特開 2025-12852 ハイブリッド車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025012852

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】ハイブリッド車

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/15 20160101AFI20250117BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20250117BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20250117BHJP

   B60W 20/50 20160101ALI20250117BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20250117BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

B60W20/15

B60K6/445 ZHV

B60W10/06 900

B60W20/50

F02D45/00 362

B60L50/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116001

(22)【出願日】2023-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小口 和麻

(72)【発明者】

【氏名】岡本 光太郎

【テーマコード（参考）】

3D202

3G384

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202BB01

3D202CC48

3D202DD17

3D202DD18

3D202DD20

3G384AA28

3G384BA02

3G384BA09

3G384BA13

3G384DA27

3G384EB01

3G384ED01

3G384FA01Z

3G384FA37Z

3G384FA54Z

3G384FA55Z

3G384FA56Z

3G384FA58Z

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BD17

5H125CA02

5H125EE08

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】エンジンでリーンインバランスが生じているか否かを誤判定するのを抑制する。
【解決手段】第１制御装置は、カウンタが互いに同一値のときの慣性トルクおよび共振影響トルクの和をエンジンの出力トルクとして演算し、エンジンの回転数が所定回転数未満のときには、出力トルクの変動量に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他気筒の燃料噴射量に比して少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判定する診断処理を実行し、エンジンの回転数が所定回転数以上のときには、診断処理を実行しない。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気筒ごとに燃料噴射弁を有するエンジンと、モータと、前記エンジンのクランクシャフトに入力側が接続されると共に前記モータの回転子に出力側が接続されたねじれ要素と、前記クランクシャフトのクランク角を検出する第１センサと、前記回転子の回転位置を検出する第２センサと、前記クランク角に基づいて前記エンジンの回転数の演算と前記エンジンの制御とを行なう第１制御装置と、前記回転位置に基づいて前記モータを制御する第２制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記第１制御装置は、前記クランク角が所定角度だけ回転するごとに切り替わるカウンタを前記第２制御装置に送信すると共に、前記カウンタが切り替わるごとに、前記クランク角に基づいて前記エンジンの回転角速度を演算すると共に前記エンジンの回転角速度に基づいて前記エンジンの慣性トルクを演算し、
前記第２制御装置は、前記カウンタが切り替わるごとに、前記回転位置に基づいて前記モータの回転角速度を演算すると共に前記モータの回転角速度に基づいて前記ねじれ要素のねじれ共振に基づく前記ねじれ要素の出力側の共振影響トルクを演算して前記第１制御装置に送信し、
前記第１制御装置は、前記カウンタが互いに同一値のときの前記慣性トルクおよび前記共振影響トルクの和を前記エンジンの出力トルクとして演算し、前記エンジンの回転数が所定回転数未満のときには、前記出力トルクの変動量に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他気筒の燃料噴射量に比して少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判定する診断処理を実行し、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上のときには、前記診断処理を実行しない、
ハイブリッド車。

【請求項2】

請求項１記載のハイブリッド車であって、
前記第１制御装置は、前記気筒ごとに膨張行程の少なくとも一部の前記出力トルクの平均である平均出力トルクを演算し、対象気筒の前記平均出力トルクから前記対象気筒よりも所定点火前の気筒の前記平均出力トルクを減じて前記出力トルクの変動量を演算する、
ハイブリッド車。

