JP2017166461A

JP2017166461A - 自動車

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Publication number: JP2017166461A
Application number: JP2016055063A
Authority: JP
Inventors: 仁己杉本; Hitoshi Sugimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: CN107201962B; CN107201962A; US20170268453A1; JP6315013B2; US9951710B2

Abstract

【課題】エンジンの失火の誤判定を抑制する。【解決手段】基本的には、筒内噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し（Ｓ１３０）、ポート噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａよりも小さい値ΔＴ３０ｂを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し（Ｓ１４０）、所要時間変化量ΔＴ３０（エンジンの回転変動）が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きいときに、エンジンで失火が発生していると判定する。そして、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間が経過したときに（Ｓ１２０）、失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替える（Ｓ１４０）。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、筒内噴射弁とポート噴射弁とを有するエンジンを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、筒内噴射弁とポート噴射弁とを有するエンジンを備える構成において、失火が発生した際のエンジンの運転状態と噴射状態とを記憶し、噴射状態ごとに異常時運転状態を求めると共に失火異常の検出期間内で失火が発生した各噴射状態ごとの失火の回数に基づいて異常時噴射状態を決定し、決定した異常時噴射状態での異常時運転状態を記憶するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、運転状態としては、回転数，負荷率，暖機状態（水温が暖機温度以上か否か）がある。噴射状態としては、筒内噴射弁からのみ燃料を噴射する筒内噴射状態，ポート噴射弁からのみ燃料を噴射するポート噴射状態，筒内噴射弁およびポート噴射弁から燃料を噴射する共用噴射状態がある。この自動車では、上述の処理により、失火が発生したときの噴射状態に合わせて異常時運転状態を記憶することができるから、失火異常検出の後に、正常復帰判定を実施する際に、判定を適正に行えるようにしている。

特開２０１３−１０８４８５号公報

こうした自動車では、筒内噴射状態のときにはポート噴射状態のときに比してエンジンの回転変動が大きくなりやすい。このため、エンジンの回転変動が失火判定用閾値を超えているときにエンジンで失火が発生していると判定するものにおいて、判定精度を向上させるために、筒内噴射状態での失火判定用閾値をポート噴射状態での失火判定用閾値よりも大きくすることが行なわれている。この場合において、筒内噴射状態からポート噴射状態に切り替わったときに直ちに失火判定用閾値を切り替えると、エンジンの回転変動がある程度大きい状態が継続しているときに、エンジンの失火が誤判定される可能性がある。

本発明の自動車は、エンジンの失火の誤判定を抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを有するエンジンと、
前記筒内噴射弁からのみ燃料を噴射する筒内噴射モードと、前記ポート噴射弁からのみ燃料を噴射するポート噴射モードと、を含む複数の噴射モードを切り替えて前記エンジンを制御する制御手段と、
前記筒内噴射モードのときには、第１値を失火判定用閾値に設定し、前記ポート噴射モードのときには、前記第１値よりも小さい第２値を前記失火判定用閾値に設定し、前記エンジンの回転変動が前記失火判定用閾値よりも大きいときに、前記エンジンで失火が発生していると判定する失火判定手段と、
を備える自動車であって、
前記失火判定手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードに切り替わったときには、該切替から所定期間が経過したときに、前記失火判定用閾値を前記第１値から前記第２値に切り替える手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、基本的には、筒内噴射モードのときには第１値を失火判定用閾値に設定し、ポート噴射モードのときには第１値よりも小さい第２値を失火判定用閾値に設定し、エンジンの回転変動が失火判定用閾値よりも大きいときに、エンジンで失火が発生していると判定する。この際において、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間が経過したときに失火判定用閾値を第１値から第２値に切り替える。噴射モードが切り替わったことによるエンジンの回転変動の減少には、ある程度の時間を要する。したがって、このように失火判定用閾値を設定する（切り替える）ことにより、エンジンで失火が発生していないにも拘わらずにエンジンの回転変動が失火判定用閾値よりも大きくなるのを抑制し、エンジンの失火の誤判定を抑制することができる。

こうした本発明の自動車において、前記失火判定手段は、前記ポート噴射モードから前記筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに前記失火判定用閾値を前記第２値から前記第１値に切り替える手段である、ものとしてもよい。噴射モードが切り替わったことによるエンジンの回転変動の増加は、比較的短時間で現われる。したがって、このように失火判定用閾値を設定する（切り替える）ことにより、エンジンで失火が発生していないにも拘わらずにエンジンの回転変動が失火判定用閾値よりも大きくなるのを抑制し、エンジンの失火の誤判定を抑制することができる。

