JP7427991B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、排ガス浄化装置を有する多気筒の内燃機関と、モータと、を備えるハイブリッド車両に関する。

従来、内燃機関として、排ガス浄化装置を有する多気筒のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。排ガス浄化装置は、排ガスを浄化する触媒を備える。この内燃機関では、触媒の昇温要求があるときには、一部の気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーンとし残余の気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチとする制御を実行する。こうした制御により、空燃比がリッチに設定された気筒からは燃料の未燃成分が排気系に排出され、空燃比がリーンの気筒からは燃焼に供しない空気が排気系へ排出される。排気系では、燃料の未燃成分と空気に含まれる酸素とが反応し、反応熱で触媒を昇温させることができる。

特開２００４－２１８５４１号公報

上述の内燃機関では、環境温度が低い場合には、触媒を十分に昇温できない場合がある。このため、触媒の昇温を更に促進する制御として、一部の気筒への燃料噴射を停止して、残余の気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチとする触媒昇温制御が提案されている。内燃機関とモータとを搭載し、内燃機関からの動力とモータからの動力とを駆動軸に出力して走行するハイブリッド車両では、こうした触媒昇温制御の実行中に、一部の気筒への燃料噴射を停止することによる走行用のトルクの減少を補うために、燃料噴射を停止している期間にモータから出力するトルクを増加させる制御を行なう。このとき、モータからのトルクが内燃機関の出力軸に作用することから、燃料噴射を停止している期間と燃料噴射を行なっている期間とで内燃機関の回転変動の挙動が異なるものとなる。こうしたハイブリッド車両では、各気筒毎に失火が生じているか否かを判定する失火判定が行なわれる。しかしながら、触媒昇温制御の実行中は燃料を噴射している期間と燃料噴射を停止している期間とで内燃機関の挙動が異なることから、失火判定の対象が燃料噴射を行なっている気筒であるか否かに拘わらず同一の手法で失火判定を行なうと、失火を誤判定することがある。

本発明のハイブリッド車両は、触媒昇温制御の実行中における失火の誤判定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両は、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は、
排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化装置を有し、走行用の動力を出力可能な多気筒の内燃機関と、
走行用の動力を出力すると共に、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能なモータと、
走行に要求される要求トルクで走行するように前記内燃機関と前記モータとを制御する制御装置と、
前記内燃機関の各気筒毎に失火が生じているか否かを判定する失火判定を実行する失火判定装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記触媒の昇温が要求されたときには、一部の気筒への燃料噴射を停止させると共に残余の気筒に燃料を供給する触媒昇温制御を実行すると共に、前記一部の気筒への燃料噴射の停止によって前記要求トルクに対して不足する分のトルクが前記モータから出力されるように前記内燃機関と前記モータとを制御し、
前記失火判定装置は、前記触媒昇温制御を実行しているときには、燃料を噴射している気筒については前記失火判定を実行し、燃料噴射を停止している気筒については前記失火判定を実行しない、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、触媒の昇温が要求されたときには、一部の気筒への燃料噴射を停止させると共に残余の気筒に燃料を供給する触媒昇温制御を実行すると共に、一部の気筒への燃料噴射の停止によって要求トルクに対して不足する分のトルクがモータから出力されるように内燃機関とモータとを制御する。そして、触媒昇温制御を実行しているときには、燃料を噴射している気筒については失火判定を実行し、燃料噴射を停止している気筒については失火判定を実行しない。この結果、触媒昇温制御の実行中における失火の誤判定を抑制できる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、前記失火判定装置は、前記触媒昇温制御を実行していない場合には、前記内燃機関の点火気筒が変化する点火サイクル毎に前記内燃機関の回転変動と１つ前の点火サイクルにおける前記内燃機関の回転変動との比較に基づいて各気筒毎に失火が生じているか否かを判定し、前記触媒昇温制御を実行している場合において、前記一部の気筒に続いて点火する気筒の失火を判定するときには、前記内燃機関の回転変動と２つ前の点火サイクルにおける前記内燃機関の回転変動との比較に基づいて失火が生じているか否かを判定してもよい。こうすれば、より適正に、触媒昇温制御の実行中における失火の誤判定を抑制できる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車両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により実行される触媒昇温制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される昇温制御時失火判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 各気筒１１１の燃焼期間や昇温実行信号の状態、３０度所要時間Ｔ３０の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。

