JP4967671B2 - ハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータの少なくとも一方からの動力を自動変速機による変速下に車輪へ伝達して走行可能であるが、発進時はモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードを選択するハイブリッド車両に関し、
エンジンにトルク指令を与えてもエンジントルクが生じない失火状態や、エンジンに始動指令を与えても実際にはエンジンが始動していないという未始動状態を正確に検出する技術に関するものである。

上記のようなハイブリッド車両に用いるエンジンの失火状態または未始動状態としては従来、特許文献1〜5に記載のごときものが知られている。
特許文献１に記載のハイブリッド車両の故障診断装置は、以前にエンジンの燃焼運転が実行されたときのエンジン始動後のトルク又は回転数の変動状態に基づいて、エンジンが再始動された後に失火判定状況を変更するようにして、冷間始動時であっても温間始動時であっても、正確に失火判定を行うものである。
特許文献２に記載のハイブリッド自動車のパワートレーンの故障判断装置は、エンジン出力軸のトルク又は回転数の変動が検出された場合に、この検出されたトルク又は回転数の変動に基づいてエンジンの失火状態を判定する。これによりエンジンの失火判定と発電機／電動機の異常判定とを区別して判定し、失火の誤判定を防止するようにしたものである。
特許文献３に記載の内燃機関の失火検出装置は、現在の走行モードがエンジンおよびモータからの動力により走行するエンジンモータ走行モードのときには、エンジンの回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ１とを比較することにより失火の可能性につき判定を行い、エンジンに失火の可能性があると判断すれば次に走行モードをエンジンからの動力だけで走行するエンジン走行モードに切り替えさせるためにモータの運転を禁止し、その後、エンジン回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２とを比較することにより本失火判定を行い、回転変動ΔＮｅと閾値Ｎ２未満のときにエンジンに失火が生じていると判定する。
特許文献４に記載のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン出力軸に連結された発電機／電動機によりエンジンのトルク変動を打ち消すよう制振制御を実施する制御装置において、前記制振制御を行う際にエンジンのトルク変動を打ち消すための電動機／発電機のトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、前記算出した電動機／発電機のトルク補正量に基づいてエンジンの失火状態を検出する失火検出手段と、を具えるものである。
特許文献５に記載のハイブリッド型車両の多気筒内燃機関失火検出装置は、発電機の負荷が多気筒エンジンの各気筒における爆発タイミングに同期して周期的に変動することにより多気筒エンジンの制振制御を行う構成において、制振制御を実行する際に発電機に出力する発電機負荷に関する信号、又は、発電機から検出した発電機負荷に関する信号に基づいて失火を検出するようにしたものである。

なおエンジンの瞬時回転数は、吸入行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程を１サイクルとする周期性を有している。このように瞬時回転数が周期的に変化すると振動が発生し、この振動が車体に伝わり、乗り心地を悪化させる要因となる。この点に鑑み、上述した特許文献４および５の制振制御にあっては発電機等からエンジンのクランク軸に及ぼす負荷を制御することでエンジンの瞬時回転数が周期的に変化することを抑制する。

特開２００１−４１０９７号公報 特開２００１−４５６１１号公報 特開２００６−１９４１２４号公報 特開２００１−６５４０２号公報 特開２０００−２４０５０１号公報

しかし、上記従来のようなエンジンのエンジン失火検出装置にあっては、なおも以下に説明するような問題を生ずる。
つまり特許文献１〜３にあっては、実際のトルクに変動が生じたことをもってエンジンの失火を検出することから、駆動源全体としての出力変動が車輪に伝達され、運転者がショックを感じてしまうという不都合が生じる。

また、特許文献４および５にあっては、エンジンを対象とする制振制御が前提となるため、このような制振制御を行わないハイブリッド車両においてエンジンの失火を検出することができない。

