JP2012021414A - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの運転中において、エンジンの出力軸に接続されたギヤ機構のギヤの歯打ちを抑制すると共にエンジン全体としての出力トルクの低下を抑制する。
【解決手段】エンジンの各気筒のうちエンジンの運転中の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］がプラネタリギヤのギヤの歯打ちが許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた閾値Ｐｉｎｒｅｆより大きい気筒を超過気筒として設定し（Ｓ１５０）、超過気筒については最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジンを運転する（Ｓ１８０）。これにより、プラネタリギヤのギヤの歯打ちを抑制することができると共に、超過気筒であるか否かに拘わらず全ての気筒について点火時期を遅くするものに比してエンジン全体としての出力トルクの低下を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、第１モータ（モータＭＧ１）と、エンジンのクランクシャフトとモータＭＧ１の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第２モータ（モータＭＧ２）と、を備え、停車中にエンジンを始動する際には、エンジンに起因してトルク変動が生じたとしてもプラネタリギヤなどでギヤ同士の当接・離間を繰り返すことのないトルクを発生するように定めた点火時期としての歯打ち抑制用点火時期で点火が行なわれるようエンジンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、こうした制御により、停車中のエンジンの始動に伴うギヤの歯打ちを抑制している。

特開２００７−１２６０９７号公報

上述のハイブリッド車では、エンジンの始動時のギヤの歯打ちは抑制することができるものの、複数気筒のエンジンの全ての気筒の点火時期を歯打ち抑制用点火時期にすると、エンジン全体としての出力トルクが必要以上に小さくなってしまう場合が生じるという課題があった。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、エンジンの運転中において、エンジンの出力軸に接続されたギヤ機構のギヤの歯打ちを抑制すると共にエンジン全体としての出力トルクの低下を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車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。

本発明のハイブリッド車は、
ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関と、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から出力される動力とを用いた走行が可能なハイブリッド車であって、
前記複数気筒のうち前記内燃機関の運転中の最大筒内圧力が前記ギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ該超過気筒でない気筒については前記所定点火遅角を行なわずに前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する機関制御手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、複数気筒のうち内燃機関の運転中の最大筒内圧力がギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については最大筒内圧力が所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずに内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。即ち、内燃機関を運転する際に、超過気筒については所定点火遅角を行ない、超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわないのである。これにより、ギヤ機構のギヤの歯打ちを抑制することができると共に、一部の気筒が超過気筒であるときにおいて、全ての気筒の点火時期を遅くするものに比して内燃機関全体としての出力トルクの低下を抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記所定点火遅角は、前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう前記超過気筒でない気筒に比して点火時期を遅くする処理である、ものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関は、運転中の最大筒内圧力が回転数およびトルクからなる運転状態に応じて変化する機関であり、前記機関制御手段は、前記内燃機関が定常運転され始めたとき、該内燃機関の各気筒の最大筒内圧力を用いて該内燃機関の各気筒が前記超過気筒であるか否かを判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の各気筒が超過気筒であるか否かを内燃機関の運転状態に応じて判定することができる。ここで、内燃機関が定常運転されているか否かは、内燃機関の回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が内燃機関が定常運転されているときの回転数変化率の範囲として定めた第１範囲内であるか否かを判定することや、内燃機関からのトルクの単位時間当たりの変化量であるトルク変化率が内燃機関が定常運転されているときのトルク変化率の範囲として定めた第２範囲内であるか否かを判定することによって判定するものとすることもできるし、内燃機関の回転数の変化量が内燃機関が定常運転されているときの変化量の範囲として定めた第３範囲内であるか否かを判定することや、内燃機関からのトルクの変化量が内燃機関が定常運転されているときの変化量の範囲として定めた第４範囲内であるか否かを判定することによって判定するものとすることもできる。

さらに、本発明のハイブリッド車において、前記二次電池と電力をやりとり可能で動力を入出力可能な発電機を備え、前記ギヤ機構は、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記車軸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であり、前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関と、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から出力される動力とを用いた走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、
前記複数気筒のうち前記内燃機関の運転中の最大筒内圧力が前記ギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ該超過気筒でない気筒については前記所定点火遅角を行なわずに前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法では、複数気筒のうち内燃機関の運転中の最大筒内圧力がギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については最大筒内圧力が所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずに内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。即ち、内燃機関を運転する際に、超過気筒については所定点火遅角を行ない、超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわないのである。これにより、ギヤ機構のギヤの歯打ちを抑制することができると共に、一部の気筒が超過気筒であるときにおいて、全ての気筒の点火時期を遅くするものに比して内燃機関全体としての出力トルクの低下を抑制することができる。

