JP2022063475A - ハイブリッド車両用の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に精度よくインバランス検出を実行する。【解決手段】走行用の多気筒のエンジンと、回転軸が車輪に連結された駆動軸に接続される走行用のモータと、エンジンの出力軸と回転軸との接続および接続の解除を行なうクラッチと、を備えるハイブリッド車両に用いられ、エンジンとモータとクラッチとを制御するハイブリッド車両用の制御装置であって、クラッチを解放すると共にエンジンを運転しながらモータからの動力で走行するようにエンジンとモータとクラッチとを制御すると共に、エンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両用の制御装置に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、クラッチと、を備えるハイブリッド車両に用いられるハイブリッド車両用の制御装置に関する。

従来、失火検出装置としては、エンジン（内燃機関）と、車輪へ駆動力を伝達するクラッチと、を備える車両に用いられる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、クラッチにより接続が解除されて路面側からの負荷の入力がないときに、エンジンの摩擦トルクを用いて失火の判定を実行する。これにより、精度よく失火を判定している。

特開２００５－１５５６１２号公報

ところで、走行用の多気筒のエンジンと、走行用のモータと、エンジンの出力軸とモータの回転軸との接続および接続の解除を行なうクラッチと、を備える車両では、エンジンの回転変動に基づいてエンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を走行中に精度良く実行することが重要な課題として認識されている。しかしながら、インバランス検出を走行中に実行すると、エンジンの回転変動が駆動軸の回転変動に影響されてしまい、走行中に精度良くインバランス検出を実行することが困難であった。

本発明のハイブリッド車両用の制御装置は、走行中に精度よくインバランス検出を実行することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両用の制御装置は、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両用の制御装置は、
走行用の多気筒のエンジンと、回転軸が車輪に連結された駆動軸に接続される走行用のモータと、前記エンジンの出力軸と前記回転軸との接続および接続の解除を行なうクラッチと、を備えるハイブリッド車両に用いられ、前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御するハイブリッド車両用の制御装置であって、
前記クラッチを解放すると共に前記エンジンを運転しながら前記モータからの動力で走行するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御すると共に、前記エンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行する
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両用の制御装置では、クラッチを解放すると共にエンジンを運転しながらモータからの動力で走行するようにエンジンとモータとクラッチとを制御すると共に、エンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行する。クラッチを解放すると、駆動軸の回転変動がモータの回転軸を介してエンジンの出力軸に伝達されなくなる。したがって、クラッチを解放すると共にエンジンを運転しながらモータからの動力で走行するようにエンジンとモータとクラッチとを制御しながら、インバランス検出を実行することにより、走行中に精度よくインバランス検出を実行できる。

こうした本発明のハイブリッド車両用の制御装置において、前記エンジンは、吸気ポート内の燃料を噴射するポート噴射弁と、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を有し、 前記クラッチを解放すると共に前記ポート噴射弁または前記筒内噴射弁からの燃料の噴射を伴って前記エンジンを運転しながら前記モータからの動力で走行するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御すると共に、前記エンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行してもよい。こうすれば、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを有するエンジンを備えるハイブリッド車両においても、走行中に精度よくインバランス検出を実行できる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車両用の制御装置が搭載され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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるインバランス検出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車両用の制御装置が搭載され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、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチ３６と、自動変速装置４０と、高電圧バッテリ６０と、低電圧バッテリ６７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６８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、ガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する多気筒の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、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１２５と、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１２６とを有する。エンジン２２は、ポート噴射弁１２５と筒内噴射弁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１２５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ウト２３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１２６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ウト２３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により運転制御される。

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２３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Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾースト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θｃａも挙げることができる。さらに、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や、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も挙げることができる。加えて、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や、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、ポート噴射弁１２５への駆動信号や筒内噴射弁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への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４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を演算している。

エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２３には、エンジン２２をクランキングするためのスタータモータ２５や、エンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ２６が接続されている。

モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。モータ３０は、ＨＶＥＣＵ７０によってインバータ３２の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。

クラッチ３６は、例えばモータ３０により駆動される図示しない機械式オイルポンプ（メカオイルポンプ）により供給される油圧で駆動する油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸との接続および接続の解除を行なう。

