動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法
【課題】内燃機関の失火気筒の特定を精度良く行なう。
【解決手段】複数気筒の内燃機関と、発電機と、内燃機関の出力軸とねじれ要素としてのダンパを介して接続されると共に発電機の回転軸と駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、ＨｉギヤとＬｏギヤとの切替が可能な２段変速の変速機と、変速機を介して駆動軸に接続された電動機とを備えるハイブリッド車において、内燃機関の１気筒が連続失火しているとき（連続失火判定フラグが値１のとき）で且つ駆動軸に要求される要求トルクＴｒ＊や車速ＶがＨｉギヤを禁止するＨｉギヤ禁止領域内にないときには（Ｓ３１０，Ｓ３３０）、変速機をＨｉギヤの状態とする（Ｓ３４０，Ｓ３６０）。これにより、ダンパのねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響を小さくでき、内燃機関の回転変動に基づいて失火を判定して失火気筒を特定する際に失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを防止できる。
【解決手段】複数気筒の内燃機関と、発電機と、内燃機関の出力軸とねじれ要素としてのダンパを介して接続されると共に発電機の回転軸と駆動軸とが接続された遊星歯車機構と、ＨｉギヤとＬｏギヤとの切替が可能な２段変速の変速機と、変速機を介して駆動軸に接続された電動機とを備えるハイブリッド車において、内燃機関の１気筒が連続失火しているとき（連続失火判定フラグが値１のとき）で且つ駆動軸に要求される要求トルクＴｒ＊や車速ＶがＨｉギヤを禁止するＨｉギヤ禁止領域内にないときには（Ｓ３１０，Ｓ３３０）、変速機をＨｉギヤの状態とする（Ｓ３４０，Ｓ３６０）。これにより、ダンパのねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響を小さくでき、内燃機関の回転変動に基づいて失火を判定して失火気筒を特定する際に失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置およびこれを搭載し前記駆動軸に車軸が接続されて走行する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランク軸にダンパなどのねじれ要素を介して接続されると共に駆動軸に接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に接続されたモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車に搭載され、エンジンのクランク角位置での回転変動に基づいてエンジンの失火を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７０２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エンジンのクランク軸にダンパのようなねじれ要素を介して後段に接続されている車両などに搭載されている装置では、エンジンの爆発燃焼によるクランク軸のトルク変動がねじれ要素やこのねじれ要素を含む後段の共振を誘発し、共振によりクランク軸に回転変動が生じる結果、クランク軸の回転変動が失火している気筒で小さく現われ失火していない気筒で大きく現われる場合があり、この場合、エンジンのいずれかの気筒に失火が生じていると判定することはできても、いずれの気筒に失火が生じているのかを特定するのは困難なものとなる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関の複数気筒のいずれかに失火が生じたときに失火気筒の特定を精度良く行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、
動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、
前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算した回転変動に基づいて内燃機関の失火を判定し、内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときにはねじれ要素のねじれに基づく共振により内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう変速伝達手段を制御し、内燃機関の失火が判定されたときには失火の判定に用いた内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができ、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記失火時変速制御手段は、減速比が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記失火時変速制御手段は、最も減速比が小さくなる変速比に変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、失火気筒の特定精度をより向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸の駆動状態に基づいて前記変速伝達手段が変更可能な変速比の範囲内で変速比が変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の駆動に影響を与えない範囲内でねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響を小さくすることができる。ここで、「駆動軸の駆動状態」には、駆動軸に要求される要求トルクや駆動軸の回転数などが含まれる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちの２つの軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される３軸式動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。ここで、「３軸式動力入出力手段」には、遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。
【００１１】
本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し
（ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定し、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御し、
（ｄ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算した回転変動に基づいて内燃機関の失火を判定し、内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときにはねじれ要素のねじれに基づく共振により内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう変速伝達手段を制御し、内燃機関の失火が判定されたときには失火の判定に用いた内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができ、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である動力出力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にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構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２段変速の変速機３５と、この変速機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。
【００１７】
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８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気筒毎に設けられた燃料噴射弁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。
【００１８】
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（クランク角ＣＡ）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（クランク角ＣＡ）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、上述したクランクポジションセンサ１４０は、クランクシャフト２６と回転同期して回転するように取り付けられて１０度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に２つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト２６が１０度回転する毎に整形波を生じさせる。
