JP2010179805A

JP2010179805A - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP2010179805A
Application number: JP2009026052A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Nakanishi; 達明中西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】ＥＧＲバルブの開固着による異常が判定されたときに、エンジンを安定して運転しながら走行する。
【解決手段】ＥＧＲバルブの異物の噛み込みによる開固着による異常が判定されたときに（ステップＳ１００）、ＥＧＲ管が連通しているバンクの３気筒の運転を休止して（Ｓ１２０）、エンジン指令パワーに対して回転数とトルクとの関係としてＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されていないときと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して予め設定した上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントでエンジンが運転されるようエンジンを制御する（ステップＳ１３０）。これにより、ＥＧＲバルブの開固着による異常が判定されたときに、エンジンを安定して運転しながら走行することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、自動車に搭載されるエンジンとしては、Ｖ型エンジンの吸気マニホルドに両バンクのシリンダに通じる二つの吸気通路が形成され、二つの吸気通路に排気系から取り出した排気ガスの一部を吸気系に環流させる排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation、ＥＧＲ）を行なうためのＥＧＲ管が設けられているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジンでは、ＥＧＲ管を良好な保温機能を発揮する保温室に収納することにより、排気系から吸気系に環流させるＥＧＲガスの温度低下によるカーボンの付着を抑制できるとしている。

特開２００４−４４５５８号公報

こうしたエンジンを走行用の動力を出力可能なモータと共に搭載したハイブリッド自動車では、ＥＧＲ管にＥＧＲガスの流量を調整するために設けられている調整バルブが開いたまま閉じなくなる開固着異常が生じることがある。こうしたバルブの開固着異常が生じると、ＥＧＲガスの流量を調整できなくなりエンジンの燃焼状態が不安定となるため、こうした開固着異常が生じたときに車両をどのようにして走行させるかが重要な課題とされている。

本発明のハイブリッド自動車は、Ｖ型に配置された複数の気筒のうち少なくとも一方のバンクの気筒を休止可能であり一方のバンクの気筒の排気管と吸気管とを連通する連通管に設けられたバルブの開度を調整することにより排気管の排気の吸気管への供給量を調整して排気供給を行なう排気供給装置が取り付けられたエンジンが搭載されたハイブリッド自動車において、より適正な状態で車両を走行させることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、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自動車は、
Ｖ型に配置された複数の気筒のうち少なくとも一方のバンクの気筒を休止可能であり前記一方のバンクの気筒の排気管と吸気管とを連通する連通管に設けられたバルブの開度を調整することにより前記排気管の排気の前記吸気管への供給量を調整して排気供給を行なう排気供給装置が取り付けられたエンジンと、動力を入出力可能な発電機と、前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、アクセル操作に基づくパワーと前記バッテリを充放電するためのパワーとの和のパワーである要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として予め設定された所定の動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとを前記エンジンの目標回転数と目標トルクとして設定し該設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで前記排気供給装置による排気供給を伴って前記エンジンが運転されると共にアクセル操作に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記エンジンの排気供給装置のバルブの開固着による異常が判定されたときに、前記一方のバンクの気筒を休止した気筒休止状態で前記要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として前記所定の動作ラインと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して前記気筒休止状態での前記エンジンの回転数の上限として予め設定された上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで前記エンジンが運転されるよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、Ｖ型に配置された複数の気筒のうち少なくとも一方のバンクの気筒を休止可能であり一方のバンクの気筒の排気管と吸気管とを連通する連通管に設けられたバルブの開度を調整することにより排気管の排気の吸気管への供給量を調整して排気供給を行なう排気供給装置が取り付けられたエンジンの排気供給装置のバルブの開固着による異常が判定されたときに、一方のバンクの気筒を休止した気筒休止状態で要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として所定の動作ラインと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して気筒休止状態でのエンジンの回転数の上限として予め設定された上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントでエンジンが運転されるようエンジンと発電機と電動機とを制御する。一方の気筒を休止するから、燃焼後の排気が吸気系へ供給されるのを抑制することができる。また、こうしてエンジンを運転する際に、要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として所定の動作ラインと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して気筒休止状態でのエンジンの回転数の上限として予め設定された上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントでエンジンを運転するから、より安定してエンジンを運転しながら走行することができる。

