JP2010126064A - 内燃機関の失火判定装置および内燃機関の失火判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】押し当てトルクが出力されているときでも内燃機関がギヤ機構を介して車軸に連結されているハイブリッド自動車に搭載された内燃機関の失火をより精度よく判定する。
【解決手段】所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときには入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１との比較により対象の気筒の失火を判定し（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときには入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１より小さい閾値Ｔｒｅｆ２との比較により対象の気筒の失火を判定する（Ｓ１４０，Ｓ１３０）。これにより、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときでも対象となる気筒の失火をより精度よく判定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の失火判定装置および内燃機関の失火判定方法に関する。

従来、この種の内燃機関の失火判定装置としては、車両の運転状態に基づいて失火を誤検出するおそれがあるときには失火検出処理を中止す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、車両の運転状態に基づいて失火を誤検出するおそれがあるときには失火検出処理を中止することにより、失火の誤検出を抑制している。

また、エンジンがギヤ機構を介して車軸に連結されているハイブリッド自動車では、始動時にモータからギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に押し当てトルクを出力するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。このように、押し当てトルクを出力することにより、エンジンの始動時にギヤ機構等から異音が発生するのを抑制している。
特開２００７−５５４６０ 特開２００１−３１７４０２

しかしながら、上述したハイブリッド自動車の始動時に上述した内燃機関の失火判定装置の処理を適用すると、押し当てトルクの出力により失火を誤検出するおそれがあると判断して失火検出処理を中止したときには、始動時の失火判定を行うことができない場合がある。この場合、エミッションの悪化が生じてしまう。

本発明の内燃機関の失火判定装置および内燃機関の失火判定方法は、押し当てトルクが出力されているときでも内燃機関がギヤ機構を介して車軸に連結されているハイブリッド自動車に搭載された内燃機関の失火をより精度よく判定することを主目的とする。

本発明の内燃機関の失火判定装置および内燃機関の失火判定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関の失火判定装置は、
複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸にギヤ機構を介して連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて所定回転角毎の前記出力軸の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に前記内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されていないときには前記演算された回転変動と第１の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定し、前記所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには前記演算された回転変動と前記第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関の失火判定装置は、所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されていないときには内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により内燃機関の失火を判定し、所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により内燃機関の失火を判定する。ここで、所定の押し当てトルクが出力されているか否かに拘わらず内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により内燃機関の失火を判定する場合、所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには、内燃機関の出力軸の回転変動が比較的小さく抑えられるため、内燃機関の失火を精度よく判定できない。これに対して、本発明の内燃機関の失火判定装置では、所定の押し当てトルクが出力されているときには内燃機関の出力軸の回転変動と所定の押し当てトルクが出力されていないときに用いる第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により内燃機関の失火を判定するから、所定の押し当てトルクが出力されているときでも内燃機関の失火をより精度よく判定することができる。

また、こうした本発明の内燃機関の失火判定装置において、前記第２の閾値は所定の押し当てトルクが大きいほど小さくなる傾向で設定されるものとすることもできる。これにより、所定の押し当てトルクが出力されているときでも内燃機関の失火をより精度よく判定することができる。

本発明の内燃機関の失火判定方法は、
複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸にギヤ機構を介して連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
前記出力軸の回転位置を検出すると共に該検出した回転位置に基づいて所定回転角毎の前記出力軸の回転変動を演算し、
所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に前記内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に前記電動機から出力されていないときには前記出力軸の回転位置に基づいて演算される該出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定し、前記所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには前記出力軸の回転変動と前記第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定する、
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関の失火判定方法は、所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されていないときには内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により内燃機関の失火を判定し、所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により内燃機関の失火を判定する。ここで、所定の押し当てトルクが出力されているか否かに拘わらず内燃機関の出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により内燃機関の失火を判定する場合、所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには、内燃機関の出力軸の回転変動が比較的小さく抑えられるため、内燃機関の失火を精度よく判定できない。これに対して、本発明の内燃機関の失火判定装置では、所定の押し当てトルクが出力されているときには内燃機関の出力軸の回転変動と所定の押し当てトルクが出力されていないときに用いる第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により内燃機関の失火を判定するから、所定の押し当てトルクが出力されているときでも内燃機関の失火をより精度よく判定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である内燃機関の失火判定装置を搭載し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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、遊星歯車機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な４気筒の内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により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燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２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装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

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により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、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１４０からのクランクポジションやエンジン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，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉する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，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からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、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、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

遊星歯車機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なうものとして構成されている。遊星歯車機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

ギヤ機構６０には、ファイナルギヤ６０ａに取り付けられたパーキングギヤ５７と、パーキングギヤ５７と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール５８とからなるパーキングロック機構５６が取り付けられている。パーキングロックポール５８は、シフトレバー８１の他のポジションから駐車ポジション（Ｐポジション）への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号が入力されたハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ５７との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ６０ａは、機械的に駆動輪６３ａ，６３ｂに接続されているから、パーキングロック機構５６は間接的に駆動輪６３ａ，６３ｂをロックしていることになる。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