【００１９】
動力分配統合機構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遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構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を介して変速機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。
【００２０】
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。
【００２１】
変速機３５は、図示しないが、二つのプラネタリギヤと、二つのプラネタリギヤのリングギヤを回転不能にケースに固定する二つのブレーキと、二つのブレーキをオンオフする油圧回路とにより構成されており、二つのブレーキの一方をオンとすると共に他方をオフとすることによりモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するＬｏギヤと、二つのブレーキの一方をオフとすると共に他方をオンとすることによりモータＭＧ２の回転数を減速せずにリングギヤ軸３２ａに伝達するＨｉギヤと、二つのブレーキの双方をオフとすることによりモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離すニュートラルと、の３つの状態を切り替えることができるニュートラル付きの２段変速機として構成されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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からは、変速機３５の二つのブレーキをオンオフする油圧回路に駆動信号が出力されている。また、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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
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Ｔｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊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動力分配統合機構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動力分配統合機構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。
【００２５】
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の動作、特に、エンジン２２の失火を判定する失火判定処理とこれに伴う変速機３５の駆動制御について説明する。まず、エンジン２２の失火判定処理について説明し、その後、変速機３５の駆動制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２６】
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に例示する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（ＣＡ）を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、図４のＴ３０演算処理に示すように、基準となるクランク角から３０度毎のクランク角ＣＡとそのクランク角ＣＡを検出した検出時刻ｔを入力し（ステップＳ２００）、入力した検出時刻ｔと３０度前のクランク角ＣＡの検出時刻（前回時刻）との差分を計算する（ステップＳ２１０）、ことにより求めることができる。ここで、３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、その逆数をとるとクランクシャフト２６が３０度回転する毎のエンジン２２の回転数（以下、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ））となるから、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ）の変化の程度、即ち回転変動を時間の単位を用いて表わしたものとなる。
【００２７】
続いて、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、３０度回転所要時間Ｔ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒が失火していないときの３０度回転所要時間Ｔ３０より大きく、その気筒が失火しているときの３０度回転所要時間Ｔ３０より小さな値として設定されており、実験などにより求めることができる。３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ以下のときには、エンジン２２は失火していないと判定して失火判定処理を終了し、３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じていると判断して、クランク角ＣＡにより失火気筒を特定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２の各気筒のうち失火気筒が１つで且つその１気筒が連続して失火している連続失火か否かを判定し（ステップＳ１３０）、連続失火のときには連続失火判定フラグＦに値１を設定して（ステップＳ１４０）、失火判定処理を終了する。
【００２８】
図５に、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときのクランク角ＣＡと３０度回転所要時間Ｔ３０の時間変化の様子を示す。図５（ａ）はダンパ２８にねじれに基づく共振が生じていないときの時間変化の様子を示し、図５（ｂ）は共振が生じているときの時間変化の様子を示す。図示するように、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときには３０度回転所要時間Ｔ３０はクランク角ＣＡが７２０度毎に閾値Ｔｒｅｆを超えるが、ダンパ２８にねじれに基づく共振が生じているときと共振が生じていないときとで閾値Ｔｒｅｆを超えるクランク角ＣＡが異なり、クランク角ＣＡに基づく失火の特定が困難となる。
【００２９】
次に、変速機３５の駆動制御について説明する。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３０】
変速制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊や車速センサ８８からの車速Ｖ，連続失火判定フラグＦなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。連続失火判定フラグＦは、前述した失火判定処理により設定されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、入力した連続失火判定フラグＦが値１であるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、連続失火判定フラグＦが値０、即ちエンジン２２に１気筒の連続失火は生じていないと判定されたときには、入力した要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとに基づいて変速マップを用いて目標変速段Ｇ＊を設定し（ステップＳ３２０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。図７は、変速マップの一例を示す説明図である。図中のＬｏ−Ｈｉのラインは、変速機３５をＬｏギヤからＨｉギヤにアップシフト変速するためのＬｏ−Ｈｉ変速線を示し、Ｈｉ−Ｌｏのラインは、変速機３５をＨｉギヤからＬｏギヤにダウンシフト変速するためのＨｉ−Ｌｏ変速線を示す。また、図中の斜線で囲まれた領域は、Ｈｉギヤを禁止するＨｉギヤ禁止領域である。このＨｉギヤ禁止領域は、変速機３５をＨｉギヤの状態で走行すると、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクが要求トルクＴｒ＊に対して不足する可能性のある高トルク領域として定められている。
【００３２】