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車両２０は、図示するように、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、蓄電装置としてのバッテリ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、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する４気筒（１番～４番気筒）の内燃機関として構成されている。エンジン２２は、図２に示すように、吸気管１１３と、吸気マニホールド１１３ｍと、スロットルバルブ１１４と、図示しない複数の吸気弁および複数の排気弁と、複数のポート噴射弁１１５ｐと、複数の筒内噴射弁１１５ｄと、複数の点火プラグ１１６と、排気マニホールド１１７ｍと、排気管１１７と、を備える。スロットルバルブ１１４は、吸気管１１３内の通路面積を変更可能な電子制御式のスロットルバルブである。吸気マニホールド１１３ｍは、吸気管１１３および各気筒１１１の吸気ポートに接続される。各ポート噴射弁１１５ｐは、対応する吸気ポートに燃料を噴射する。各筒内噴射弁１１５ｄは、対応する気筒１１１に燃料を直接噴射する。排気マニホールド１１７ｍは、各気筒１１１の排気ポートおよび排気管１１７に接続される。排気管１１７には、上流側浄化装置１１８と、下流側浄化装置１１９と、が取り付けられている。上流側浄化装置１１８は、エンジン２２の各気筒１１１からの排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ、ＮＯｘといった有害成分を浄化するＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）１１８ａを備える。下流側浄化装置１１９は、上流側浄化装置１１８の下流側に配置され、排ガス中の粒子状物質（微粒子）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）１１９ｆを備える。パティキュレートフィルタ１１９ｆは、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタにＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）を担持したものである。

また、エンジン２２は、低圧燃料供給管ＬＬを介してフィードポンプ（低圧ポンプ）Ｐｆに接続された低圧デリバリパイプＤＬと、高圧燃料供給管ＬＨを介してサプライポンプ（高圧ポンプ）Ｐｓに接続された高圧デリバリパイプＤＨと、を備える。低圧デリバリパイプＤＬには、各ポート噴射弁１１５ｐの燃料入口が接続されている。高圧デリバリパイプＤＨには、各筒内噴射弁１１５ｄの燃料入口が接続されている。フィードポンプＰｆは、図示しない補機バッテリからの電力により駆動されるモータを含む電動ポンプとして構成されている。フィードポンプＰｆからの燃料は、低圧デリバリパイプＤＬ内に蓄えられると共に、当該低圧デリバリパイプＤＬから各ポート噴射弁１１５ｐに供給される。サプライポンプＰｓは、例えばエンジン２２により駆動されるピストンポンプ（機械式ポンプ）として構成されている。サプライポンプＰｓからの高圧の燃料は、高圧デリバリパイプＤＨ内に蓄えられると共に、当該高圧デリバリパイプＤＨから各筒内噴射弁１１５ｄに供給される。

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。

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、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａ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２３ｂからの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、排気管１１７の上流側浄化装置１１８よりも上流側に取り付けられた空燃比センサ２５ｂからの空燃比ＡＦや、排気管１１７の上流側浄化装置１１８と下流側浄化装置１１９の間に取り付けられた酸素センサ２５ｃからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。更に、下流側浄化装置１１９の前後の差圧（上流側と下流側との差圧）を検出する差圧センサ２５ｇからの差圧ΔＰも挙げることができる。そして、上流側浄化装置１１８の温度、即ち。排ガス浄化触媒１１８ａの温度（触媒温度）を検出する上流側触媒温度センサ１１８ｂからの触媒温度Ｔｃｔや、下流側浄化装置１１９の温度、即ち、パティキュレートフィルタ１１９ｆの温度（触媒温度）を検出する下流側触媒温度センサ１１９ｂからフィルタ温度Ｔｐｆを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、スロットルバルブ１１４への駆動信号や、各ポート噴射弁１１５ｐへの駆動信号、各筒内噴射弁１１５ｄへの駆動信号、各点火プラグ１１６への点火信号、フィードポンプＰｆへの駆動信号、サプライポンプＰｓへの駆動信号を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２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ（図示せず）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。更に、エンジンＥＣＵ２４は、差圧センサ２５ｇからの差圧ΔＰに基づいて、下流側浄化装置１１９のパティキュレートフィルタ１１９ｆに堆積した粒子状物質の堆積量としての堆積量Ｄｐｍを演算している。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