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によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動力が駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動力が作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、図示しない信号ラインにより、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトレバー８１のシフトポジションＳＰとして、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）などが用意されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際にエンジン２２を自立運転しているときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される図示しない押し当て制御ルーチンにより、バッテリ５０のＳＯＣが小さくてモータＭＧ２に十分な電力を供給できない場合などモータＭＧ２を駆動制御できない場合を除き、エンジン２２のトルク脈動に伴って遊星歯車機構３０や減速ギヤ３５，ギヤ機構６０に歯打ち音が生じるのを防止するためにモータＭＧ２からギヤ機構６０のギヤの噛み合いの一方側に押し当てるトルク（以下、押し当てトルクという）が出力される。ここで、押し当てトルクとしては、エンジン２２の燃焼サイクルに基づいて生じるトルク脈動のうち駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するものの振幅より若干大きいトルクがリングギヤ軸３２ａに出力される。なお、所定の制動力とは、上述した押し当てトルクがモータＭＧ２から出力されても停車した状態を維持できる最小の制動力であり、例えば、ブレーキペダル８５が比較的大きく踏み込まれて駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に比較的大きな制動力が作用しているときやブレーキペダル８５が踏み込まれていなくてもシフトポジションＳＰがＰポジションの状態でパーキングロック機構５６により駆動輪６３ａ，６３ｂがロックされているときには上述した所定の制動力以上の制動力が作用して停車することができる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される停車時失火判定処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、上述した所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際にエンジン２２を自立運転しているときに所定時間毎に繰り返し実行される。

停車時失火判定処理が実行されるとエンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、クランクポジションセンサ１４０により検出されるクランク角ＣＡや図４に例示されるＴ３０演算処理により演算されるクランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間である３０度回転所要時間Ｔ３０，モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているか否かを示す押し当て実行フラグＦを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、３０度回転所要時間Ｔ３０は、図４に例示するＴ３０演算処理によって演算されたものを入力するものとした。図４のＴ３０演算処理では、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランク角ＣＡが３０度回転する毎にそのときの時刻を入力し（ステップＳ２００）、今回の時刻と前回クランク角ＣＡが３０度回転したときに入力した時刻との差を計算することにより３０度回転所要時間Ｔ３０を演算し（ステップＳ２１０）、Ｔ３０演算処理を終了する。なお、３０度回転所要時間Ｔ３０は、その逆数を取るとエンジン２２の回転数Ｎｅを（３６０／３０）倍したものになるから、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化の程度を表したものとなる。また、押し当て実行フラグＦは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される上述した押し当て制御ルーチンにより、モータＭＧ２から押し当てトルクを出力するときに値１に設定され、モータＭＧ２から押し当てトルクを出力しないときに値０に設定されたものを通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した押し当て実行フラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。押し当て実行フラグＦが値０であるとき、すなわちモータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときには、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１とを比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆ１は、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときにエンジン２２が失火した場合にクランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間より若干小さい値として設定される。したがって、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ１より大きいときには対象の気筒が失火していると判定し（ステップＳ１３０）、停車時失火判定処理を終了し、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ１以下のときには対象の気筒は失火していないと判定して停車時失火判定処理を終了する。モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていない状態で停車しているときにエンジン２２の１気筒が失火しているときのエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を図６に示す。図示するように、クランク角ＣＡが７２０度に１回の割合で３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ１を超えている。

押し当て実行フラグＦが値１であるとき（ステップＳ１１０）、すなわちモータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときには、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ２とを比較する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆ２は、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときに用いる閾値Ｔｒｅｆ１より小さく、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときにエンジン２２が失火した場合にクランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間より若干小さい値として設定される。したがって、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ２より大きいときには対象の気筒が失火していると判定し（ステップＳ１３０）、停車時失火判定処理を終了し、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ２以下のときには対象の気筒は失火していないと判定して停車時失火判定処理を終了する。なお、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときに用いる閾値Ｔｒｅｆ２は押し当てトルクが出力されていないときに用いる閾値Ｔｒｅｆ１より小さいが、これは、モータＭＧ２からの押し当てトルクがリングギヤ軸３２ａのみならずクランクシャフト２６にも作用する影響から、モータＭＧ２から押し当てトルクを出力しているときには押し当てトルクを出力していないときに比べて３０度回転所要時間Ｔ３０の変動量が小さく抑えられるという実験結果に基づいている。モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されている状態で停車しているときにエンジン２２の１気筒が失火しているときのエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を図６に示す。図示するように、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときには、３０度回転所要時間Ｔ３０はクランク角ＣＡが７２０度に１回の割合で閾値Ｔｒｅｆ２を超えるものの、閾値Ｔｒｅｆ１を越えることがない。したがって、モータＭＧ２が押し当てトルクを出力しているときに用いる閾値Ｔｒｅｆ１と３０度回転所要時間Ｔ３０とを比較しても対象となる気筒の失火を判定することができない。しかし、実施例では、閾値Ｔｒｅｆ１より小さい閾値Ｔｒｅｆ２と３０度回転所要時間Ｔ３０とを比較するから、対象となる気筒の失火を判定することができる。この結果、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときでもエンジン２２の失火をより精度よく判定することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関の失火判定装置によれば、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときには３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１との比較により対象となる気筒の失火を判定し、モータＭＧ２が押し当てトルクを出力しているときには３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１よりも小さい閾値Ｔｒｅｆ２との比較により対象となる気筒の失火を判定するから、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときでも対象となる気筒の失火をより精度よく判定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の失火判定装置では、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときに用いる閾値Ｔｒｅｆ２は固定した値であるものとしたが、モータＭＧ２から出力している押し当てトルクが大きいほど小さくなる傾向で変動する値であるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の失火判定装置では、４気筒のエンジン２２のいずれかの気筒の失火を判定するものとしたが、６気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものとしたり、８気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものとするなど、複数気筒のエンジンのいずれかの気筒の失火を判定するものであれば、気筒数はいくつでも構わない。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の失火判定装置として説明したが、内燃機関の失火判定方法の形態としてもよい。