本発明の一実施例としての内燃機関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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 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。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

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２２と、エンジン２２を駆動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２６にキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０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３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１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３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２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ＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという。）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバーのポジション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や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８４からのアクセル開度Ａｃｃ，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８６からのブレーキポジション，車速センサ８８からの車速Ｖを入力すると共にエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０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７０と、を備える。なお、モータＥＣＵ４０は回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて図示しないモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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複数気筒（例えば、４気筒や６気筒，８気筒など）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、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。

エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２４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圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，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，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，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，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、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。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。

こうして構成された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７０に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７０は、エンジン２２を運転しながら走行するときには、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速Ｖ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Ｐｄｒｖを計算する。次に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊と走行用パワーＰｄｒｖと損失Ｌｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算すると共にエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅ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）と計算した要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊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ＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。こうして設定したエンジン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に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイント（以下、目標運転ポイントという）でエンジン２２が運転されるようエンジン２２の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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行をハイブリッド走行という。

また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２の運転を停止した状態で走行するときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。

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、ハイブリッド走行によって走行している最中のエンジン２２の運転制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン運転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。

エンジン運転制御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２２が定常運転されているか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅの単位時間当たりの変化量である回転数変化率ΔＮｅがエンジン２２が定常運転されているときの回転数変化率の範囲として定めた定常時回転数変化率範囲Ｒｒｎ内であるか否か、および、エンジン２２からのトルクＴｅの単位時間当たりの変化量であるトルク変化率ΔＴｅがエンジン２２が定常運転されているときのトルク変化率の範囲として定めた定常時トルク変化率範囲Ｒｒｔ内であるか否かを判定し、回転数変化率ΔＮｅが定常時回転数変化率範囲Ｒｒｎ内で且つトルク変化率ΔＴｅが定常時トルク変化率範囲Ｒｒｔ内のときにはエンジン２２が定常運転されていると判定（判断）し、回転数変化率ΔＮｅが定常時回転数変化率範囲Ｒｒｎ外またはトルク変化率ΔＴｅが定常時トルク変化率範囲Ｒｒｔ外のときにはエンジン２２は定常運転されていないと判定（判断）するものとした。なお、定常時回転数変化率範囲Ｒｒｎや定常時トルク変化率範囲Ｒｒｔは、エンジン２２の仕様などによって定めることができる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅ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演算することができる。さらに、エンジン２２からのトルクＴｅは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて推定するものとしたり、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定されるモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転位置検出センサ４３からのモータＭＧ１の回転子の回転位置に基づいてモータＥＣＵ４０により演算されるモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの数／リングギヤの数）とを用いてハイブリッド用電子制御ユニット７０により演算されたものを通信により入力するものとしたりすることができる。

エンジン２２が定常運転されていると判定されたときには、エンジン２２の全ての気筒に対して後述の超過気筒であるか否かの判定を行なったときに値１が設定されると共にイグニッションオンされたときやエンジン２２が定常運転されていないとき（過渡運転時）に値０が設定される判定済フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。いま、エンジン２２が定常運転されているときを考えているから、判定済フラグＦが値０のときは、エンジン２２が定常運転され始めたときであると考えることができる。

判定済フラグＦが値０のときには、エンジン２２が定常運転され始めたときであると判断し、変数ｉに値１を設定すると共に（ステップＳ１２０）、エンジン２２の各気筒のうち変数ｉに対応する気筒の筒内圧力Ｐｉｎ［ｉ］の最大値である最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］を入力し（ステップＳ１３０）、入力した最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］を、プラネタリギヤ３０のギヤの歯打ち音が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた閾値Ｐｉｎｒｅｆと比較し（ステップＳ１４０）、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］が閾値Ｐｉｎｒｅｆより高いときにはその気筒を超過気筒として設定し（ステップＳ１５０）、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］が閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下のときにはその気筒を超過気筒には設定しない。ここで、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］は、例えば、変数ｉに対応する気筒に取り付けられた圧力センサ１４３［ｉ］からの筒内圧力Ｐｉｎ［ｉ］の所定時間（例えば、数百ｍｓｅｃなど）の最大値を用いることができる。また、閾値Ｐｉｎｒｅｆは、エンジン２２やプラネタリギヤ３０の仕様などによって定められる。なお、エンジン２２の各気筒に対する超過気筒であるか否かの判定を最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］と閾値Ｐｉｎｒｅｆとの比較によって行なうのは、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］が大きいほどその気筒での爆発燃焼時のエネルギが大きくプラネタリギヤ３０のギヤでの歯打ち音が大きくなりやすいと考えられる、という理由に基づく。また、エンジン２２の各気筒に対する超過気筒であるか否かの判定をエンジン２２が定常運転され始めたときに行なうのは、エンジン２２の運転状態（回転数ＮｅとトルクＴｅ）に応じて各気筒の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］が変化するため、エンジン２２の運転状態に応じて異なる気筒が超過気筒となる場合があると考えられる、という理由に基づく。