本発明は、上述の実情に鑑み、格別の制振制御を具備しないハイブリッド車両であっても、運転者がショックを感じることなく正確にエンジンの失火または未始動を検出することができる技術を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明によるハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置は、
動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力を車輪側へ伝達して走行可能なハイブリッド車両において、
これらモータ/ジェネレータとエンジンとによって駆動される動力軸の回転数を、モータ/ジェネレータトルクの増減により制御する目標回転数制御手段と、
前記エンジンにトルク変動を与えるよう指令するトルク変動指令手段とを具え、
エンジンにトルク変動を与えるよう指令した際に、エンジンのトルク変動による前記動力軸の回転数変動を打ち消すよう前記目標回転数制御手段が前記モータ/ジェネレータに打消トルクを指令しなかったときをもってエンジンの失火または未始動を検出するよう構成したことを特徴とするものである。

上記した本発明によるハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置によれば、エンジンの失火を検出するためのトルク変動を与えるようエンジンに指令する。そして、エンジン内で燃焼サイクル行程が実行されていれば、前記トルク変動指令に従ってエンジントルクが実際に変動するので、エンジンおよびモータ／ジェネレータ全体の回転数が目標回転数から乖離しないよう制御する目標回転数制御手段が、エンジントルクの変動を打ち消すトルクを前記モータ/ジェネレータに指令する。したがって動力軸の回転数変動が車輪側にほとんど伝達せず、運転者がショックを感じることがない。
これに対しエンジンが失火していれば、前記トルク変動指令に反してエンジントルクが変動しない。そうすると目標回転数制御手段も打消トルクを前記モータ/ジェネレータに指令しないため、打消トルク指令がないことをもってエンジンの失火を検出することができる。しかも、動力軸に回転数変動は生じず、いずれにせよ、運転者がショックを感じることがなく、乗り心地性能を損なうことがない。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明のモータ／ジェネレータ制御装置を適用可能なハイブリッド駆動装置を具えたフロントエンジン・リヤホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレーンを示し、1はエンジン、2は駆動車輪（後輪）である。
図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様に
エンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1（クランクシャフト1a）からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ/ジェネレータ5を設ける。

モータ/ジェネレータ5は、モータとして作用したり、ジェネレータ（発電機）として作
用したりするもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

なお、第1クラッチ６は後述するエンジン失火および未起動の検出制御に必須の構成ではない。したがって、第1クラッチ６を設けることなくエンジン１のクランクシャフト１ａとモータ／ジェネレータ５の軸４とを結合してもよい。

モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機入力軸3aとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

自動変速機3は、2003年1月、日産自動車（株）発行「スカイライン新型車（CV35型車）解説書」第C−9頁〜第C−22頁に記載されたと同じものとし、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放したりすることで、これら摩擦要素の締結・解放組み合わせにより伝動系路（変速段）を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、
車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、現在の変速段から目標変速段へ無段階にさせることができる変速機であってもよいのは言うまでもない。

上記した図1のパワートレーンにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・
低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7を締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。

この状態でモータ/ジェネレータ5を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行（EV走行）させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV走行)モードが要求される場合、第1クラッチ6および第2クラッチ7をともに締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行（HEV走行）させることができる。

かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

なお図1では、モータ/ジェネレータ5および駆動車輪2を切り離し可能に結合する第1クラッチ7を、モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に介在させたが、
図2に示すように、第2クラッチ7を自動変速機3およびディファレンシャルギヤ装置8間に介在させても、同様に機能させることができる。

また、図1および図2では第2クラッチ7として専用のものを自動変速機3の前、若しくは、後に追加することとしたが、
この代わりに第2クラッチ7として、図3に示すごとく自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素を流用するようにしてもよい。
この場合、第2クラッチ7が前記したモード選択機能を果たすのに加えて、この機能を果たすよう締結される時に自動変速機を動力伝達状態にすることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。

図1〜3に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン1、モータ/ジェネレータ5、第1クラッチ6、および第2クラッチ7は、図4に示すようなシステムにより制御する。