【請求項3】

請求項１または２記載のハイブリッド車であって、
前記第１制御装置は、前記気筒ごとに、目標噴射量に基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御し、
前記第１制御装置は、前記診断処理により前記リーンインバランスが生じていると判定したときには、前記何れかの気筒の前記目標噴射量を前記他気筒の前記目標噴射量に比して増量する、
ハイブリッド車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ハイブリッド車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の技術としては、気筒ごとに燃料噴射弁を設けられた内燃機関の制御装置において、回転計測手段と気筒間回転差算出手段と噴射量補正手段と気筒間回転差平均化手段とトルク調整手段とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、回転計測手段は、各気筒ごとに所定のクランク角度間の回転速度を計測する。気筒間回転差算出手段は、計測された回転速度から今回爆発気筒と前回爆発気筒との回転速度の差を算出する。噴射量補正手段は、冷機始動後に、算出された気筒間の回転速度の差に応じて全気筒の燃料噴射弁の平均噴射量を調整する。気筒間回転差平均化手段は、算出された気筒間の回転速度の差を気筒ごとに平均化する。トルク調整手段は、算出された気筒間の回転速度の差の平均値をゼロに近づけるように各気筒のトルクを調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２８１２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンのクランクシャフトがねじれ要素の入力側に接続され且つモータの回転子がねじれ要素の出力側に接続されている場合、ねじれ要素のねじれ共振に基づくねじれ要素の出力側の共振影響トルクがエンジンの出力トルクの変動に影響を与え得るため、ねじれ共振の影響を排除してエンジンの出力トルクを精度よく演算することが求められている。この手法として、エンジンを制御する第１制御装置が、モータを制御する第２制御装置からねじれ共振の影響に関する情報を通信により取得して、エンジンの出力トルクの演算に用いることが考えられている。この場合、通信遅れの影響により、エンジンの回転数が比較的高いときに、出力トルクの演算精度が低下し、何れかの気筒の燃料噴射量が他気筒の燃料噴射量に比して少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを誤判定しやすくなる可能性がある。

【0005】

本開示のハイブリッド車は、エンジンでリーンインバランスが生じているか否かを誤判定するのを抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示のハイブリッド車は、気筒ごとに燃料噴射弁を有するエンジンと、モータと、前記エンジンのクランクシャフトに入力側が接続されると共に前記モータの回転子に出力側が接続されたねじれ要素と、前記クランクシャフトのクランク角を検出する第１センサと、前記回転子の回転位置を検出する第２センサと、前記クランク角に基づいて前記エンジンの回転数の演算と前記エンジンの制御とを行なう第１制御装置と、前記回転位置に基づいて前記モータを制御する第２制御装置と、を備えるハイブリッド車であって、前記第１制御装置は、前記気筒ごとに、目標噴射量に基づいて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御し、前記第１制御装置は、前記クランク角が所定角度だけ回転するごとに切り替わるカウンタを前記第２制御装置に送信すると共に、前記カウンタが切り替わるごとに、前記クランク角に基づいて前記エンジンの回転角速度を演算すると共に前記エンジンの回転角速度に基づいて前記エンジンの慣性トルクを演算し、前記第２制御装置は、前記カウンタが切り替わるごとに、前記回転位置に基づいて前記モータの回転角速度を演算すると共に前記モータの回転角速度に基づいて前記ねじれ要素のねじれ共振に基づく前記ねじれ要素の出力側の共振影響トルクを演算して前記第１制御装置に送信し、前記第１制御装置は、前記カウンタが互いに同一値のときの前記慣性トルクおよび前記共振影響トルクの和を前記エンジンの出力トルクとして演算し、前記エンジンの回転数が所定回転数未満のときには、前記出力トルクの変動量に基づいて何れかの気筒の燃料噴射量が他気筒の燃料噴射量に比して少なくなっているリーンインバランスが生じているか否かを判定する診断処理を実行し、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上のときには、前記診断処理を実行しないことを要旨とする。

【0007】

本開示のハイブリッド車では、カウンタが互いに同一のときの（同期を取った）慣性トルクおよび共振影響トルクを用いてエンジンの出力トルクを演算することにより、エンジンの出力トルクの演算精度を向上させることができる。しかしながら、エンジンの回転数が大きくなると、共振影響トルクの第１制御装置から第２制御装置への通信遅れの影響が大きくなり、エンジンの出力トルクの演算精度が低下する可能性がある。これを踏まえて、エンジンの回転数が所定回転数以上のときに診断処理を実行しないことにより、エンジンでリーンインバランスが生じているか否かを誤判定するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態のハイブリッド車２０の概略構成図である。