そして、変数ｉをエンジン２２の気筒数Ｎと比較し（ステップＳ１６０）、変数ｉがエンジン２２の気筒数Ｎ未満のときには、変数ｉをインクリメントして（ステップＳ１７０）、ステップＳ１３０に戻る。そして、ステップＳ１６０で変数ｉがエンジン２２の気筒数Ｎに等しいと判定されるまでステップＳ１３０〜Ｓ１７０の処理を繰り返し実行することにより、エンジン２２の全ての気筒に対して超過気筒であるか否かを判定する。

ステップＳ１６０で変数ｉがエンジン２２の気筒数Ｎに等しいと判定されると、エンジン２２の全ての気筒に対して超過気筒であるか否かの判定を行なったと判断し、判定済フラグＦに値１を設定し（ステップＳ１８０）、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントで、超過気筒については最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジン２２が運転されるようエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうしたエンジン２２の運転制御により、全ての気筒が超過気筒でない場合に各気筒の点火を略等しい時期に行なうものでは、超過気筒を設定した後には、超過気筒の点火時期を超過気筒でない気筒に比して遅くすることになる。即ち、超過気筒でない気筒の点火を通常の点火時期（例えば、エンジン２２を効率よく運転するための点火時期など）に行なうときには、超過気筒の点火を、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になり且つ通常の点火時期より遅い時期に行なうことになる。なお、超過気筒がないときには、全ての気筒について所定点火遅角を行なわずにエンジン２２を運転制御する。このように、超過気筒については所定点火遅角を行ない超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわないことにより、プラネタリギヤ３０のギヤの歯打ちを抑制することができると共に、超過気筒であるか否かに拘わらず全ての気筒について点火時期を遅くするものに比してエンジン２２全体としてのエネルギ効率や出力トルクの低下を抑制することができる。

ステップＳ１１０で判定済フラグＦが値１のときには、エンジン２２の全ての気筒に対して超過気筒であるか否かの判定を行なった後であると判断し、超過気筒については所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずに目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００でエンジン２２が定常運転されていないと判定されたときには、判定済フラグＦに値０を設定し（ステップＳ２００）、超過気筒については所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずに目標運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうして判定済フラグＦに値０を設定すると、その後に、エンジン２２が定常運転され始めたときに、ステップＳ１１０で判定済フラグＦが値０であるから、エンジン２２の各気筒に対して超過気筒であるか否かの判定を改めて行なうことになる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の各気筒のうちエンジン２２の運転中の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘがプラネタリギヤ３０のギヤの歯打ちが許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた閾値Ｐｉｎｒｅｆより大きい気筒を超過気筒として設定し、超過気筒については最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジン２２を運転するから、プラネタリギヤ３０のギヤの歯打ちを抑制することができると共に、超過気筒であるか否かに拘わらず全ての気筒について点火時期を遅くするものに比してエンジン２２全体としての出力トルクの低下を抑制することができる。しかも、エンジン２２が定常運転され始めたときにエンジン２２の各気筒に対して超過気筒であるか否かを判定するから、エンジン２２の運転状態に応じて超過気筒であるか否かを判定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が定常運転されているか否かの判定を、エンジン２２の回転数変化率ΔＮｅがエンジン２２が定常運転されているときの回転数変化率の範囲として定めた定常時回転数変化率範囲Ｒｒｎ内であるか否かの判定およびエンジン２２のトルク変化率ΔＴｅがエンジン２２が定常運転されているときのトルク変化率の範囲として定めた定常時トルク変化率範囲Ｒｒｔ内であるか否かの判定によって行なうものとしたが、いずれか一方の判定だけによって行なうものとしてもよいし、これらの少なくとも一方に代えてまたはこれらの両方に加えて、他の判定、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化量がエンジン２２が定常運転されているときの回転数の変化量として定めた定常時回転数変化量範囲Ｒａｎ内であるか否かの判定や、エンジン２２のトルクＴｅの変化量がエンジン２２が定常運転されているときのトルクの変化量として定めた定常時トルク変化量範囲Ｒａｔ内であるか否かの判定などによって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では、エンジン２２の運転状態に応じて各気筒の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが変化する点を考慮して、エンジン２２が定常運転され始めたときにエンジン２２の各気筒が超過気筒であるか否かの判定を行なうものとしたが、こうした点を考慮せず、出荷前のエンジン２２の運転時や出荷後の最初のエンジン２２の運転時にエンジン２２の各気筒が超過気筒であるか否かの判定を行ないその後はこの判定を行なわないものとしたり、イグニッションオン後の最初のエンジン２２の運転時にエンジン２２の各気筒が超過気筒であるか否かの判定を行ないその後はイグニッションオフまでこの判定を行なわないものとしたりしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の各気筒のうちエンジン２２の運転中の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆより大きい気筒を超過気筒として設定し、超過気筒については所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジン２２を運転するものとしたが、この所定点火遅角において、点火時期を遅くする量としての点火遅角量をエンジン２２の運転状態（回転数ＮｅとトルクＴｅ）に応じて設定するものとしてもよく、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど大きくなる傾向に点火遅角量を設定するものなどとしてもよい。また、所定点火遅角において、最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるまで点火遅角量を所定量ずつ徐々に大きくしていくものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された駆動軸３２に出力するものとしたが、図４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の動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図４における車輪６４ａ，６４ｂが接続された車軸）に出力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、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図６の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図６における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。即ち、ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。なお、図５のハイブリッド自動車２２０や図６のハイブリッド自動車３２０では、それぞれ変速機２３０や変速機３３０が本発明の「ギヤ機構」に相当する。