自動変速装置４０は、トルクコンバータ４３と、６段変速の自動変速機４５と、図示しない油圧回路とを備える。トルクコンバータ４３は、一般的な流体式の伝導装置として構成されており、モータ３０の回転軸に接続された入力軸４１の動力を自動変速機４５の入力軸である中間回転軸４４にトルクを増幅して伝達したり、トルクを増幅することなくそのまま伝達したりする。トルクコンバータ４３は、入力軸４１に取り付けられたポンプインペラと、中間回転軸４４に接続されたタービンランナと、タービンランナからポンプインペラへの作動油の流れを整流するステータと、ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチと、ポンプインペラとタービンランナとを連結する油圧駆動のロックアップクラッチ４３ａとを備える。自動変速機４５は、中間回転軸４４に接続されると共に駆動軸４６に接続された出力軸４２に接続され、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）とを有する。なお、駆動軸４６は、後輪５５ａ、５５ｂに車軸５６およびリヤデファレンシャルギヤ５７を介して連結されている。この自動変速機４５は、例えば、複数の摩擦係合要素の係脱により第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して中間回転軸４４と出力軸４２との間で動力を伝達する。

高電圧バッテリ６０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ３２と共に高電圧側電力ライン６１に接続されている。低電圧バッテリ６７は、定格電圧が高電圧バッテリ６０よりも低い例えば鉛蓄電池として構成されており、スタータモータ２５やオルタネータ２６と共に低電圧側電力ライン６６に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６８は、高電圧側電力ライン６１と低電圧側電力ライン６６とに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ６８は、ＨＶＥＣＵ７０によって制御されることにより、高電圧側電力ライン６１の電力を低電圧側電力ライン６６に電圧の降圧を伴って供給する。

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や、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、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ（例えばレゾルバ）３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置φｍ、入力軸４１に取り付けられた回転数センサ４１ａからの入力軸４１の回転数ＮＬｉｎ、中間回転軸４４に取り付けられた回転数センサ４４ａからの中間回転軸４４の回転数ＮＬｏｕｔ、駆動軸４６に取り付けられた回転数センサ４６ａからの駆動軸４６の回転数Ｎｐを挙げることができる。また、高電圧バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからの高電圧バッテリ６０の電圧Ｖｂや、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、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も挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スタータモータ２５への制御信号や、オルタネータ２６への制御信号を挙げることができる。また、インバータ３２への制御信号や、クラッチ３６への制御信号、自動変速装置４０（ロックアップクラッチ４３ａや自動変速機４５）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ６８への制御信号も挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４と通信ポートを介して接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、回転位置センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置φｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍ（自動変速装置４０の入力軸４１の回転数）を演算している。また、ＨＶＥＣＵ７０は、高電圧バッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからの高電圧バッテリ６０の電流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。さらに、ＨＶＥＣＵ７０は、回転数センサ４１ａからの入力軸４１の回転数ＮＬｉｎと、回転数センサ４４ａからの中間回転軸４４の回転数ＮＬｏｕｔとの差として、ロックアップクラッチ４３ａの回転数差分ΔＮＬ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では、クラッチ３６を解放してモータ３０からの動力を用いて走行する電動走行（ＥＶ走行）モードや、クラッチ３６を係合させてエンジン２２およびモータ３０からの動力を用いて走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードで走行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、基本的には、以下のＥＶ走行制御を行なう。最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対する変速線に基づいて自動変速機４５の目標変速段Ｍ＊を設定し、自動変速機４５の変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊となるように自動変速機４５を制御する。自動変速機４５の制御では、車速Ｖが所定の低車速Ｖｌｏ未満であり且つアクセル開度Ａｃｃが所定の高開度Ａｃｃｈ以上の解除条件が成立しているときにはロックアップクラッチ４３ａがオフされ、解除条件が成立していないときにはロックアップクラッチ４３ａがオンされる。また、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸４６（自動変速装置４０の出力軸４２）の要求トルクＴｐ＊を設定し、駆動軸４６の要求トルクＴｐ＊と自動変速機４５の変速段Ｍに対応するギヤ比とに基づいて自動変速装置４０の入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算する。そして、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊（モータ３０の回転数を上昇させる方向を正の値とする）を設定し、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このとき、エンジン２２の運転を停止される。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、基本的には、以下のＨＶ走行制御を行なう。自動変速機４５の制御については、ＥＶ走行モードと同様に行なう。エンジン２２およびモータ３０の制御については、最初に、ＥＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算する。続いて、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊（エンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させる方向を正の値とする）やモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、エンジンＥＣＵ２４に目標トルクＴｅ＊を送信すると共にモータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるように吸入空気量制御や燃料噴射制御などを行なう。