図4の制御システムは、パワートレーンの動作点（トルクおよび回転数）を統合制御する統合コントローラ20を具え、パワートレーンの動作点を、目標エンジントルクtTeと、目標モータ/ジェネレータトルクtTmと、第1クラッチ6の目標伝達トルク容量tTc1と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2とで規定する。

統合コントローラ20には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
エンジン1の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電状態SOC（持ち出し可能電力）を検出する蓄電状態センサ16からの信号とを入力する。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ11、モータ/ジェネレータ回転セン
サ12、入力回転センサ13、および出力回転センサ14はそれぞれ、図1〜3に示すように配置することができる。

統合コントローラ20は、上記入力情報のうちアクセル開度APO、バッテリ蓄電状態SOC、
および変速機出力回転数No（車速VSP）から、運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード（EVモード、HEVモード）を選択すると共に、目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2をそれぞれ演算して駆動力制御を行う。

統合コントローラ20が演算した目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、統合コントローラ20が演算した目標モータ/ジェネレータトルクtTmはモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。
エンジンコントローラ21は、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御し、
モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ/ジェネレータトルクtTmとなるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。
統合コントローラ20は、演算した目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に対応するソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の締結制御ソレノイド（図示せず）に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ7を個々に締結力制御する。

図５は、統合コントローラ20で演算される制御を示すブロック図である。図５に沿って説明すると、目標駆動力演算部100では、図６に例示する車速VSPに対する目標駆動力のマップを参照し、車速ＶＳＰ（自動変速機3の出力回転数Noに比例）とアクセル開度APOから、目標駆動力を算出する。

モード選択部200では、図７に例示するHEV走行モード領域およびEV走行モード領域を表すマップを参照し、車速ＶＳＰ（自動変速機3の出力回転数Noに比例）とアクセル開度APOから、運転モード（HEV走行またはEV走行）を演算する。図７中、実線は、EV走行からHEV走行に切り替わる際の運転状態を示す切替線である。また破線はHEV走行からEV走行に切り替わる際の運転状態を示す切替線である。

目標充放電演算部300では、図８に例示する蓄電状態SOCに対する目標充放電量を表すマップを参照し、蓄電状態SOCから目標充電量ないし目標放電量を演算する。図８によれば、蓄電状態SOCが目標蓄電状態tSOCよりも大きい場合はバッテリ９からモータ／ジェネレータ５に電力を供給し、モータ／ジェネレータ５はモータとして力行して車輪側２に駆動力を与える。力行に伴ってバッテリ９は放電するため、バッテリ９の蓄電状態SOCは目標蓄電状態tSOCに向かって減少する。
これに対し、蓄電状態SOCが目標蓄電状態tSOCよりも小さい場合は、図８に示すようにモータ／ジェネレータ５は発電機として回生し、モータ／ジェネレータ５からバッテリ９に電力を供給して、バッテリ９を充電する。このため、バッテリ９の蓄電状態SOCは目標蓄電状態tSOCに向かって増加する。
なおHEV走行モードを選択する以上、バッテリ９の蓄電状態SOCは目標蓄電状態tSOCと一致しないことが通常であるから、図８に例示するマップに基づき蓄電状態を目標蓄電状態tSOCに近づけるよう制御すると理解されたい。

動作点指令部400では、上述したアクセル開度APO、目標駆動力、運転モード、車速VSP、および要求出力を動作点の到達目標として、過渡的な目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2、および目標変速段をそれぞれ演算する。

変速制御部500では、上述した目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2および目標変速段から、自動変速機３の図示しないコントロールバルブに設けられた各ソレノイドバルブの電流指令を演算し、これらソレノイドバルブを駆動制御する。