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２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、エンジン２２の各気筒のうちエンジン２２の運転中の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘ［ｉ］がプラネタリギヤ３０のギヤの歯打ちが許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた閾値Ｐｉｎｒｅｆより大きい気筒を超過気筒として設定し、超過気筒については最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御する図３のエンジン運転制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「機関制御手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンや軽油などを燃料とする内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関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。「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、車軸に動力を出力可能な電動機であれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「機関制御手段」としては、エンジン２２の各気筒のうちエンジン２２の運転中の最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘがプラネタリギヤ３０のギヤの歯打ちが許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた閾値Ｐｉｎｒｅｆより大きい気筒を超過気筒として設定し、超過気筒については最大筒内圧力Ｐｉｎｍａｘが閾値Ｐｉｎｒｅｆ以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずにエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、複数気筒のうち内燃機関の運転中の最大筒内圧力がギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については最大筒内圧力が所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ超過気筒でない気筒については所定点火遅角を行なわずに内燃機関が運転され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。

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、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０ 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、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、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、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、８０ イグニッションスイッチ、８２ シフトポジションセンサ、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、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、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、２２０ ハイブリッド自動車、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ モータ。

Claims (5)

1. ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関と、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から出力される動力とを用いた走行が可能なハイブリッド車であって、
   前記複数気筒のうち前記内燃機関の運転中の最大筒内圧力が前記ギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ該超過気筒でない気筒については前記所定点火遅角を行なわずに前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する機関制御手段、
   を備えるハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記所定点火遅角は、前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう前記超過気筒でない気筒に比して点火時期を遅くする処理である、
   ハイブリッド車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
   前記内燃機関は、運転中の最大筒内圧力が回転数およびトルクからなる運転状態に応じて変化する機関であり、
   前記機関制御手段は、前記内燃機関が定常運転され始めたとき、該内燃機関の各気筒の最大筒内圧力を用いて該内燃機関の各気筒が前記超過気筒であるか否かを判定する手段である、
   ハイブリッド車。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
   前記二次電池と電力をやりとり可能で動力を入出力可能な発電機を備え、
   前記ギヤ機構は、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記車軸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であり、
   前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、
   ハイブリッド車。
5. ギヤ機構を介して車軸に動力を出力可能な複数気筒の内燃機関と、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な二次電池と、を備え、前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から出力される動力とを用いた走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、
   前記複数気筒のうち前記内燃機関の運転中の最大筒内圧力が前記ギヤ機構のギヤの歯打ちの程度が許容範囲の上限となるときの筒内圧力として定めた所定筒内圧力を超える気筒である超過気筒については前記最大筒内圧力が前記所定筒内圧力以下になるよう点火時期を遅くする所定点火遅角を行ないながら且つ該超過気筒でない気筒については前記所定点火遅角を行なわずに前記内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
   ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。

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