JP2017105332A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンから駆動輪への動力伝達経路中にダンパ及び変速機が設けられる構成のハイブリッド車両において、ダンパの捩れ共振に起因するエンジンでの失火誤検出を抑制する。
【解決手段】エンジンの出力がダンパおよび変速機を経由して駆動輪に伝達されるハイブリッド車両において、車両走行中は、エンジンの回転変動量ΔＮｅが、変速機の複数の変速段毎に別個に設定された判定値Ｐ１ｔ〜Ｐ４ｔのうちの、現在の変速段に対応する判定値を超えるとエンジンの失火発生が検出される。ダンパでの捩れ共振の発生が検知されると、変速段毎に別個に設定された補正値ΔＰ１ｔ〜ΔＰｔ４を加算することによって、それぞれの変速段での判定値がＰ１ｔ〜Ｐ４ｔからＰ１ｔ＊〜Ｐ４ｔ＊へ緩和される。
【選択図】図９

Description

この発明はハイブリッド車両に関し、より特定的には、エンジンから駆動輪への動力伝達機構中にダンパ及び変速機が設けられる構成を有するハイブリッド車両におけるエンジンの失火検出に関する。

特開２００５−５９４２３号公報（特許文献１）には、車両走行中にエンジンの失火を検出するための方法が記載されている。特許文献１によれば、失火検出における判断基準を変速機のギヤ段の設定に応じたものとすることにより、アイドリング状態であることを前提とすることなく、車両走行中に失火の発生の有無を検出することができる。

特開２００５−５９４２３号公報

ハイブリッド車両において、エンジンから駆動輪への動力伝達機構中に、回転軸の捩れを吸収するダンパが設けられる場合がある。このような構成においては、内燃機関の回転変動とダンパの捩れ振動とが共振する現象である、捩れ共振が発生する可能性がある。このため、エンジンの回転変動に基づいて失火を検出する場合に、ダンパの捩れ共振により内燃機関の失火を誤検出する虞がある。これは、エンジンの失火以外の原因（たとえば、気筒間の燃料噴射量のバラツキ）により出力トルクに変動が生じた場合に、ダンパの共振により内燃機関の出力軸の回転変動が大きくなることによって、失火が誤検出される可能性があるためである。

また、ハイブリッド車両の上記動力伝達機構中において、ダンパ及び駆動輪の間の経路に変速機がさらに設けられた構成では、変速機のギヤ段が変化するとエンジンの出力軸に対する駆動輪側のイナーシャも変化する。この結果、ダンパに捩れ共振が発生した際のエンジン回転が変動する挙動も変化することになるため、エンジンにおける失火の誤検出が誘発されることが懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、エンジンから駆動輪への動力伝達経路中にダンパ及び変速機が設けられる構成を有するハイブリッド車両において、ダンパの捩れ共振に起因するエンジンでの失火の誤検出を抑制することである。

この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、エンジンと、エンジンの出力軸に設けられた第１の回転検出器と、電動機と、電動機のロータ軸に設けられた第２の回転検出器と、エンジンの出力軸から駆動輪までの動力伝達機構と、制御装置とを備える。動力伝達機構は、エンジンの出力軸と接続されたダンパと、回転軸と、変速機とを含む。回転軸は、ダンパを経由してエンジンの出力軸と機械的に接続されるとともに、電動機とも機械的に接続される。変速機は、複数の変速段を有するとともに、回転軸よりも駆動輪側に配置される。制御装置は、第１および第２の回転検出器の出力を受けて、エンジンの失火を検出するように構成される。さらに、制御装置は、第１の回転検出器の出力から算出されたエンジンの回転変動量が、複数の変速段のそれぞれについて別個に設定された複数の判定値のうちの変速機の現在の変速段に対応する判定値を超えたときにエンジンの失火を検出する。複数の判定値は、第２の回転検出器の出力から算出された電動機の回転速度から推定される回転軸の回転速度と、第１の回転検出器の出力から算出されたエンジンの回転速度との差分が所定値よりも大きいときには、複数の変速段に対応して別個に設定された複数の補正値をそれぞれ加算されて緩和される。

上記ハイブリッド車両によれば、車両走行中におけるエンジンの失火診断のための回転変動量の閾値（判定値）について変速機の複数の変速段にそれぞれ対応して別個に設定するとともに、エンジンおよび回転軸の回転速度の差分から検出されたダンパの捩れ共振の発生時における閾値の緩和量（補正値）についても、変速段毎に別個に設定することができる。したがって、変速機の変速段によるイナーシャの違いによって、ダンパの捩れ共振発生時におけるエンジンの回転変動量の挙動が変速段によって変化する現象を反映して、エンジンの失火診断のための回転変動量の閾値（判定値）を設定することができる。この結果、ダンパの捩れ共振に起因するエンジンでの失火誤検出を抑制することができる。

