ハイブリッド車両の制御装置
【課題】触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、ハイブリッドＥＣＵは、複数の気筒内の各点火時期を遅角させ（ステップＳ１１）、複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程におけるエンジンの回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として（ステップＳ９）、複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵを制御する（ステップＳ１０）。
【解決手段】動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、ハイブリッドＥＣＵは、複数の気筒内の各点火時期を遅角させ（ステップＳ１１）、複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程におけるエンジンの回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として（ステップＳ９）、複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵを制御する（ステップＳ１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構が設けられたハイブリッド車両が知られている。一方、このような車両に搭載される内燃機関には、排気を浄化するための触媒が設けられている。一般的に、触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する三元触媒を有する。
【０００３】
三元触媒は、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの間で化学反応を起こさせることにより、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを二酸化炭素、水および窒素といった無害なものに変化させる。このような化学反応を効率よく起こさせるためには、所定範囲の温度まで触媒を暖機する必要がある。
【０００４】
触媒を暖機するものとしては、一部の気筒内の空燃比をリーンにするとともに、他の一部の気筒内の空燃比をリッチにし、触媒に流入する排気中の酸素濃度から分かる機関全体としての空燃比が目標値に近づくよう各気筒内の空燃比をフィードバック制御するにあたって、触媒の暖機時に空燃比をリーンにした気筒で空燃比が失火限界を越えると予測されるとき、その気筒での燃料噴射時期と点火時期との少なくとも一方を失火抑制側に補正するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このように、特許文献１に開示されたものは、触媒を暖機しているときに、一部の気筒でリーンな空燃比での成層燃焼を実行する際、空燃比を極力リーンにしつつ、そのリーン気筒での失火に対し必要な安全マージンを確保している。
【０００６】
また、空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生した気筒を判別するものとして、内燃機関の所定のクランク位置で出力されるクランク角信号を検出し、検出したクランク角信号に基づき、内燃機関の所定気筒の燃焼行程における角加速度瞬時値を算出し、算出した角加速度瞬時値の今回値と気筒の角加速度平均値の前回値とに基づき、当該気筒の角加速度平均値の今回値を算出し、角加速度瞬時値の今回値と角加速度平均値の今回値との偏差が所定の閾値を越えたことを条件として、当該気筒内の空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生したと判定し、当該気筒内に噴射する燃料を増量させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
このように、特許文献２に開示されたものは、クランク角センサに気筒間のばらつきがあっても、燃焼異常の判定がこれに影響を受けないため、例えば、リーンバーン制御等に適用した場合、煩雑なセグメント補正によらず、安定燃焼限界での燃料噴射制御を高精度で行い、ＮＯｘ排出量の低減や燃費の向上を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０７６６６８号公報
【特許文献２】特開平８−２８３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、動力源によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構が設けられたハイブリッド車両は、内燃機関に回転電機がギヤを介して直結されているため、悪路走行時に路面からの外乱による共振の影響により、燃焼異常が発生していない気筒の燃焼行程における回転変動が大きくなることがあり、空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生した気筒を正確に判別することが困難である。
【００１０】
さらに、上述したような従来の技術は、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に適用することに関して何ら考慮されていなかった。このため、従来の技術は、燃焼異常が発生していない気筒に対する燃料噴射量を増加させてしまうことがあり、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善することができない上に、排気中のＨＣが増量してしまうため、排気特性の悪化を抑制することもできなくなってしまうことがあるといった課題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制する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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関と、回転電機と、前記内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と前記回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒と、が設けられたハイブリッド車両の制御装置において、前記内燃機関に形成された複数の気筒内の各点火時期を調整する点火時期調整手段と、前記触媒の暖機中に、前記複数の気筒内の各点火時期を遅角させるように前記点火時期調整手段を制御する点火遅角制御手段と、を備え、前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御するように構成されている。
【００１３】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、触媒を暖機するために各気筒内の点火時期を遅角させているときに、何れかの気筒の燃焼異常が連続して発生したことを条件として、複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するため、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができる。
【００１４】
また、上記（１）に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（２）前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御している状態で、前記各気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と前記基準回転速度との差が前記閾値未満であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を実行するように前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１５】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、全ての気筒内の燃焼が改善したことを条件として、触媒の暖機を再開することができる。
【００１６】
また、上記（１）または（２）に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（３）前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記基準回転速度を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１７】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、各気筒に燃焼異常が発生したか否かを迅速に判断することができる。
【００１８】
また、上記（１）ないし（３）のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（４）前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記閾値を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１９】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、各気筒に燃焼異常が発生したか否かを迅速に判断することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制する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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンの概略断面図である。
【図３】図１に示すクランク角センサを説明するための概念図である。
【図４】図１に示すクランク角センサによって検出されるクランク角とハイブリッド用電子制御ユニットが有するクランクカウンタのカウント値との対応関係の一例を示すタイミング図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の触媒暖機制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両１は、内燃機関を構成するエンジン１０と、エンジン１０によって発生された動力をドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達するための動力伝達装置１３と、ハイブリッド車両１の各部を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）１４と、エンジン１０を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）１５と、を備えている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ１５は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００２５】
エンジンＥＣＵ１５のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをエンジンＥＣＵ１５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、エンジンＥＣＵ１５のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、エンジンＥＣＵ１５として機能する。
【００２６】
エンジンＥＣＵ１５は、ハイブリッドＥＣＵ１４と高速ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１４から入力される制御信号およびエンジン１０の運転状態を検出する各種センサから入力される検出信号等に基づいて、燃料噴射制御、点火制御および吸入空気量調節制御等のエンジン１０の運転制御を行うとともに、必要に応じてエンジン１０の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。なお、本実施の形態において、エンジンＥＣＵ１５は、本発明における点火時期調整手段を構成する。
【００２７】