また、本発明の自動車において、前記回転変動は、前記エンジンの出力軸が所定回転角度だけ回転するのに要した時間の変化量として演算され、前記第１値および前記第２値は、前記エンジンの回転数が大きいときには小さいときに比して小さくなるように定められる、ものとしてもよい。こうすれば、エンジンで失火が発生しているか否かをエンジンの回転数に応じてより適切に判定することができる。

さらに、本発明の自動車において、前記失火判定手段は、前記エンジンが自立運転されている際において、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードに切り替わったときには、該切替から所定期間が経過したときに、前記失火判定用閾値を前記第１値から前記第２値に切り替える手段である、ものとしてもよい。エンジンを自立運転（無負荷運転）する際には負荷運転する際に比してエンジンで失火が発生しやすいことから、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときにはその切替から所定期間が経過したときに失火判定用閾値を第１値から第２値に切り替えることによってエンジンの失火の誤判定を抑制する意義がより大きい。

加えて、本発明の自動車において、前記エンジンの出力軸は、フライホイールダンパを介して駆動輪に連結された車軸に接続されている、ものとしてもよい。この構成の場合、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わった後に、フライホイールダンパの慣性によって回転変動が大きい状態がより継続しやすい。したがって、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときにはその切替から所定期間が経過したときに失火判定用閾値を第１値から第２値に切り替えることの意義がより大きい。

本発明の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２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジンＥＣＵ２４によって実行される失火判定用閾値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン２２の回転数Ｎｅと値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂとの関係の一例を示す説明図である。変形例のエンジン２２の回転数Ｎｅと値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂとの関係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２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の自動車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り、図２は、エンジン２２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１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、複数気筒（例えば、４気筒，６気筒，８気筒など）を有し、ガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気・圧縮・膨張・排気の４行程によって動力を出力する内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２５と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２６と、を有する。エンジン２２は、筒内噴射弁１２５とポート噴射弁１２６とを有することにより、ポート噴射モードと筒内噴射モードと共用噴射モードとのいずれかで運転が可能となっている。ポート噴射モードでは、エアクリーナ１２２によって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ポート噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、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、そのエネルギによって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。筒内噴射モードでは、ポート噴射モードと同様に空気を燃焼室に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内噴射弁１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る。共用噴射モードでは、空気を燃焼室に吸入する際にポート噴射弁１２６から燃料を噴射すると共に吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内噴射弁１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る。これらの噴射モードは、エンジン２２の運転状態に基づいて切り替えられる。燃焼室からの排気は、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触媒（三元触媒）を有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。

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によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、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からのクランク角θｃｒ，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Ｔｗなどを挙げることができる。また、吸気管に設けられたスロットルバルブ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からのスロットル開度ＴＨ，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，吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａなども挙げることができる。さらに、排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２なども挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、筒内噴射弁１２５への駆動信号，ポート噴射弁１２６への駆動信号，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への制御信号なども挙げることができる。

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θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、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とに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したりしている。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、フライホイールダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するのに用いられ、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ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は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからの電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰなどを挙げることができる。また、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なども挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション），リバースポジション（Ｒポジション），ニュートラルポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション）が用意されている。また、ブレーキポジション（Ｂポジション），シーケンシャルポジション（Ｓポジション）も用意されている。Ｂポジションは、アクセルオン時の駆動力をＤポジションと同様にすると共にアクセルオフ時の制動力をＤポジションよりも大きくするポジションである。Ｓポジションは、アクセルオン時の駆動力や走行中のアクセルオフ時の制動力（Ｄポジションよりも大きい制動力）を例えば６段階（変速段Ｓ１〜Ｓ６に応じた制動力）に変更するポジションである。これにより、Ｓポジションでは、仮想的な有段変速機による変速感を運転者に与えることができる。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との運転モードとしては、以下の（１）〜（３）のモードがある。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン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全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：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、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を運転する際には、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊が出力されるように、スロットルバルブ２４の開度（スロットル開度ＴＨ）を調節する吸入空気量制御，筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６からの燃料噴射量を調節する燃料噴射制御，点火プラグ１３０の点火時期を調節する点火制御などを行なう。ここで、燃料噴射制御については、エンジン２２の運転状態（例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ）に基づいてポート噴射モード，筒内噴射モード，共用噴射モードから実行用噴射モードを設定し、この実行用噴射モードで行なう。