【図2】エンジン２２の概略構成図である。

【図3】エンジン２２の出力トルクＴｅの演算処理を説明するための説明図である。

【図4】診断処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】増量補正係数マップの一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施形態のハイブリッド車２０の概略構成図である。図２は、エンジン２２の概略構成図である。図１に示すように、実施形態のハイブリッド車２０は、エンジン２２と、エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）４０と、バッテリ５０と、バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）５２と、ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）７０とを備える。エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とは、共用通信線（ＣＡＮバス）９０を介して互いに通信可能となっており、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とは、専用通信線（ローカルバス）９２を介して通信可能となっている。なお、専用通信線９２を介した通信は、共用通信線９０を介した通信に比して通信遅れが十分に抑制される。

【0010】

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、気筒ごとに、燃焼室１２９に燃料を噴射する筒内噴射弁１２７と、点火プラグ１３０とを有する。エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４、サージタンク１２５、吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁１２７から１回または複数回で燃料を噴射し、点火プラグ１３０による点火によって爆発燃焼させる。そして、その爆発燃焼によるエネルギによって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２３の回転運動に変換する。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３５を介して外気に排出される。浄化装置１３５は、排気中の一酸化炭素（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触媒（三元触媒）１３５ａを有する。

【0011】

エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクシャフト２３のクランク角θｃｒ、水温センサ１４２からのエンジン２２の冷却水温Ｔｗを入力する。カムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトのカム角θｃｉ，θｃｏ、スロットルポジションセンサ１２４ａからのスロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨも入力する。エアフローメータ１２３ａからの吸入空気量Ｑａ、温度センサ１２３ｔからの吸気温Ｔａ、圧力センサ１２５ａからのサージ圧Ｐｓも入力する。空燃比センサ１３７，１３８からの排気管１３４のうち浄化装置１３５よりも上流側、下流側の空燃比ＡＦ１，ＡＦ２も入力する。エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２４、筒内噴射弁１２７、点火プラグ１３０に制御信号を出力する。エンジンＥＣＵ２４は、回転数Ｎｅや回転角速度ωｅ、負荷率ＫＬを演算する。回転数Ｎｅや回転角速度ωｅは、クランク角θｃｒに基づいて演算される。負荷率ＫＬは、吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅとに基づいて演算される。

【0012】

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されており、図１に示すように、サンギヤは、サンギヤ軸３１を介してモータＭＧ１の回転子に接続され、リングギヤは、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３７に接続され、キャリヤは、キャリヤ軸３２およびダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２３に接続されている。ダンパ２８は、クランクシャフト２３に接続された入力要素と、キャリヤ軸３２に接続された出力要素と、入力要素と出力要素との間に配置される複数の弾性体（スプリング）とを有する。

【0013】

モータＭＧ１，ＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。モータＭＧ１の回転子は、上述したように、サンギヤ軸３１を介してプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されており、モータＭＧ２の回転子は、駆動軸３７に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータＥＣＵ４０によってインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動されている。モータＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ２４と同様にマイクロコンピュータを備える。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３ａ，４４ａからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２や、電流センサ４３ｕ，４３ｖ，４４ｕ，４４ｖからのモータＭＧ１，ＭＧ２の各相の相電流Ｉｕ，１ｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などを入力する。モータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２に制御信号を出力ポートを介して出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２や回転角速度ωｍ１，ωｍ２を演算する。

【0014】

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。バッテリＥＣＵ５２は、エンジンＥＣＵ２４と同様にマイクロコンピュータを備える。バッテリＥＣＵ５２は、電圧センサや電流センサからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや電流Ｉｂなどを入力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを演算する。