吸入空気量制御では、最初に、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づいて目標空気量Ｑａ＊を設定する。続いて、吸入空気量Ｑａが目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する。そして、スロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を制御する。

燃料噴射制御では、最初に、エンジン２２の回転数Ｎｅおよび体積効率ＫＬに基づいて筒内噴射モード、ポート噴射モードのいずれかのモードを実行用噴射モードに設定する。そして、目標空気量Ｑａ＊と実行用噴射モードとに基づいて空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるようにポート噴射弁１２５または筒内噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆｐ＊，Ｑｆｄ＊を設定する。そして、設定した目標噴射量Ｑｆｐ＊，Ｑｆｄ＊の燃料が噴射されるようにポート噴射弁１２５、筒内噴射弁１２６を制御する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２の燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるインバランス検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、インバランス検出の実行条件が成立し、且つ、ロックアップクラッチ４３ａをオンして走行しているときに、所定時間（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。なお、インバランス検出の実行条件としては、エンジンＥＣＵ２４を介して入力される水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗが暖機完了水温Ｔｗｒｅｆ以上のときなどを挙げることができる。暖機完了水温Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の暖機が終了しているか否かを判定するための閾値である。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、走行に要求される要求パワーＰｐ＊を計算する（ステップＳ１００）。要求パワーＰｐ＊は、上述の駆動軸４６（自動変速装置４０の出力軸４２）の要求トルクＴｐ＊に駆動軸４６（自動変速装置４０の出力軸４２）の回転数Ｎｐを乗じた値として計算される。

続いて、クラッチ３６を解放した状態でモータ３０からの動力で要求パワーＰｐ＊を賄える程度に高電圧バッテリ６０に余裕があるか否か（モータ３０で要求パワーＰｐ＊を確保できるか否か）を判定する（ステップＳ１１０）。この判定は、要求パワーＰｐ＊と高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣとクラッチ３６をオフした状態でモータ３０からの動力で要求パワーＰｐ＊を賄うことができるか否かとの関係としての所定関係を予め定めておき、要求パワーＰｐ＊と高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣと所定関係に基づいて行なう。

ステップＳ１１０でクラッチ３６を解放した状態でモータ３０からの動力で要求パワーＰｐ＊を賄える程度に高電圧バッテリ６０に余裕がないとき、例えば、高電圧バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが非常に低いときや、アクセルペダル８３が大きく踏み込まれ要求パワーＰｐ＊が大きくなったとき（駆動要求が高いとき）には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０でクラッチ３６を解放した状態でモータ３０からの動力で要求パワーＰｐ＊を賄える程度に高電圧バッテリ６０に余裕があるときには、続いて、クラッチ３６が係合中であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。クラッチ３６が係合中のときには、クラッチ３６を解放して（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０に進み、クラッチ３６が解放されているときには、ステップＳ１３０を実行せずに、ステップＳ１４０に進む。

そして、上述のＥＶ走行モードでのモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊の設定と同一の処理でトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に、第１負荷率運転指令と第１インバランス検出指令とをエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１４０）。第１負荷率運転指令と第１インバランス検出指令とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、筒内噴射モードを実行用噴射モードに設定して、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎ１になり体積効率ＫＬが所定率Ｋ１となると共に実行用噴射モードで運転するようにエンジン２２を制御すると共に、筒内噴射モードでのインバランス検出を実行する。所定率Ｋ１は、筒内噴射モードでインバランス検出を実行可能な体積効率の範囲（例えば、４０％～７０％など）内の体積効率であり、実施例では、エンジン２２を軽負荷で運転するために最小効率Ｋ１ｍｉｎ（例えば、４０％）を用いている。しかしながら、所定率Ｋ１としては、筒内噴射モードでのインバランス検出を実行可能な体積効率の範囲内の体積効率を用いればよく、最小効率Ｋ１ｍｉｎより大きな体積効率を用いてもよい。回転数Ｎ１は、筒内噴射モードでのインバランス検出を実行可能なエンジン２２の回転数の範囲（例えば、１８００ｒｐｍ～２４００ｒｐｍなど）内の回転数であり、実施例では、エンジン２２を軽負荷で運転するために最低回転数Ｎ１ｍｉｎ（例えば、１８００ｒｐｍ）を用いている。しかしながら、回転数Ｎ１としては、筒内噴射モードでのインバランス検出を実行可能なエンジン２２の回転数の範囲内の回転数を用いればよく、最低回転数Ｎ１ｍｉｎより大きい回転数を用いてもよい。なお、ステップＳ１４０を実行する前にエンジン２２が運転停止しているときには、エンジン２２の燃料噴射を開始してエンジン２２を始動した後に、筒内噴射モードを実行用噴射モードに設定して、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎ１になり体積効率ＫＬが所定率Ｋ１となると共に実行用噴射モードで運転するようにエンジン２２を制御すればよい。

