。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、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７０とを備える。

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であり、吸気マニホールドに燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジン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を介して燃焼室に吸入し、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、排気バルブ１２９を開くことにより一酸化炭素（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触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。エンジン２２には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム１６０が設けられている。ＥＧＲシステム１６０は、浄化装置１３４の後段に接続されてエンジン２２の４気筒のうち２気筒の排気を吸気マニホールドのサージタンクに供給するためのＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲ管１６２に配置されステッピングモータ１６３により駆動されるＥＧＲバルブ１６４とを備え、ＥＧＲバルブ１６４の開度の調節により、排気の供給量を調整して吸気側に供給する。すなわち、エンジン２２の４気筒うちの２気筒の排気を吸気マニホールドに供給して、空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

エンジン２２の各気筒の吸気バルブ１２８，排気バルブ１２９は、図示しないバルブスプリングの付勢力で閉弁されており、クランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転する吸気カムシャフト，排気カムシャフトの吸気カム１７０，排気カム１７１の回転によって吸気カム１７０，排気カム１７１に当接する吸気側ロッカーアーム１７２，排気側ロッカーアーム１７３が押し下げられて開弁する。吸気側ロッカーアーム１７２には、図３に示すように、図中上下方向に形成された摺動孔１７４内に可動カムフォロワ１７６が嵌入されており、摺動孔１７４の下方で摺動孔１７４と交差するよう図中水平方向に設けられたピストン孔１７８内にロックピン１８０が嵌入されている。可動カムフォロワ１７６は、摺動孔１７４内で摺動可能に配置されており、コイルばねの付勢力で吸気カム１７０の方向（図中上方向）に付勢されて吸気カム１７０と当接している。ロックピン１８０には、可動カムフォロワ１７６側の端部（図中左端部）の一部が切り欠かれて可動カムフォロワ１７６の下端部を嵌入可能な嵌入部１８０ａが形成されている。ロックピン１８０はコイルばねによって可動カムフォロワ１７６から離間する方向に付勢されており、ロックピン１８０の可動カムフォロワ１７６から離間する側の端部側の油圧室１８２内には油圧回路１８４から作動油が供給されている。ロックピン１８０は、油圧回路１８４の油圧を調整することにより図中水平方向に移動する。例えば、油圧室１８２内の油圧を低くすると、ロックピン１８０がコイルばねの付勢力により可動カムフォロワ１７６から離間する方向に移動する。ロックピン１８０が可動カムフォロワ１７６から離間した状態では、吸気カム１７０が回転しても可動カムフォロワ１７６が摺動孔１７４内で上下方向に摺動するだけで吸気側ロッカーアーム１７２全体が揺動することなく吸気バルブ１２８は閉弁した状態が維持される。また、油圧室１８２内の油圧を高くすると、図４に示すように、ロックピン１８０が可動カムフォロワ１７６側に移動して可動カムフォロワ１７６がロックピン１８０の嵌入部１８０ａと嵌合する。ロックピン１８０が可動カムフォロワ１７６と嵌合すると、可動カムフォロワ１７６と吸気側ロッカーアーム１７２全体とが一体となって図中上下方向に揺動可能な状態となり、吸気カム１７０の回転に伴って吸気側ロッカーアーム１７２が吸気バルブ１２８を押し下げて吸気バルブ１２８を開弁することが可能となる。なお、実施例では、油圧室１８２内に供給する油圧は、気筒毎に調整できるものとした。排気側ロッカーアーム１７３は、吸気側ロッカーアーム１７２と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

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により制御されている。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１４０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水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブ１２９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，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧，浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、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、ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節するステッピングモータ１６３への駆動信号，吸気側ロッカーアーム１７２，排気側ロッカーアーム１７３の油圧室内に供給する油圧を調整する油圧回路１８４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。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出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジション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も演算している。

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と電力のやり取りを行なう。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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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。また、バッテリＥＣＵ５２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を演算したり、演算した残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

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取りを行なっている。

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。

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、ＥＧＲバルブ１６４が開いた状態から閉じなくなる開固着異常が生じている際の動作について説明する。図５はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される開固着異常時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、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定された後、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常の判定は、空燃比センサ１３５ａのリーン出力により主空燃比補正量がリッチ側に演算され、酸素センサ１３５ｂのリッチ出力により通常の制御で起こり得る範囲を超えて補助空燃比補正量がリーン側に演算されたときにバルブの開固着を判定するものとした。

開固着異常時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，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御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、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

続いて、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が設けられた２気筒を休止するよう気筒休止指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１１０）。気筒休止指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が設けられた２気筒について、燃料噴射を停止すると共に吸気カムシャフト１７０が回転したときに吸気バルブ１２８が常時閉じた状態になるよう油圧回路１８４を制御して吸気側ロッカーアーム１７２の油圧室１８２内の油圧を高くする処理を実行する。ＥＧＲバルブ１６４に開固着異常が生じると、ＥＧＲを適切に行なうことができないため、エンジン２２の運転が不安定になることが考えられるが、こうした制御により、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が設けられた２気筒の運転を休止して燃焼後の排気を吸気系へ供給することなくエンジン２２を運転するから、エンジンをより安定して運転することができる。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｓ１２０）。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。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ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。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１３０）。この設定は、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられていない２気筒でエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１４０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、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り、式（２）中、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*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１５０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、式（３）は、図８の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)