【0015】

ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４と同様にマイクロコンピュータを備える。ＨＶＥＣＵ７０は、スタートスイッチ８０からのスタート信号や、シフトポジションセンサ８２からのシフトレバー８１の操作位置（シフトポジションＳＰ）、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセルペダル８３の踏込量（アクセル開度Ａｃｃ）、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８５の踏込量（ブレーキペダルポジションＢＰ）、車速センサ８７からの車速Ｖなどを入力する。

【0016】

本実施形態のハイブリッド車２０では、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行するように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転停止を伴って走行するモードである。

【0017】

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて駆動軸３７に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３７の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３７に要求される要求パワーＰｒ＊を演算する。続いて、要求パワーＰｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を演算し、演算した目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３７に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。吸入空気量制御では、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に基づいて目標空気量Ｑａ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定してスロットルバルブ１２４を制御する。燃料噴射制御では、吸入空気量Ｑａに基づいて空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるように目標噴射量Ｑｆ＊を設定し、目標噴射量Ｑｆ＊の燃料が筒内噴射弁１２７から１回または複数回で噴射されるように筒内噴射弁１２７を制御する。点火制御では、エンジン２２の回転数Ｎｅと負荷率ＫＬとに基づいて目標点火時期Ｔｆ＊を設定し、目標点火時期Ｔｆ＊で点火が行なわれるように点火プラグ１３０を制御する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

【0018】

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３７に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御については上述した。

【0019】

次に、本実施形態のハイブリッド車２０の動作、特に、エンジン２２の出力トルクＴｅの演算処理や、エンジン２２のリーンインバランスの診断処理について説明する。ここで、リーンインバランスは、エンジン２２の何れかの気筒の燃料噴射量が他気筒の燃料噴射量に比して少なくなっている、即ち、何れかの気筒の空燃比が他気筒の空燃比に比してリーンになっていることを意味する。

【0020】

最初に、エンジン２２の出力トルクＴｅの演算処理について説明する。図３は、エンジン２２の出力トルクＴｅの演算処理を説明するための説明図である。上述したように、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とは、共用通信線９０および専用通信線９２を介して通信可能となっている。モータＥＣＵ４０の処理について説明する。モータＥＣＵ４０は、モータトルク演算処理Ｍ２１、モータ回転数演算処理Ｍ２２、モータ回転角速度演算処理Ｍ２３、キャリヤ軸回転角速度演算処理Ｍ２４、共振影響トルク演算処理Ｍ２５を実行する。本実施形態では、クランクカウンタＣｃｒが切り替わるごとに各処理Ｍ２１～Ｍ２５を実行する。クランクカウンタＣｃｒは、詳細は後述するが、エンジンＥＣＵ２４により設定され、専用通信線９２を介してモータＥＣＵ４０に送信される。以下の説明において、［Ｃｃｒ］は、クランクカウンタＣｃｒに対応する値であることを意味する。なお、図３では、［Ｃｃｒ］の図示を省略した。

【0021】

モータトルク演算処理Ｍ２１は、モータＭＧ１の出力トルクＴｍ１［Ｃｃｒ］を演算する処理である。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３ａからのモータＭＧ１の回転子の回転位置θｍ１を用いて、電流センサ４３ｕ，４３ｖからのモータＭＧ１のＵ相、Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸、ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換し、得られたｄ軸、ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに基づいてモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１［Ｃｃｒ］を演算する。モータ回転数演算処理Ｍ２２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１［Ｃｃｒ］，Ｎｍ２［Ｃｃｒ］を演算する処理である。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３ａ，４４ａからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１［Ｃｃｒ］，Ｎｍ２［Ｃｃｒ］を演算する。