ステップＳ３１０で連続失火判定フラグＦが値１、即ちエンジン２２に１気筒の連続失火が生じていると判定されたときには、入力した要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとが前述したＨｉギヤ禁止領域内にあるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、Ｈｉギヤ禁止領域内にないと判定されたときにはＨｉギヤＧｈｉを目標変速段Ｇ＊に設定し（ステップＳ３４０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５を駆動制御して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。これは、変速機３５の減速比が大きいほどリングギヤ軸３２ａ側から見たモータＭＧ２のイナーシャが大きくなるため、ねじれ要素としてのダンパ２８のねじれに基づく共振の周期が失火の周期（エンジン２２の２回転に相当する周期）に近くなると共に共振ゲインも大きくなる傾向があることに基づく。従って、変速機３５を減速比が小さいＨｉギヤの状態とすることにより、ダンパ２８のねじれに基づく共振がエンジン２２の回転変動としての３０度回転所要時間Ｔ３０に及ぼす影響を小さくすることができるから、失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを抑制することができる。
【００３３】
ステップＳ３１０で連続失火判定フラグＦが値１と判定され且つステップＳ３３０でＨｉギヤ禁止領域内にあるときには、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクが要求トルクＴｒ＊に対して不足する可能性があると判断して、ＬｏギヤＧｌｏを目標変速段Ｇ＊に設定し（ステップＳ３５０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときには、変速機３５をＨｉギヤの状態とするから、ダンパ２８のねじれに基づく共振がエンジン２２の回転変動としての３０度回転所要時間Ｔ３０に及ぼす影響を小さくすることができ、３０度回転所要時間Ｔ３０を用いてエンジン２２の失火を判定すると共にクランク角ＣＡにより失火気筒を特定する際に失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを抑制することができる。この結果、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。しかも、エンジン２２の１気筒が連続失火しているときであっても、要求トルクＴｒ＊と車速ＶとがＨｉギヤ禁止領域内にあるときには、Ｌｏギヤの状態を維持するから、要求トルクＴｒ＊に対して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに不足が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間としての３０度回転所要時間Ｔ３０をベースとしてエンジン２２の失火を判定するものとしたが、クランクシャフト２６が５度回転するのに要する時間として５度回転所要時間Ｔ５や１０度回転するのに要する時間として１０度回転所要時間Ｔ１０など種々の所要時間を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしてもかまわない。また、５度毎のクランクシャフト２６の回転数である５度回転数Ｎ５や１０度毎のクランクシャフト２６の回転数である１０度回転数Ｎ１０など種々の回転数を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしても構わない。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）と閾値Ｔｒｅｆとを比較することにより失火を判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、エンジン２２の回転変動に基づいてエンジン２２の失火を判定することができれば如何なる手法を用いるものとしてもよい。
【００３７】
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では、８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、４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。
【００３８】
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では、２段変速の変速機３５を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしたが、３段以上の変速機や無段変速機を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしてもよい。この場合、３段以上の変速機や無段変速機のギヤ比の設定は、要求トルクＴｒ＊や車速Ｖに基づいて変速機に許容されるギヤ比の許容範囲を設定し、設定した許容範囲内で、最も減速比が小さいギヤ比を設定するものとしたり、所定量だけ増速側のギヤ比を設定するものとしたりすることにより行なうことができる。
【００３９】
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では、エンジン２２のクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続されると共にモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続される動力分配統合機構３０とリングギヤ軸３２ａに変速機３５を介して接続されるモータＭＧ２とを備える車両におけるエンジン２２の失火を判定するものとしたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するもののエンジン２２の失火を判定するものとしてもよいし、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するよ
うに、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるもののエンジン２２の失火を判定するものとしてもよい。
【００４０】
ここで、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、クランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して後段に接続された８気筒のエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された２段変速の変速機３５が「変速伝達手段」に相当し、クランクシャフト２６の回転位置（クランク角ＣＡ）を検出する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からの整形波に基づいてクランクシャフト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を演算する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、３０度回転所要時間Ｔ３０に基づいてエンジン２２の各気筒のいずれかが失火しているかを判定するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当し、エンジン２２の１気筒に連続失火が判定されたときには、変速機３５がＨｉギヤとなるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御する変速制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「失火時変速制御手段」に相当し、エンジン２２に失火が判定されたときにはクランク角ＣＡにより失火気筒を特定する失火判定処理のステップＳ１２０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火気筒特定手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」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。「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、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構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を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力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。