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３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８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、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の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。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。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や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２、モータＭＧ２の温度を検出する温度センサ４４ｔからの温度ｔｍ２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に接続されている。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により管理されている。

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。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が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、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からのバッテリ５０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からのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

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、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を挙げることができる。また、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や、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は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド車両２０は、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊には、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御によって演算した値を設定する。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には、要求トルクＴｄ＊にトルク指令Ｔｍ１＊をプラネタリギヤ３０のギヤ比で除した値（＝Ｔｄ＊＋Ｔｍ１＊／ρ）を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて、スロットルバルブ１１４の開度を調整する吸入空気量制御や、各ポート噴射弁１１５ｐまたは各筒内噴射弁１１５ｄからの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御、各点火プラグ１１６の点火時期を制御する点火制御などを行なう。

吸入空気量制御は、スロットルバルブ１１４を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を効率よく運転するための開度に制御することにより行なわれる。燃料噴射制御は、吸入空気量Ｑａに基づいて、エンジン２２の各気筒１１１における空燃比が理論空燃比（＝１４．６～１４．７）になるように各ポート噴射弁１１５ｐまたは各筒内噴射弁１１５ｄを制御することにより行なわれる。燃料噴射制御では、要求パワーＰｅ＊が所定値以下である場合には、各ポート噴射弁１１５ｐから燃料が噴射され、各筒内噴射弁１１５ｄからの燃料噴射が停止される。要求パワーＰｅ＊が所定値を超えている間、各ポート噴射弁１１５ｐからの燃料噴射が停止され、各筒内噴射弁１１５ｄから燃料が噴射される。点火制御は、各点火プラグ１１６の点火時期を、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を効率よく運転するための点火時期に制御することにより行なわれる。実施例では、複数の気筒１１１への燃料噴射および点火は、１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒の順で実行される。以下、上述したエンジンＥＣＵ２４で実行される制御を「通常運転制御」と称することがある。

モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２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。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にで要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御については上述した。

実施例のハイブリッド車両２０では、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が運転しているときに、エンジン２２のいずれかの気筒で失火が生じているか否かを判定する失火判定を実行する。失火判定は、基本的には、エンジン２２のクランクシャフト２３のクランク角θｃｒが所定角度だけ変化して点火気筒が変化する点火サイクル毎に（実施例では、エンジン２２が４気筒であることから１８０度毎に）実行される。失火判定では、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。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未満のときには、エンジン２２で失火が生じていないと判定し、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆ以上のときには、エンジン２２で失火が生じていると判定する。以下、この失火判定を、「通常失火判定」と称することがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車両２０の動作、特に、上流側浄化装置１１８の排ガス浄化触媒（三元触媒）１１８ａと下流側浄化装置１１９のパティキュレートフィルタ１１９ｆとを昇温させる触媒昇温制御中に、エンジン２２の各気筒１１１に失火が生じているか否かを判定する失火判定を行なう際の動作について説明する。最初に、触媒昇温制御について説明し、次に、触媒昇温制御中の失火判定について説明する。