この発明によれば、エンジンから駆動輪への動力伝達機構中にダンパ及び変速機が設けられる構成を有するハイブリッド車両において、ダンパの捩れ共振に起因するエンジンでの失火の誤検出を抑制することができる。

本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の動力伝達システム及びその制御システムの概略構成図である。 図１に示した制御装置に対して入出力される主な信号及び指令を示したブロック図である。 変速機の変速線図の一例である。 図１に示された差動部及び変速機によって構成される動力伝達機構の構成を示す図である。 変速機の各変速段（ギヤ段）を形成するための係合作動表を示す図表である。 差動部及び変速機によって構成される変速部の共線図である。 本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両におけるエンジン失火診断の制御処理を説明するフローチャートである。 パターン１（停車中）におけるエンジン失火診断の概念図である。 パターン２および３（走行中）におけるエンジン失火診断の概念図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

（車両構成）
図１は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の動力伝達システム及びその制御システムの概略構成図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、変速部１５と、差動歯車装置４２と、駆動輪４４とを備える。変速部１５は、差動部２０と、複数の変速段を有する変速機３０とを含む。また、ハイブリッド車両１０は、インバータ５２と、蓄電装置５４と、制御装置６０とをさらに備える。

エンジン１２は、燃料の燃焼による熱エネルギをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換することによって動力を発生する内燃機関である。

差動部２０は、エンジン１２に連結される。差動部２０は、インバータ５２によって駆動されるモータジェネレータと、エンジン１２の出力を変速機３０への伝達部材とモータジェネレータとに分割する動力分割装置とを含む。差動部２０は、モータジェネレータの動作点を適宜制御することによって、エンジン１２の出力軸の回転速度と、変速機３０に接続される伝達部材の回転速度との比（変速比）を連続的に変更可能に構成され、無段変速機として機能する。差動部２０の詳細な構成については後述する。

変速機３０は、差動部２０に連結され、差動部２０に接続される伝達部材（変速機３０の入力軸）の回転速度と、差動歯車装置４２に接続される駆動軸（変速機３０の出力軸）の回転速度との比（変速比）を変更可能に構成される。変速機３０は、油圧により作動する摩擦係合要素（クラッチ）を係合させることにより所定の態様で動力伝達が可能となる（変速機３０が動作可能となる）自動変速機によって構成することができる。たとえば、油圧により作動する複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を所定の組み合わせで係合又は解放させることにより、変速比を段階的に変更可能な有段式自動変速機によって、変速機３０を形成することができる。

変速機３０の変速比と、差動部２０の変速比とによって、変速部１５の変速比（エンジン１２の出力軸と駆動軸との間の総合変速比）が決定される。なお、変速機３０の詳細な構成についても、差動部２０とともに後述する。差動歯車装置４２は、変速機３０の出力軸に連結され、変速機３０から出力される動力を駆動輪４４へ伝達する。

インバータ５２は、制御装置６０によって制御され、差動部２０に含まれるモータジェネレータの駆動を制御する。インバータ５２は、たとえば、三相分の電力用半導体スイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。なお、特に図示しないが、インバータ５２と蓄電装置５４との間に電圧コンバータを設けてもよい。

蓄電装置５４は、再充電可能な直流電源であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。なお、二次電池に代えて電気二重層キャパシタなどの蓄電要素によって蓄電装置５４を構成してもよい。

制御装置６０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６２と、ＭＧ−ＥＣＵ６４と、電池ＥＣＵ６６と、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８と、ＨＶ−ＥＣＵ７０とを含む。図示は省略するが、各ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み、所定の制御を実行するように構成される。各ＥＣＵにより実行される制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（たとえば、電子回路）で処理することも可能である。各ＥＣＵは、通信線（バス）７１に接続され、相互に信号をやりとりする。

エンジンＥＣＵ６２は、ＨＶ−ＥＣＵ７０から受けるエンジントルク指令等に基づいて、エンジン１２を駆動するための制御信号を生成し、生成した制御信号をエンジン１２へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、インバータ５２を駆動するための制御信号を生成し、生成した制御信号をインバータ５２へ出力する。

電池ＥＣＵ６６は、蓄電装置５４の電圧及び／又は電流に基づいて、蓄電装置５４の充電状態（満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣ（State Of Charge）値によって示される。）を推定し、その推定値をＨＶ−ＥＣＵ７０へ出力する。ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、ＨＶ−ＥＣＵ７０から受けるトルク容量指令等に基づいて、変速機３０を制御するための油圧指令を生成し、生成した油圧指令を変速機３０へ出力する。

