JP7327358B2 - ハイブリッド車両のエンジン失火検出装置 - Google Patents
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Description
エンジン失火検出装置は、発電機回転角センサとプロセッサとを備える。発電機回転角センサは、発電機回転軸の回転角を検出する。プロセッサは、内燃機関の失火を検出する失火検出処理を実行する。
失火検出処理は、発電機回転軸の回転速度の振幅の大きさに相関し且つ発電機回転角センサを用いて検出される振幅相関値が判定閾値よりも大きい場合に、内燃機関に失火が生じたと判定する第1失火検出処理を含む。
1-1.ハイブリッド車両の構成
図1は、実施の形態1に係るハイブリッド車両1の構成の一例を示す模式図である。より詳細には、図1には、ハイブリッド車両1が備えるパワートレーンシステム10が表されている。パワートレーンシステム10は、内燃機関12と、第1モータジェネレータ(第1MG)14と、第2モータジェネレータ(第2MG)16と、バッテリ18と、制御装置20とを備えている。
図1に示すECU22が備えるプロセッサ22aは、本発明に係る「エンジン失火検出装置が備えるプロセッサ」の一例に相当する。プロセッサ22aは、内燃機関12の失火を検出するための失火検出処理を実行する。本実施形態では、失火検出処理として、本発明に係る「第1失火検出処理」に相当する後述の「失火検出処理A」が実行される。
シリーズ方式のハイブリッド車両(以下、単に「シリーズハイブリッド車両」とも称する)1では、他の方式(例えば、動力分割方式又はパラレル方式)のハイブリッド車両と比べて、トーショナルダンパ26に対して非エンジン側(すなわち、第1MG14の側)に位置する回転要素のイナーシャImgが小さくなる。その結果、これらの方式の違いによって振動モードが変化するため、連続失火が発生した際のエンジン回転速度Neによっては、内燃機関12からトーショナルダンパ26を介した第1MG14までの動力伝達系P(後述の図3参照)の反共振点の影響でエンジン回転変動(すなわち、クランク軸12bの回転変動)が生じにくくなる。このため、シリーズハイブリッド車両1に搭載された発電専用の内燃機関12においては、一般的なエンジン回転変動を利用した手法では連続失火を適切に検出することが困難な状況が生じ得る。したがって、失火検出手法の改善が求められる。
次に、図5は、失火が生じていない場合のエンジン回転速度Ne及びMG回転速度Nmgの波形を説明するためのタイムチャートである。図6は、特定の1つの気筒で連続失火が生じている場合のエンジン回転速度Ne及びMG回転速度Nmgの波形を説明するためのタイムチャートである。これらの図では、比較のために参照するハイブリッド車両Xに関する波形は細い実線で示され、本実施形態のシリーズハイブリッド車両1に関する波形は太い実線で示されている。また、これらの図には、触媒暖機を伴うファストアイドル運転時の波形が表されており、エンジン回転速度Neは一定値(一例として1300rpm)を中心に推移している。
上述の課題及び知見に鑑み、本実施形態では、内燃機関12の失火検出のために、MG側の回転変動を利用した失火検出処理Aが実行される。具体的には、失火検出処理Aでは、プロセッサ22aは、「振幅相関値」が所定の判定閾値よりも大きい場合に、内燃機関12に失火が生じたと判定する。
図9は、実施の形態1に係る失火検出処理Aの流れを示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、内燃機関12の始動完了後のエンジン運転中に繰り返し実行される。
以上説明したように、MG側のイナーシャImgが小さいシリーズハイブリッド車両1のための失火検出処理Aによれば、MG側の回転変動の振幅相関値の利用により、MG側の回転変動がエンジン側の回転変動よりも生じ易い低周波数帯域(図4(B)参照)を使用するエンジン運転条件(例えば、触媒暖機を伴うファストアイドル運転条件)において、簡易な手法で連続失火の検出精度を高めることができる。
実施の形態2は、以下に説明する手法で内燃機関12の運転中に失火検出処理が変更される点を除き、上述した実施の形態1と同様である。
図10は、実施の形態2に係る失火検出処理の選択手法を説明するためのグラフである。図10は、図4(B)と同じ関係を示している。図10中の特定周波数値fthは、MG側の回転変動指標値(伝達関数のゲイン)とエンジン側の回転変動指標値とが交差する(すなわち、等しくなる)ときの周波数fの値に相当する。この特定周波数値fthより低い低周波数帯域B1では、MG側の回転変動の方がエンジン側の回転変動よりも生じ易くなる。一方、周波数値fthより高い高周波数帯域B2では、エンジン側の回転変動の方がMG側の回転変動よりも生じ易くなる。したがって、2つの周波数帯域B1、B2の双方での高い失火検出性を両立させるためには、低周波数帯域B1ではMG側の回転変動を利用し、高周波数帯域B2ではエンジン側の回転変動を利用することが好ましいといえる。
図11は、実施の形態2に係る失火検出処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、内燃機関12の始動完了後のエンジン運転中に繰り返し実行される。