動力伝達装置１３は、電力と回転力とを相互に変換するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する減速機１７、および、エンジン１０によって発生された動力を駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側に伝達する動力とモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力とに分割する動力分配機構１８を備えている。なお、本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ１は、本発明における回転電機を構成する。
【００２８】
動力分配機構１８は、エンジン１０の出力軸としてのクランクシャフト１９の端部にダンパ２０を介して結合された入力軸２１と、入力軸２１に軸中心が貫通された中空形状のサンギヤ軸２２に結合されたサンギヤ２３と、サンギヤ２３と回転軸が一致するようにサンギヤ２３の同心円上に配置されたリングギヤ２４と、サンギヤ２３およびリングギヤ２４に噛み合うようにサンギヤ２３とリングギヤ２４との間に配置された複数のピニオンギヤ２５と、ピニオンギヤ２５を自転自在に保持すると共に入力軸２１に対して公転自在に保持するキャリア２６と、を備えている。
【００２９】
このように、動力分配機構１８は、サンギヤ２３、リングギヤ２４、ピニオンギヤ２５およびキャリア２６を回転要素として、エンジン１０によって発生された動力を分割すると共に、モータジェネレータＭＧ１および駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側から伝達された動力を統合する遊星歯車機構を構成している。
【００３０】
したがって、動力分配機構１８は、エンジン１０からキャリア２６に入力された動力を、サンギヤ２３側と、リングギヤ２４側と、にそのギヤ比に応じて分割することにより、分割された一方の動力によってモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるとともに、分割された他方の動力によって駆動輪１２Ｌ、１２Ｒを回転させるようになっている。
【００３１】
また、動力分配機構１８は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が駆動しているときには、エンジン１０からキャリア２６に入力された動力と、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ２３に入力された動力とを統合してリングギヤ２４から出力するようになっている。
【００３２】
また、動力分配機構１８は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が停止しているときには、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ２３に入力された動力をキャリア２６に出力することにより、クランクシャフト１９を回転させ、エンジン１０を始動させるようになっている。このように、モータジェネレータＭＧ１は、動力分配機構１８と協働して、スタータとしても機能するようになっている。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ２８と、ステータ２８の内部に配置され、複数の永久磁石が埋め込まれているロータ２９と、を備えており、ステータ２８は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。
【００３４】
ロータ２９は、動力分配機構１８のサンギヤ２３と一体に回転するサンギヤ軸２２に結合されており、ステータ２８のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース３０の内周部に固定されている。
【００３５】
このように構成されたモータジェネレータＭＧ１において、ステータ２８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ２８によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ２９に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ２９が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ１は、電動機として機能するようになっている。
【００３６】
また、ロータ２９に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ２８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としても機能するようになっている。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３２と、ステータ３２の内部に配置され複数の永久磁石が埋め込まれたロータ３３と、を備えており、ステータ３２は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。
【００３８】
ロータ３３は、減速機１７に結合されたロータシャフト３４に結合されており、ステータ３２のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース３０の内周部に固定されている。
【００３９】
このように構成されたモータジェネレータＭＧ２において、ステータ３２の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ３２によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ３３に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ３３が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ２は、電動機として機能するようになっている。
【００４０】
また、ロータ３３に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ３２の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ２は、発電機としても機能するようになっている。
【００４１】
減速機１７は、モータジェネレータＭＧ２のロータ３３に結合されたロータシャフト３４に結合されたサンギヤ３５と、回転軸がサンギヤ３５と一致するようにサンギヤ３５の同心円上に配置されたリングギヤ３６と、サンギヤ３５およびリングギヤ３６に噛み合うようにサンギヤ３５とリングギヤ３６との間に配置された複数のピニオンギヤ３７と、一端が本体ケース３０に固定され、他端がピニオンギヤ３７を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア３８と、を備えている。
【００４２】
このように、減速機１７は、サンギヤ３５、リングギヤ３６およびピニオンギヤ３７を回転要素として、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。
【００４３】
したがって、減速機１７は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２が電動機として機能しているときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ３６から出力するようになっている。
【００４４】
また、減速機１７は、リングギヤ３６に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ３５から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させるようになっている。
【００４５】
減速機１７のリングギヤ３６および動力分配機構１８のリングギヤ２４には、リングギヤ３６とリングギヤ２４とが一体回転するようにカウンタドライブギヤ４０が設けられている。カウンタドライブギヤ４０は、ギヤ機構４１に噛み合わされ、ギヤ機構４１は、デファレンシャルギヤ４２に噛合されている。カウンタドライブギヤ４０に出力された動力は、カウンタドライブギヤ４０からギヤ機構４１を介して、デファレンシャルギヤ４２に伝達されるようになっている。
【００４６】
デファレンシャルギヤ４２は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒに接続され、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒは、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒにそれぞれ接続されている。デファレンシャルギヤ４２に伝達された動力は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに出力される。
【００４７】
したがって、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２は、駆動源として機能するようになっており、モータジェネレータＭＧ２によって発生された動力は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達されるようになっている。
【００４８】
また、駆動電力が供給されていないモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの回転を減速しつつ、その回転力を電力に変換する電力回生器として機能するようになっている。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とは、インバータ５０およびインバータ５１を介してバッテリ５２との間で電力のやりとり、すなわち、バッテリ５２を充放電させるようになっている。
【００５０】
インバータ５０およびインバータ５１とバッテリ５２とを接続する電力ライン５３は、インバータ５０およびインバータ５１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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれか一方で発電された電力を他方のモータジェネレータで消費することができるようになっている。
【００５１】
このようなモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために、ハイブリッド車両１は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）５４を備えている。モータＥＣＵ５４は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００５２】
モータＥＣＵ５４のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをモータＥＣＵ５４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、モータＥＣＵ５４のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、モータＥＣＵ５４として機能する。
【００５３】
モータＥＣＵ５４には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転子の回転位置をそれぞれ検出する回転位置検出センサ５５、５６の検出信号、および、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に入力される相電流を検出する図示しない電流センサの検出信号等が入力されるようになっている。
【００５４】
モータＥＣＵ５４は、インバータ５０およびインバータ５１にスイッチング制御信号を出力することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するようになっている。
【００５５】
また、モータＥＣＵ５４は、ハイブリッドＥＣＵ１４と高速ＣＡＮを介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１４から入力された制御信号に応じてインバータ５０、５１を制御することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２をそれぞれ駆動制御するようになっている。また、モータＥＣＵ５４は、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００５６】