図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される触媒昇温制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。触媒昇温制御ルーチンは、上流側浄化装置１１８の排ガス浄化触媒（三元触媒）１１８ａと下流側浄化装置１１９のパティキュレートフィルタ１１９ｆとの昇温が要求されているとき、つまり、エンジン２２を運転しているとき（エンジン２２が運転停止中や自立運転中ではないとき）であり、且つ、触媒昇温条件が成立しているときに繰り返し実行される。触媒昇温条件は、差圧センサ２５ｇからの差圧ΔＰに基づいて演算した堆積量Ｄｐｍが予め定められた閾値Ｄ１（例えば、４８００ｍｇ、５０００ｍｇ、５２００ｍｇなど）以上であり、且つ、下流側触媒温度センサ１１９ｂにより検出されたフィルタ温度Ｔｐｆが昇温開始温度Ｔｘ（例えば、５５０℃、６００℃、６５０℃など）以上であるときに、成立する。

触媒昇温制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、クランク角θｃｒを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。クランク角θｃｒは、クランクポジションセンサ２３ａにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４を介して通信により入力している。

続いて、上述のＨＶ走行モードと同様の処理で、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１、ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１１０）。

続いて、クランク角θｃｒに基づいて燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１が、燃料噴射を停止する気筒として予め定められた１つのＦＣ気筒（実施例では、１番気筒）であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１がＦＣ気筒であるときには、１つの気筒１１１への燃料噴射の停止によりエンジン１０からプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６へ出力されなくなるトルク（以下、「不足トルク」と称することもある）をモータＭＧ２で補うようにトルク指令Ｔｍ２＊を再設定し（ステップＳ１３０）、燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、ステップＳ１３０を実行せずに、ステップＳ１４０へ進む。

そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と昇温実行信号とをエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１４０）、触媒昇温制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御については、上述のＨＶ走行モードやＥＶ走行モードと同様である。

エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と昇温実行信号とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などのエンジン２２の運転制御を行なう。吸入空気量制御は、上述の通常運転制御と同様に行なわれる。

燃料噴射制御は、４つの気筒１１１のうちＦＣ気筒（１番気筒）について、燃料噴射量を値０とする。４つの気筒１１１のうち残余の３気筒（２番～４番気筒）について、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を運転する際に空燃比が理論空燃比（＝１４．６～１４．７）になるように設定される基本燃料噴射量Ｑｆｂに、基本燃料噴射量Ｑｆｂの所定割合ｋ（実施例で、１５％、２０％、２５％など）を加えた値（＝Ｑｆｂ＋Ｑｆｂ・ｋ）を燃料噴射量とする。そして、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいて燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１を判別し、燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１に対応するポート噴射弁１１５ｐまたは筒内噴射弁１１５ｄから設定した燃料噴射量の燃料を噴射する。こうした制御により、ＦＣ気筒（１番気筒）での燃料噴射を停止させると共に、残余の気筒（２番～４番気筒）における空燃比を理論空燃比よりリッチとしている。

点火制御は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいて点火時期が到来している気筒１１１を判別し、点火時期が到来している気筒１１１がＦＣ気筒のときには、対応する点火プラグ１１６の点火を停止し、点火時期が到来している気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、対応する点火プラグ１１６の点火時期を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を効率よく運転する点火時期に制御することにより行なわれる。

こうした制御により、燃料を噴射する気筒１１１からは燃料の未燃成分が排気マニホールド１１７ｍを介して排気管１１７へ排出され、燃料噴射が停止されるＦＣ気筒からは空気が排気マニホールド１１７ｍを介して排気管１１７へ排出される。排気管１１７では、燃料未燃成分と空気中に含まれる酸素とが反応し、その反応熱で、上流側浄化装置１１８の排ガス浄化触媒（三元触媒）１１８ａや、下流側浄化装置１１９の排ガス浄化触媒（三元触媒）を担持したパティキュレートフィルタ１１９ｆを十分かつ速やかに昇温させている。

燃料噴射開始時期が到来した気筒１１１がＦＣ気筒であるときには、ステップＳ１３０、Ｓ１４０でモータＭＧ２からのトルクで不足トルクを補うようにトルク指令Ｔｍ２＊を再設定して、再設定したトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２を駆動する。こうした制御により、触媒昇温制御ルーチンの実行中に駆動軸３６に出力されるトルクの落ち込みを抑制し、ドライバビリティの悪化を抑制している。