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（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられていない２気筒でエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにＥＧＲ管１６２が取り付けられていない２気筒について吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。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。こうした制御により、エンジン２２の気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられた２気筒を休止して他の気筒でエンジン２２を運転するから、燃焼後の排気を吸気系へ供給することなくエンジン２２を運転することができ、エンジン２２をより安定して運転しながらエンジン２２からの動力を用いて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ＥＧＲバルブ１６４の開固着が判定されたときには、ＥＧＲ管１６２が取り付けられた気筒を休止するから、燃焼後の排気を吸気系に供給することなくエンジン２２を運転することができる。これにより、エンジン２２を安定して運転しながらエンジン２２からの動力を用いて走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０の処理で、４気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられた２気筒を休止するものとしが、休止可能な気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられた気筒を含む複数気筒を休止すればよいから、例えば、４気筒のうちＥＧＲ管１６２が取り付けられた２気筒を含む３気筒を休止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、ステップＳ１１０の処理で、吸気バルブ１２８を閉じた状態にすると共に燃料噴射を停止することで気筒を休止させるものとしたが、燃焼後の排気が吸気系へ供給されないよう気筒を休止可能であるなら如何なる方法を用いても良く、例えば、吸気バルブ１２８に代えて排気バルブ１２９を閉じた状態にしたり、吸気バルブ１２８と共に排気バルブ１２９を閉じた状態にするものしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が４気筒のエンジンであるものとしたが、エンジン２２は複数気筒であればよいから、例えば、エンジン２２を５気筒以上のものとしたり、３気筒以下のものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９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９における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の駆動力を出力するモータを備えておらずエンジンのみからの駆動力で走行する自動車やこうした自動車以外の列車などの車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

ここで、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「内燃機関」に相当し、ＥＧＲシステム１６０が「排気供給手段」に相当し、ＥＧＲバルブ１６４の開固着が判定されたときに、気筒休止指令をエンジンＥＣＵ２４に送信するステップＳ１１０の処理やエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信するステップＳ１３０、Ｓ１８０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信した気筒休止指令に基づいてエンジン２２のＥＧＲ管１６２が取り付けられた気筒を休止すると共にＥＧＲ管１６２が取り付けられていない他の気筒を用いてエンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とが「開固着異常時制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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内燃機関に限定されるものではなく、複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲシステム１６０に限定されるものではなく、内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しバルブを開いて所定気筒からの排気を吸気系に供給する内燃機関の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有しバルブを開いて所定期間からの排気を吸気系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「開固着異常時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「開固着異常時制御手段」としては、ＥＧＲバルブ１６４の開固着が判定されたときに、エンジン２２のＥＧＲ管１６２が取り付けられた気筒を休止すると共に他の気筒でエンジン２２を運転しながらエンジン２２からの動力を用いて走行するようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも所定気筒を休止した状態で内燃機関を運転しながら内燃機関からの動力を用いて走行するよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電手段および電動機と電力のやり取りが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。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最良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、車両の製造産業などに利用可能である。

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２２の構成の概略を示す構成図である。 吸気側ロッカーアーム１７２の構成の概略を示す構成図である。 油圧室１８２内の油圧を高くしたときの吸気側ロッカーアーム１７２の様子を説明する説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０に実行される開固着異常時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図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。

符号の説明

２０，１２０ 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）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、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、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、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、１２９ 排気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒（三元触媒）、１３４ｂ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、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 エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５８ 吸気圧センサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、１７０ 吸気カム、１７１ 排気カム、１７２ 吸気側ロッカーアーム、１７３ 排気側ロッカーアーム、１７４ 摺動孔、１７６ 可動カムフォロワ、１７８ ロックピン、１７８ａ 嵌入部、１８０ ピストン孔、１８２ 油圧室、１８４ 油圧回路、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関が搭載された車両であって、
   前記内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し、該バルブを開いて前記所定気筒からの排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、
   前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で前記内燃機関を運転しながら該内燃機関からの動力を用いて走行するよう前記内燃機関を制御する開固着異常時制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記開固着異常時制御手段は、前記所定気筒への燃料噴射を停止すると共に前記所定気筒の吸気バルブおよび／または排気バルブを全閉にすることにより前記所定気筒を休止する手段である
   車両。
3. 請求項１または２記載の車両であって、
   動力を入出力する発電機と、
   車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
   前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
   前記発電機および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
   を備え、
   前記開固着異常時制御手段は、前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
   車両。
4. 複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能な内燃機関と、前記内燃機関の休止可能な所定気筒の排気の吸気系への供給量を調整するバルブを有し該バルブを開いて前記所定気筒からの排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、が搭載された車両の制御方法であって、
   前記排気供給手段のバルブの開固着による異常が判定されたときには、少なくとも前記所定気筒を休止した状態で前記内燃機関を運転しながら該内燃機関からの動力を用いて走行するよう前記内燃機関を制御する、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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