バッテリ５２の蓄電容量や温度等の状態を管理するために、ハイブリッド車両１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５８を備えている。バッテリＥＣＵ５８は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００５７】
バッテリＥＣＵ５８のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをバッテリＥＣＵ５８として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、バッテリＥＣＵ５８のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、バッテリＥＣＵ５８として機能する。
【００５８】
バッテリＥＣＵ５８には、バッテリ５２の状態を管理するために必要な信号、例えば、バッテリ５２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５２の出力端子に接続された電力ライン５３に取り付けられた電流センサ５９によって検出される充放電電流、および、バッテリ５２に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度等を表す信号が入力されるようになっている。
【００５９】
また、バッテリＥＣＵ５８は、必要に応じてバッテリ５２の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。例えば、バッテリＥＣＵ５８は、電流センサ５９によって検出された充放電電流の積算値に基づいて、バッテリ５２の残容量を表すＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、算出したＳＯＣをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００６０】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａと、ＲＯＭ１４ｂと、ＲＡＭ１４ｃと、フラッシュメモリ１４ｄと、図示しない入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００６１】
ＲＯＭ１４ｂには、当該マイクロプロセッサをハイブリッドＥＣＵ１４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ１４ａがＲＡＭ１４ｃを作業領域としてＲＯＭ１４ｂに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ハイブリッドＥＣＵ１４として機能する。
【００６２】
ハイブリッドＥＣＵ１４には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）６０、クランクシャフト１９の回転角を検出するクランク角センサ６１、および、エンジン１０を冷却するための冷却水の温度を検出する水温センサ６２等が入力ポートを介して接続されている。
【００６３】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ１５やモータＥＣＵ５４、バッテリＥＣＵ５８と高速ＣＡＮを介して互いに接続されており、エンジンＥＣＵ１５やモータＥＣＵ５４、バッテリＥＣＵ５８と各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。
【００６４】
例えば、ハイブリッドＥＣＵ１４は、バッテリＥＣＵ５８から送信されたデータが表すＳＯＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によって発電された電力をバッテリ５２に充電させるか否かを表す制御信号をモータＥＣＵ５４に送信するようになっている。
【００６５】
図２に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１００と、シリンダブロック１００の上部に固定されたシリンダヘッド１０１と、オイルを収納するオイルパン１０２とを備え、シリンダブロック１００と、シリンダヘッド１０１とによって複数の気筒１０３が形成されている。
【００６６】
なお、本実施の形態において、エンジン１０は、直列４気筒のガソリンエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジンなどの種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。ここで、図２に示すエンジン１０は、直列に配置された４つの気筒のうちの１つ気筒１０３が図示されている。
【００６７】
気筒１０３には、ピストン１０４が往復動可能に収納され、シリンダブロック１００、シリンダヘッド１０１およびピストン１０４によって、各気筒１０３の燃焼室１０５が形成されている。
【００６８】
本実施の形態において、エンジン１０は、ピストン１０４が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。
【００６９】
クランクシャフト１９は、各気筒１０３に収納されたピストン１０４とコネクティングロッド１０６を介して連結されている。コネクティングロッド１０６は、ピストン１０４の往復動をクランクシャフト１９の回転運動に変換するようになっている。
【００７０】
従って、エンジン１０は、燃焼室１０５で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン１０４を往復動させ、コネクティングロッド１０６を介してクランクシャフト１９を回転させることにより、動力伝達装置１３に動力を伝達するようになっている。なお、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンもしくは軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００７１】
シリンダブロック１００には、冷却水が循環するウォータジャケット１０７が形成されている。水温センサ６２は、ウォータジャケット１０７内を循環する冷却水の水温を検知するようにシリンダブロック１００に設けられている。
【００７２】
エンジン１０には、車外から流入した空気を清浄するエアクリーナ１１０と、清浄された空気を燃焼室１０５に導入するためにシリンダヘッド１０１に連結されている吸気管１１１と、燃焼室１０５に導入される空気の流量を調整するためのスロットルバルブ１１２と、スロットルバルブ１１２の開度を検出するスロットルセンサ１１３と、燃焼室１０５のなかで混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するためにシリンダヘッド１０１に連結されている排気管１１４と、排気ガス中の有害物質を酸化還元浄化するために排気管１１４に設けられた触媒１１５と、が設けられている。
【００７３】
エアクリーナ１１０は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。
【００７４】
スロットルバルブ１１２は、薄い円板状の弁体によって構成され、この弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ１１２には、エンジンＥＣＵ１５の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、吸気管１１１における空気の流量を変更するスロットルバルブアクチュエータ１１６が設けられている。
【００７５】
触媒１１５は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００７６】
シリンダヘッド１０１には、吸気管１１１と燃焼室１０５とを連通させる吸気ポート１１７と、燃焼室１０５と排気管１１４とを連通させる排気ポート１１８とが形成されている。
【００７７】
また、シリンダヘッド１０１には、吸気管１１１から燃焼室１０５への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ１２０と、燃焼室１０５から排気管１１４への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ１２１と、燃焼室１０５内に燃料を噴射するためのインジェクタ１２２と、燃焼室１０５内の混合気に点火するための点火プラグ１２３と、が取り付けられている。
【００７８】
インジェクタ１２２は、エンジンＥＣＵ１５によって制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。インジェクタ１２２には、所定の圧力で燃料が供給されている。インジェクタ１２２は、エンジンＥＣＵ１５によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室１０５に燃料を噴射するようになっている。
【００７９】
点火プラグ１２３は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグによって構成されている。点火プラグ１２３は、エンジンＥＣＵ１５によって電極が通電されることにより放電し、燃焼室１０５内の混合気に点火するようになっている。
【００８０】
排気管１１４には、エンジン１０全体の空燃比を検知する空燃比センサ１２４が設けられている。エンジンＥＣＵ１５は、空燃比センサ１２４によって検知された空燃比が理想空燃比となるように、例えば、インジェクタ１２２によって噴射される燃料の量を調節するようになっている。
【００８１】
図３に示すように、クランクシャフト１９の一端部には、クランクシャフト１９とともに回転するクランクロータ１３０が設けられている。クランク角センサ６１は、クランクロータ１３０の回転角を検出するようにハイブリッド車両１に設けられている。
【００８２】
クランク角センサ６１は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magnetic Resistance Element）を有するＭＲＥセンサによって構成されている。クランクシャフト１９が回転すると、クランクロータ１３０に設けられた歯の山と谷により、クランク角センサ６１にかかる磁界の方向、すなわち、磁気ベクトルが変化し、内部抵抗値が変化する。
【００８３】
クランク角センサ６１は、この抵抗値変化を電圧に変換した上で出力される波形と、閾値とを比較することによりＨｉｇｈ状態とＬｏｗ状態とをとる矩形波に整形したクランク角信号を生成し、生成したクランク角信号をハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００８４】
また、クランク角センサ６１は、クランクロータ１３０により、クランクシャフト１９の回転角を１０°ごとに検出させることができるとともに、クランクロータ１３０の欠歯した箇所により、クランクシャフト１９の回転位置を検出させることができるようになっている。
【００８５】
図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵ１４は、クランク角センサ６１によって検出されたクランクシャフト１９の回転角を３０°毎にカウントし、クランクシャフト１９が７２０°回転したときにカウント値をリセットするクランクカウンタを有している。
【００８６】
例えば、図５に示すように、クランクカウンタのカウント値が０のときに１番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になるものとすると、カウント値が６のときに３番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になり、カウント値が１２のときに４番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になり、カウント値が１８のときに２番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になる。
【００８７】