【００４１】
実施例では、動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置に適用してもよいし、移動しない設備に組み込まれた動力出力装置に適用するものとしても構わない。また、動力出力装置やこれを搭載する車両の形態ではなく、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、動力出力装置の製造産業や車両の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である動力出力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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】失火判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】Ｔ３０演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときのクランク角ＣＡと３０度回転所要時間Ｔ３０の時間変化の様子を示す説明図である。
【図６】変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変速マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０，２２０ 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 動力分配統合機構、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 変速機、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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、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、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、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置およびこれを搭載し前記駆動軸に車軸が接続されて走行する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランク軸にダンパなどのねじれ要素を介して接続されると共に駆動軸に接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続されたモータＭＧ１と、駆動軸に接続されたモータＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車に搭載され、エンジンのクランク角位置での回転変動に基づいてエンジンの失火を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７０２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エンジンのクランク軸にダンパのようなねじれ要素を介して後段に接続されている車両などに搭載されている装置では、エンジンの爆発燃焼によるクランク軸のトルク変動がねじれ要素やこのねじれ要素を含む後段の共振を誘発し、共振によりクランク軸に回転変動が生じる結果、クランク軸の回転変動が失火している気筒で小さく現われ失火していない気筒で大きく現われる場合があり、この場合、エンジンのいずれかの気筒に失火が生じていると判定することはできても、いずれの気筒に失火が生じているのかを特定するのは困難なものとなる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関の複数気筒のいずれかに失火が生じたときに失火気筒の特定を精度良く行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、
動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、
前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算した回転変動に基づいて内燃機関の失火を判定し、内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときにはねじれ要素のねじれに基づく共振により内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう変速伝達手段を制御し、内燃機関の失火が判定されたときには失火の判定に用いた内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができ、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記失火時変速制御手段は、減速比が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記失火時変速制御手段は、最も減速比が小さくなる変速比に変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、失火気筒の特定精度をより向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸の駆動状態に基づいて前記変速伝達手段が変更可能な変速比の範囲内で変速比が変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の駆動に影響を与えない範囲内でねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響を小さくすることができる。ここで、「駆動軸の駆動状態」には、駆動軸に要求される要求トルクや駆動軸の回転数などが含まれる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちの２つの軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される３軸式動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。ここで、「３軸式動力入出力手段」には、遊星歯車機構やデファレンシャルギヤなどが含まれる。
【００１１】
本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し
（ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定し、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御し、
（ｄ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の回転変動を演算し、演算した回転変動に基づいて内燃機関の失火を判定し、内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときにはねじれ要素のねじれに基づく共振により内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう変速伝達手段を制御し、内燃機関の失火が判定されたときには失火の判定に用いた内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する。これにより、ねじれ要素のねじれに基づく共振が内燃機関の回転変動に及ぼす影響により失火気筒が誤って特定されるのを抑制することができ、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である動力出力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にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構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２段変速の変速機３５と、この変速機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。
【００１７】
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８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気筒毎に設けられた燃料噴射弁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。
【００１８】