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３２の外観の概略を示す説明図である。エンジン３２の構成の概略を示す構成図である。ＥＧＲシステム１６０を含む要部の構成の概略を示す分解図である。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。エンジン制御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る。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン３２と、エンジン３２の状態を示す各種センサからの検出値や制御値を入力してエンジン３２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット３６と、エンジン３２のクランクシャフト３４にキャリアが接続されると共に駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３８と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３８のサンギヤに接続されたモータ４１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸２２に接続されたモータ４２と、モータ４１，４２を駆動するためのインバータ４３，４４と、インバータ４３，４４の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータ４１，４２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット４６と、インバータ４３，４４を介してモータ４１，４２と電力をやりとりするバッテリ４８と、バッテリ４８の温度を検出する温度センサ４９からのバッテリ温度やシフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジション，アクセルペダル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５４からのアクセル開度，ブレーキペダル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５６からのブレーキポジション，車速センサ５８からの車速を入力すると共にエンジン用電子制御ユニット３６やモータ用電子制御ユニット４６と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット５０と、を備える。

エンジン３２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、図２，図３に示すように、気筒がＶ型に配置され燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式のＶ型６気筒エンジンとして構成されており、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，各気筒の吸気管を集合させて構成されており吸気を各気筒へ分配する吸気マニホールド３３ａ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３２からの排気は、排気バルブ１２９を開くことにより、排気マニホールド３３ｂ，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。排気マニホールド３３ｂは、一方のバンクの気筒（３気筒）からの排気管を１本に集合させた第１排気集合管３３ｃと他方のバンクの気筒（３気筒）からの排気管を１本に集合させた図示しない第２排気集合管とを図示しない集合部で１本にまとめて構成されている。排気マニホールド３３ｂと吸気マニホールド３３ａとには、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、排気マニホールドの第１集合管３３ｃと吸気マニホールド３３ａとを連通し内部を通る排気を冷却するためのＥＧＲクーラー１６５が取り付けられた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。即ち、一方のバンク（以下、「ＥＧＲガス取りだし側バンク」という）の気筒に連通する第１排気集合管３３ｃの排気を吸気マニホールド３３ａに循環させて各気筒に供給して、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３２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３６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５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の下方に嵌入可能な嵌入部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６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ＥＣＵ３６は、ＣＰＵ３６ａ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、ＣＰＵ３６ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ３６ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ３６ｃ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ＥＣＵ３６には、エンジン３２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３２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，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ＥＣＵ３６からは、エンジン３２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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０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ＥＣＵ３６は、上述したようにハイブリッド用電子制御ユニット５０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット５０からの制御信号によりエンジン３２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン３２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ３６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３６の回転数、即ちエンジン３２の回転数Ｎｅも演算している。

実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット５０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット５０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度と車速センサ５８からの車速とに応じて走行のために駆動軸２２に要求される要求トルクを設定し、要求トルクに駆動軸２２の回転数（例えば、モータ４２の回転数や車速に換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーを計算すると共に計算した走行用パワーからバッテリ４８の充電容量の割合（ＳＯＣ）に応じて得られるバッテリ４８を充放電するための充放電パワー（バッテリ４８から放電するときが正の値）を減じてエンジン３２から出力すべきパワーとしてのエンジン指令パワーを設定する。そして、エンジン指令パワーをエンジン３２を負荷運転から自立運転に変更するための変更用閾値と比較し、エンジン指令パワーが変更用閾値以上であるときにはエンジン３２を負荷運転し、エンジン指令パワーが変更用閾値未満であるときにはエンジン３２を自立運転する。

