JPWO2014167681A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

走行中であっても空燃比インバランスの検出を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。空燃比インバランス検出の際に、車両の要求駆動力に基づいてエンジン断接用クラッチ（Ｋ０）の係合状態を変化させるため、駆動輪から入力される外乱や動力伝達装置の共振振動による外乱のエンジン（１４）への伝達を抑制した状態で、走行中の空燃比インバランスを検出できる。また、要求駆動力に基づいてエンジン断接用クラッチ（Ｋ０）の係合状態を変化させるので、車両走行性も確保される。

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、エンジンの異常検出に関するものである。

エンジンの気筒間の空燃比ばらつき（空燃比インバランス）や排気浄化装置の触媒劣化などを検出する、所謂オンボードダイアグノーシス（以下、ＯＢＤと記載する）に関する技術が多数提案されている。例えば、特許文献１のハイブリッド車両では、エンジンの気筒間の空燃比インバランスを検出する際、エンジンパワーを定常状態にした上でＯＢＤを実行する技術が開示されている。

特開２０１２−６４１６号公報

ところで、特許文献１のハイブリッド車両にあっては、エンジンと駆動輪とが、複数のギヤ等を介して機械的に連結されている。従って、走行中にあっては、駆動輪からの外乱や駆動系共振による外乱がエンジンに伝達される。このような状態で空燃比インバランスの検出を実行すると、前記外乱によってもエンジンの回転速度変動が生じるので、エンジンの回転速度変動に基づいて検出される空燃比インバランスの検出が困難となる問題があった。これに対して、車両停止中であれば駆動輪から外乱が入力されることもないが、走行中に異常を検出できない。また、駆動系の共振が少ない回転速度に制御して共振振動の影響を排除することもできるが、エンジンと駆動系とが完全に切り離されない限り共振振動の影響を完全に排除することはできない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、走行中であっても空燃比インバランスの検出を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機と、そのエンジンと電動機および駆動輪との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、前記エンジンの気筒間の空燃比ばらつき検出を行うハイブリッド車両の制御装置において、(b)車両走行中に前記空燃比ばらつき検出を行う場合、車両の要求駆動力に基づいて前記クラッチの係合状態を変化させる。

このようにすれば、車両の要求駆動力に基づいてクラッチの係合状態を変化させるため、駆動輪から入力される外乱や駆動系の共振振動による外乱のエンジンへの伝達を抑制した状態で、走行中の空燃比ばらつきを検出できる。また、要求駆動力に応じてクラッチの係合状態を変化させて、車両走行性も確保される。

また、好適には、車両の要求駆動力が大きいほど、小さい場合に比べてクラッチのスリップ量を小さくする。車両の要求駆動力が大きくなると、エンジンのエンジントルクと電動機の電動機トルクとを併用して走行する必要が生じるので、クラッチのスリップ量を小さくする、すなわちクラッチのトルク容量を大きくする。これより、車両の要求駆動力を確保して車両走行性を向上することができる。また、車両の要求駆動力が小さい場合には、例えば電動機トルクによって要求駆動力を賄うこともできるため、クラッチを開放する乃至スリップ量を大きくすることで、外乱のエンジンへの伝達を抑制して、走行中の空燃比ばらつきの検出精度を向上できる。このようにして、車両の走行性能を確保しつつ、空燃比ばらつき検出を行うことができる。

また、好適には、前記車両の要求駆動力を前記電動機だけで出力可能な場合、前記クラッチを開放状態にする。このようにすれば、外乱のエンジンへの伝達を遮断した状態で空燃比ばらつきが検出されるため、空燃比ばらつきの検出精度が向上する。また、車両の要求駆動力は電動機から出力されるため、車両走行性も確保できる。