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（クランク角ＣＡ）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（クランク角ＣＡ）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、上述したクランクポジションセンサ１４０は、クランクシャフト２６と回転同期して回転するように取り付けられて１０度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に２つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト２６が１０度回転する毎に整形波を生じさせる。
【００１９】
動力分配統合機構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遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構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を介して変速機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。
【００２０】
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。
【００２１】
変速機３５は、図示しないが、二つのプラネタリギヤと、二つのプラネタリギヤのリングギヤを回転不能にケースに固定する二つのブレーキと、二つのブレーキをオンオフする油圧回路とにより構成されており、二つのブレーキの一方をオンとすると共に他方をオフとすることによりモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するＬｏギヤと、二つのブレーキの一方をオフとすると共に他方をオンとすることによりモータＭＧ２の回転数を減速せずにリングギヤ軸３２ａに伝達するＨｉギヤと、二つのブレーキの双方をオフとすることによりモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離すニュートラルと、の３つの状態を切り替えることができるニュートラル付きの２段変速機として構成されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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からは、変速機３５の二つのブレーキをオンオフする油圧回路に駆動信号が出力されている。また、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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
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Ｔｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊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動力分配統合機構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動力分配統合機構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。
【００２５】
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の動作、特に、エンジン２２の失火を判定する失火判定処理とこれに伴う変速機３５の駆動制御について説明する。まず、エンジン２２の失火判定処理について説明し、その後、変速機３５の駆動制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される失火判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２６】
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に例示する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（ＣＡ）を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、図４のＴ３０演算処理に示すように、基準となるクランク角から３０度毎のクランク角ＣＡとそのクランク角ＣＡを検出した検出時刻ｔを入力し（ステップＳ２００）、入力した検出時刻ｔと３０度前のクランク角ＣＡの検出時刻（前回時刻）との差分を計算する（ステップＳ２１０）、ことにより求めることができる。ここで、３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）は、その逆数をとるとクランクシャフト２６が３０度回転する毎のエンジン２２の回転数（以下、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ））となるから、３０度回転数Ｎ３０（ＣＡ）の変化の程度、即ち回転変動を時間の単位を用いて表わしたものとなる。
【００２７】
続いて、入力した３０度回転所要時間Ｔ３０と閾値Ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、３０度回転所要時間Ｔ３０の基準となるクランク角ＣＡで燃焼行程となる気筒が失火していないときの３０度回転所要時間Ｔ３０より大きく、その気筒が失火しているときの３０度回転所要時間Ｔ３０より小さな値として設定されており、実験などにより求めることができる。３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆ以下のときには、エンジン２２は失火していないと判定して失火判定処理を終了し、３０度回転所要時間Ｔ３０が閾値Ｔｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じていると判断して、クランク角ＣＡにより失火気筒を特定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２の各気筒のうち失火気筒が１つで且つその１気筒が連続して失火している連続失火か否かを判定し（ステップＳ１３０）、連続失火のときには連続失火判定フラグＦに値１を設定して（ステップＳ１４０）、失火判定処理を終了する。
【００２８】
図５に、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときのクランク角ＣＡと３０度回転所要時間Ｔ３０の時間変化の様子を示す。図５（ａ）はダンパ２８にねじれに基づく共振が生じていないときの時間変化の様子を示し、図５（ｂ）は共振が生じているときの時間変化の様子を示す。図示するように、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときには３０度回転所要時間Ｔ３０はクランク角ＣＡが７２０度毎に閾値Ｔｒｅｆを超えるが、ダンパ２８にねじれに基づく共振が生じているときと共振が生じていないときとで閾値Ｔｒｅｆを超えるクランク角ＣＡが異なり、クランク角ＣＡに基づく失火の特定が困難となる。
【００２９】
次に、変速機３５の駆動制御について説明する。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３０】
変速制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊や車速センサ８８からの車速Ｖ，連続失火判定フラグＦなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。連続失火判定フラグＦは、前述した失火判定処理により設定されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、入力した連続失火判定フラグＦが値１であるか否かを判定し（ステップＳ３１０）、連続失火判定フラグＦが値０、即ちエンジン２２に１気筒の連続失火は生じていないと判定されたときには、入力した要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとに基づいて変速マップを用いて目標変速段Ｇ＊を設定し（ステップＳ３２０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。図７は、変速マップの一例を示す説明図である。図中のＬｏ−Ｈｉのラインは、変速機３５をＬｏギヤからＨｉギヤにアップシフト変速するためのＬｏ−Ｈｉ変速線を示し、Ｈｉ−Ｌｏのラインは、変速機３５をＨｉギヤからＬｏギヤにダウンシフト変速するためのＨｉ−Ｌｏ変速線を示す。また、図中の斜線で囲まれた領域は、Ｈｉギヤを禁止するＨｉギヤ禁止領域である。このＨｉギヤ禁止領域は、変速機３５をＨｉギヤの状態で走行すると、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクが要求トルクＴｒ＊に対して不足する可能性のある高トルク領域として定められている。