【0022】

モータ回転角速度演算処理Ｍ２３は、モータＭＧ１の回転角速度ωｍ１［Ｃｃｒ］を演算する処理である。モータＥＣＵ４０は、モータ回転数演算処理Ｍ２２で演算したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１［Ｃｃｒ］をモータＭＧ１の回転角速度ωｍ１［Ｃｃｒ］に換算する。キャリヤ軸回転角速度演算処理Ｍ２４は、キャリヤ軸３２の回転角速度ωｍ１［Ｃｃｒ］を演算する処理である。モータＥＣＵ４０は、モータ回転数演算処理Ｍ２２で演算したモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１［Ｃｃｒ］，Ｎｍ２［Ｃｃｒ］を用いて式（１）によりキャリヤ軸３２の回転数Ｎｃ［Ｃｃｒ］を演算し、演算した回転数Ｎｃ［Ｃｃｒ］を回転角速度ωｃ［Ｃｃｒ］に換算する。式（１）中、「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）である。

【0023】

Nc[Ccr]＝(ρ・Nm1[Ccr]＋Nm2[Ccr])／(1＋ρ) (1)

【0024】

共振影響トルク演算処理Ｍ２５は、ダンパ２８のねじれ共振に基づくキャリヤ軸３２のトルク（共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］）を演算してエンジンＥＣＵ２４に送信する処理である。ハイブリッド車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２３がダンパ２８を介してキャリヤ軸３２に接続されているため、ダンパ２８のねじれ共振に基づくキャリヤ軸３２のトルク（共振影響トルク）がエンジン２２の回転数やトルクの変動に影響を与え得る。モータＥＣＵ４０は、モータトルク演算処理Ｍ２１で演算したモータＭＧ１の出力トルクＴｍ１［Ｃｃｒ］と、モータ回転角速度演算処理Ｍ２３で演算したモータＭＧ１の回転角速度ωｍ１［Ｃｃｒ］と、キャリヤ軸回転角速度演算処理Ｍ２４で演算したキャリヤ軸３２の回転角速度ωｃ［Ｃｃｒ］と、を用いて式（２）により共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］を演算し、演算した共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］を共用通信線９０を介してエンジンＥＣＵ２４に送信する。式（２）中、「Ｉｃ」は、キャリヤ軸３２の慣性モーメントであり、「Ｉｍ１」は、モータＭＧ１の慣性モーメントである。式（２）は、サンギヤ軸３１のトルクの関係を示す式（３）から導出することができる。

【0025】

Tdmp[Ccr]＝Ic・dωc[Ccr]/dt＋(1+ρ)/ρ・(Im1・dωm1[Ccr]/dt－Tm1[Ccr]) (2)
ρ/(1+ρ)・Ic・dωc＋Im1・dωm1/dt＝Tm1＋ρ/(1+ρ)・Tdmp (3)

【0026】

次に、エンジンＥＣＵ２４の処理について説明する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクカウンタ更新処理Ｍ１１、エンジン回転角速度演算処理Ｍ１２、慣性トルク演算処理Ｍ１３、エンジントルク演算処理Ｍ１４を実行する。本実施形態では、クランクカウンタＣｃｒが切り替わるごとに各処理Ｍ１２～Ｍ１３を実行する。

【0027】

クランクカウンタ更新処理Ｍ１１は、クランクカウンタＣｃｒを更新する処理である。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランクシャフト２３のクランク角θｃｒが所定角度Δθｃｒ（例えば、３０度や４５度など）だけ回転するごとに、クランクカウンタＣｃｒをカウントアップし、エンジン２２の１サイクル（２回転）ごとに、クランクカウンタＣｃｒを値０にリセットする。エンジン回転角速度演算処理Ｍ１２は、エンジン２２の回転角速度ωｅ［Ｃｃｒ］を演算する処理である。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランクシャフト２３のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅ［Ｃｃｒ］を演算し、演算した回転数Ｎｅ［Ｃｃｒ］をエンジン２２の回転角速度ωｅ［Ｃｃｒ］に換算する。慣性トルク演算処理Ｍ１３は、エンジン２２の慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］を演算する処理である。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン回転角速度演算処理Ｍ１２で演算したエンジン２２の回転角速度ωｅ［Ｃｃｒ］を用いて式（４）によりエンジン２２の慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］を演算する。式（４）中、「Ｉｅ」は、エンジン２２の慣性モーメントである。式（４）は、クランクシャフト２３のトルクの関係を示す式（５）から導出することができる。