また、好適には、前記車両の要求駆動力を前記エンジンおよび前記電動機を併用して出力する場合、前記クラッチを係合乃至スリップ状態にする。このようにすれば、要求駆動力に応じてクラッチの係合状態を制御することで、要求駆動力を確保して車両走行性を向上することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両を構成するエンジンおよび電動機から駆動輪までの動力伝達経路の概略構成を説明する図である。 図１の電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち走行中において空燃比インバランス検出を精度良く実行できる制御作動を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０（以下、車両１０という）を構成するエンジン１４および電動機ＭＧから駆動輪３４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、走行用駆動力源として機能するエンジン１４の出力制御、自動変速機１８の変速制御、電動機ＭＧの駆動制御などのために車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。

図１において、車両用動力伝達装置１２（以下、動力伝達装置１２という）は、車体にボルト止め等によって取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース２０（以下、ケース２０という）内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１６、オイルポンプ２２、及び自動変速機１８等を備えている。また、動力伝達装置１２は、自動変速機１８の出力回転部材である出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、そのプロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２８、その差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型の車両１０に好適に用いられるものである。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力は、エンジン断接用クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とエンジン断接用クラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３２から、エンジン断接用クラッチＫ０、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

トルクコンバータ１６は、ポンプ翼車１６ａに入力された駆動力を自動変速機１８側へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。このポンプ翼車１６ａは、エンジン断接用クラッチＫ０とエンジン連結軸３２とを順次介してエンジン１４に連結されており、エンジン１４からの駆動力が入力され且つ軸心回りに回転可能な入力側回転要素である。トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂは、トルクコンバータ１６の出力側回転要素であり、自動変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸３６にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。また、トルクコンバータ１６は、ロックアップクラッチ３８を備えている。このロックアップクラッチ３８は、ポンプ翼車１６ａとタービン翼車１６ｂとの間に設けられた直結クラッチであり、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは開放状態とされる。

電動機ＭＧは、エンジン１４と駆動輪３４との間の動力伝達経路に連結されており、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギーから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、電動機ＭＧは、動力源であるエンジン１４の代替として、或いはそのエンジン１４と共に走行用の駆動力を発生させる走行用駆動力源として機能し得る。また、エンジン１４により発生させられた駆動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力（機械的エネルギー）から回生により電気エネルギを発生させ、その電気エネルギをインバータ４０や図示しない昇圧コンバータ等を介して蓄電装置であるバッテリ４６に蓄積する等の作動を行う。電動機ＭＧは、作動的にポンプ翼車１６ａに連結されており、電動機ＭＧとポンプ翼車１６ａとの間では、相互に動力が伝達される。従って、電動機ＭＧは、エンジン１４と同様に、変速機入力軸３６に動力伝達可能に連結されている。電動機ＭＧは、インバータ４０や図示しない昇圧コンバータ等を介してバッテリ４６との電力の授受を行うように接続されている。そして、電動機ＭＧを走行用駆動力源として走行する場合には、エンジン断接用クラッチＫ０が開放され、電動機ＭＧの動力が、トルクコンバータ１６、自動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び１対の車軸３０等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。

オイルポンプ２２は、ポンプ翼車１６ａに連結されており、自動変速機１８を変速制御したり、ロックアップクラッチ３８のトルク容量を制御したり、エンジン断接用クラッチＫ０の係合・開放を制御したり、車両１０の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりするための作動油圧をエンジン１４（或いは電動機ＭＧ）により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプである。また、動力伝達装置１２は、図示しない電動モータによって駆動される電動式オイルポンプ５２を備えており、例えば車両停止時など、オイルポンプ２２が駆動されない場合などには、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて油圧を発生させる。