ＨＶ−ＥＣＵ７０は、シフトレバーその他各種センサの信号を受け、ハイブリッド車両１０の各機器を制御するための各種指令を生成する。ＨＶ−ＥＣＵ７０により実行される代表的な制御として、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、アクセルペダルの操作量や車速等に基づいて、エンジン１２及び変速部１５を所望の状態に制御して走行する走行制御を実行する。また、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、車両の走行状態（アクセル開度や車速等）、シフトレバーのポジション等に基づいて、差動部２０及び変速機３０を所望の変速状態に制御する変速制御を実行する。この変速制御の詳細については、後述する。

図２は、図１に示した制御装置６０に対して入出力される主な信号及び指令を示したブロック図である。

図２を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、シフトレンジを検出するシフトレンジセンサ（図示せず）からの信号、エンジン１２の回転検出センサ１４（図３参照）からの信号を受ける。シフトレンジは、たとえば、前進走行（Ｄ）レンジ、後進走行（Ｒ）レンジ及びニュートラル（Ｎ）レンジを含む。シフトレンジセンサは、たとえば、シフトレバーの位置を検出するものであってもよいし、あるいは、変速機３０内に設けられ、シフトレバーの操作に応じて選択されたシフトレンジに対応する位置に移動する部材の位置を検出するセンサ（ニュートラルスタートスイッチ）であってもよい。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、差動部２０に含まれるモータジェネレータＭＧ１（後述）の回転速度Ｎｍ１を検出するためのＭＧ１回転検出センサ２７（図３参照）からの信号、差動部２０に含まれるモータジェネレータＭＧ２（後述）の回転速度Ｎｍ２を検出するためのＭＧ２回転検出センサ２８（図３参照）からの信号、並びに、差動部２０及び変速機３０の作動油の温度（油温）を検出する油温センサからの信号をさらに受ける。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、蓄電装置５４のＳＯＣ値を示す信号を電池ＥＣＵ６６から受ける。

また、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、予め定められた変速線図に従って変速機３０の変速段を決定し、その変速段を実現するためのトルク容量指令Ｔｃｒを生成してＥＣＴ−ＥＣＵ６８へ出力する。

図３は、変速機の変速線図の一例である。
図３を参照して、変速線図は、車速と要求駆動力（トルク）とをパラメータとする二次元座標上に定められる。図３中の実線はアップシフト線であり、一点鎖線はダウンシフト線である。

車速及び／又は要求駆動力がアップシフト線を超えて上昇すると、変速段はアップシフトされる。反対に、車速及び／又は要求駆動力がダウンシフト線を超えて低下すると、変速段はダウンシフトされる。

再び図２を参照して、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、トルク容量指令Ｔｃｒに相当するトルク容量を変速機３０が有するように油圧指令（後述する、ブレーキＢ１，Ｂ２及びクラッチＣ１，Ｃ２）を生成して変速機３０へ出力する。さらに、ＥＣＴ−ＥＣＵ６８は、変速機３０の出力軸の回転速度（以下、出力軸回転速度と記載する）を検出するための出力軸回転速度センサ３７（図３参照）からの信号を受ける。

エンジンＥＣＵ６２は、エンジン１２を駆動するためのスロットル信号や点火信号、燃料噴射信号等を生成してエンジン１２へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ６４は、インバータ５２によりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのＭＧ１電流指令値及びＭＧ２電流指令値を生成し、インバータ５２へ出力する。

（動力伝達機構の構成）
図４は、図１に示された差動部２０及び変速機３０によって構成される動力伝達機構の構成を示す図である。

図４を参照して、差動部２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置２４とを含む。このように、動力分割装置２４及び変速機３０を含むように、エンジン１２から駆動輪４４（図１）への動力伝達機構が構成される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ５２によって駆動される。

モータジェネレータＭＧ１のロータ軸には、モータジェネレータＭＧ１の回転角度位置を検出するための回転検出センサ２７が設けられる。同様に、モータジェネレータＭＧ２のロータ軸には、モータジェネレータＭＧ２の回転角度位置を検出するための回転検出センサ２８が設けられる。回転検出センサ２７，２８は、たとえばレゾルバによって構成される。回転検出センサ２７および２８によって、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２についても検出することができる。すなわち、回転検出センサ２７，２８は「第２の回転検出器」に相当する。

また、エンジン１２の出力軸２２には、クランク角度を検出するための回転検出センサ１４が設けられる。回転検出センサ１４によって、エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）についても検出することができる。すなわち、回転検出センサ１４は「第１の回転検出器」に相当する。

動力分割装置２４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成され、サンギヤＳ０と、ピニオンギヤＰ０と、キャリアＣＡ０と、リングギヤＲ０とを含む。キャリアＣＡ０は、ピニオンギヤＰ０を自転及び公転可能に支持するように構成される。キャリアＣＡ０と一体的に回転するキャリア軸２５は、ダンパ１７を経由して、エンジン１２の出力軸（クランク軸）２２と連結される。ダンパ１７は、クランク軸２２に生じる捩れトルクを弾性部材等を用いて吸収することによってトルク変動を緩和するように構成される。