インバランス検出としては、実施例では、いずれかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているか否かのリーンインバランス検出を実行する。リーンインバランス検出は、実施例では、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒが各気筒の上死点から３０度だけ回転するのに要した所要時間Ｔ３０を用いて行なうものとした。リーンインバランス検出については、所要時間Ｔ３０が閾値Ｔ３０ｒｅｆよりも大きいときに、その所要時間Ｔ３０に対応する気筒（所要時間Ｔ３０の演算時に膨張行程となる気筒）が他の気筒に対してリーンになっていると判定するものとした。閾値Ｔ３０ｒｅｆは、エンジン２２の回転変動が大きくなっているか否かを判定するための閾値であり、実験や解析によって、エンジン２２の回転数Ｎｅおよび体積効率ＫＬに応じて定められる。今、クラッチ３６が解放されていることから、路面からの入力など駆動軸４６の回転変動が出力軸４２、中間回転軸４４、入力軸４１、モータ３０の回転軸を介してエンジン２２のクランクシャフトに伝達されなくなる。したがって、路面からの入力などによる駆動軸４６の回転変動が所要時間Ｔ３０に対して影響を与えることがないから、走行中に精度よく、筒内噴射モードでのインバランス検出を実行できる。

こうして筒内噴射モードでのインバランス検出を終了すると、続いて、上述のＥＶ走行モードでのモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊の設定と同一の処理でトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に、第２負荷率運転指令と第２インバランス検出指令とをエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。第２負荷率運転指令と第２インバランス検出指令とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、ポート噴射モードを実行用噴射モードに設定して、エンジン２２の回転数Ｎｅが回転数Ｎ２になり体積効率ＫＬが所定率Ｋ２となると共に実行用噴射モードで運転するようにエンジン２２を制御すると共に、ポート噴射モードでのインバランス検出を実行する。所定率Ｋ２は、ポート噴射モードでインバランス検出を実行可能な体積効率の範囲（例えば、４０％～７０％など）内の体積効率であり、実施例では、エンジン２２を軽負荷で運転するために最小効率Ｋ２ｍｉｎ（例えば、４０％）を用いている。しかしながら、所定率Ｋ２としては、ポート噴射モードでインバランス検出を実行可能な体積効率の範囲内の体積効率を用いればよく、最小効率Ｋ２ｍｉｎより大きな体積効率を用いてもよい。回転数Ｎ２としては、ポート噴射モードでのインバランス検出を実行可能なエンジン２２の回転数の範囲（例えば、１８００ｒｐｍ～２４００ｒｐｍなど）内の回転数であり、実施例では、エンジン２２を軽負荷で運転するために最低回転数Ｎ２ｍｉｎ（例えば、１８００ｒｐｍ）を用いている。しかしながら、回転数Ｎ２として、ポート噴射モードでのインバランス検出を実行可能なエンジン２２の回転数の範囲内の回転数を用いればよく、最低回転数Ｎ２ｍｉｎより大きい回転数を用いてもよい。

インバランス検出としては、ステップＳ１４０と同様に、リーンインバランス検出を実行する。今、クラッチ３６が解放されていることから、駆動軸４６の回転変動が出力軸４２、中間回転軸４４、入力軸４１、モータ３０の回転軸を介してエンジン２２のクランクシャフトに伝達されなくなる。したがって、走行中に精度よく、ポート噴射モードでのインバランス検出を実行できる。

なお、本ルーチンを終了した後は、クラッチ３６を必要に応じて係合させて、ＥＶ走行モードやＨＶ走行モードで走行するようにエンジン２２やモータ３０、クラッチ３６を制御すればよい。

以上説明した実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０によれば、クラッチ３６を解放すると共にエンジン２２を運転しながらモータ３０からの動力で走行するようにエンジン２２とモータ３０とクラッチ３６とを制御すると共に、エンジン２２の燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行することにより、走行中に精度良くインバランス検出を実行できる。