エンジン断接用クラッチＫ０は、例えば互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、オイルポンプ２２や電動式オイルポンプ５２が発生する油圧を元圧とし動力伝達装置１２に設けられた油圧制御回路５０によって係合開放制御される。そして、その係合開放制御においてはエンジン断接用クラッチＫ０の動力伝達可能なトルク容量すなわちエンジン断接用クラッチＫ０の係合力が、油圧制御回路５０内のリニヤソレノイドバルブ等の調圧により例えば連続的に変化させられる。エンジン断接用クラッチＫ０は、それの開放状態において相対回転可能な１対のクラッチ回転部材（クラッチハブ及びクラッチドラム）を備えており、そのクラッチ回転部材の一方（クラッチハブ）はエンジン連結軸３２に相対回転不能に連結されている一方で、そのクラッチ回転部材の他方（クラッチドラム）はトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ａに相対回転不能に連結されている。このような構成から、エンジン断接用クラッチＫ０は、係合状態では、エンジン連結軸３２を介してポンプ翼車１６ａをエンジン１４と一体的に回転させる。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０の係合状態では、エンジン１４からの駆動力がポンプ翼車１６ａに入力される。一方で、エンジン断接用クラッチＫ０の開放状態では、ポンプ翼車１６ａとエンジン１４との間の動力伝達が遮断される。また、前述したように、電動機ＭＧは作動的にポンプ翼車１６ａに連結されているので、エンジン断接用クラッチＫ０は、エンジン１４と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路を断接するクラッチとして機能する。また、本実施例のエンジン断接用クラッチＫ０にあっては、油圧に比例してトルク容量（係合力）が増加し、油圧が供給されない状態では開放状態とされる、所謂ノーマリオープンタイプのクラッチが使用されている。

自動変速機１８は、エンジン断接用クラッチＫ０を介することなく電動機ＭＧに動力伝達可能に連結されて、エンジン１４および電動機ＭＧから駆動輪３４までの動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）からの動力を駆動輪３４側へ伝達する。自動変速機１８は、例えば複数の係合装置例えばクラッチＣやブレーキＢ等の油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち油圧式摩擦係合装置の係合と開放とにより）変速が実行されて複数の変速段（ギヤ段）が選択的に成立させられる有段の自動変速機として機能する遊星歯車式多段変速機である。すなわち、自動変速機１８は、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機であり、変速機入力軸３６の回転を変速して出力軸２４から出力する。また、この変速機入力軸３６は、トルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｂによって回転駆動されるタービン軸でもある。そして、自動変速機１８では、クラッチＣ及びブレーキＢのそれぞれの係合開放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて所定のギヤ段（変速段）が成立させられる。また、自動変速機１８のクラッチＣおよびブレーキＢの何れもが開放されるとニュートラル状態となり、駆動輪３４とエンジン１４および電動機ＭＧとの動力伝達経路が遮断される。

図１に戻り、車両１０には、例えばハイブリッド駆動制御などに関連する制御装置を含む電子制御装置１００が備えられている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１４の出力制御、電動機ＭＧの回生制御を含む電動機ＭＧの駆動制御、自動変速機１８の変速制御、ロックアップクラッチ３８のトルク容量制御、エンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や電動機制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。

電子制御装置１００には、例えばエンジン回転速度センサ５６により検出されたエンジン１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、空燃比センサ５７により検出されたエンジン１４の空燃比A/Fを表す信号、タービン回転速度センサ５８により検出された自動変速機１８の入力回転速度としてのトルクコンバータ１６のタービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸３６の回転速度である変速機入力回転速度Ｎinを表す信号、出力軸回転速度センサ６０により検出された車速関連値としての車速Ｖやプロペラシャフト２６の回転速度等に対応する出力軸２４の回転速度である変速機出力回転速度Ｎoutを表す信号、電動機回転速度センサ６２により検出された電動機ＭＧの回転速度である電動機回転速度Ｎmgを表す信号、スロットルセンサ６４により検出された不図示の電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θthを表す信号、吸入空気量センサ６６により検出されたエンジン１４の吸入空気量Ｑairを表す信号、加速度センサ６８により検出された車両１０の前後加速度Ｇ（或いは前後減速度Ｇ）を表す信号、冷却水温センサ７０により検出されたエンジン１４の冷却水温ＴＨwを表す信号、油温センサ７２により検出された油圧制御回路５０内の作動油の作動油温ＴＨoilを表す信号、アクセル開度センサ７４により検出された運転者による車両１０に対する駆動力要求量（ドライバ要求出力）としてのアクセルペダル７６の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、フットブレーキセンサ７８により検出された運転者による車両１０に対する制動力要求量（ドライバ要求減速度）としてのブレーキペダル８０の操作量であるブレーキ操作量Ｂrkを表す信号、シフトポジションセンサ８２により検出された公知の「Ｐ」，「Ｎ」，「Ｄ」，「Ｒ」，「Ｓ」ポジション等のシフトレバー８４のレバーポジション（シフト操作位置、シフトポジション、操作ポジション）Ｐshを表す信号、バッテリセンサ８６により検出されたバッテリ部４６の充電量（充電容量、充電残量）ＳＯＣなどが、それぞれ供給される。また、電子制御装置１００には、図示しないＤＣＤＣコンバータによって降圧された電力が充電される補機バッテリ８８から電力が供給される。