【００３２】
ステップＳ３１０で連続失火判定フラグＦが値１、即ちエンジン２２に１気筒の連続失火が生じていると判定されたときには、入力した要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとが前述したＨｉギヤ禁止領域内にあるか否かを判定し（ステップＳ３３０）、Ｈｉギヤ禁止領域内にないと判定されたときにはＨｉギヤＧｈｉを目標変速段Ｇ＊に設定し（ステップＳ３４０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５を駆動制御して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。これは、変速機３５の減速比が大きいほどリングギヤ軸３２ａ側から見たモータＭＧ２のイナーシャが大きくなるため、ねじれ要素としてのダンパ２８のねじれに基づく共振の周期が失火の周期（エンジン２２の２回転に相当する周期）に近くなると共に共振ゲインも大きくなる傾向があることに基づく。従って、変速機３５を減速比が小さいＨｉギヤの状態とすることにより、ダンパ２８のねじれに基づく共振がエンジン２２の回転変動としての３０度回転所要時間Ｔ３０に及ぼす影響を小さくすることができるから、失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを抑制することができる。
【００３３】
ステップＳ３１０で連続失火判定フラグＦが値１と判定され且つステップＳ３３０でＨｉギヤ禁止領域内にあるときには、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクが要求トルクＴｒ＊に対して不足する可能性があると判断して、ＬｏギヤＧｌｏを目標変速段Ｇ＊に設定し（ステップＳ３５０）、設定した目標変速段Ｇ＊に応じた変速段となるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときには、変速機３５をＨｉギヤの状態とするから、ダンパ２８のねじれに基づく共振がエンジン２２の回転変動としての３０度回転所要時間Ｔ３０に及ぼす影響を小さくすることができ、３０度回転所要時間Ｔ３０を用いてエンジン２２の失火を判定すると共にクランク角ＣＡにより失火気筒を特定する際に失火していない気筒が失火気筒として特定されるのを抑制することができる。この結果、失火気筒の特定を精度良く行なうことができる。しかも、エンジン２２の１気筒が連続失火しているときであっても、要求トルクＴｒ＊と車速ＶとがＨｉギヤ禁止領域内にあるときには、Ｌｏギヤの状態を維持するから、要求トルクＴｒ＊に対して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクに不足が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００３５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クランクシャフト２６が３０度回転するのに要する時間としての３０度回転所要時間Ｔ３０をベースとしてエンジン２２の失火を判定するものとしたが、クランクシャフト２６が５度回転するのに要する時間として５度回転所要時間Ｔ５や１０度回転するのに要する時間として１０度回転所要時間Ｔ１０など種々の所要時間を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしてもかまわない。また、５度毎のクランクシャフト２６の回転数である５度回転数Ｎ５や１０度毎のクランクシャフト２６の回転数である１０度回転数Ｎ１０など種々の回転数を用いてエンジン２２の失火を判定するものとしても構わない。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、３０度回転所要時間Ｔ３０（ＣＡ）と閾値Ｔｒｅｆとを比較することにより失火を判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、エンジン２２の回転変動に基づいてエンジン２２の失火を判定することができれば如何なる手法を用いるものとしてもよい。
【００３７】
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では、８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、４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。
【００３８】
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では、２段変速の変速機３５を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしたが、３段以上の変速機や無段変速機を介してモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する構成におけるエンジン２２の失火の判定を行なうものとしてもよい。この場合、３段以上の変速機や無段変速機のギヤ比の設定は、要求トルクＴｒ＊や車速Ｖに基づいて変速機に許容されるギヤ比の許容範囲を設定し、設定した許容範囲内で、最も減速比が小さいギヤ比を設定するものとしたり、所定量だけ増速側のギヤ比を設定するものとしたりすることにより行なうことができる。
【００３９】
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では、エンジン２２のクランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して接続されると共にモータＭＧ１の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続される動力分配統合機構３０とリングギヤ軸３２ａに変速機３５を介して接続されるモータＭＧ２とを備える車両におけるエンジン２２の失火を判定するものとしたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するもののエンジン２２の失火を判定するものとしてもよいし、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するよ
うに、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるもののエンジン２２の失火を判定するものとしてもよい。
【００４０】
ここで、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、クランクシャフト２６にねじれ要素としてのダンパ２８を介して後段に接続された８気筒のエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２の回転軸と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとに接続された２段変速の変速機３５が「変速伝達手段」に相当し、クランクシャフト２６の回転位置（クランク角ＣＡ）を検出する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からの整形波に基づいてクランクシャフト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を演算する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、３０度回転所要時間Ｔ３０に基づいてエンジン２２の各気筒のいずれかが失火しているかを判定するエンジンＥＣＵ２４が「失火判定手段」に相当し、エンジン２２の１気筒に連続失火が判定されたときには、変速機３５がＨｉギヤとなるよう変速機３５の油圧回路を駆動制御する変速制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「失火時変速制御手段」に相当し、エンジン２２に失火が判定されたときにはクランク角ＣＡにより失火気筒を特定する失火判定処理のステップＳ１２０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「失火気筒特定手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」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。「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、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構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を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力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。