次に、触媒昇温制御ルーチンの実行中のエンジン２２の失火判定について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される昇温制御時失火判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。昇温制御時失火判定ルーチンは、触媒昇温制御ルーチンの実行中に、上述の通常失火判定に代えて、エンジン２２のクランクシャフト２３のクランク角θｃｒが所定角度だけ変化して点火気筒が変化する点火サイクル毎に（実施例では、エンジン２２が４気筒であることから１８０度毎に）繰り返し実行される。

昇温制御時失火判定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４の図示しないＣＰＵは、クランク角θｃｒを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。クランク角θｃｒは、クランクポジションセンサ２３ａにより検出されたものを入力している。

次に、クランク角θｃｒに基づいて失火判定の対象としている気筒１１１が上述の触媒昇温制御におけるＦＣ気筒（１番気筒）であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒であるときには、失火判定を実行せずに、昇温制御時失火判定ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０で失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒の次に点火時期が到来する気筒（３番気筒）であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒の次に点火する気筒でないときには、この点火サイクルにおけるクランクシャフト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を計算し、計算した３０度所要時間Ｔ３０から１点火サイクル前（前回）に計算した３０度所要時間Ｔ３０を減じて所要時間変化量ΔＴ３０を演算し（ステップＳ２４０）、演算した所要時間変化量ΔＴ３０を用いて失火判定を行なって（ステップＳ２６０）、昇温制御時失火判定ルーチンを終了する。ステップＳ２６０では、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆ未満のときには、エンジン２２で失火が生じていないと判定し、所要時間変化量ΔＴ３０が失火判定用閾値ΔＴ３０ｒｅｆ以上のときには、エンジン２２で失火が生じていると判定する。

ステップＳ２２０で失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒の次に点火する気筒（３番気筒）であるときには、この点火サイクルにおいてクランクシャフト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を計算し、計算した３０度所要時間Ｔ３０から２点火サイクル前（前々回）に計算した３０度所要時間Ｔ３０を減じて所要時間変化量ΔＴ３０を演算し（ステップＳ２５０）、演算した所要時間変化量ΔＴ３０を用いて失火判定を行なって（ステップＳ２６０）、昇温制御時失火判定ルーチンを終了する。

図５は、各気筒１１１の燃焼期間や昇温実行信号の状態、３０度所要時間Ｔ３０の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図中、実線は、実施例の各気筒１１１の燃焼タイミングや昇温実行信号の状態、３０度所要時間Ｔ３０の時間変化の一例を示している。破線は、触媒昇温制御を実行していない第１比較例での１番気筒の燃焼期間と３０度所要時間Ｔ３０の時間変化の一例を示している。一点鎖線は、図３の触媒昇温制御ルーチンにおいてステップＳ１２０，Ｓ１３０を実行しない第２比較例のエンジン２２の３０度所要時間Ｔ３０の時間変化の一例を示している。

実施例および第２比較例（一点鎖線）では、昇温実行信号が出力されているときには（時刻ｔ１以降）、３番気筒での燃焼期間と２番気筒での燃焼期間との間の期間（第１比較例（破線）において１番気筒での燃焼期間に対応する期間）において、１番気筒での燃料噴射が停止される。第２比較例では、ステップＳ１２０、Ｓ１３０を実行しない、即ち、燃料噴射の停止による不足トルクを補うようにモータＭＧ２を駆動しないことから、３０度所要時間Ｔ３０が大きくなり、所要時間変化量ΔＴ３０が大きくなることから、失火判定を実行すると失火が生じていると判定される。

実施例では、ステップＳ１２０、Ｓ１３０を実行して、燃料噴射の停止による不足トルクを補うようにモータＭＧ２を駆動するから、駆動軸３６に出力されるトルクの落ち込みが抑制されるが、モータＭＧ２からプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２のクランクシャフト２６にトルクが出力され、図示するように、第２比較例に比して３０度所要時間Ｔ３０が小さくなり、所要時間変化量ΔＴ３０が小さくなることから、失火判定を実行すると実際には失火しているにも拘わらず失火が生じていないと誤判定してしまう。実施例では、図４の昇温制御時失火判定ルーチンにより、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒であるときには失火判定を実行しないから、こうした失火の誤判定を抑制できる。