また、電子制御装置１００からは、例えばエンジン１４の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、電動機ＭＧの作動を制御するための電動機制御指令信号Ｓm、エンジン断接用クラッチＫ０や自動変速機１８のクラッチＣ及びブレーキＢの油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路５０に含まれる電磁弁（ソレノイドバルブ）や電動式オイルポンプ５２等を作動させるための油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。

図２は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、有段変速制御部１０２（有段変速制御手段）は、自動変速機１８の変速を行う変速制御部として機能するものである。有段変速制御部１０２は、例えば車速Ｖとアクセル開度Ａcc（或いは変速機出力トルクＴout等）とを変数として予め記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両の走行状態に基づいて、自動変速機１８の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち車両の走行状態に基づいて自動変速機１８の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、有段変速制御部１０２は、アクセルペダル７６の踏増し操作によるアクセル開度Ａccの増大に伴ってアクセル開度Ａcc（車両要求トルク）が上記ダウンシフト線を高アクセル開度（高車両要求トルク）側へ超えた場合には、自動変速機１８のダウンシフト要求が為されたと判定し、そのダウンシフト線に対応した自動変速機１８のダウンシフト制御を実行する。このとき、有段変速制御部１０２は、例えば予め記憶された所定の係合作動表に従ってギヤ段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は開放させる指令（変速出力指令、油圧指令）Ｓpを油圧制御回路５０へ出力する。油圧制御回路５０は、その指令Ｓpに従って、例えば開放側クラッチを開放すると共に係合側クラッチを係合して自動変速機１８の変速が実行されるように、油圧制御回路５０内のリニアソレノイドバルブを作動させてその変速に関与する係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。

ハイブリッド制御部１０４（ハイブリッド制御手段）は、エンジン１４の駆動を制御するエンジン駆動制御部としての機能と、インバータ４０を介して電動機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する電動機作動制御部としての機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び電動機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を実行する。例えば、ハイブリッド制御部１０４は、アクセル開度Ａccや車速Ｖから車両の要求駆動トルクＴrを算出し、さらに、伝達損失、補機負荷、自動変速機１８のギヤ段、バッテリ４６の充電量ＳＯＣ等を考慮して、その要求駆動トルクＴrが得られるように走行用駆動力源（エンジン１４及び電動機ＭＧ）を制御する。

より具体的には、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求駆動力Ｔrが電動機ＭＧの出力トルク（電動機トルク）Ｔmgのみで賄える範囲の場合には、走行モードをモータ走行モード（以下、ＥＶ走行モード）とし、電動機ＭＧのみを走行用の駆動力源とするモータ走行（ＥＶ走行）を行う。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、例えば上記車両要求駆動力Ｔrが少なくともエンジン１４の出力トルク（エンジントルク）Ｔeを用いないと賄えない範囲の場合には、走行モードをエンジン走行モード(ハイブリッド走行モード)とし、少なくともエンジン１４を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行う。

ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放させてエンジン１４とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路を遮断すると共に、電動機ＭＧにモータ走行に必要な電動機トルクＴmgを出力させる。一方で、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン走行（ハイブリッド走行）を行う場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合させてエンジン１４からの駆動力をポンプ翼車１６ａに伝達させると共に、必要に応じて電動機ＭＧにアシストトルクを出力させる。なお、ハイブリッド制御部１０４は、車両停止時などオイルポンプ２２が駆動しない場合などでは、電動式オイルポンプ５２を補助的に作動させて作動油の不足を防止する。