上述した図５のブロック図に示す制御の中で、目標モータ/ジェネレータトルクtTmが正値の場合はモータ／ジェネレータ５がモータとして力行し駆動トルクを車輪２側に出力する。これに対し、目標モータ/ジェネレータトルクtTmが負値の場合は目標モータ/ジェネレータトルクtTmの絶対値が回生トルクであるからモータ／ジェネレータ５が発電機として動作するよう回生トルクを車輪２側またはエンジン１側の少なくとも一方からモータ／ジェネレータ５に入力する。

図９は本実施例において、統合コントローラ２０がエンジン１の失火および未始動を検出するために実行する制御処理を示すフローチャートである。なお、失火とはエンジン１がストールすることをいい、未始動とは、エンジン１に始動指令を与えたがエンジン１が未だ始動していないことをいい、この制御処理ではいずれにせよエンジン１が自立運転していないことを検出する。エンジン１の失火および未始動を検出するための制御処理は、ハイブリッド車両が低車速で一定速走行しているとき、あるいは、エンジン１のアイドリング運転しているときなど、第1クラッチ６を締結して軸４が一定低速回転するよう目標回転数制御されている際に実行する。

まずステップS1において、ＥＶ走行モードで走行しているのかあるいはＨＥＶ走行モードで走行しているのか、蓄電状態ＳＯＣは目標蓄電状態ｔＳＯＣよりも大きいのかあるいは小さいのか、といったハイブリッド車両自身の車両状態を判定する。また、車両が下り坂を走行しているのかあるいは上り坂を走行しているのか、といったハイブリッド車両の外部環境である走行シーンを判定する。次のステップで増大側あるいは減少側にトルク変動を与えるのか決定するためである。

次のステップS2において、エンジン１にエンジン失火または未始動を検出するためのトルク変動を指令して、エンジントルクに変動を与える。このトルク変動では、図１０のタイムチャートの瞬時t1〜瞬時t2に表されるような、元のエンジントルク指令にトルクαを加重してエンジントルク指令を与え、エンジントルクを増大させるようトルク変動を指令する。あるいは、同タイムチャートの瞬時t3〜瞬時t4に表されるような、元のエンジントルク指令からトルクβを差し引いたエンジントルク指令を与え、エンジントルクを減少させるようトルク変動を指令する。増大側にトルク変動を与えるのか、あるいは減少側にトルク変動を与えるのかの選択については後述する。いずれにせよこのトルク変動の実行期間は、エンジンを対象とする制振制御のような燃焼サイクル行程に同期するがごとき微小時間である必要はなく、数秒〜数十秒単位で持続するものであればよい。

本実施例のハイブリッド駆動装置においては、モータ/ジェネレータ５とエンジン１とによって駆動される軸４の回転数を目標回転数に合わせるようフィードバック制御して車輪側への出力を安定させる目標回転数制御を前提とする。この目標回転数制御は、エンジン失火または未始動を検出する専用のものである。あるいは、図５に沿って前述した動作点指令部400においてエンジン失火または未始動を検出しない通常一般の走行状態または停車状態で実行するものを利用してもよい。

一方、上記ステップS1におけるトルク変動指令は、目標回転数制御とは別個独立した制御系であるため、上記トルク変動指令によってエンジン１のトルクが実際に変動すると、目標回転数制御によって上述したエンジンのトルク変動をモータ／ジェネレータトルク（MGトルクともいう）で打ち消すようモータ/ジェネレータ５に指令する。

このため、エンジントルクがトルクα増大するよう変動すれば、図１０のタイムチャートに示すようにモータ／ジェネレータトルクはトルクα減少して、エンジンのトルク変動を打ち消す。また、エンジントルクがトルクβ減少するよう変動すれば、モータ／ジェネレータトルクはトルクβ増大して、エンジンのトルク変動を打ち消す。