遊星歯車機構のサンギヤＳ０は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸と連結される。リングギヤＲ０は、伝達部材２６に連結されるとともに、ピニオンギヤＰ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うように構成される。伝達部材２６には、モータジェネレータＭＧ２の回転軸が連結される。すなわち、リングギヤＲ０は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸とも連結される。このように、キャリア軸２５は、ダンパ１７を経由してクランク軸２２と機械的に接続されるとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とも遊星歯車機構を経由して機械的に接続される。

動力分割装置２４は、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０及びリングギヤＲ０が相対的に回転することによって差動装置として機能する。サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０及びリングギヤＲ０の各回転速度は、後述する共線図（図６）において直線で結ばれる関係になる。

すなわち、プラネタリギヤにおける３つ回転要素（サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０及びリングギヤＲ０）のうちのいずれか２つの回転速度が定まると残り１つの回転速度が定まる関係になる。したがって、キャリア軸２５の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度から算出することができる。

動力分割装置２４の差動機能により、エンジン１２から出力される動力がサンギヤＳ０とリングギヤＲ０とに分配される。サンギヤＳ０に分配された動力によってモータジェネレータＭＧ１が発電機として作動し、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、モータジェネレータＭＧ２に供給されたり、蓄電装置５４（図１）に蓄えられたりする。動力分割装置２４により分割された動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電したり、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力を用いてモータジェネレータＭＧ２を駆動したりすることによって、差動部２０は変速機能を実現することができる。

変速機３０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構３２，３４と、クラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１，Ｂ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む。遊星歯車機構３２は、サンギヤＳ１と、ピニオンギヤＰ１と、キャリアＣＡ１と、リングギヤＲ１とを含む。遊星歯車機構３４は、サンギヤＳ２と、ピニオンギヤＰ２と、キャリアＣＡ２と、リングギヤＲ２とを含む。

クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２の各々は、油圧により作動する摩擦係合装置であり、重ねられた複数枚の摩擦板が油圧により押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻付けられたバンドの一端が油圧によって引き締められるバンドブレーキ等によって構成される。ワンウェイクラッチＦ１は、互いに連結されるキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２を一方向に回転可能とし、かつ、他方向に回転不能に支持する。

図５は、変速機の各変速段（ギヤ段）を形成するための係合作動表を示す図である。
図５を参照して、変速機３０においては、クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２、並びにワンウェイクラッチＦ１の各係合装置が、図５に示される係合作動表に従って係合されることにより、１速ギヤ段〜４速ギヤ段及び後進ギヤ段が択一的に形成される。

なお、図５において、「○」は係合状態であることを示し、「△」は駆動時にのみ係合されることを示し、空欄は解放状態であることを示す。また、本実施の形態においては、シフトレンジとしてＮレンジが選択されており、かつ、蓄電装置５４の充電が実施されない場合には、変速機３０においては、１速ギヤ段と同様に、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合状態にされるとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク出力が停止された状態になる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク出力が停止された状態になることにより、ニュートラル状態（動力遮断状態）が形成される。

一方、シフトレンジとしてＮレンジが選択されており、かつ、蓄電装置５４の充電が実施される場合には、変速機３０においては、クラッチＣ１を解放状態にすることにより、ニュートラル状態（動力伝達遮断状態）が形成される。蓄電装置５４の充電が実施される場合には、エンジン１２が作動状態になるとともに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２において負トルクを発生させることにより発電動作が行なわれる。なお、このとき、ブレーキＢ２の係合状態が維持される。

再び図４を参照して、差動部２０と変速機３０とは、リングギヤＲ０と一体的に回転するリングギヤ軸によって構成される伝達部材２６により連結される。そして、遊星歯車機構３４のキャリアＣＡ２に連結される出力軸３６が差動歯車装置４２（図１）に連結される。変速機３０の出力軸３６には、出力軸回転速度Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ３７が設けられる。

図６は、差動部２０及び変速機３０によって構成される変速部１５の共線図である。
図６及び図３を参照して、差動部２０に対応する共線図の縦線Ｙ１は、動力分割装置２４のサンギヤＳ０の回転速度を示し、すなわちモータジェネレータＭＧ１の回転速度を示す。縦線Ｙ２は、動力分割装置２４のキャリアＣＡ０（キャリア軸２５）の回転速度を示す。

キャリアＣＡ０（キャリア軸２５）の回転速度は、通常、エンジン１２の回転速度と同じである。縦線Ｙ３は、動力分割装置２４のリングギヤＲ０の回転速度を示し、すなわちモータジェネレータＭＧ２の回転速度を示している。なお、縦線Ｙ１〜Ｙ３の間隔は、動力分割装置２４のギヤ比（１：ρ）に対応している。