実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、エンジン２２は、ポート噴射弁１２５と筒内噴射弁１２６とを備えている。しかしながら、エンジン２２としては、ポート噴射弁１２５および筒内噴射弁１２６の一方のみを備えているものを用いてもよい。エンジン２２がポート噴射弁１２５のみを備える場合には、図３に例示したインバランス検出ルーチンのステップＳ１４０を実行せずに、ステップＳ１５０を実行すればよい。エンジン２２がポート噴射弁１２５のみを備える場合には、図３に例示したインバランス検出ルーチンのステップＳ１４０を実行せずに、ステップＳ１５０を実行すればよい。また、エンジン２２が筒内噴射弁１２６のみを備える場合には、図３に例示したインバランス検出ルーチンのステップＳ１４０を実行して、ステップＳ１５０を実行しなければよい。

実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、いずれかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも少なくなっているか否かのリーンインバランス検出を実行している。しかしながら、いずれかの気筒の燃料噴射量が他の気筒の燃料噴射量よりも多くなっているか否かのリッチインバランス検出を実行してもよい。リッチインバランス検出では、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの傾きｋａｆを用いて、傾きｋａｆが負の閾値ｋａｆｒｅｆよりも小さいときに、その傾きｋａｆに対応する気筒が他の気筒に対してリッチになっていると判定すればよい。なお、リッチインバランス検出についても、リーンインバランス検出と同様に、所要時間Ｔ３０を用いて行なってもよい。

実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、モータ３０の回転軸と駆動軸４６との間に自動変速装置４０を備えている。しかしながら、こうした自動変速装置４０を備えずに、モータ３０の回転軸が駆動軸４６に接続されていてもよい。

実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、高電圧バッテリ６０や低電圧バッテリ６７を備えている。しかしながら、高電圧バッテリ６０や低電圧バッテリ６７は、蓄電可能な装置であればよく、例えば、キャパシタなどを用いてもよい。

実施例のハイブリッド車両用の制御装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とを備えているが、エンジンＥＣＵ２４とＨＶＥＣＵ７０とを単一の電子制御ユニットとして構成してもよい。

実施例では、本発明のハイブリッド車両用の制御装置をエンジン２２とモータ３０とクラッチ３６とを備えるハイブリッド自動車２０に適用している。しかしながら、エンジン２２とモータ３０とクラッチ３６とを備えるハイブリッド車両であれば如何なるものに適用してもよく、ハイブリッド自動車２０に代えて建設機械や列車などに適用してもよい。

実施例では、本発明のハイブリッド車両用の制御装置を、ハイブリッド自動車２０に搭載している。しかしながら、本発明のハイブリッド車両用の制御装置をハイブリッド自動車２０に搭載せずに、ハイブリッド自動車２０と異なる装置、例えば、車外の管理センタのコンピュータなどに搭載してもよい。

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、モータ３０が「モータ」に相当し、クラッチ３６が「クラッチ」に相当し、ハイブリッド自動車２０が「ハイブリッド車両」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とＥＣＵＥＣＵ７０とが「ハイブリッド車両用の制御装置」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、ハイブリッド車両用の制御装置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 エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ スタータモータ、２６ オルタネータ、３０ モータ、３０ａ 回転位置センサ、３２ インバータ、３６ クラッチ、４０ 自動変速装置、４１ 入力軸、４１ａ，４４ａ，４６ａ 回転数センサ、４２ 出力軸、４３ トルクコンバータ、４３ａ ロックアップクラッチ、４４ 中間回転軸、４５ 自動変速機、４６ 駆動軸、５５ａ 後輪、５６ 車軸、５７ リヤデファレンシャルギヤ、６０ 高電圧バッテリ、６１ 高電圧側電力ライン、６６ 低電圧側電力ライン、６７ 低電圧バッテリ、６８ ＤＣ／ＤＣコンバータ、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、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、１２５ ポート噴射弁、１２６ 筒内噴射弁、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、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。

Claims (1)

1. 走行用の多気筒のエンジンと、回転軸が車輪に連結された駆動軸に接続される走行用のモータと、前記エンジンの出力軸と前記回転軸との接続および接続の解除を行なうクラッチと、を備えるハイブリッド車両に用いられ、前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御するハイブリッド車両用の制御装置であって、
   前記クラッチを解放すると共に前記エンジンを運転しながら前記モータからの動力で走行するように前記エンジンと前記モータと前記クラッチとを制御すると共に、前記エンジンの燃料噴射量の気筒間のインバランスが生じているか否かを検出するインバランス検出を実行する
   ハイブリッド車両用の制御装置。

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