説明を図９に戻すと、次のステップS3において、モータ／ジェネレータ５に対する打消トルク指令が発せられたか否かを判断する。ステップS3において、図１０のタイムチャートに沿って前述したように打消トルクを指令したと判断すれば（YES）、ステップS4へ進み、このステップS4においてエンジン１が始動していると判定して本フローチャートを抜ける。モータ／ジェネレータ５に打消トルク指令を発したということは、実際にエンジン１が始動しているに他ならないからである。

これに対し上述したステップS3において、打消トルク指令を発していないと判断すれば（NO）、ステップS5へ進み、このステップS5においてエンジン１が失火または未始動と判定する。モータ／ジェネレータ５が打消トルク指令を発していないということは、エンジン１にトルク変動指令を与えたのにもかかわらずエンジントルクは変動していないということであり、エンジン１は実際に自立運転していないという結論が導き出されるからである。

次のステップS6において、エンジン１を再始動する。そして本フローチャートを抜ける。図９に示す制御処理を再度実行することにより、上記ステップS6におけるエンジン始動後のエンジン１の状態を判定することが可能である。

図１０は、本実施例のハイブリッド駆動装置の動作状態を示すタイムチャートであり、運転状態にあるエンジン１がエンジントルクを出力し、モータ／ジェネレータ５が回生トルクを出力している状態において、エンジン１の失火を判定する場合を示す。

まずエンジン１のトルクを増大させるようトルク変動を指令する場合について説明する。

瞬時t1で失火を判定するためのトルク変動をエンジン１に指令する。瞬時t1の直前でモータ/ジェネレータ５の回転数が通常の回転数領域よりも低回転の状態でハイブリッド車両が走行していれば、瞬時t1以降でエンジン１にトルクαの増大指令を与える。あるいは瞬時t1の直前でバッテリ９の蓄電状態SOCが目標蓄電状態tSOCより低ければ、瞬時t1以降でトルクαの増大指令を与える。あるいは瞬時t1の直前でバッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度が各々の動作適温よりも低ければ、瞬時t1以降でトルクαの増大指令を与える。

エンジン１が失火しておらず正常に運転していれば図１０に示すように、エンジントルクはトルクαだけ増大する。そうすると、この増大を打ち消すようモータ/ジェネレータ５のトルクがトルクαだけ減少する。つまりジェネレータとしての回生トルクが大きくなる。これにより、モータ/ジェネレータ５の回転数を通常の回転数領域に近づけることに資する。また、バッテリ９の蓄電状態SOCを目標蓄電状態tSOCに近づけることに資する。また、バッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度を動作適温に近づけることに資する。

次の瞬時t2では上述したトルク変動を中止し失火判定を終了する。このためエンジントルクを瞬時t1以前の元の値に戻す。エンジン１が失火しておらず正常に運転していれば、エンジントルクはトルクα減少する。そうすると、モータ/ジェネレータ５のトルクはトルクα増大して瞬時t1以前の元の値に戻る。

本実施例では、モータ/ジェネレータ５とエンジン１とによって駆動される動力軸４の回転数を、モータ/ジェネレータトルクの増減によりフィードバック制御する目標回転数制御を前提とするため、軸４の回転数は瞬時t1以前から瞬時t2以後までほぼ一定である。

もしエンジン１が失火していれば、エンジン１にトルク変動を指令しても、エンジントルクにはαのトルク変動が生じない。そうすると統合コントローラ２０はモータ／ジェネレータ５に打消トルク −αを発生するよう指令せず、モータ／ジェネレータトルクも変動しない。そして、打消トルクが無いことからエンジン１の失火を検出する。

なおエンジン１のエンジントルクに変動が生じずモータ／ジェネレータ５も打消トルクを発生しないことから、軸４の回転数は瞬時t1以前から瞬時t2以後まで一定である。したがって本実施例の失火検出制御によれば、車輪側に回転数変動がほとんど伝達することがなく、運転者の乗り心地性能を損なうことがない。