図６中のギヤ比ρに従えば、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１（サンギヤＳ０の回転速度）と、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２（リングギヤＲ０の回転速度）と、キャリア軸２５の回転速度Ｎｃとの間には、下記式（１）の関係が成立する。

ρ・Ｎｍ１＝Ｎｃ・（１＋ρ）−Ｎｍ２… （１）
変速機３０に対応する共線図の縦線Ｙ４は、遊星歯車機構３４のサンギヤＳ２の回転速度を示し、縦線Ｙ５は、互いに連結された遊星歯車機構３４のキャリアＣＡ２及び遊星歯車機構３２のリングギヤＲ１の回転速度を示す。また、縦線Ｙ６は、互いに連結された遊星歯車機構３４のリングギヤＲ２及び遊星歯車機構３２のキャリアＣＡ１の回転速度を示し、縦線Ｙ７は、遊星歯車機構３２のサンギヤＳ１の回転速度を示す。そして、縦線Ｙ４〜Ｙ７の間隔は、遊星歯車機構３２，３４のギヤ比に応じて定められている。

クラッチＣ１が係合すると、差動部２０のリングギヤＲ０に遊星歯車機構３４のサンギヤＳ２が連結され、サンギヤＳ２がリングギヤＲ０と同じ速度で回転する。クラッチＣ２が係合すると、リングギヤＲ０に遊星歯車機構３２のキャリアＣＡ１及び遊星歯車機構３４のリングギヤＲ２が連結され、キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２がリングギヤＲ０と同じ速度で回転する。ブレーキＢ１が係合するとサンギヤＳ１の回転が停止し、ブレーキＢ２が係合するとキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の回転が停止する。

たとえば、図６の係合作動表に示したように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合し、その他のクラッチ及びブレーキを解放すると、変速機３０の共線図は「２ｎｄ」で示される直線のようになる。遊星歯車機構３４のキャリアＣＡ２の回転速度を示す縦線Ｙ５が、変速機３０の出力回転速度（出力軸３６の回転速度）を示す。このように、変速機３０において、クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ１，Ｂ２を図４の係合作動表に従って係合又は解放させることにより、複数の変速段、すなわち、１速ギヤ段〜４速ギヤ段、後進ギヤ段、及びニュートラル状態を選択的に形成することができる。

一方、差動部２０においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を適宜回転制御することにより、キャリアＣＡ０に連結されるエンジン１２の回転速度に対して、リングギヤＲ０の回転速度すなわち伝達部材２６の回転速度を連続的に変更可能な無段変速が実現される。このように、差動部２０に、伝達部材２６と出力軸３６との間の変速比を変更可能な変速機３０を連結することによって、差動部２０による無段変速機能を有しつつ、差動部２０の変速比を小さくすることができ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失を小さくすることが可能となる。

（エンジンの失火診断）
以上のような構成を有するハイブリッド車両１０に搭載されるエンジン１２において、たとえば、点火プラグにカーボン、オイルあるいは燃料が付着するなどの種々の原因によって失火が発生する場合がある。エンジン１２において失火が発生すると、トルク変動が生じることに加えて未燃焼の燃料が外部に排出される可能性があるため、失火の発生を早期に検出する必要がある。そのため、制御装置６０は、エンジン１２において失火が発生しているか否かの診断（失火診断）を実施する。

一般的に、エンジン１２で失火が発生すると、エンジン１２の出力トルクに変動が生じることによりエンジン１２の回転速度に変動が生じる。したがって、特許文献１にも記載されるように、エンジン１２の回転速度変動量が大きくなったときに、エンジン１２の失火を検出することができる。

しかしながら、本実施の形態に従うハイブリッド車両１０では、ダンパ１７を経由してエンジン１２の出力トルクが伝達されるので、エンジントルクにダンパ１７の機械的な固有振動周波数に相当する周波数の変動が生じた場合には、ダンパ１７での共振現象（所謂、ダンパの捩れ共振）の発生によって、クランク軸２２の回転速度、すなわち、エンジン１２の回転速度の変動量が大きくなる可能性がある。この結果、エンジン１２での燃料燃焼が正常であっても、エンジン回転変動量の増加に基づいて、エンジン１２の失火を誤検出する虞がある。

さらに、実施の形態に従うハイブリッド車両１０では、動力伝達機構が変速機を含むため、変速機でのギヤ段（変速段）が変化すると、エンジンのクランク軸２２に対して付加される駆動輪側のイナーシャが変化することになる。このため、ダンパ１７に捩れ共振が発生したときに、エンジン１２の回転速度変動の挙動が、変速機３０でのギヤ段に依存して変化することが懸念される。すなわち、ダンパ１７の捩れ共振発生時において、変速機３０のギヤ段の変化を考慮せずに失火診断を行うと、エンジン１２の失火を誤検出することが懸念される。したがって、本実施の形態に従うハイブリッド車両１０では、以下のように、エンジン１２の失火診断を実行する。