以上説明した実施の形態2によれば、エンジン回転周波数fneの0.5次の周波数値(2分の1の周波数値)が特定周波数値fth以下の場合には、MG側の回転変動を利用する失火検出処理Aが選択され、0.5次の周波数値が特定周波数値fthよりも大きい場合には、エンジン側の回転変動を利用する失火検出処理Bが選択される。これにより、2つの周波数帯域B1、B2(図10参照)の双方での高い失火検出性を両立させることができる。
(失火検出処理Aを使用するエンジン運転条件の他の例)
MG側の回転変動を利用する失火検出処理A(第1失火検出処理)は、ファストアイドル運転条件に限らず、0.5次の周波数値(2分の1の周波数値)が特定周波数値fth(図10参照)以下となる他のエンジン運転条件において、触媒暖機又は他の目的で最適点火時期MBTに対する点火時期の遅角が行われているときに実行されてもよい。
MG側の回転要素がギヤ比を有する場合には、MG側のイナーシャImgは当該ギヤ比(より詳細には、ギヤ比の2乗)の影響を受ける。したがって、当該ギヤ比を変更可能に構成されたパワートレーンシステムでは、内燃機関12の運転中に、ギヤ比の変更に伴ってイナーシャImgが変化し、さらにはイナーシャ比R(図2参照)が変化することになる。その結果、内燃機関12の運転中にイナーシャ比Rが所定値R1(図2参照)よりも低いか高いかに応じて、失火検出のためにMG側の回転変動とエンジン側の回転変動のどちらを用いるのが適切であるかが変化し得る。そこで、このような構成を有するパワートレーンシステムを備えるシリーズハイブリッド車両では、エンジン失火検出装置のプロセッサは、内燃機関の運転中にイナーシャ比Rを算出するように構成されてもよい。そのうえで、プロセッサは、イナーシャ比Rが所定値R1以下の場合には失火検出処理A(第1失火検出処理)を選択し、イナーシャ比Rが所定値R1よりも高い場合には失火検出処理B(第2失火検出処理)を選択してもよい。
10 パワートレーンシステム
12 内燃機関
12a 気筒
12b クランク軸
12c 点火装置
12e 排気浄化触媒
14 第1モータジェネレータ(発電機)
14a 第1モータジェネレータの回転軸(発電機回転軸)
16 第2モータジェネレータ(電動機)
18 バッテリ
20 制御装置
22 電子制御ユニット(ECU)
22a プロセッサ
26 トーショナルダンパ
32 車輪
34 クランク角センサ
36 レゾルバ(発電機回転角センサ)
Claims (5)
- 複数の気筒とクランク軸とを有する発電専用の内燃機関と、トーショナルダンパを介して前記クランク軸と連結された発電機回転軸を有する発電機とを備えるハイブリッド車両に搭載されたエンジン失火検出装置であって、
前記エンジン失火検出装置は、
前記発電機回転軸の回転角を検出する発電機回転角センサと、
前記内燃機関の失火を検出する失火検出処理を実行するプロセッサと、
を備え、
前記失火検出処理は、前記発電機回転軸の回転速度の振幅の大きさに相関し且つ前記発電機回転角センサを用いて検出される振幅相関値が判定閾値よりも大きい場合に、前記内燃機関に失火が生じたと判定する第1失火検出処理を含む
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装置。 - 前記エンジン失火検出装置は、クランク角センサをさらに備え、
前記失火検出処理は、前記クランク角センサを用いて検出される前記クランク軸の回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を検出する第2失火検出処理を含み、
前記クランク角センサを用いて検出される前記クランク軸の回転速度に対応するエンジン回転周波数の2分の1の周波数値が特定周波数値以下の場合には前記第1失火検出処理を選択し、
前記2分の1の周波数値が前記特定周波数値よりも大きい場合には前記第2失火検出処理を選択し、
前記特定周波数値は、前記内燃機関のトルクに対する前記クランク軸の回転角変位の比である伝達関数のゲインが、前記内燃機関のトルクに対する前記発電機回転軸の回転角変位の比である伝達関数のゲインと等しくなるときの周波数の値である
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出装置。 - 前記プロセッサは、前記2分の1の周波数値が前記特定周波数値以下であって且つ前記内燃機関の点火時期を最適点火時期よりも遅角しているエンジン運転条件において、前記第1失火検出処理を選択する
ことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出装置。 - 前記プロセッサは、前記内燃機関の冷間始動直後のファストアイドル運転時に、前記第1失火検出処理を実行する
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1つに記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出装置。 - 前記振幅相関値は、前記発電機回転軸の回転速度の全振幅の大きさである
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1つに記載のハイブリッド車両のエンジン失火検出装置。
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