また、ハイブリッド制御部１０４は、ＥＶ走行中に例えばアクセルペダル７６が踏増し操作されて車両要求駆動力Ｔr（要求駆動トルク）が増大し、その車両要求駆動力Ｔrに対応したＥＶ走行に必要な電動機トルクＴmgがＥＶ走行可能な所定ＥＶ走行トルク範囲を超えた場合には、走行モードをＥＶ走行モードからエンジン走行モードへ切り換え、エンジン１４を始動させてエンジン走行を行う。ハイブリッド制御部１０４は、このエンジン１４の始動に際しては、エンジン断接用クラッチＫ０を完全係合に向けて係合させつつ、電動機ＭＧからエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン始動のためのエンジン始動トルクＴmgsを伝達させてエンジン１４を回転上昇させ、エンジン回転速度Ｎeを自立運転可能な回転速度まで引き上げてエンジン点火や燃料供給などを制御することでエンジン１４を始動する。そして、ハイブリッド制御部１０４は、エンジン１４の始動後、速やかにエンジン断接用クラッチＫ０を完全係合させる。

また、ハイブリッド制御部１０４は、アクセルオフのコースト走行時（惰性走行時）やブレーキペダル８０の踏み込みによる制動時などには、燃費を向上するために車両１０の運動エネルギすなわち駆動輪３４からエンジン１４側へ伝達される逆駆動力により電動機ＭＧを回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギをインバータ４０を介してバッテリ４６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、バッテリ４６の充電量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。また、ハイブリッド制御部１０４は、回生制御中にあってはロックアップクラッチ３８を係合させる。

ところで、エンジン１４の異常を検出するため、エンジン１４に関する複数の異常を検出（診断）する、所謂オンボードダイアグノーシス（以下、ＯＢＤ）が実行される。例えば、ＯＢＤの一例として、エンジン１４の気筒１５間の空燃比ばらつき検出（以下、空燃比インバランス検出）やエンジン１４の失火検出などがある。この空燃比インバランスは、例えばエンジン回転変動に基づいて検出され、エンジン回転変動が所定値を超えた場合に異常が発生したものと判定される。

この空燃比インバランス検出を実行する際には、エンジン１４の運転状態が安定していることが望ましい。しかしながら、空燃比インバランス検出中にエンジン断接用クラッチＫ０が係合されていると、エンジン１４と駆動輪３４との間の動力伝達経路が接続されているため、駆動輪３４から外乱が入力された場合にその影響がエンジン１４にも伝達される。例えば、波状路や低摩擦路を走行している場合、駆動輪３４がスリップグリップを繰り返し、駆動輪３４が回転変動させられる。この駆動輪３４の回転変動がエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン１４にも伝達される。また、動力伝達装置１２（駆動系）において共振振動が発生した場合においても、その共振振動がエンジン断接用クラッチＫ０を介してエンジン１４に伝達される。このような場合に空燃比インバランス検出が実施されると空燃比インバランス検出の検出精度が低下するため、空燃比インバランス検出が実行困難となる。そこで、電子制御装置１００は、空燃比インバランス検出を実行するに際には、車両の要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させる。以下、この本願発明に係る作動および効果について説明する。

図２に戻り、空燃比インバランス検出部１０８（空燃比インバランス検出手段）は、エンジン回転変動のパラメータとして、例えばエンジン１４のクランク角１８０度毎のエンジン回転速度Ｎeの変化量ΔＮeや、クランク角３０度毎の経過時間Ｔの変化ΔＴを逐次算出し、算出された変化量ΔＮeや経過時間Ｔの変化ΔＴが予め設定されている閾値αを超えた場合に、空燃比インバランスが発生したものと判定する。なお、閾値αは予め実験等に基づいて求められ、空燃比インバランスが発生したときに検出される値に設定されている。