したがって、ハイブリッドＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａが有する内部タイマを用いて、カウント値が０になってから６になるまでの時間を計測することにより１番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が６になってから１２になるまでの時間を計測することにより３番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が１２になってから１８になるまでの時間を計測することにより４番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が１２になってから１８になるまでの時間を計測することにより２番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができる。
【００８８】
図１において、ハイブリッドＥＣＵ１４は、触媒１１５を暖機するために、ＩＧ６０がオンされ、エンジン１０が始動し、エンジン１０が所定の回転速度（例えば、１３００ｒｐｍ）になってから、触媒１１５が暖機されたときの冷却水の温度が水温センサ６２によって検出されるまでの間、触媒暖機制御を実行するようになっている。
【００８９】
触媒暖機制御を実行するにあたって、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３内の各点火時期を遅角させるようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。このように、ハイブリッドＥＣＵ１４は、本発明における点火遅角制御手段を構成する。
【００９０】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３のなかで何れかの気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数Ｎ１以上連続したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９１】
本実施の形態において、ハイブリッドＥＣＵ１４は、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。このため、ハイブリッドＥＣＵ１４は、基準回転速度および閾値をそれぞれ予め定められた一定値としてエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９２】
また、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御している状態で、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が閾値未満であることが予め定められた回数Ｎ２以上連続したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を実行するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９３】
具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３のなかで何れかの気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が連続して閾値以上となった回数をカウントする異常燃焼カウンタと、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が連続して閾値未満となった正常燃焼カウンタを有する。
【００９４】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上となったときに、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御し、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが回数Ｎ２以上となったときに、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を実行するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。本実施の形態において、Ｎ１およびＮ２は、それぞれ１０とする。
【００９５】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１４の触媒暖機制御動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図５に示すフローチャートは、触媒暖機制御中に、繰り返し実行される。また、最初に触媒暖機制御動作を実行する前の準備動作として、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉおよび正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒを共に０にリセットしておく。
【００９６】
図５において、まず、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差（以下、単に「回転変動」という）を算出する（ステップＳ１）。
【００９７】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１４は、回転変動が閾値以上となった気筒１０３があったか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、回転変動が閾値以上となった気筒１０３があったと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉをインクリメントし（ステップＳ３）、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒを０にリセットする（ステップＳ４）。
【００９８】
一方、回転変動が閾値以上となった気筒１０３がなかったと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが予め定められた回数Ｎ１以上であるか否か、すなわち、各気筒１０３内の点火時期の遅角が中断されているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００９９】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であると判断された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒをインクリメントし（ステップＳ６）、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが予め定められた回数Ｎ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
【０１００】
ここで、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが回数Ｎ２以上であると判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉを０にリセットする（ステップＳ８）。
【０１０１】
また、ステップＳ５において、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上でないと判断された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉを０にリセットする（ステップＳ８）。
【０１０２】
以上のように、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒおよび異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉの設定が完了すると、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【０１０３】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であると判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３内の点火時期の遅角を中断する（ステップＳ１０）。
【０１０４】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上でないと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３内の点火時期の遅角を実行する（ステップＳ１１）。
【０１０５】
以上のように、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、触媒１１５を暖機するために各気筒１０３内の点火時期を遅角させているときに、何れかの気筒１０３の異常燃焼が連続して発生したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するため、燃焼異常が発生した気筒１０３内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態においては、ハイブリッドＥＣＵ１４が、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御することにより、基準回転速度を予め定められた一定値とする例について説明した。
【０１０７】
これに対し、本発明においては、ハイブリッドＥＣＵ１４がエンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するのに代えて、ＲＯＭ１４ｂ等に基準回転速度とエンジン１０の回転速度との対応関係を表すマップを予め格納しておき、ハイブリッドＥＣＵ１４が、このマップに基づいて基準回転速度を導出するようにしてもよい。
【０１０８】
また、本実施の形態においては、ハイブリッドＥＣＵ１４が、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御することにより、閾値を予め定められた一定値とする例について説明した。
【０１０９】
これに対し、本発明においては、ハイブリッドＥＣＵ１４がエンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するのに代えて、ＲＯＭ１４ｂ等に閾値とエンジン１０の回転速度との対応関係を表すマップを予め格納しておき、ハイブリッドＥＣＵ１４が、このマップに基づいて閾値を導出するようにしてもよい。
【０１１０】
以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができるという効果を奏するものであり、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１１Ｌ、１１Ｒ ドライブシャフト
１２Ｌ、１２Ｒ 駆動輪
１３ 動力伝達装置
１４ ハイブリッドＥＣＵ（点火遅角制御手段）
１５ エンジンＥＣＵ（点火時期調整手段）
１７ 減速機
１８ 動力分配機構
１９ クランクシャフト
４０ カウンタドライブギヤ
５０、５１ インバータ
５２ バッテリ
５４ モータＥＣＵ
５８ バッテリＥＣＵ
６０ ＩＧ
６１ クランク角センサ
６２ 水温センサ
１０３ 気筒
１０４ ピストン
１０５ 燃焼室
１１５ 触媒
１２２ インジェクタ
１２３ 点火プラグ
１２４ 空燃比センサ
１３０ クランクロータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構が設けられたハイブリッド車両が知られている。一方、このような車両に搭載される内燃機関には、排気を浄化するための触媒が設けられている。一般的に、触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する三元触媒を有する。
【０００３】
三元触媒は、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの間で化学反応を起こさせることにより、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを二酸化炭素、水および窒素といった無害なものに変化させる。このような化学反応を効率よく起こさせるためには、所定範囲の温度まで触媒を暖機する必要がある。
【０００４】