次にエンジン１のトルクを減少させるようトルク変動を指令する場合について説明する。この場合は、上述した増大させるトルク変動とは逆の動作を行う。

即ち、瞬時t3で失火を判定するためのトルク変動をエンジン１に指令する。瞬時t3の直前でモータ/ジェネレータ５の回転数が通常の回転数領域よりも高回転の状態で走行していれば、瞬時t3以降でエンジン１にトルクβの減少指令を与える。あるいは瞬時t1の直前でバッテリ９の蓄電状態SOCが目標蓄電状態tSOCより高ければ、瞬時t1以降でトルクβの減少指令を与える。あるいは瞬時t1の直前でバッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度が各々の動作適温よりも高ければ、瞬時t1以降でトルクβの減少指令を与える。

エンジン１が失火しておらず正常に運転していれば図１０に示すように、エンジントルクはトルクβだけ減少する。そうすると、この減少を打ち消すようモータ/ジェネレータ５のトルクがトルクβだけ増大する。つまりジェネレータとしての回生トルクが小さくなる。これにより、モータ/ジェネレータ５の回転数を通常の回転数領域に近づけることに資する。また、バッテリ９の蓄電状態SOCを目標蓄電状態tSOCに近づけることに資する。また、バッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度を動作適温に近づけることに資する。

次の瞬時t4では上述したトルク変動を中止し失火判定を終了する。このためエンジントルクを瞬時t3以前の元の値に戻す。エンジン１が失火しておらず正常に運転していれば、エンジントルクはトルクβ増大する。そうすると、モータ/ジェネレータ５のトルクはトルクβ減少して瞬時t3以前の元の値に戻る。

本実施例では、モータ/ジェネレータ５とエンジン１とによって駆動される動力軸４の回転数を、モータ/ジェネレータトルクの増減によりフィードバック制御する目標回転数制御を前提とするため、軸４の回転数は瞬時t1以前から瞬時t2以後まで一定である。

もしエンジン１が失火していれば、エンジン１にトルク変動を指令しても、エンジントルクには−βのトルク変動が生じない。そうすると統合コントローラ２０はモータ／ジェネレータ５に打消トルク βを発生するよう指令せず、モータ／ジェネレータトルクも変動しない。そして、打消トルクが無いことからエンジン１の失火を検出する。

なおエンジン１のエンジントルクに変動が生じずモータ／ジェネレータ５も打消トルクを発生しないことから、軸４の回転数は瞬時t3以前から瞬時t4以後まで一定である。したがって本実施例の失火検出制御によれば、車輪側に回転数変動がほとんど伝達することがなく、運転者の乗り心地性能を損なうことがない。

図１１は、本実施例のハイブリッド駆動装置の動作状態を示すタイムチャートであり、停止状態にあるエンジン１を始動する際に、エンジン１の未始動を判定する場合を示す。

まず瞬時t5でエンジン１のクランキングを開始する。具体的には、第1クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５を制御するインバータ１０にクランキングに適した目標モータ／ジェネレータ回転数に対応する正の目標モータ／ジェネレータトルクtTmを指令する。これにより実際のモータ／ジェネレータトルクは、図１１に示すように瞬時t5を過ぎたあたりからステップ的に増加する。これに伴い実際のモータ／ジェネレータ回転数は、瞬時t5で増大を開始し、以降は増大し続ける。

続く瞬時t6でエンジン１が完爆して自立するとクランキングを終了しエンジン１は瞬時t6で初爆トルクを発生する。つまり、この初爆トルクを前述した図９の瞬時t1〜t2に出現する増大側のエンジントルク変動に見立てる。そして、目標回転数制御に基づき、このエンジントルク変動を打ち消すよう目標モータ／ジェネレータトルクtTmを正から負に反転させる。これにより実際のモータ／ジェネレータトルクは、図１１にγで示すように瞬時t6以降で負値となる。
別ないい方をすれば、モータ／ジェネレータ５は発電機として回生トルクを入力される。
一方、エンジン１は瞬時t6以降で初爆トルクを発生し、エンジントルクが瞬時t6で急増する。この結果、ジェネレータ回生トルクはエンジン初爆トルクを打ち消して、出力軸3bの回転数（軸４の回転数でもある）は目標モータ／ジェネレータ回転数に一致するよう漸近する。そして、第２クラッチ６を締結し第２クラッチ７の目標伝達トルク容量tTc2をスリップ制御しながら走行する場合、車輪側にtTc2以上のトルクが伝達することがないので、車両の駆動力の変動により運転者の乗り心地性能を損なうことがない。