また、実施例では、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒の次に点火する気筒（３番気筒）であるときに、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を演算すると（破線矢印参照）、所要時間変化量ΔＴ３０が大きくなり、実際には失火していないにも拘わらず失火が生じていると誤判定することがある。実施例では、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒の次に点火する気筒であるときには、ステップＳ２５０で演算した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を演算するから（実線矢印参照）、実際には失火していないにも拘わらず失火が生じていると誤判定することを抑制できる。

以上説明した実施例のハイブリッド車両２０によれば、上流側浄化装置１１８の排ガス浄化触媒（三元触媒）１１８ａと下流側浄化装置１１９のパティキュレートフィルタ１１９ｆとの昇温が要求されたときには、１つの気筒１１１への燃料噴射を停止させると共に残余の気筒１１１に燃料を供給する触媒昇温制御を実行すると共に、１つの気筒１１１への燃料噴射の停止によって要求トルクＴｄ＊に対して不足する分のトルクがモータＭＧ２から出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ２とを制御し、触媒昇温制御を実行しているときには、燃料を噴射している気筒１１１については失火判定を実行し、燃料噴射を停止している気筒１１１については失火判定を実行しないことにより、触媒昇温制御の実行中における失火の誤判定を抑制できる。

実施例のハイブリッド車両２０では、図４に例示した昇温制御時失火判定ルーチンにおいて、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、ステップＳ２３０～Ｓ２５０を実行している、しかしながら、ステップＳ２３０、Ｓ２５０を実行せずに、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、ステップＳ２４０を実行してもよい。

実施例のハイブリッド車両２０では、エンジン２２の失火判定は、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を計算し、演算した３０度所要時間Ｔ３０から１点火または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を計算することにより行なわれている。しかしながら、１点火または２点火サイクル前に演算した３０度所要時間Ｔ３０を用いずに、演算した３０度所要時間Ｔ３０が失火判定用閾値Ｔ３０ｒｅｆ未満のときは、エンジン２２に失火が生じていないと判定し、演算した３０度所要時間Ｔ３０が失火判定用閾値Ｔ３０ｒｅｆ以上のときには、エンジン２２で失火が生じていると判定してもよい。この場合、図４に例示した昇温制御時失火判定ルーチンでは、失火判定の対象としている気筒１１１がＦＣ気筒でないときには、ステップＳ２３０～Ｓ２５０を実行せずに、最新に演算した３０度所要時間Ｔ３０が失火判定用閾値Ｔ３０ｒｅｆ未満のときは、エンジン２２に失火が生じていないと判定し、最新に演算した３０度所要時間Ｔ３０が失火判定用閾値Ｔ３０ｒｅｆ以上のときには、エンジン２２で失火が生じていると判定すればよい。

実施例のハイブリッド車両２０では、エンジン２２の失火判定において、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を用いている。しかしながら、失火判定は、エンジン２２の回転変動に基づいて行なわればよく、３０度所要時間Ｔ３０の逆数を用いてもよい。

実施例のハイブリッド車両２０では、３０度所要時間Ｔ３０を用いて失火判定を実行している。しかしながら、失火判定の手法としては、３０度所要時間Ｔ３０を用いた手法に限定されるわけではなく、例えば、イオン電流検出法を用いてもよい。イオン電流検出法では、各点火プラグ１１６にイオン検出用電源と検出回路とを接続し、点火プラグ１１６と接地電極（各気筒１１１のシリンダヘッド）との間にイオン検出用電源を用いて検出電圧を印加し、燃焼時に発生するプラズマイオンを捕集して検出回路によりイオン電流として検出する。そして、イオン電流が所定閾値以上であるときには失火していないと判定し、イオン電流が所定閾値未満であるときには失火が生じていると判定する。

実施例のハイブリッド車両２０では、触媒昇温制御において１つの気筒１１１への燃料噴射を停止させている。しかしながら、２つ以上の気筒１１１への燃料噴射を停止させても構わない。