触媒を暖機するものとしては、一部の気筒内の空燃比をリーンにするとともに、他の一部の気筒内の空燃比をリッチにし、触媒に流入する排気中の酸素濃度から分かる機関全体としての空燃比が目標値に近づくよう各気筒内の空燃比をフィードバック制御するにあたって、触媒の暖機時に空燃比をリーンにした気筒で空燃比が失火限界を越えると予測されるとき、その気筒での燃料噴射時期と点火時期との少なくとも一方を失火抑制側に補正するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このように、特許文献１に開示されたものは、触媒を暖機しているときに、一部の気筒でリーンな空燃比での成層燃焼を実行する際、空燃比を極力リーンにしつつ、そのリーン気筒での失火に対し必要な安全マージンを確保している。
【０００６】
また、空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生した気筒を判別するものとして、内燃機関の所定のクランク位置で出力されるクランク角信号を検出し、検出したクランク角信号に基づき、内燃機関の所定気筒の燃焼行程における角加速度瞬時値を算出し、算出した角加速度瞬時値の今回値と気筒の角加速度平均値の前回値とに基づき、当該気筒の角加速度平均値の今回値を算出し、角加速度瞬時値の今回値と角加速度平均値の今回値との偏差が所定の閾値を越えたことを条件として、当該気筒内の空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生したと判定し、当該気筒内に噴射する燃料を増量させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
このように、特許文献２に開示されたものは、クランク角センサに気筒間のばらつきがあっても、燃焼異常の判定がこれに影響を受けないため、例えば、リーンバーン制御等に適用した場合、煩雑なセグメント補正によらず、安定燃焼限界での燃料噴射制御を高精度で行い、ＮＯｘ排出量の低減や燃費の向上を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０７６６６８号公報
【特許文献２】特開平８−２８３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、動力源によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構が設けられたハイブリッド車両は、内燃機関に回転電機がギヤを介して直結されているため、悪路走行時に路面からの外乱による共振の影響により、燃焼異常が発生していない気筒の燃焼行程における回転変動が大きくなることがあり、空燃比がリーンになったために燃焼異常が発生した気筒を正確に判別することが困難である。
【００１０】
さらに、上述したような従来の技術は、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に適用することに関して何ら考慮されていなかった。このため、従来の技術は、燃焼異常が発生していない気筒に対する燃料噴射量を増加させてしまうことがあり、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善することができない上に、排気中のＨＣが増量してしまうため、排気特性の悪化を抑制することもできなくなってしまうことがあるといった課題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制する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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関と、回転電機と、前記内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と前記回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構と、前記内燃機関の排気を浄化する触媒と、が設けられたハイブリッド車両の制御装置において、前記内燃機関に形成された複数の気筒内の各点火時期を調整する点火時期調整手段と、前記触媒の暖機中に、前記複数の気筒内の各点火時期を遅角させるように前記点火時期調整手段を制御する点火遅角制御手段と、を備え、前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御するように構成されている。
【００１３】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、触媒を暖機するために各気筒内の点火時期を遅角させているときに、何れかの気筒の燃焼異常が連続して発生したことを条件として、複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するため、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができる。
【００１４】
また、上記（１）に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（２）前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御している状態で、前記各気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と前記基準回転速度との差が前記閾値未満であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を実行するように前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１５】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、全ての気筒内の燃焼が改善したことを条件として、触媒の暖機を再開することができる。
【００１６】
また、上記（１）または（２）に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（３）前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記基準回転速度を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１７】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、各気筒に燃焼異常が発生したか否かを迅速に判断することができる。
【００１８】
また、上記（１）ないし（３）のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、（４）前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記閾値を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御するようにしてもよい。
【００１９】
この構成により、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、各気筒に燃焼異常が発生したか否かを迅速に判断することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両に設けられた触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制する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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンの概略断面図である。
【図３】図１に示すクランク角センサを説明するための概念図である。
【図４】図１に示すクランク角センサによって検出されるクランク角とハイブリッド用電子制御ユニットが有するクランクカウンタのカウント値との対応関係の一例を示すタイミング図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の触媒暖機制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両１は、内燃機関を構成するエンジン１０と、エンジン１０によって発生された動力をドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達するための動力伝達装置１３と、ハイブリッド車両１の各部を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）１４と、エンジン１０を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）１５と、を備えている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ１５は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００２５】
エンジンＥＣＵ１５のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをエンジンＥＣＵ１５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、エンジンＥＣＵ１５のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、エンジンＥＣＵ１５として機能する。
【００２６】
エンジンＥＣＵ１５は、ハイブリッドＥＣＵ１４と高速ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１４から入力される制御信号およびエンジン１０の運転状態を検出する各種センサから入力される検出信号等に基づいて、燃料噴射制御、点火制御および吸入空気量調節制御等のエンジン１０の運転制御を行うとともに、必要に応じてエンジン１０の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。なお、本実施の形態において、エンジンＥＣＵ１５は、本発明における点火時期調整手段を構成する。
【００２７】
動力伝達装置１３は、電力と回転力とを相互に変換するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する減速機１７、および、エンジン１０によって発生された動力を駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側に伝達する動力とモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力とに分割する動力分配機構１８を備えている。なお、本実施の形態において、モータジェネレータＭＧ１は、本発明における回転電機を構成する。
【００２８】
動力分配機構１８は、エンジン１０の出力軸としてのクランクシャフト１９の端部にダンパ２０を介して結合された入力軸２１と、入力軸２１に軸中心が貫通された中空形状のサンギヤ軸２２に結合されたサンギヤ２３と、サンギヤ２３と回転軸が一致するようにサンギヤ２３の同心円上に配置されたリングギヤ２４と、サンギヤ２３およびリングギヤ２４に噛み合うようにサンギヤ２３とリングギヤ２４との間に配置された複数のピニオンギヤ２５と、ピニオンギヤ２５を自転自在に保持すると共に入力軸２１に対して公転自在に保持するキャリア２６と、を備えている。
【００２９】
このように、動力分配機構１８は、サンギヤ２３、リングギヤ２４、ピニオンギヤ２５およびキャリア２６を回転要素として、エンジン１０によって発生された動力を分割すると共に、モータジェネレータＭＧ１および駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側から伝達された動力を統合する遊星歯車機構を構成している。
【００３０】
したがって、動力分配機構１８は、エンジン１０からキャリア２６に入力された動力を、サンギヤ２３側と、リングギヤ２４側と、にそのギヤ比に応じて分割することにより、分割された一方の動力によってモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるとともに、分割された他方の動力によって駆動輪１２Ｌ、１２Ｒを回転させるようになっている。
【００３１】
また、動力分配機構１８は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が駆動しているときには、エンジン１０からキャリア２６に入力された動力と、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ２３に入力された動力とを統合してリングギヤ２４から出力するようになっている。
【００３２】