【００４１】
実施例では、動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０として説明したが、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置に適用してもよいし、移動しない設備に組み込まれた動力出力装置に適用するものとしても構わない。また、動力出力装置やこれを搭載する車両の形態ではなく、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００４２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、動力出力装置の製造産業や車両の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である動力出力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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】失火判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】Ｔ３０演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】エンジン２２に１気筒の連続失火が生じているときのクランク角ＣＡと３０度回転所要時間Ｔ３０の時間変化の様子を示す説明図である。
【図６】変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変速マップの一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０，２２０ 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 動力分配統合機構、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 変速機、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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、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、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、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、
動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、
前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記失火時変速制御手段は、減速比が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記失火時変速制御手段は、前記変速伝達手段が変更可能な変速比のうち最も減速比が小さくなる変速比に変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記駆動軸の駆動状態に対して前記変速伝達手段で許容される許容変速比の範囲内で変速比が変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され、該３軸のうちの２つの軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される３軸式動力入出力手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する車両。
【請求項７】
出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し
（ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定し、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御し、
（ｄ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する
動力出力装置の制御方法。
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
出力軸がねじれ要素を介して前記駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、
動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段と、
前記内燃機関の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前記内燃機関の回転変動を演算する回転変動演算手段と、
前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定する失火判定手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する失火時変速制御手段と、
前記失火判定手段により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた前記内燃機関の回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する失火気筒特定手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記失火時変速制御手段は、減速比が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記失火時変速制御手段は、前記変速伝達手段が変更可能な変速比のうち最も減速比が小さくなる変速比に変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記駆動軸の駆動状態に対して前記変速伝達手段で許容される許容変速比の範囲内で変速比が変更されるよう該変速伝達手段を制御する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
動力を入出力可能な発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され、該３軸のうちの２つの軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力が入出力される３軸式動力入出力手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する車両。
【請求項７】
出力軸がねじれ要素を介して駆動軸に機械的に接続された複数気筒の内燃機関と、動力を入出力可能な電動機と、前記電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され変速比の変更を伴って両軸間の動力の伝達が可能な変速伝達手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて前記内燃機関の回転変動を演算し
（ｂ）前記演算された回転変動に基づいて前記内燃機関の失火を判定し、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の複数気筒のいずれかが連続的に失火と判定されているときには、前記ねじれ要素のねじれに基づく共振により前記内燃機関の回転変動に及ぼす影響が小さくなる方向に変速比が変更されるよう前記変速伝達手段を制御し、
（ｄ）前記ステップ（ｂ）により前記内燃機関の失火が判定されたとき、該失火の判定に用いた回転変動に対応する回転位置により失火している気筒を特定する
動力出力装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９８３６５（Ｐ２００９−２９８３６５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５７６３８（Ｐ２００８−１５７６３８）
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【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２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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