このように本実施例のハイブリッド駆動装置では、エンジン１への始動指令をもってエンジンにトルク変動を指令し、このトルク変動になる初爆トルクを打ち消すようモータ／ジェネレータに打消トルクを指令したか否かを検出することにより、エンジン１の未始動を検出する。

エンジン１が正常に始動すれば図１１に示すようにトルク指令γが発せられる。

これに対しエンジン１をクランキングしても未始動であれば、初爆トルクは生じない。そうすると統合コントローラ２０はモータ／ジェネレータ５に打消トルクγを発生するよう指令せず、モータ／ジェネレータトルクも変動しない。そして、打消トルクγが無いことからエンジン１の未始動を検出する。

なおエンジン１が始動しない場合、エンジン１は初爆トルクを発生させずモータ／ジェネレータ５も打消トルクγを発生しないことから、軸４の回転数は瞬時t5以前から瞬時t6以後まで一定である。したがって本実施例の失火検出制御によれば、車輪側に回転数変動がほとんど伝達することがなく、運転者の乗り心地性能を損なうことがない。

ところで本実施例のハイブリッド駆動装置ではモータ/ジェネレータ５とエンジン１とによって駆動される動力軸４の回転数を、モータ/ジェネレータトルクの増減により制御するものである。そしてエンジン１の失火または未起動の判定の際は、図１０および図１１に示すようにエンジン１にトルク変動α、−βまたはクランキングを指令するとともに、エンジン１が出力する該トルク変動を打ち消すよう打消トルク−α、β、γをモータ/ジェネレータ５に指令する。したがってトルク変動α、−βまたは初爆トルクに対する打消トルク−α、β、γ指令の有無を判断することにより、エンジン１の失火または未始動を検出する。
したがって、この打消トルク指令が無ければ、エンジン１がトルク変動またはクランキングしておらずエンジン１の失火または未始動を検出することができる。しかも、エンジン１およびモータ/ジェネレータ５によって駆動される軸４の回転数を安定させるトルク制御であるため、運転者が失火または未始動検出時にショックを感じることがなく、乗り心地性能を損なうことがない。

また本実施例では、図１０の瞬時t1〜t2に示すように、モータ/ジェネレータ５が低回転の状態で走行している場合や、バッテリ９の蓄電状態SOCが低い場合は、エンジン１のトルクをα増大させるようトルク変動を指令することから、蓄電状態SOCに応じてバッテリ９を効率よく充電することができる。したがってハイブリッド車両の燃費が向上する。
あるいはバッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度が動作のために適した温度よりも低い場合に、エンジン１のトルクをα増大させるようトルク変動を指令することにより、短時間で暖機運転を完了することができる。

また本実施例では、図１０の瞬時t3〜t4に示すように、モータ/ジェネレータ５が高回転の状態で走行している場合や、バッテリ９の蓄電状態SOCが高い場合は、エンジン１のトルクをβ減少させるようトルク変動を指令することから、バッテリ９の過充電を回避することができる。
あるいはバッテリ９とモータ/ジェネレータ５とエンジン１との温度が動作適温よりも高い場合に、これら１，５，９の温度が更に高くなることを回避することができる。

また本実施例では、図１１に示すようにエンジン１への始動指令をもってエンジンにトルク変動を指令し、この始動指令（瞬時t5〜t6）の直後に出現する初爆トルクを打ち消すトルクγをモータ/ジェネレータ５に指令することから、
この打消トルクγが無ければ、エンジン１の未始動を検出することができる。