【0028】

Tei[Ccr]＝Ie・dωe[Ccr]／dt (4)
Ie・dωe／dt＝Te－Tdmp＝Tei (5)

【0029】

エンジントルク演算処理Ｍ１４は、エンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］を演算する処理である。エンジンＥＣＵ２４は、慣性トルク演算処理Ｍ１３で演算したクランクカウンタＣｃｒごとのエンジン２２の慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］と、モータＥＣＵ４０から受信したクランクカウンタＣｃｒごとの共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］と、からクランクカウンタＣｃｒが互いに同一値（例えば、最新値）のときの慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］と共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］とを選択し、両者の和をエンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］として演算する。このように、同期を取ったエンジン２２の慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］と共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］との和をエンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］として演算するから、エンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］の演算精度を向上させることができる。出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］は、クランクカウンタＣｃｒひいてはエンジン２２のクランク角θｃｒに対応する。また、クランクカウンタＣｃｒがエンジンＥＣＵ２４からモータＥＣＵ４０に専用通信線９２を介して送信されるから、共用通信線９０を介して送信される場合に比して、エンジンＥＣＵ２４による各処理Ｍ１２～Ｍ１３の実行タイミングと、モータＥＣＵ４０による各処理Ｍ２１～Ｍ２５の実行タイミングと、のズレを抑制することができる。さらに、モータＥＣＵ４０で共振影響トルクＴｄｍｐを演算し、この共振影響トルクＴｄｍｐをエンジン２２の出力トルクＴｅの演算に用いるから、ダンパ２８の公差の影響を適切に排除することができる。

【0030】

次に、エンジン２２のリーンインバランスの診断処理について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される診断処理の一例を示すフローチャートである。この診断処理は、後述の増量補正係数ｋ［ｉ］に値１よりも大きい値を設定していないときに繰り返し実行される。この診断処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、最初に、診断対象の点火気筒である対象気筒の平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］（ｉ：対象気筒の気筒番号）、対象気筒の２点火前の点火気筒である２点火前気筒の平均出力トルクＴｅａｖ２［ｉ］、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力する（ステップＳ１００）。ここで、平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］，Ｔｅａｖ２［ｉ］は、点火気筒についての膨張行程の後半（圧縮上死点から９０度の位置から下死点までの区間）の出力トルクＴｅの平均値として演算されてもよいし、点火気筒についての膨張行程の全部（圧縮上死点から下死点までの区間）の出力トルクＴｅの平均値として演算されてもよい。出力トルクＴｅは、上述のようにクランク角θｃｒ（クランクカウンタＣｃｒ）に対応して得られる。

【0031】

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。実施形態では、上述したように、クランクカウンタＣｃｒが専用通信線９２を介してエンジンＥＣＵ２４からモータＥＣＵ４０に送信され、モータＥＣＵ４０で共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］が演算されて共用通信線９０を介してエンジンＥＣＵ２４に送信される。エンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなると、通信遅れの影響により、エンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］の演算タイミングで、エンジンＥＣＵ２４が共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］を受信できずに、出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］を適切に演算できなくなる可能性がある。閾値Ｎｅｒｅｆは、出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］を適切に演算できていない可能性があるか否かを判定するための閾値である。

【0032】

ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満のときには、出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］を適切に演算できていると判断し、対象気筒の平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］から２点火前気筒の平均出力トルクＴｅａｖ２［ｉ］を減じて出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を演算し（ステップＳ１２０）、演算した出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を負の閾値ΔＴｅｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値ΔＴｅｒｅｆは、エンジン２２でリーンインバランスを生じているか否か、具体的には、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比して少なくなっている（対象気筒の空燃比が２点火前気筒の空燃比に比してリーンになっている）か否かを判定するための閾値である。ステップＳ１３０の処理は、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比して少なくなっている場合に対象気筒の平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］が２点火前気筒の平均出力トルクＴｅａｖ２［ｉ］に比してある程度小さくなることを踏まえた処理である。