実施例のハイブリッド車両２０では、排気管１１７に上流側浄化装置１１８および下流側浄化装置１１９を備えている。しかしながら、上流側浄化装置１１８および下流側浄化装置１１９のうちのいずれかのみを備えていてもよい。

実施例のハイブリッド車両２０では、エンジン２２を４気筒としている。しかしながら、エンジン２２は、多気筒であればよいから、６気筒や８気筒などとしてもよい。

実施例では、エンジン２２をガソリンエンジンとして構成している。しかしながら、エンジン２２は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を含むディーゼルエンジンであってもよく、ＬＰＧエンジンであってもよい。

実施例のハイブリッド車両２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらを１つの電子制御ユニットとして構成してもよい。

実施例では、ハイブリッド車両２０を、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１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ている。しかしながら、ハイブリッド車両は、走行用の動力を出力可能な多気筒の内燃機関と、走行用の動力を出力すると共に、内燃機関の出力軸に動力を出力可能なモータと、を備える構成とすればよく、例えば、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してまたは変速機を介さずにモータを接続すると共にそのモータの回転軸にクラッチを介してエンジンを接続するいわゆる１モータハイブリッド車両の構成としてもよい。

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「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「失火判定装置」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、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド車両、２２ エンジン、２３ａ クランクポジションセンサ、２３ｂ 水温センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ｂ 空燃比センサ、２５ｃ 酸素センサ、２５ｇ 差圧センサ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、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、５７ コンデンサ、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、１１１ 気筒、１１３ 吸気管、１１３ｍ 吸気マニホールド、１１４ スロットルバルブ、１１５ｄ 筒内噴射弁、１１５ｐ ポート噴射弁、１１６ 点火プラグ、１１７ 排気管、１１７ｍ 排気マニホールド、１１８ 上流側浄化装置、 １１８ａ 浄化触媒（三元触媒）、１１８ｂ 上流側触媒温度センサ、１１９ 下流側浄化装置、１１９ｂ 下流側触媒温度センサ、１１９ｆ パティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）、ＤＬ 低圧デリバリパイプ、ＤＨ 高圧デリバリパイプ、ＬＬ 低圧燃料供給管、ＬＨ 高圧燃料供給管、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｐｆ フィードポンプ（低圧ポンプ）、Ｐｓ サプライポンプ（高圧ポンプ）。

Claims (1)

1. 排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化装置を有し、走行用の動力を出力可能な多気筒の内燃機関と、
   走行用の動力を出力すると共に、前記内燃機関の出力軸に動力を出力可能なモータと、
   走行に要求される要求トルクで走行するように前記内燃機関と前記モータとを制御する制御装置と、
   前記内燃機関の各気筒毎に失火が生じているか否かを判定する失火判定を実行する失火判定装置と、
   を備えるハイブリッド車両であって、
   前記制御装置は、前記触媒の昇温が要求されたときには、一部の気筒への燃料噴射を停止させると共に残余の気筒に燃料を供給する触媒昇温制御を実行すると共に、前記一部の気筒への燃料噴射の停止によって前記要求トルクに対して不足する分のトルクが前記モータから出力されるように前記内燃機関と前記モータとを制御し、
   前記失火判定装置は、前記触媒昇温制御を実行しているときには、燃料を噴射している気筒については前記失火判定を実行し、燃料噴射を停止している気筒については前記失火判定を実行せず、
   更に、
   前記失火判定装置は、前記触媒昇温制御の実行中に燃料を噴射している気筒の失火を判定する場合において、燃料噴射を停止している気筒に続いて点火する気筒ではない気筒の失火を判定するときには、前記内燃機関の回転変動と１つ前の点火サイクルにおける前記内燃機関の回転変動との比較に基づいて各気筒毎に失火が生じているか否かを判定し、燃料噴射を停止している気筒に続いて点火する気筒の失火を判定するときには、前記内燃機関の回転変動と２つ前の前記点火サイクルにおける前記内燃機関の回転変動との比較に基づいて失火が生じているか否かを判定する
   ハイブリッド車両。
   

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