ここで、エンジン２２を自立運転（無負荷運転）する際には、必要とする総燃料噴射量が少ないことから、筒内噴射弁１２５およびポート噴射弁１２６のうち燃料噴射を行なう噴射弁の最低燃料噴射量を確保するために、ポート噴射モードまたは筒内噴射モードを実行用噴射モードに設定するものとした。具体的には、ポート噴射モードと筒内噴射モードとを交互に実行用噴射モードに設定するものとした。これは、以下の理由による。一般に、筒内噴射モードのときには、ポート噴射モードのときに比して、燃焼状態が不安定になりやすく、エンジン２２の回転変動が大きくなりやすい。このため、基本的には、ポート噴射モードを実行用噴射モードに設定するのが好ましい。しかし、ポート噴射モードを継続すると、燃焼室内の温度の上昇などによって筒内噴射弁１２５にデポジットが堆積する可能性があるから、これを抑制する必要がある。これを考慮して、ポート噴射モードと筒内噴射モードとを交互に実行用噴射モードに設定するものとした。また、エンジン２２を自立運転する際には、シフトポジションＳＰ（ＤポジションかＢポジションかＳポジションか），冷却水温Ｔｗなどに応じた回転数Ｎｉｄでエンジン２２を自立運転するものとした。回転数Ｎｉｄは、例えば、シフトポジションＳＰがＳポジションのときにおいて変速段が低速段側のときには高速段側のときに比して大きくしたり、冷却水温Ｔｗが暖機完了温度Ｔｗｒｅｆ（例えば、７０℃，７５℃，８０℃など）未満のときには暖機完了温度Ｔｗｒｅｆ以上のときに比して大きくしたりすることが考えられる。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４は、以下のようにして、エンジン２２で失火が発生しているか否かを判定する。まず、点火サイクル毎に、クランクシャフト２６のクランク角θｃｒが上死点から３０度だけ回転するのに要した時間としての３０度所要時間Ｔ３０を計算する。ここで、点火サイクルは、エンジン２２のいずれかの気筒で点火が行なわれるクランクシャフト２６の回転角であり、エンジン２２が４気筒の場合には９０度となり、６気筒の場合には１２０度となる。続いて、最新に演算した３０度所要時間Ｔ３０から１点火サイクル前に演算した３０度所要時間Ｔ３０を減じて所要時間変化量ΔＴ３０を計算する。そして、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆ以下のときには、エンジン２２で失火は発生していないと判定し、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２で失火が発生していると判定する。

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、エンジン２２を自立運転する際に失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを設定するときの動作について説明する。図３は、実施例のエンジンＥＣＵ２４によって実行される失火判定用閾値設定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、エンジン２２を自立運転する際に繰り返し実行される。なお、上述したように、エンジン２２を自立運転する際には、筒内噴射モードまたはポート噴射モードを実行用噴射モードとして燃料噴射制御を行なう。また、実施例では、エンジン２２を自立運転する際には負荷運転する際に比してエンジン２２の燃焼が不安定になりやすく失火が発生しやすいことを考慮して、この際にエンジン２２で失火が発生しているか否かの判定をより精度よく行なうために、エンジン２２を自立運転する際を対象とするものとした。

失火判定用閾値設定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、実行用噴射モード（ポート噴射モードまたは筒内噴射モード）を入力し（ステップＳ１００）、入力した実行用噴射モードがポート噴射モードであるか筒内噴射モードであるかを判定する（ステップＳ１１０）。そして、実行用噴射モードが筒内噴射モードであると判定されたときには、値ΔＴ３０ａを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。したがって、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを後述の値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替えることになる。

ステップＳ１１０で実行用噴射モードがポート噴射モードであると判定されたときには、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わってから所定期間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切替から所定期間Ｔ１が経過していないときには、上述の値ΔＴ３０ａを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し（ステップＳ１３０）、その切替から所定期間Ｔ１が経過しているときには、値ΔＴ３０ａよりも小さい値ΔＴ３０ｂを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。したがって、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ１が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替えることになる。ここで、所定期間Ｔ１としては、例えば、エンジン２２が所定回転ｎ１（例えば、４０回転，５０回転，６０回転など）だけ回転した期間Ｔ１ａ，エンジン２２のクランク角θｃｒが所定角度θｃｒ１（例えば、所定回転ｎ１に相当する角度など）だけ回転した期間Ｔ１ｂなどを用いることができる。