【0033】

ステップＳ１３０で出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］が閾値ΔＴｅｒｅｆよりも大きいときには、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比して少なくなっていない（誤差範囲で少なくなっている場合を含む）と判断し、リーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］、出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］を初期値としての値０にリセットすると共に増量補正係数ｋ［ｉ］を初期値としての値１にリセットして（ステップＳ１９０）、本診断処理を終了する。なお、リーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］、出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］や出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］は、エンジン２２の始動時に値０が設定され、増量補正係数ｋ［ｉ］は、エンジン２２の始動時に値１が設定される。

【0034】

ステップＳ１３０での出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］が閾値ΔＴｅｒｅｆ以下であるときには、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比してある程度少なくなっていると判断する。上述したように、エンジン２２の出力トルクＴｅの演算精度を向上させることができるから，出力トルクＴｅに基づく出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を閾値ΔＴｅｒｅｆと比較することにより、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比してある程度少なくなっているか否かの判断精度を向上させることができる。

【0035】

この場合、リーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］を値１だけカウントアップすると共に（ステップＳ１４０）、出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］の前回値に加えて、出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］を演算する（ステップＳ１５０）。続いて、リーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］を閾値Ｎｌｉｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｎｌｉｒｅｆとしては、５０～１５０程度が用いられる。ステップＳ１６０でリーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］が閾値Ｎｌｉｒｅｆ未満のときには、本診断処理を終了する。

【0036】

ステップＳ１６０でリーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］が閾値Ｎｌｉｒｅｆ以上のときには、出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］を閾値Ｎｌｉｒｅｆで除して出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］を演算する（ステップ１７０）。続いて、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］に基づいて、対象気筒の燃料噴射量の増量補正係数ｋ［ｉ］に値１よりも大きい値を設定して（ステップＳ１８０）、本診断処理を終了する。こうして対象気筒の増量補正係数ｋ［ｉ］を設定すると、その後の燃料噴射制御において、対象気筒の目標噴射量Ｑｆ＊を他気筒に比して増量補正係数ｋ［ｉ］倍とする。これにより、気筒間の燃料噴射量のズレ（空燃比のズレ）を抑制することができる。本効果は、浄化触媒１３５ａの暖機時などエミッションに影響を与えやすいときにより顕著となる。

【0037】

ここで、増量補正係数ｋ［ｉ］は、例えば、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］と増量補正係数ｋ［ｉ］との関係として実験や解析、機械学習により予め定められた増量補正係数マップに、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］を適用して設定することができる。図５は、増量補正係数マップの一例を示す説明図である。図示するように、増量補正係数ｋ［ｉ］は、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］が閾値ΔＴｅｒｅｆよりも小さい（負側に大きい）領域内で、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］が小さいほど、即ち、対象気筒の燃料噴射量が２点火前気筒の燃料噴射量に比して少なくないほど、値１よりも大きい範囲内で大きくなるように定められている。したがって、燃料噴射制御において、対象気筒の目標噴射量Ｑｆ＊（目標噴射時間τｆ＊）を他気筒に比して、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］が小さいほどより多くすることになる。これにより、気筒間の燃料噴射量のズレ（空燃比のズレ）をより適正に抑制することができる。

【0038】

ステップＳ１１０でエンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］を適切に演算できていない可能性があると判断し、リーンインバランスの検出回数Ｎｌｉ［ｉ］、出力トルク積算変動量ΔＴｅｓｕｍ［ｉ］や出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］を初期値としての値０にリセットすると共に増量補正係数ｋ［ｉ］を初期値としての値１にリセットして（ステップＳ１９０）、本診断処理を終了する。即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、リーンにバランスの診断処理を実行しないのである。これにより、エンジン２２でリーンインバランスが生じているか否かを誤判定するのを抑制することができる。