また、動力分配機構１８は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が停止しているときには、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ２３に入力された動力をキャリア２６に出力することにより、クランクシャフト１９を回転させ、エンジン１０を始動させるようになっている。このように、モータジェネレータＭＧ１は、動力分配機構１８と協働して、スタータとしても機能するようになっている。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ２８と、ステータ２８の内部に配置され、複数の永久磁石が埋め込まれているロータ２９と、を備えており、ステータ２８は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。
【００３４】
ロータ２９は、動力分配機構１８のサンギヤ２３と一体に回転するサンギヤ軸２２に結合されており、ステータ２８のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース３０の内周部に固定されている。
【００３５】
このように構成されたモータジェネレータＭＧ１において、ステータ２８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ２８によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ２９に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ２９が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ１は、電動機として機能するようになっている。
【００３６】
また、ロータ２９に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ２８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としても機能するようになっている。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３２と、ステータ３２の内部に配置され複数の永久磁石が埋め込まれたロータ３３と、を備えており、ステータ３２は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。
【００３８】
ロータ３３は、減速機１７に結合されたロータシャフト３４に結合されており、ステータ３２のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース３０の内周部に固定されている。
【００３９】
このように構成されたモータジェネレータＭＧ２において、ステータ３２の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ３２によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ３３に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ３３が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ２は、電動機として機能するようになっている。
【００４０】
また、ロータ３３に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ３２の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ２は、発電機としても機能するようになっている。
【００４１】
減速機１７は、モータジェネレータＭＧ２のロータ３３に結合されたロータシャフト３４に結合されたサンギヤ３５と、回転軸がサンギヤ３５と一致するようにサンギヤ３５の同心円上に配置されたリングギヤ３６と、サンギヤ３５およびリングギヤ３６に噛み合うようにサンギヤ３５とリングギヤ３６との間に配置された複数のピニオンギヤ３７と、一端が本体ケース３０に固定され、他端がピニオンギヤ３７を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア３８と、を備えている。
【００４２】
このように、減速機１７は、サンギヤ３５、リングギヤ３６およびピニオンギヤ３７を回転要素として、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。
【００４３】
したがって、減速機１７は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２が電動機として機能しているときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ３６から出力するようになっている。
【００４４】
また、減速機１７は、リングギヤ３６に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ３５から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させるようになっている。
【００４５】
減速機１７のリングギヤ３６および動力分配機構１８のリングギヤ２４には、リングギヤ３６とリングギヤ２４とが一体回転するようにカウンタドライブギヤ４０が設けられている。カウンタドライブギヤ４０は、ギヤ機構４１に噛み合わされ、ギヤ機構４１は、デファレンシャルギヤ４２に噛合されている。カウンタドライブギヤ４０に出力された動力は、カウンタドライブギヤ４０からギヤ機構４１を介して、デファレンシャルギヤ４２に伝達されるようになっている。
【００４６】
デファレンシャルギヤ４２は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒに接続され、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒは、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒにそれぞれ接続されている。デファレンシャルギヤ４２に伝達された動力は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに出力される。
【００４７】
したがって、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２は、駆動源として機能するようになっており、モータジェネレータＭＧ２によって発生された動力は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達されるようになっている。
【００４８】
また、駆動電力が供給されていないモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの回転を減速しつつ、その回転力を電力に変換する電力回生器として機能するようになっている。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とは、インバータ５０およびインバータ５１を介してバッテリ５２との間で電力のやりとり、すなわち、バッテリ５２を充放電させるようになっている。
【００５０】
インバータ５０およびインバータ５１とバッテリ５２とを接続する電力ライン５３は、インバータ５０およびインバータ５１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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれか一方で発電された電力を他方のモータジェネレータで消費することができるようになっている。
【００５１】
このようなモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために、ハイブリッド車両１は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）５４を備えている。モータＥＣＵ５４は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００５２】
モータＥＣＵ５４のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをモータＥＣＵ５４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、モータＥＣＵ５４のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、モータＥＣＵ５４として機能する。
【００５３】
モータＥＣＵ５４には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転子の回転位置をそれぞれ検出する回転位置検出センサ５５、５６の検出信号、および、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に入力される相電流を検出する図示しない電流センサの検出信号等が入力されるようになっている。
【００５４】
モータＥＣＵ５４は、インバータ５０およびインバータ５１にスイッチング制御信号を出力することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するようになっている。
【００５５】
また、モータＥＣＵ５４は、ハイブリッドＥＣＵ１４と高速ＣＡＮを介して通信するようになっており、ハイブリッドＥＣＵ１４から入力された制御信号に応じてインバータ５０、５１を制御することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２をそれぞれ駆動制御するようになっている。また、モータＥＣＵ５４は、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００５６】
バッテリ５２の蓄電容量や温度等の状態を管理するために、ハイブリッド車両１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５８を備えている。バッテリＥＣＵ５８は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００５７】
バッテリＥＣＵ５８のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをバッテリＥＣＵ５８として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、バッテリＥＣＵ５８のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、バッテリＥＣＵ５８として機能する。
【００５８】
バッテリＥＣＵ５８には、バッテリ５２の状態を管理するために必要な信号、例えば、バッテリ５２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５２の出力端子に接続された電力ライン５３に取り付けられた電流センサ５９によって検出される充放電電流、および、バッテリ５２に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度等を表す信号が入力されるようになっている。
【００５９】
また、バッテリＥＣＵ５８は、必要に応じてバッテリ５２の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。例えば、バッテリＥＣＵ５８は、電流センサ５９によって検出された充放電電流の積算値に基づいて、バッテリ５２の残容量を表すＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、算出したＳＯＣをハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００６０】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａと、ＲＯＭ１４ｂと、ＲＡＭ１４ｃと、フラッシュメモリ１４ｄと、図示しない入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００６１】