値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂについて説明する。値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂとの関係を予め定めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると、このマップから対応する値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂを導出して設定するものとした。エンジン２２の回転数Ｎｅと値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂとの関係の一例を図４に示す。図中、実線は値ΔＴ３０ａを示し、破線は値Δ３０ｂを示す。値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂは、図示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらずに値ΔＴ３０ａが値ΔＴ３０ｂに比して大きくなるように設定するものとした。これは、上述したように、筒内噴射モードのときにはポート噴射モードのときに比してエンジン２２の回転変動（所要時間変化量ΔＴ３０）が大きくなりやすいためである。また、値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいときには小さいときに比して小さくなるように、具体的には、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなるように設定される。これは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいときには小さいときに比して各気筒についての３０度所要時間Ｔ３０が小さくなるために所要時間変化量ΔＴ３０も小さくなりやすいためである。これにより、値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂをエンジン２２の回転数Ｎｅに応じたより適切な値とすることができる。

次に、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ１が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替え、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替える理由について順に説明する。

まず、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ１が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替える理由について説明する。上述したように、筒内噴射モードのときにはポート噴射モードのときに比してエンジン２２の回転変動（所要時間変化量ΔＴ３０）が大きくなりやすい。このため、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、ある程度の期間に亘ってエンジン２２の回転変動が比較的大きい状態が継続することがある。特に、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２６にフライホイールダンパ２８が接続されていることから、フライホイールダンパ２８の慣性によって、エンジン２２の回転変動が比較的大きい状態が継続しやすい。筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときに、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替えると、切替直後などに、エンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなって、エンジン２２で失火が発生していると誤判定するおそれがある。これを考慮して、実施例では、上述の所定期間Ｔ１（期間Ｔ１ａや期間Ｔ１ｂ）として、筒内噴射モードでエンジン２２を自立運転する際においてエンジン２２で失火が発生していないときのエンジン２２の回転変動からポート噴射モードでエンジン２２を自立運転する際においてエンジン２２で失火が発生していないときのエンジン２２の回転変動に移行するのに要する期間やそれよりも若干長い期間となるように定めた値を用いるものとした。そして、実施例では、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切替から所定期間Ｔ１が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替えるから、切替直後などにエンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなるのを抑制し、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。

続いて、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替える理由について説明する。一般に、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったことによるエンジン２２の回転変動の増加は、比較的短時間で現われる。このため、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときに、その切替からある程度の期間が経過してから失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを閾値ΔＴ３０ｂから閾値ΔＴ３０ａに切り替えると、エンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなって、エンジン２２で失火が発生していると誤判定するおそれがある。これに対して、実施例では、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替えるから、エンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなるのを抑制し、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、基本的には、筒内噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し、ポート噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａよりも小さい値ΔＴ３０ｂを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きいときに、エンジン２２で失火が発生していると判定する。そして、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ１が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替える。また、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替える。これらより、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆの設定に用いる値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂ（ΔＴ３０ａ＞ΔＴ３０ｂ）を、それぞれ、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて設定するものとした。しかし、値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂを、それぞれ、エンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらずに一律の値として設定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を自立運転する際の失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆの設定方法について説明した。エンジン２２を負荷運転する際には、以下のように失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを設定すればよい。なお、エンジン２２を自立運転する際には、ポート噴射モードまたは筒内噴射モードを実行用噴射モードに設定するが、エンジン２２を負荷運転する際には、ポート噴射モード，共用噴射モード，筒内噴射モードのいずれかを実行用噴射モードに設定する。エンジン２２を負荷運転する際には、基本的には、筒内噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し、ポート噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａよりも小さい値ΔＴ３０ｂを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定し、共用噴射モードのときには、値ΔＴ３０ａよりも小さく且つ値ΔＴ３０ｂよりも大きい値ΔＴ３０ｃを失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆに設定する。これは、エンジン２２を負荷運転する際において、筒内噴射モード，共用噴射モード，ポート噴射モードの順に燃焼が安定しやすく、回転変動が小さくなりやすいためである。値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂ，ΔＴ３０ｃをエンジン２２の回転数Ｎｅに応じた値とする場合、図４に値ΔＴ３０ｃを追加した図５のように、エンジン２２の回転数Ｎｅと値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂ，ΔＴ３０ｃとの関係を定めることができる。図中、実線は値ΔＴ３０ａを示し、破線は値Δ３０ｂを示し、一点鎖線は値ΔＴ３０ｃを示す。なお、値ΔＴ３０ａ，ΔＴ３０ｂ，ΔＴ３０ｃを、それぞれ、エンジン２２の回転数Ｎｅに拘わらずに一律の値として設定するものとしてもよい。