エンジン３２を負荷運転する場合、ＥＧＲバルブ１６２が正常に動作しているときには、エンジン３２の全ての気筒を運転した状態でエンジン指令パワーを効率よくエンジン３２から出力することができるエンジン３２の回転数とトルクとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン３２の目標回転数と目標トルクとからな目標運転ポイントを設定し、バッテリ４８を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で、エンジン３２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータ４１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共に、要求トルクからモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令として設定する。そして、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとについてはエンジン用電子制御ユニット３６に送信し、モータ４１，４２のトルク指令についてはモータ用電子制御ユニット４６に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット３６は、目標回転数と目標トルクとに基づいてスロットルバルブ１２４の目標開度を設定すると共に吸入空気量とエンジン３２の回転数とに基づいて演算されるエンジン３２に吸気される全空気量に対するＥＧＲシステム１６０から吸気側に供給される排気の割合であるＥＧＲ率が目標回転数と目標トルクとに基づく目標ＥＧＲ率となるようＥＧＲバルブ１６４の目標開度を設定し、スロットルバルブ１２４の開度が目標開度になるようスロットルモータ１３６を駆動制御すると共にＥＧＲバルブ１６４の開度が目標開度となるようステッピングモータ１６３を駆動制御して、吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とが共に開いている期間であるオーバーラップ期間が所定期間（例えば、燃費が良好な期間）となるよう予め設定された開閉タイミングで吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とが開閉されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共に燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータ４１，４２のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット４６は、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、ＥＧＲシステム１６０によるＥＧＲを伴ってエンジン３２を全気筒で負荷運転しながらアクセル操作に基づく要求トルクを駆動軸２２に出力して走行することができる。

また、エンジン３２を自立運転する場合、ＥＧＲバルブ１６２が正常に動作しているときには、エンジン３２の全ての気筒で自立運転するときの回転数として予め設定されている通常時アイドル回転数を目標回転数として設定すると共に値０を目標トルクとして設定し、モータ４１のトルク指令を値０に設定すると共にバッテリ４８を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で要求トルクが駆動軸２２に出力されるようモータ４２のトルク指令を設定する。そして、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとについてはエンジン用電子制御ユニット３６に送信し、モータ４１，４２のトルク指令についてはモータ用電子制御ユニット４６に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット３６は、ＥＧＲシステム１６０によるＥＧＲを伴わずに目標回転数でエンジン３２の全ての気筒が自立運転されるようエンジン３２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータ４１，４２のトルク指令を受信したモータ用電子制御ユニット４６は、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、エンジン３２を自立運転しながらアクセル操作に基づく要求トルクを駆動軸２２に出力して走行する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン３２のアクセルペダルがオフされてスロットルバルブ１２４の開度をフューエルカット時の開度にしてエンジン３２への燃料噴射の停止（フューエルカット）している最中に、ＥＧＲバルブ１６４が全開になるようステッピングモータ１６３を駆動制御したときにエアフローメータ１４８により検出される全開時吸入空気量とＥＧＲバルブ１６４が全閉になるようステッピングモータ１６３を駆動制御してエアフローメータ１４８により検出される全閉時吸入空気量との差を調べ、全開時吸入空気量と全閉時吸入空気量との差が所定値未満であるときにはＥＧＲバルブ１６４が何らかの事情（例えば、ＥＧＲバルブ１６４が異物を噛み込んでいるなど）で開いた状態から閉じなくなる開固着異常が生じたと判定する。こうしたＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が生じているときには、第１集合管３３ｃからの排気の吸気管への供給量を調整することができなくなり、燃料に対して空気量が多いリーン状態になり、エンジン３２を安定して運転できなかったり、浄化触媒１３４ａの温度が過度に上昇し浄化触媒１３４ａが劣化することがあるため、エンジン３２については上述した制御と異なる制御を実行する。

次に、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときの実施例のハイブリッド自動車２０の駆動制御について説明する。ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときには、上述した駆動制御において、エンジン３２については異なる制御を実行する。最初にエンジン３２を負荷運転する際の制御について説明し、次にエンジン３２を自立運転する際の制御について説明する。図７は、エンジン３２を負荷運転する際のエンジン３２の制御の一例を示すフローチャートである。

ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常（実施例ではＥＧＲバルブ１６４が異物を噛み込む異常）が生じていないと判定されているときには（ステップＳ１００）、上述したエンジン３２の制御（通常制御）を実行して（ステップＳ１１０）、エンジン制御ルーチンを終了する。こうした制御により、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が生じていないときには、エンジン３２の全ての気筒によりエンジン３２を負荷運転することができる。

ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が生じていると判定されたときには（ステップＳ１００）、ＥＧＲガス取り出し側バンクの３気筒について、３気筒の運転を休止するよう気筒休止指令をエンジン用電子制御ユニットに送信する（ステップＳ１２０）。気筒休止指令を受信したエンジン用電子制御ユニットは、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内の油圧を高くして点火を停止すると共に空燃比のフィードバック制御を停止（オープン）にする処理を実行する。こうした制御により、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されたときに、ＥＧＲガス取り出し側バンクの３気筒を休止するから、排気が吸気管に供給されるのを抑制することができ、エンジン３２をより安定して運転することができる。

続いて、ＥＧＲガス取り出し側バンクと異なる側のバンク（以下、「対抗バンク」という）の３気筒でエンジン３２を負荷運転する負荷運転時待避運転制御を実行し（ステップＳ１３０）、以後こうした負荷運転時待避運転制御を継続するようエンジン用電子制御ユニットにロジック保持指示を送信して（ステップＳ１４０）、エンジン制御ルーチンを終了する。負荷運転時待避運転制御では、エンジン指令パワーに対してＥＧＲバルブ１６４が正常であるときに適用する上述の動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と異なる動作ライン（例えば一方のバンクの３気筒の運転を休止した気筒休止状態で対抗バンクの３気筒のみで運転したときの燃費最適動作ライン）を適用して得られる回転数とトルクとに対して、気筒休止状態でのエンジン３２の回転数の上限として予め設定された上限回転数（例えば気筒休止状態で浄化触媒１３４ａの過度な温度上昇を抑制できるような回転数の上限）の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとについてはエンジン用電子制御ユニット３６に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット３６は、目標回転数と目標トルクとに基づいて設定されたスロットルバルブ１２４の開度に対して予め設定された上限開度（例えば気筒休止状態で浄化触媒１３４ａの過度な温度上昇を抑制できるような開度の上限）の範囲内でスロットルバルブ１２４の目標開度を設定してスロットルバルブ１２４の開度が目標開度となるようスロットルモータ１３６を駆動制御し、吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とのオーバーラップ期間がＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されていないときより短くなるよう予め設定された開閉タイミングで吸気バルブ１２８および排気バルブ１２９が開閉されるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共に燃料噴射制御や点火制御などを行なう。ＥＧＲガス取り出し側バンクの３気筒の休止しても、排気マニホールドの一方のバンクの排気管を１本に集合させた第１排気集合管３３ｃと他方のバンクの気筒（３気筒）からの排気管を１本に集合させた第２排気集合管とが排気マニホールドの集合部で１本に集められているため、第２排気集合管からの排気が第１排気集合管３３ｃ側に流れ込み、対抗バンクの気筒の吸気管に排気が供給されて、リーン状態になってエンジン３２を安定できなくなったり、浄化触媒（三元触媒）１３４ａが過度に温度上昇することが考えられる。実施例では、エンジン３２の回転数を上限回転数の範囲内で制御したり、スロットルバルブ１２４の開度を上限開度の範囲内で駆動制御したりするから、浄化触媒（三元触媒）１３４ａの過度の温度上昇を抑制することができる。また、吸気バルブ１２８と排気バルブ１２９とのオーバーラップ期間がバルブの開固着異常が判定されていないときより短くなるよう予め設定された開閉タイミングで吸気バルブ１２８，排気バルブ１２９を開閉するから、内部ＥＧＲ量を低減することができ、より安定してエンジン３２を負荷運転することができる。

続いて、ＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が生じているときにエンジン３２を自立運転する際のエンジン３２における制御について説明する。エンジン３２を自立運転する際には上述したＥＧＲバルブ１６２が正常に動作しているときのエンジン３２の運転制御に変えて以下に説明する制御を実行する。エンジン３２を自立運転するときには、通常時アイドル回転数より高い回転数として予め設定された気筒休止時アイドル回転数（例えばエンジン３２を３気筒で安定して自立運転することができる回転数）を目標回転数として設定すると共に値０を目標トルクとして設定し、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとをエンジン用電子制御ユニット３６に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット３６は、ＥＧＲガス取り出し側バンクの３気筒の運転を休止した状態で対抗バンクの３気筒でエンジン３２が自立運転されるようエンジン３２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行する。このとき、対抗バンクの３気筒からの排気が第１排気集合管３２ａへ回り込んで吸気管に排気が供給されることが考えられるが、通常時アイドル回転数より高い気筒休止時アイドル回転数でエンジン３２を自立運転するから、こうした場合でもエンジン３２を安定して自立運転しながら車両を走行させることができる。