この空燃比インバランス検出部１０８を実行するか否かは、空燃比検出可否判定部１０９（空燃比検出可否判定手段）に基づいて判定される。空燃比検出可否判定部１０９は、エンジン１４が空燃比インバランス検出に適した運転状態であるか否かを判定する。空燃比検出可否判定部１０９は、例えばエンジン水温等に基づいてエンジン１４が暖機された状態か否か、エンジン回転速度Ｎeが予め設定されている空燃比インバランスの検出に適した範囲内にあるか否かなどを判定し、エンジン１４が予め設定されている空燃比インバランスの検出に適した運転領域内にある場合に、空燃比インバランスを検出可能であると判定する。

さらに、空燃比検出可否判定部１０９は、要求駆動力Ｔrが予め設定されている所定値Ｔa未満であるか否かを判定する。この所定値Ｔaは、バッテリ４６の充電容量ＳＯＣなどから決定される電動機ＭＧの出力可能な電動機トルクＴmgと、エンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓが予め設定されている値Ｓlimとなった際にエンジン１４から駆動輪３４側に伝達される伝達トルクＴとの和（＝Ｔmg＋Ｔ）で求められる。

バッテリ４６の充電容量ＳＯＣに基づいて設定される電動機トルクＴmgが、要求駆動力Ｔrよりも小さい場合、要求駆動力Ｔrを確保するために、電動機ＭＧの電動機トルクＴmgおよびエンジン１４のエンジントルクＴeを併用する必要が生じる。このような場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を係合乃至スリップさせてエンジントルクＴeを駆動輪３４に伝達するが、エンジン断接用クラッチＫ０が完全係合乃至スリップすると、エンジン１４と駆動輪３４との間の動力伝達経路が接続されるため、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱がエンジン１４にも伝達される。また、要求駆動力Ｔrが大きいほど、小さい場合に比べてエンジン１４から駆動輪３４に伝達すべき伝達トルクＴが大きくなるので、エンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓも小さくなり、外乱がエンジン１４に伝達されやすくなる。そこで、前記外乱が空燃比インバランスの検出精度に影響を及ぼさないスリップ量Ｓlimを予め実験等によって求め、そのスリップ量Ｓlimに基づいて算出されるエンジン１４から駆動輪３４側に伝達される伝達トルクＴと、出力可能な電動機トルクＴmgとの和（＝Ｔmg＋Ｔ）を所定値Ｔaに設定する。なお、前記スリップ量Ｓlimは、例えばエンジントルクＴeに応じて変更されても構わない。

これより、要求駆動力Ｔrが所定値Ｔa以上である場合には、エンジン断接用クラッチＫ０がスリップ量Ｓlim以下となるので、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱の影響が大きくなる。特に、エンジン断接用クラッチＫ０を完全係合する場合には、駆動輪３４に入力される外乱や共振振動による外乱がエンジン断接用クラッチＫ０で低減されることなくエンジン１４に伝達されるため、空燃比インバランス検出の実行は困難となる。このような場合には、空燃比検出可否判定部１０９は、空燃比インバランス検出を禁止する。例えば、エンジン断接用クラッチＫ０が開放された状態で走行している場合であっても、アクセルペダルが大きく踏み込まれると要求駆動力Ｔrが大きくなる。このような場合には、エンジン断接用クラッチＫ０が係合されることになるため、空燃比検出可否判定部１０９は空燃比インバランス検出を禁止する。

一方、要求駆動力Ｔrが所定値Ｔa未満である場合は、エンジン断接用クラッチＫ０がスリップ量Ｓlimを超えるので、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱の影響が小さくなる。このような場合には、空燃比検出可否判定部１０９は、空燃比インバランス検出の実行を許可する。特に、要求駆動力Ｔrを電動機トルクＴmgだけで出力可能な場合には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放状態にして、電動機ＭＧによるＥＶ走行が可能となる。このような場合には、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱がエンジン１４に全く伝達されないので、空燃比インバランス検出に最適となる。

空燃比検出可否判定部１０９は、上記エンジン１４の運転状態が空燃比インバランスの検出に適しており、且つ、要求駆動力Ｔrが所定値Ｔaよりも小さい場合に、空燃比インバランス検出部１０８が実行可能であると判定する。