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、遊星歯車機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０が「回転位置検出手段」に相当し、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎にそのときの時刻を入力し、今回の時刻と前回クランク角ＣＡが３０度回転したときに入力した時刻との差を計算することにより３０度回転所要時間Ｔ３０を演算する図４のＴ３０演算処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「回転変動演算手段」に相当し、停車している際に、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときには入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１との比較により対象の気筒の失火を判定し、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときには入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１より小さい閾値Ｔｒｅｆ２との比較により対象の気筒の失火を判定する図３の停車時失火判定処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の遊星歯車機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構など、内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸にギヤ機構を介して連結された駆動軸に第２の回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、遊星歯車機構の第３の回転要素に接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機や電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「回転位置検出手段」としては、クランクポジションセンサ１４０に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸の回転位置を検出するものであればカムポジションセンサ１４４など他の如何なるものとしても構わない。如何なるものとしても構わない。「回転変動演算手段」としては、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６が３０度回転する毎にそのときの時刻を入力し、今回の時刻と前回クランク角ＣＡが３０度回転したときに入力した時刻との差を計算することにより３０度回転所要時間Ｔ３０を演算するものに限定されるものではなく、検出された回転位置に基づいて所定回転角毎の内燃機関の出力軸の回転変動を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「失火判定手段」としては、所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていないときには３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１との比較により対象の気筒の失火を判定し、モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されているときには入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆ１より小さい閾値Ｔｒｅｆ２との比較により対象の気筒の失火を判定するものに限定されるものではなく、所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されていないときには演算された回転変動と第１の閾値との比較により内燃機関の失火を判定し、所定の押し当てトルクが電動機からギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには演算された回転変動と第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により内燃機関の失火を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。

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最良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最良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、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例である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。 エンジンＥＣＵ２４により実行される停車時失火判定処理の一例を示すフローチャートである。 ３０度回転所要時間Ｔ３０の演算処理の一例を示すフローチャートである。 モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されていない状態で停車しているときにエンジン２２の１気筒が失火しているときのエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を示す説明図である。 モータＭＧ２から押し当てトルクが出力されている状態で停車しているときにエンジン２２の１気筒が失火しているときのエンジン２２の３０度回転所要時間Ｔ３０とクランク角ＣＡとの時間変化の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 遊星歯車機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、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、５０ バッテリ、５１ 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、５６ パーキングロック機構、５７ パーキングギヤ、５８ パーキングロックポール、６０ ギヤ機構、６０ａ ファイナルギヤ、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 従動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３１ 排気バルブ、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、１４３ 圧力センサ、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、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (3)

1. 複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸にギヤ機構を介して連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定装置であって、
   前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記検出された回転位置に基づいて所定回転角毎の前記出力軸の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
   所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、前記内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されていないときには前記演算された回転変動と第１の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定し、前記所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには前記演算された回転変動と前記第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
   を備える内燃機関の失火判定装置。
2. 前記第２の閾値は、前記所定の押し当てトルクが大きいほど小さくなる傾向で設定されてなる請求項１に記載の内燃機関の失火判定装置。
3. 複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にねじれ要素を介して連結された連結軸に３つの回転要素のうちの第１の回転要素が接続されると共に車軸にギヤ機構を介して連結された駆動軸に第２の回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の第３の回転要素に接続された発電機と、前記駆動軸に動力を入出力するよう機械的に接続された電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記内燃機関の失火を判定する内燃機関の失火判定方法であって、
   前記出力軸の回転位置を検出すると共に該検出した回転位置に基づいて所定回転角毎の前記出力軸の回転変動を演算し、
   所定の制動力以上の制動力が作用して停車している際に、前記内燃機関から出力されるトルクの脈動による異音の発生を抑制するための所定の押し当てトルクが前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に前記電動機から出力されていないときには前記出力軸の回転位置に基づいて演算される該出力軸の回転変動と第１の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定し、前記所定の押し当てトルクが前記電動機から前記ギヤ機構のギヤの噛み合いの一方側に出力されているときには前記出力軸の回転変動と前記第１の閾値より小さい第２の閾値との比較により前記内燃機関の失火を判定する
   ことを特徴とする内燃機関の失火判定方法。

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