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の開固着による異常が判定されたときに、ＥＧＲ管１６２が連通しているバンクの３気筒の運転を休止した状態でエンジン指令パワーに対して回転数とトルクとの関係としてＥＧＲバルブ１６４の開固着異常が判定されていないときと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して予め設定した上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントでエンジンが運転されるようエンジンを制御し、アクセル操作に基づく駆動力が出力されて走行するようモータ４１，４２を制御する。これにより、エンジンを安定して運転しながら走行することができる。

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３２が「エンジン」に相当し、モータ４１が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ３８が「遊星歯車機構」に相当し、モータ４２が「電動機」に相当し、バッテリ４８が「バッテリ」に相当し、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度と車速センサ５８からの車速とに基づく走行用パワーからバッテリ４８を充放電するための充放電パワーを減じてエンジン３２から出力すべきパワーとしてのエンジン指令パワーに対してエンジン指令パワーを効率よくエンジン３２から出力することができるエンジン３２の回転数とトルクとの関係としての動作ラインを用いてエンジン３２の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、エンジン３２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータ４１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共に要求トルクからモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令として設定し、設定した目標回転数や目標トルク，トルク指令をエンジン用電子制御ユニット３６やモータ用電子制御ユニット４６に送信する処理と、エンジン３２のＥＧＲバルブ１６４の開固着による異常が判定されたときに、一方のバンクを休止した状態でエンジン指令パワーに対してＥＧＲバルブ１６４が正常であるときに適用するの動作ラインと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して気筒休止状態でのエンジン３２の上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定し、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとをエンジン用電子制御ユニット３６に送信する処理と、を実行するハイブリッド用電子制御ユニット５０と、目標回転数と目標トルクとによりＥＧＲを伴ってエンジン３２を制御する処理と、一方のバンクを休止した状態で目標回転数と目標トルクとによりＥＧＲを伴ってエンジン３２を制御する処理と、を実行するエンジン用電子制御ユニット３６と、モータ４１，４２がトルク指令で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御するモータ用電子制御ユニット４６と、が「制御手段」に相当する。

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、ハイブリッド自動車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駆動軸、２４デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ駆動輪、３２エンジン、３３ａ吸気マニホールド、３３ｂ排気マニホールド、３３ｃ第１排気集合管、３４クランクシャフト、３６エンジン用電子制御ユニット、３８プラネタリギヤ、４１，４２モータ、４３，４４インバータ、４６モータ用電子制御ユニット、４８バッテリ、４９温度センサ、５０ハイブリッド用電子制御ユニット、５２シフトポジションセンサ、５４アクセルペダルポジションセンサ、５６ブレーキペダルポジションセンサ、５８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、１６０ＥＧＲシステム、１６２ＥＧＲ管、１６３ステッピングモータ、１６４ＥＧＲバルブ、１６５ＥＧＲクーラー、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。

Claims

Ｖ型に配置された複数の気筒のうち少なくとも一方のバンクの気筒を休止可能であり前記一方のバンクの気筒の排気管と吸気管とを連通する連通管に設けられたバルブの開度を調整することにより前記排気管の排気の前記吸気管への供給量を調整して排気供給を行なう排気供給装置が取り付けられたエンジンと、動力を入出力可能な発電機と、前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、アクセル操作に基づくパワーと前記バッテリを充放電するためのパワーとの和のパワーである要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として予め設定された所定の動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとを前記エンジンの目標回転数と目標トルクとして設定し該設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで前記排気供給装置による排気供給を伴って前記エンジンが運転されると共にアクセル操作に基づく駆動力が出力されて走行するよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記エンジンの排気供給装置のバルブの開固着による異常が判定されたときに、前記一方のバンクの気筒を休止した気筒休止状態で前記要求パワーに対して回転数とトルクとの関係として前記所定の動作ラインと異なる動作ラインを適用して得られる回転数とトルクとに対して前記気筒休止状態での前記エンジンの回転数の上限として予め設定された上限回転数の範囲内で設定した目標回転数と目標トルクとからなる運転ポイントで前記エンジンが運転されるよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機とを制御する手段である
ハイブリッド自動車。