図７は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両におけるエンジン失火診断の制御処理を説明するフローチャートである。たとえば、図７に示された制御処理は、制御装置６０（より特定的には、エンジンＥＣＵ６２）によって、エンジン１２の作動期間中に繰り返し実行することができる。

図７を参照して、制御装置６０は、ステップＳ１００により、失火診断の実行を許可するための条件が成立しているかどうかを判定する。たとえば、ステップＳ１００では、エンジン１２の状態が失火診断に適した（適切な精度で判定可能な）状態であるか否かが判定される。代表的には、現在のエンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷率（または吸入空気量）とが予め設定された所定領域内であるときに、失火診断許可条件が成立していると判断して、S１００をＹＥＳ判定とすることができる。この場合の所定領域は、実機実験等により適合することができる。

制御装置６０は、失火診断許可条件の非成立時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、失火診断を実行することなく処理を終了する。

一方で、制御装置６０は、失火診断許可条件の成立時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０に処理を進めて、エンジン回転変動量ΔＮｅを算出する。たとえば、回転変動量ΔＮｅは、特許文献１に示されるように、回転検出センサ１４を用いて検出されたエンジン回転速度が、目標回転速度に対して正負いずれにどの程度ずれているかを表わす数値とすることができる。

あるいは、複数の気筒を有するエンジンでは、回転検出センサ１４によって検出されるクランク角度に基づいて、各気筒が基準角度（たとえば、ＴＤＣ（Top Dead Center）あるいはＢＤＣ（Bottom Dead Center））から所定の回転角度量だけ進むのに要する時間（回転所要時間）を逐次算出し、気筒間での点火順序に従って、連続する回転所要時間の差分を回転変動量ΔＮｅとすることも可能である。

このように、ステップＳ１１０で算出される回転変動量ΔＮｅについては、エンジン１２での正常燃料時にはほぼゼロとなる一方で失火時には大きくなるものであれば、エンジン１２の回転挙動を示す定量値として、任意に定義することができる。

次に制御装置６０は、ステップＳ１２０により、ハイブリッド車両１０の車速に応じて、停車中であるかどうかを判定する。制御装置６０は、停車中（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０に処理を進めて、各ギヤ段に共通の判定値を設定する（パターン１）。

図８には、停車中（パターン１）による失火診断の概念図が示される。
図８を参照して、停車中における失火診断では、変速機３０の各ギヤ段、すなわち、１速ギヤ段（１ｓｔ）、２速ギヤ段（２ｎｄ）、３速ギヤ段（３ｒｄ）および４速ギヤ段（４ｔｈ）に対して、共通の判定値Ｐｔが設定される。回転変動量ΔＮｅが判定値Ｐｔを超えない範囲内に収まっているか否かによって、エンジン１２での失火の有無が判別される。したがって、停車時には、それぞれのギヤ段における回転変動量ΔＮｅの許容分布範囲６０１〜６０４は共通となる。このように、ステップＳ１３０では、ギヤ段によらず共通の判定値Ｐｔが設定される。

再び図７を参照して、制御装置６０は、走行中（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１４０に処理を進めて、変速機３０の複数のギヤ段毎に別個の判定値を設定する（パターン２）。さらに、制御装置６０は、ステップＳ１５０に処理を進めて、ダンパ１７に捩れ共振が発生しているかどうかを診断する共振検出処理を実行する。

制御装置６０は、ステップＳ１５０では、回転検出センサ２７，２８の検出値から算出されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度から推定されるキャリア軸２５の回転速度と、回転検出センサ１４の検出値から算出されたエンジン回転速度Ｎｅとの差分が算出される。

キャリア軸２５の推定回転速度Ｎｃ♯は、図６の共線図に従う上記式（１）を変形した、下記の式（２）を用いて算出することができる。

Ｎｃ♯＝（ρ・Ｎｍ１−Ｎｍ２）／（１＋ρ）… （２）
制御装置６０は、ステップＳ１６０では、キャリア軸２５の推定回転速度Ｎｃ♯およびエンジン回転速度Ｎｅの差分｜Ｎｅ−Ｎｃ♯｜を所定の判定値Ｎｔと比較する。判定値Ｎｔは、一定値であってもよく、予め設定されたマップ等に従ってエンジン１２の状態に応じて可変に設定されてもよい。

制御装置６０は、｜Ｎｅ−Ｎｃ♯｜＞Ｎｔのときには、ダンパ１７における捩れ共振の発生を検出する（Ｓ１６０がＹＥＳ判定）。一方で、｜Ｎｅ−Ｎｃ♯｜≦Ｎｔのときには、ダンパ１７における捩れ共振の発生は検出されない（Ｓ１６０がＮＯＳ判定）。