断接用クラッチ制御部１１０は、空燃比検出可否判定部１０９に基づいて空燃比インバランス検出が実行可能であると判定されると、その空燃比インバランス検出に先だって実行される。断接用クラッチ制御部１１０は、要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させる。具体的には、断接用クラッチ制御部１１０は、要求駆動力Ｔrが大きいほど、要求駆動力Ｔrが小さい場合に比べてエンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓを小さくする。空燃比インバランス検出を実行する際には、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱の影響を小さくするため、エンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓを大きくすることが好ましい。しかしながら、要求駆動力Ｔrが大きくなるほど、走行性能を確保する、すなわちエンジン１４から駆動輪３４に伝達されるトルクを増加させるためにスリップ量Ｓを小さくする必要がある。そこで、断接用クラッチ制御部１１０は、外乱や共振振動の影響を抑制するため、要求駆動力Ｔrを確保する範囲において、スリップ量Ｓが少なくともスリップ量Ｓlimよりも大きくなるように制御する。これより、要求駆動力Ｔrが大きいほど、小さい場合に比べてエンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓが小さくなる。

特に、要求駆動力Ｔrを電動機ＭＧの電動機トルクＴmgだけで出力できる場合、エンジントルクＴeが不要となる。このような場合、エンジン断接用クラッチＫ０を係合する必要はないので、断接用クラッチ制御部１１０は、エンジン断接用クラッチＫ０を開放状態にする。従って、駆動輪３４から入力される外乱や共振振動による外乱がエンジン１４に伝達されることはなく、空燃比インバランス検出を精度良く実施することができる。また、この空燃比インバランスが検出される間は、電動機ＭＧによるＥＶ走行が実行されるので走行性能も確保される。

図３は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち走行中において空燃比インバランス検出を精度良く実行できる制御作動を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

先ず、空燃比検出可否判定部１０９に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、エンジン１４が空燃比インバランスの検出に適した運転状態にあるか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、空燃比インバランス検出が実行不能と判定され、Ｓ５において空燃比インバランス以外の他の制御が実行される。Ｓ１が肯定される場合、空燃比検出可否判定部１０９に対応するＳ２において、エンジン断接用クラッチＫ０の開放乃至スリップが可能か否かが判定される。具体的には、要求駆動力Ｔrが予め設定されている所定値Ｔa未満か否かに基づいて、空燃比インバランス検出を実行可能か否かが判定される。Ｓ２が否定される場合、外乱の影響が大きくなり空燃比インバランス検出が実行不能と判定され、Ｓ５において他の制御（例えばエンジン断接用クラッチＫ０の係合など）が実行される。Ｓ２が肯定される場合、断接用クラッチ制御部１１０に対応するＳ３において、エンジン断接用クラッチＫ０が要求駆動力Ｔrに基づいて開放乃至スリップの間で制御される。次いで、空燃比インバランス検出部１０８に対応するＳ４において、エンジン回転変動が算出され、その値に基づいて空燃比インバランスが検出される。

上述のように、本実施例によれば、車両の要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させるため、駆動輪３４から入力される外乱や動力伝達装置１２の共振振動による外乱のエンジン１２への伝達を抑制した状態で、走行中の空燃比インバランスを検出できる。また、要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させるので、車両走行性も確保される。

また、本実施例によれば、車両の要求駆動力Ｔrが大きいほど、小さい場合に比べてエンジン断接クラッチＫ０のスリップ量Ｓを小さくする。車両の要求駆動力Ｔrが大きくなると、エンジン１４のエンジントルクＴeと電動機ＭＧの電動機トルクＴmgとを併用して走行する必要が生じるので、エンジン断接用クラッチＫ０のスリップ量Ｓを小さくする、すなわちエンジン断接用クラッチＫ０のトルク容量を大きくする。これより、車両の要求駆動力Ｔrを確保して車両走行性を向上することができる。また、車両の要求駆動力Ｔrが小さい場合には、例えば電動機トルクＴmgによって要求駆動力Ｔrを賄うこともできるため、エンジン断接用クラッチＫ０を開放する乃至スリップ量Ｓを大きくすることで、外乱のエンジン１４への伝達を抑制して、走行中の空燃比インバランス検出の精度を向上できる。このようにして、走行中であっても、車両の走行性能を確保しつつ、空燃比インバランス検出を実行することができる。