そして、筒内噴射モードから共用噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ３が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｃに切り替え、筒内噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ４が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ａから値ΔＴ３０ｂに切り替え、共用噴射モードからポート噴射モードに切り替わったときには、その切替から所定期間Ｔ５が経過したときに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｃから値ΔＴ３０ｂに切り替える。ここで、所定期間Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は、上述の所定期間Ｔ１と同様に適宜設定することができる。これにより、筒内噴射モードから共用噴射モードに切り替わった直後や筒内噴射モードや共用噴射モードからポート噴射モードに切り替わった直後などに、エンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなるのを抑制し、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。

また、ポート噴射モードから共用噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ｃに切り替え、ポート噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｂから値ΔＴ３０ａに切り替え、共用噴射モードから筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆを値ΔＴ３０ｃから値ΔＴ３０ａに切り替える。これにより、エンジン２２で失火が発生していないにも拘わらずに所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆよりも大きくなるのを抑制し、エンジン２２の失火の誤判定を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、３０度所要時間Ｔ３０に基づく所要時間変化量ΔＴ３０と失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆとの比較によってエンジン２２で失火が発生しているか否かを判定するものとした。しかし、３０度所要時間Ｔ３０の逆数に相当する回転角速度に基づく角速度変化量と、失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆの逆数に相当する閾値と、の比較によってエンジン２２で失火が発生しているか否かを判定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、クランクシャフト２６のクランク角θｃｒが３０度だけ回転するのに要した時間としての３０度所要時間Ｔ３０を計算し、この３０度所要時間Ｔ３０に基づいて所要時間変化量ΔＴ３０を計算するものとした。しかし、３０度に代えて、１０度，２０度などを用い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、最新に演算した３０度所要時間Ｔ３０から１点火サイクル前に演算した３０度所要時間Ｔ３０を減じて所要時間変化量ΔＴ３０を計算するものとした。しかし、最新に演算した３０度所要時間Ｔ３０から２点火サイクル前に演算した３０度所要時間Ｔ３０を減じて所要時間変化量ΔＴ３０を計算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とモータＭＧ１と駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータ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てもよい。また、図７の変形例の自動車３２０に示すように、走行用のモータを備えずに、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機３３０を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。

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「エンジン」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「制御手段」，「失火判定手段」に相当する。

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、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，２２０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）、２６クランクシャフト、２８フライホイールダンパ、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、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、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、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、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、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、１２５筒内噴射弁、１２６ポート噴射弁、１２８吸気バルブ、１３０点火プラグ、１３２ピストン、１３４浄化装置、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、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、２２９クラッチ、３２０自動車、２３０，３３０変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを有するエンジンと、
前記筒内噴射弁からのみ燃料を噴射する筒内噴射モードと、前記ポート噴射弁からのみ燃料を噴射するポート噴射モードと、を含む複数の噴射モードを切り替えて前記エンジンを制御する制御手段と、
前記筒内噴射モードのときには、第１値を失火判定用閾値に設定し、前記ポート噴射モードのときには、前記第１値よりも小さい第２値を前記失火判定用閾値に設定し、前記エンジンの回転変動が前記失火判定用閾値よりも大きいときに、前記エンジンで失火が発生していると判定する失火判定手段と、
を備える自動車であって、
前記失火判定手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードに切り替わったときには、該切替から所定期間が経過したときに、前記失火判定用閾値を前記第１値から前記第２値に切り替える手段である、
自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記失火判定手段は、前記ポート噴射モードから前記筒内噴射モードに切り替わったときには、直ちに前記失火判定用閾値を前記第２値から前記第１値に切り替える手段である、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記回転変動は、前記エンジンの出力軸が所定回転角度だけ回転するのに要した時間の変化量として演算され、
前記第１値および前記第２値は、前記エンジンの回転数が大きいときには小さいときに比して小さくなるように定められる、
自動車。
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記失火判定手段は、前記エンジンが自立運転されている際において、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードに切り替わったときには、該切替から所定期間が経過したときに、前記失火判定用閾値を前記第１値から前記第２値に切り替える手段である、
自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記エンジンの出力軸は、フライホイールダンパを介して駆動輪に連結された車軸に接続されている、
自動車。