制御装置６０は、ダンパ１７における捩れ共振の検出時（Ｓ１６０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１７０により、それぞれのギヤ段における判定値を緩和するための補正計算を実行する（パターン３）。

一方で、制御装置６０は、ダンパ１７における捩れ共振の非検出時（Ｓ１６０のＮＯ判定時）には、制御装置６０は、ステップＳ１８０に処理を進めて、ステップＳ１４０によって設定されたギヤ段毎の判定値（パターン２）を維持する。

図９には、走行中（パターン２，３）におけるエンジン失火診断の概念図が示される。
図９を参照して、パターン２（走行中の捩れ共振非発生時）では、変速機３０の複数の変速段である、１速ギヤ段（１ｓｔ）、２速ギヤ段（２ｎｄ）、３速ギヤ段（３ｒｄ）および４速ギヤ段（４ｔｈ）のそれぞれに対応して、判定値Ｐ１ｔ、Ｐ２ｔ、Ｐ３ｔおよびＰ４ｔが別個に設定される。これにより、失火診断は、それぞれのギヤ段における回転変動量ΔＮｅの分布が、−Ｐ１ｔ〜Ｐ１ｔ、−Ｐ２ｔ〜Ｐ２ｔ，−Ｐ３ｔ〜Ｐ３ｔ，−Ｐ４ｔ〜Ｐ４ｔの範囲内に収まっているか否かによって実行される。すなわち、それぞれのギヤ段における回転変動量ΔＮｅの許容分布範囲６０１〜６０４を別個に設定できる。

さらに、パターン３（走行中の捩れ共振発生時）では、エンジンの失火診断のための回転変動量の閾値は、判定値Ｐ１ｔ〜Ｐ４ｔから判定値Ｐ１ｔ＊〜Ｐ４ｔ＊へ緩和される。すなわち、Ｐ１ｔ＊＞Ｐ１ｔ、Ｐ２ｔ＊＞Ｐ２ｔ、Ｐ３ｔ＊＞Ｐ３ｔ、かつ、Ｐ４ｔ＊＞Ｐ４ｔに設定されて、それぞれのギヤ段における回転変動量（ΔＮｅ）の許容分布範囲６０１〜６０４は、−Ｐ１ｔ＊〜Ｐ１ｔ＊、−Ｐ２ｔ＊〜Ｐ２ｔ＊，−Ｐ３ｔ＊〜Ｐ３ｔ＊，−Ｐ４ｔ＊〜Ｐ４ｔ＊の範囲にそれぞれ設定される。

ここで、判定値Ｐ１ｔ〜Ｐ４ｔを緩和するための補正量ΔＰ１ｔ〜ΔＰ４ｔについても、変速機３０の複数のギヤ段毎に別個に設定される。なお、図示されるように、補正量ΔＰ１ｔ〜ΔＰ４ｔは、ΔＰ１ｔ＝Ｐ１ｔ＊−Ｐ１ｔ、ΔＰ２ｔ＝Ｐ２ｔ＊−Ｐ２ｔ、ΔＰ３ｔ＝Ｐ３ｔ＊−Ｐ３ｔ、および、ΔＰ４ｔ＝Ｐ４ｔ＊−Ｐ４ｔで定義される。

再び図７を参照して、制御装置６０は、ステップＳ１９０により、変速機３０の現在のギヤ段を特定する。たとえば、ステップＳ１９０では、ＨＶ−ＥＣＵ７０からＥＣＴ−ＥＣＵ６８への制御指令に基づいて、変速機３０の現在のギヤ段を特定することができる。あるいは、ハイブリッド車両１０でのアクセル開度、車速や要求駆動力に基づく、図３の変速線図のデータと対応させて、現在のギヤ段を推定することも可能である。または、回転変動量ΔＮｅのレベル（最大値、最小値および平均値等）のモニタリングに基づいて、予め求められた統計データとの比較から変速機３０の現在のギヤ段が特定されてもよい。

制御装置６０は、ステップＳ２００により、ステップＳ１９０で特定された現在のギヤ段に従って、パターン２またはパターン３に従う判定値Ｐ１ｔ〜Ｐ４ｔまたはＰ１ｔ＊〜Ｐ４ｔ＊から、現在のギヤ段に対応する判定値を抽出する。上述のように、停車時には、各ギヤ段に共通の判定値Ｐｔが設定されるので、現在のギヤ段に対応させて判定値を抽出する処理（Ｓ１９０，Ｓ２００）は不要である。