具体的には、エンジン１が最初に完爆する瞬時t6直後におけるエンジン１の初爆トルク上昇分を図１０に示すトルク変動αとするものであり、このトルク変動を打ち消すトルクを回生トルクとしてモータ/ジェネレータ５に指令することから、初爆トルクのエネルギーを回収してハイブリッド車両の燃費が向上する。

好ましくは、エンジンへ１の始動指令を行う際には第２クラッチ７を、運転者の乗り心地性能を損なう所定値以上のトルクを伝達しないようスリップ制御する。これにより、エンジン１およびモータ/ジェネレータ５からの動力が急に増大しても、車両の駆動力が変動して運転者の乗り心地性能を損なうということを確実に防止できる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。

本発明の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の制御装置を適用可能な他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の制御装置を適用可能な更に他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図1〜3に示したパワートレーンの制御システムを示すブロック線図である。 統合コントローラで演算される制御を示すブロック図である。 目標駆動力を算出するためのマップである。 運転モードの切り替えを判断するためのマップである。 バッテリの蓄電状態SOCに対する目標充放電量を表すマップである。 統合コントローラが実行するエンジンの失火または未始動を検出する制御プログラムを示すフローチャートである。 エンジンの失火を検出する際の指令状態および動作状態を示すタイムチャートである。 エンジンが始動する際の指令状態および動作状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 駆動車輪（後輪）
３ 自動変速機
４ 伝動軸
５ モータ/ジェネレータ
６ 第1クラッチ
７ 第2クラッチ
８ ディファレンシャルギヤ装置
９ バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ

Claims (5)

1. 動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、これらエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力を車輪側へ伝達して走行可能なハイブリッド車両において、
   これらモータ/ジェネレータとエンジンとによって駆動される動力軸の回転数を、モータ/ジェネレータトルクの増減により制御する目標回転数制御手段と、
   前記エンジンにトルク変動を与えるよう指令するトルク変動指令手段とを具え、
   エンジンにトルク変動を与えるよう指令した際に、エンジンのトルク変動による前記動力軸の回転数変動を打ち消すよう前記目標回転数制御手段が前記モータ/ジェネレータに打消トルクを指令しなかったときをもってエンジンの失火または未始動を検出するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置。
2. 請求項1に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置において、
   前記トルク変動指令手段は、前記モータ/ジェネレータが低回転の状態で走行している場合、モータ/ジェネレータと電力を授受するバッテリの蓄電状態が低い場合、該バッテリとモータ/ジェネレータと前記エンジンの温度が各々の動作適温よりも低い場合、のうちの少なくとも1つの場合であると判定すると、前記エンジンのトルクを増大させるようトルク変動を与えるよう指令することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置。
3. 請求項1に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置において、
   前記トルク変動指令手段は、前記モータ/ジェネレータが高回転の状態で走行している場合、モータ/ジェネレータと電力を授受するバッテリの蓄電状態が高い場合、該バッテリとモータ/ジェネレータと前記エンジンの温度が各々の動作適温よりも高い場合、のうちの少なくとも1つの場合であると判定すると、前記エンジンのトルクを減少させるようトルク変動を与えるよう指令することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置。
4. 請求項1または2に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置において、
   前記トルク変動指令手段は、前記エンジンへの始動指令をもってエンジンにトルク変動を与えるよう指令することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置。
5. 請求項4に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置において、
   前記ハイブリッド車両は前記エンジンおよび前記モータ/ジェネレータからの動力を車輪側に伝達する経路に動力を断接可能なクラッチを具え、
   前記エンジンへの始動指令を行う際には前記クラッチを、所定値以上のトルクを伝達しないようスリップ制御することを特徴とするハイブリッド車両のエンジン失火検出制御装置。

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