また、本実施例によれば、車両の要求駆動力Ｔrを電動機ＭＧだけで出力可能な場合、エンジン断接用クラッチＫ０を開放状態にする。このようにすれば、外乱のエンジン１４への伝達を遮断した状態で空燃比インバランス検出が実行されるため、空燃比インバランス検出の精度が向上する。また、車両の要求駆動力Ｔrは電動機ＭＧから出力されるため、車両走行性も確保できる。

また、本実施例によれば、車両の要求駆動力Ｔrをエンジン１４および電動機ＭＧを併用して出力する場合、エンジン断接用クラッチＫ０を係合乃至スリップ状態にする。このようにすれば、要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を制御することで、要求駆動力Ｔrを確保して車両走行性を向上することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、空燃比インバランス検出を実行する際には、エンジン断接用クラッチＫ０を開放乃至スリップさせるものであったが、エンジン断接用クラッチＫ０を開放する場合のみ空燃比インバランス検出を実行するものであっても構わない。すなわち、エンジン断接用クラッチＫ０をスリップさせる場合には、一律に空燃比インバランス検出を禁止する。エンジン断接用クラッチＫ０をスリップさせると、多少なりとも外乱の影響がエンジン１４に伝達されるので、その影響を完全に排除して空燃比インバランス検出を実行することができる。

また、前述の実施例の車両用動力伝達装置１２は、電動機ＭＧと駆動輪３４との間にトルクコンバータ１６および自動変速機１８が設けられているが、これらは必ずしも必要としない。また、自動変速機１８は、油圧式摩擦係合装置の何れかの掴み替えにより変速が実行される遊星歯車式多段変速機であったが、これは一例であってベルト式無段変速機など他の形式の変速機が設けられていても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両
１４：エンジン
１５：気筒
１００：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ：電動機
Ｋ０：エンジン断接用クラッチ（クラッチ）

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機と、そのエンジンと電動機および駆動輪との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、前記エンジンの気筒間の空燃比ばらつき検出を行うハイブリッド車両の制御装置において、(b)車両の要求駆動力に基づいて前記クラッチの係合状態を変化させるものであり、(c)前記クラッチが開放、または該クラッチのスリップ量が所定値以上であるときに、前記空燃比ばらつき検出を行うことを特徴とする。

上述のように、本実施例によれば、車両の要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させるため、駆動輪３４から入力される外乱や動力伝達装置１２の共振振動による外乱のエンジン１４への伝達を抑制した状態で、走行中の空燃比インバランスを検出できる。また、要求駆動力Ｔrに基づいてエンジン断接用クラッチＫ０の係合状態を変化させるので、車両走行性も確保される。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機と、そのエンジンと電動機および駆動輪との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、前記エンジンの気筒間の空燃比ばらつき検出を行うハイブリッド車両の制御装置において、(b)車両の要求駆動力に基づいて前記クラッチの係合状態を変化させるものであり、(c)走行中において、前記クラッチが開放、または該クラッチのスリップ量が前記空燃比ばらつき検出の検出精度に影響を及ぼさない予め設定されている所定値以上であるときに、前記空燃比ばらつき検出を行うことを特徴とする。

Claims (4)

1. エンジンと、該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された電動機と、該エンジンと該電動機および該駆動輪との間の動力伝達経路を断接するクラッチとを備え、前記エンジンの気筒間の空燃比ばらつき検出を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
   車両走行中に前記空燃比ばらつき検出を行う場合、車両の要求駆動力に基づいて前記クラッチの係合状態を変化させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記車両の要求駆動力が大きいほど、小さい場合に比べて前記クラッチのスリップ量を小さくすることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記車両の要求駆動力を前記電動機だけで出力可能な場合、前記クラッチを開放状態にすることを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記車両の要求駆動力を前記エンジンおよび前記電動機を併用して出力する場合、前記クラッチを係合乃至スリップ状態にすることを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両の制御装置。

Images