制御装置６０は、ステップＳ２１０により、ステップＳ１１０で検出されたエンジン回転変動量ΔＮｅの絶対値（｜ΔＮｅ｜）と、変速機３０の現在のギヤ段に対応する判定値とを比較する。上述のように、判定値は、パターン１〜３のいずれかに従って、ステップＳ１３０またはＳ２００により設定される。そして、制御装置６０は、｜ΔＮｅ｜が判定値よりも大きい場合には（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２２０に処理を進めて、エンジン１２の失火を検出する。これにより、たとえば車室内の警告灯がオンされる。

一方で、制御装置６０は、｜ΔＮｅ｜が判定値を越えていないとき（Ｓ２１０のＮＯ判定時）には制御装置６０は、ステップＳ２２０の処理をスキップして、エンジン１２の失火を検出しない。

このように、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両によれば、エンジンから駆動輪への動力伝達経路中にダンパ及び変速機が設けられる構成を有するハイブリッド車両において、エンジンの失火診断のための回転変動量の閾値（判定値）について、走行中には変速機のギヤ段毎に異なる値に設定するとともに、ダンパの捩れ共振検出時における閾値の緩和量（補正値）についても、ギヤ段毎に別個に設定することができる。

したがって、変速機のギヤ段によるイナーシャの違いによって、ダンパの捩れ共振発生時におけるエンジンの回転変動量の挙動がギヤ段によって変化する現象を反映して、エンジンの失火診断のための回転変動量の閾値（判定値）を設定することができる。この結果、ダンパの捩れ共振に起因するエンジンでの失火誤検出を抑制することができる。

なお、図１に示されたハイブリッド車両の動力伝達の構成は例示に過ぎず、エンジンから駆動輪への動力伝達経路中にダンパ及び複数の変速段を有する変速機が設けられる構成であれば、電動機（モータジェネレータ）の個数およびについて接続態様についても限定することなく、本発明を適用することができる。すなわち、本実施の形態と同様に、走行中におけるダンパ捩れ共振の発生時および非発生時のそれぞれにおける、エンジンの失火診断のための回転変動量の閾値（判定値）を設定することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１４ 回転検出センサ（エンジン）、１５ 変速部、１７ ダンパ、２０ 差動部、２２ 出力軸（エンジン）、２４ 動力分割装置、２５ キャリア軸、２６ 伝達部材、２７，２８ 回転検出センサ（ＭＧ１，ＭＧ２）、３０ 変速機、３２，３４ 遊星歯車機構、３６ 出力軸（変速機）、３７ 出力軸回転速度センサ、４２ 差動歯車装置、４４ 駆動輪、５２ インバータ、５４ 蓄電装置、６０ 制御装置、６２ エンジンＥＣＵ、６４ ＭＧ−ＥＣＵ、６６ 電池ＥＣＵ、６８ ＥＣＴ−ＥＣＵ、７０ ＨＶ−ＥＣＵ、７１ 通信線、１１０ 点火プラグ、６０１〜６０４ 分布（エンジン回転変動量）、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、ＣＡ０〜ＣＡ２ キャリア、Ｆ１ ワンウェイクラッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎｃ 回転速度（キャリア軸）、Ｎｅ エンジン回転速度、ｍ１ 回転速度（ＭＧ１）、Ｎｍ２ 回転速度（ＭＧ２）、Ｎｏ 出力軸回転速度、Ｐ０〜Ｐ２ ピニオンギヤ、Ｐ１ｔ〜Ｐ４ｔ，Ｐ１ｔ＊〜Ｐ４ｔ＊，Ｐｔ 判定値（失火検出）、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ、Ｔｃｒ トルク容量指令。

Claims (1)

1. エンジンと、
   前記エンジンの出力軸に設けられた第１の回転検出器と、
   電動機と、
   前記電動機のロータ軸に設けられた第２の回転検出器と、
   前記エンジンの出力軸から駆動輪までの動力伝達機構とを備え、
   前記動力伝達機構は、
   前記エンジンの出力軸と接続されたダンパと、
   前記ダンパを経由してエンジンの出力軸と機械的に接続されるとともに、前記電動機とも機械的に接続された回転軸と、
   前記回転軸よりも前記駆動輪側に配置された、複数の変速段を有する変速機とを含み、
   前記第１および第２の回転検出器の出力を受けて、前記エンジンの失火を検出するように構成された制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   車両走行中において、前記第１の回転検出器の出力から算出された前記エンジンの回転変動量が、前記複数の変速段のそれぞれについて別個に設定された複数の判定値のうちの前記変速機の現在の変速段に対応する判定値を超えたときに前記エンジンの失火を検出し、
   前記複数の判定値は、前記第２の回転検出器の出力から算出された電動機の回転速度から推定される前記回転軸の回転速度と、前記第１の回転検出器の出力から算出された前記エンジンの回転速度との差分が所定値よりも大きいときには、前記複数の変速段に対応して別個に設定された複数の補正値をそれぞれ加算されて緩和される、ハイブリッド車両。

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