ＲＯＭ１４ｂには、当該マイクロプロセッサをハイブリッドＥＣＵ１４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ１４ａがＲＡＭ１４ｃを作業領域としてＲＯＭ１４ｂに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ハイブリッドＥＣＵ１４として機能する。
【００６２】
ハイブリッドＥＣＵ１４には、イグニッションスイッチ（ＩＧ）６０、クランクシャフト１９の回転角を検出するクランク角センサ６１、および、エンジン１０を冷却するための冷却水の温度を検出する水温センサ６２等が入力ポートを介して接続されている。
【００６３】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、エンジンＥＣＵ１５やモータＥＣＵ５４、バッテリＥＣＵ５８と高速ＣＡＮを介して互いに接続されており、エンジンＥＣＵ１５やモータＥＣＵ５４、バッテリＥＣＵ５８と各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。
【００６４】
例えば、ハイブリッドＥＣＵ１４は、バッテリＥＣＵ５８から送信されたデータが表すＳＯＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によって発電された電力をバッテリ５２に充電させるか否かを表す制御信号をモータＥＣＵ５４に送信するようになっている。
【００６５】
図２に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１００と、シリンダブロック１００の上部に固定されたシリンダヘッド１０１と、オイルを収納するオイルパン１０２とを備え、シリンダブロック１００と、シリンダヘッド１０１とによって複数の気筒１０３が形成されている。
【００６６】
なお、本実施の形態において、エンジン１０は、直列４気筒のガソリンエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジンなどの種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。ここで、図２に示すエンジン１０は、直列に配置された４つの気筒のうちの１つ気筒１０３が図示されている。
【００６７】
気筒１０３には、ピストン１０４が往復動可能に収納され、シリンダブロック１００、シリンダヘッド１０１およびピストン１０４によって、各気筒１０３の燃焼室１０５が形成されている。
【００６８】
本実施の形態において、エンジン１０は、ピストン１０４が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。
【００６９】
クランクシャフト１９は、各気筒１０３に収納されたピストン１０４とコネクティングロッド１０６を介して連結されている。コネクティングロッド１０６は、ピストン１０４の往復動をクランクシャフト１９の回転運動に変換するようになっている。
【００７０】
従って、エンジン１０は、燃焼室１０５で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン１０４を往復動させ、コネクティングロッド１０６を介してクランクシャフト１９を回転させることにより、動力伝達装置１３に動力を伝達するようになっている。なお、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンもしくは軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００７１】
シリンダブロック１００には、冷却水が循環するウォータジャケット１０７が形成されている。水温センサ６２は、ウォータジャケット１０７内を循環する冷却水の水温を検知するようにシリンダブロック１００に設けられている。
【００７２】
エンジン１０には、車外から流入した空気を清浄するエアクリーナ１１０と、清浄された空気を燃焼室１０５に導入するためにシリンダヘッド１０１に連結されている吸気管１１１と、燃焼室１０５に導入される空気の流量を調整するためのスロットルバルブ１１２と、スロットルバルブ１１２の開度を検出するスロットルセンサ１１３と、燃焼室１０５のなかで混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するためにシリンダヘッド１０１に連結されている排気管１１４と、排気ガス中の有害物質を酸化還元浄化するために排気管１１４に設けられた触媒１１５と、が設けられている。
【００７３】
エアクリーナ１１０は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。
【００７４】
スロットルバルブ１１２は、薄い円板状の弁体によって構成され、この弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ１１２には、エンジンＥＣＵ１５の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、吸気管１１１における空気の流量を変更するスロットルバルブアクチュエータ１１６が設けられている。
【００７５】
触媒１１５は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００７６】
シリンダヘッド１０１には、吸気管１１１と燃焼室１０５とを連通させる吸気ポート１１７と、燃焼室１０５と排気管１１４とを連通させる排気ポート１１８とが形成されている。
【００７７】
また、シリンダヘッド１０１には、吸気管１１１から燃焼室１０５への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ１２０と、燃焼室１０５から排気管１１４への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ１２１と、燃焼室１０５内に燃料を噴射するためのインジェクタ１２２と、燃焼室１０５内の混合気に点火するための点火プラグ１２３と、が取り付けられている。
【００７８】
インジェクタ１２２は、エンジンＥＣＵ１５によって制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。インジェクタ１２２には、所定の圧力で燃料が供給されている。インジェクタ１２２は、エンジンＥＣＵ１５によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室１０５に燃料を噴射するようになっている。
【００７９】
点火プラグ１２３は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグによって構成されている。点火プラグ１２３は、エンジンＥＣＵ１５によって電極が通電されることにより放電し、燃焼室１０５内の混合気に点火するようになっている。
【００８０】
排気管１１４には、エンジン１０全体の空燃比を検知する空燃比センサ１２４が設けられている。エンジンＥＣＵ１５は、空燃比センサ１２４によって検知された空燃比が理想空燃比となるように、例えば、インジェクタ１２２によって噴射される燃料の量を調節するようになっている。
【００８１】
図３に示すように、クランクシャフト１９の一端部には、クランクシャフト１９とともに回転するクランクロータ１３０が設けられている。クランク角センサ６１は、クランクロータ１３０の回転角を検出するようにハイブリッド車両１に設けられている。
【００８２】
クランク角センサ６１は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magnetic Resistance Element）を有するＭＲＥセンサによって構成されている。クランクシャフト１９が回転すると、クランクロータ１３０に設けられた歯の山と谷により、クランク角センサ６１にかかる磁界の方向、すなわち、磁気ベクトルが変化し、内部抵抗値が変化する。
【００８３】
クランク角センサ６１は、この抵抗値変化を電圧に変換した上で出力される波形と、閾値とを比較することによりＨｉｇｈ状態とＬｏｗ状態とをとる矩形波に整形したクランク角信号を生成し、生成したクランク角信号をハイブリッドＥＣＵ１４に出力するようになっている。
【００８４】
また、クランク角センサ６１は、クランクロータ１３０により、クランクシャフト１９の回転角を１０°ごとに検出させることができるとともに、クランクロータ１３０の欠歯した箇所により、クランクシャフト１９の回転位置を検出させることができるようになっている。
【００８５】
図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵ１４は、クランク角センサ６１によって検出されたクランクシャフト１９の回転角を３０°毎にカウントし、クランクシャフト１９が７２０°回転したときにカウント値をリセットするクランクカウンタを有している。
【００８６】
例えば、図５に示すように、クランクカウンタのカウント値が０のときに１番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になるものとすると、カウント値が６のときに３番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になり、カウント値が１２のときに４番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になり、カウント値が１８のときに２番目の気筒１０３内のピストン１０４が上死点になる。
【００８７】
したがって、ハイブリッドＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａが有する内部タイマを用いて、カウント値が０になってから６になるまでの時間を計測することにより１番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が６になってから１２になるまでの時間を計測することにより３番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が１２になってから１８になるまでの時間を計測することにより４番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができ、カウント値が１２になってから１８になるまでの時間を計測することにより２番目の気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度を算出することができる。
【００８８】
図１において、ハイブリッドＥＣＵ１４は、触媒１１５を暖機するために、ＩＧ６０がオンされ、エンジン１０が始動し、エンジン１０が所定の回転速度（例えば、１３００ｒｐｍ）になってから、触媒１１５が暖機されたときの冷却水の温度が水温センサ６２によって検出されるまでの間、触媒暖機制御を実行するようになっている。
【００８９】
触媒暖機制御を実行するにあたって、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３内の各点火時期を遅角させるようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。このように、ハイブリッドＥＣＵ１４は、本発明における点火遅角制御手段を構成する。
【００９０】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３のなかで何れかの気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数Ｎ１以上連続したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９１】
本実施の形態において、ハイブリッドＥＣＵ１４は、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。このため、ハイブリッドＥＣＵ１４は、基準回転速度および閾値をそれぞれ予め定められた一定値としてエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９２】
また、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御している状態で、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が閾値未満であることが予め定められた回数Ｎ２以上連続したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を実行するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。
【００９３】
具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、複数の気筒１０３のなかで何れかの気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が連続して閾値以上となった回数をカウントする異常燃焼カウンタと、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差が連続して閾値未満となった正常燃焼カウンタを有する。
【００９４】
ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上となったときに、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するようにエンジンＥＣＵ１５を制御し、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが回数Ｎ２以上となったときに、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を実行するようにエンジンＥＣＵ１５を制御するようになっている。本実施の形態において、Ｎ１およびＮ２は、それぞれ１０とする。
【００９５】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１４の触媒暖機制御動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図５に示すフローチャートは、触媒暖機制御中に、繰り返し実行される。また、最初に触媒暖機制御動作を実行する前の準備動作として、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉおよび正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒを共に０にリセットしておく。
【００９６】
図５において、まず、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３の燃焼行程におけるエンジン１０の回転速度と基準回転速度との差（以下、単に「回転変動」という）を算出する（ステップＳ１）。
【００９７】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１４は、回転変動が閾値以上となった気筒１０３があったか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、回転変動が閾値以上となった気筒１０３があったと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉをインクリメントし（ステップＳ３）、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒを０にリセットする（ステップＳ４）。
【００９８】
一方、回転変動が閾値以上となった気筒１０３がなかったと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが予め定められた回数Ｎ１以上であるか否か、すなわち、各気筒１０３内の点火時期の遅角が中断されているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００９９】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であると判断された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒをインクリメントし（ステップＳ６）、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが予め定められた回数Ｎ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
【０１００】
ここで、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒが回数Ｎ２以上であると判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉを０にリセットする（ステップＳ８）。
【０１０１】
また、ステップＳ５において、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上でないと判断された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉを０にリセットする（ステップＳ８）。
【０１０２】
以上のように、正常燃焼カウンタのカウント値Ｃｒおよび異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉの設定が完了すると、ハイブリッドＥＣＵ１４は、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【０１０３】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上であると判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３内の点火時期の遅角を中断する（ステップＳ１０）。
【０１０４】
ここで、異常燃焼カウンタのカウント値Ｃｉが回数Ｎ１以上でないと判断した場合には、ハイブリッドＥＣＵ１４は、各気筒１０３内の点火時期の遅角を実行する（ステップＳ１１）。
【０１０５】
以上のように、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、触媒１１５を暖機するために各気筒１０３内の点火時期を遅角させているときに、何れかの気筒１０３の異常燃焼が連続して発生したことを条件として、複数の気筒１０３内の各点火時期の遅角を中断するため、燃焼異常が発生した気筒１０３内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態においては、ハイブリッドＥＣＵ１４が、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御することにより、基準回転速度を予め定められた一定値とする例について説明した。
【０１０７】
これに対し、本発明においては、ハイブリッドＥＣＵ１４がエンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するのに代えて、ＲＯＭ１４ｂ等に基準回転速度とエンジン１０の回転速度との対応関係を表すマップを予め格納しておき、ハイブリッドＥＣＵ１４が、このマップに基づいて基準回転速度を導出するようにしてもよい。
【０１０８】
また、本実施の形態においては、ハイブリッドＥＣＵ１４が、触媒暖機制御を実行している間は、エンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御することにより、閾値を予め定められた一定値とする例について説明した。
【０１０９】
これに対し、本発明においては、ハイブリッドＥＣＵ１４がエンジン１０の回転速度を一定にするようにエンジンＥＣＵ１５を制御するのに代えて、ＲＯＭ１４ｂ等に閾値とエンジン１０の回転速度との対応関係を表すマップを予め格納しておき、ハイブリッドＥＣＵ１４が、このマップに基づいて閾値を導出するようにしてもよい。
【０１１０】
以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、触媒の暖機中に、燃焼異常が発生した気筒内の燃焼を改善すると共に、排気特性の悪化を抑制することができるという効果を奏するものであり、動力分配機構が設けられたハイブリッド車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１１Ｌ、１１Ｒ ドライブシャフト
１２Ｌ、１２Ｒ 駆動輪
１３ 動力伝達装置
１４ ハイブリッドＥＣＵ（点火遅角制御手段）
１５ エンジンＥＣＵ（点火時期調整手段）
１７ 減速機
１８ 動力分配機構
１９ クランクシャフト
４０ カウンタドライブギヤ
５０、５１ インバータ
５２ バッテリ
５４ モータＥＣＵ
５８ バッテリＥＣＵ
６０ ＩＧ
６１ クランク角センサ
６２ 水温センサ
１０３ 気筒
１０４ ピストン
１０５ 燃焼室
１１５ 触媒
１２２ インジェクタ
１２３ 点火プラグ
１２４ 空燃比センサ
１３０ クランクロータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
回転電機と、
前記内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と前記回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構と、
前記内燃機関の排気を浄化する触媒と、が設けられたハイブリッド車両の制御装置において、
前記内燃機関に形成された複数の気筒内の各点火時期を調整する点火時期調整手段と、
前記触媒の暖機中に、前記複数の気筒内の各点火時期を遅角させるように前記点火時期調整手段を制御する点火遅角制御手段と、を備え、
前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御している状態で、前記各気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と前記基準回転速度との差が前記閾値未満であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を実行するように前記点火時期調整手段を制御す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制御装置。
【請求項３】
前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記基準回転速度を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記閾値を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、
回転電機と、
前記内燃機関によって発生された動力を駆動輪側に伝達する動力と前記回転電機を駆動する動力とに分配する動力分配機構と、
前記内燃機関の排気を浄化する触媒と、が設けられたハイブリッド車両の制御装置において、
前記内燃機関に形成された複数の気筒内の各点火時期を調整する点火時期調整手段と、
前記触媒の暖機中に、前記複数の気筒内の各点火時期を遅角させるように前記点火時期調整手段を制御する点火遅角制御手段と、を備え、
前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒のなかで何れかの気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と基準回転速度との差が閾値以上であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記点火遅角制御手段は、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を中断するように前記点火時期調整手段を制御している状態で、前記各気筒の燃焼行程における前記内燃機関の回転速度と前記基準回転速度との差が前記閾値未満であることが予め定められた回数以上連続したことを条件として、前記複数の気筒内の各点火時期の遅角を実行するように前記点火時期調整手段を制御す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制御装置。
【請求項３】
前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記基準回転速度を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記点火遅角制御手段は、前記触媒が暖機されている間の前記内燃機関の回転速度が一定であることを条件として、前記閾値を予め定められた一定値として前記点火時期調整手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８７６５４（Ｐ２０１３−８７６５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６９５８（Ｐ２０１１−２２６９５８）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]