【0039】

以上説明した本実施形態のハイブリッド車２０では、エンジンＥＣＵ２４は、クランクカウンタＣｃｒごとのエンジン２２の慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］と、クランクカウンタＣｃｒごとの共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］と、からクランクカウンタＣｃｒが同一値のときの慣性トルクＴｅｉ［Ｃｃｒ］と共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］とを選択し、両者の和をエンジン２２の出力トルクＴｅ［Ｃｃｒ］として演算する。これにより、エンジン２２の出力トルクＴｅの演算精度を向上させることができる。しかも、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満のときには、出力トルクＴｅに基づく出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を用いてリーンにバランスの診断処理を実行し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、リーンにバランスの診断処理を実行しない。後者により、エンジン２２でリーンインバランスが生じているか否かを誤判定するのを抑制することができる。

【0040】

上述した実施形態では、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１の出力トルクＴｍ１［Ｃｃｒ］とモータＭＧ１の回転角速度ωｍ１［Ｃｃｒ］とキャリヤ軸３２の回転角速度ωｃ［Ｃｃｒ］とを用いて上述の式（２）により共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］を演算した。しかし、キャリヤ軸３２の回転角速度ωｃ［Ｃｃｒ］を用いずに、即ち、式（２）の右辺第１項を用いずに共振影響トルクＴｄｍｐ［Ｃｃｒ］を演算してもよい。

【0041】

上述した実施形態では、エンジンＥＣＵ２４は、対象気筒の平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］から２点火前気筒の平均出力トルクＴｅａｖ２［ｉ］を減じて出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を演算したが、対象気筒の平均出力トルクＴｅａｖ０［ｉ］から１点火前気筒の平均出力トルクＴｅａｖ１［ｉ］を減じて出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］を演算してもよい。

【0042】

上述した実施形態では、エンジンＥＣＵ２４は、出力トルク平均変動量ΔＴｅａｖ［ｉ］に基づいて、対象気筒の燃料噴射量の増量補正係数ｋ［ｉ］を設定した。しかし、閾値Ｎｌｉｒｅｆの出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］のうちの最大値に基づいて増量補正係数ｋ［ｉ］を設定してもよい。また、ステップＳ１４０～Ｓ１８０の処理に代えて、増量補正係数ｋ［ｉ］に一定値を設定したり、出力トルク変動量ΔＴｅ［ｉ］に基づいて増量補正係数ｋ［ｉ］を設定したりしてもよい。

【0043】

上述の実施形態では、エンジン２２として、４気筒のエンジンを用いたが、６気筒や８気筒などのエンジンを用いてもよい。上述の実施形態では、エンジン２２のクランクシャフト２３とモータＭＧ１の回転子とがダンパ２８、キャリヤ軸３２、プラネタリギヤ３０、サンギヤ軸３１を介して接続される構成としたが、エンジンのクランクシャフトとモータの回転子とがねじれ要素を介して接続される構成であればよい。

【0044】

実施形態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。実施形態では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、ダンパ２８が「ねじれ要素」に相当し、クランクポジションセンサ１４０が「第１センサ」に相当し、回転位置センサ４３ａが「第２センサ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「第１制御装置」に相当し、モータＥＣＵ４０が「第２制御装置」に相当する。

【0045】

以上、本開示を実施するための実施形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示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】

【0046】

本開示は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0047】

２０ ハイブリッド車、２２ エンジン、２３ クランクシャフト、２４ エンジンＥＣＵ、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ軸、３２ キャリヤ軸、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、４３ａ，４４ａ 回転位置センサ、４３ｕ，４３ｖ，４４ｕ，４４ｖ 電流センサ、９０ 共用通信線、９２ 専用通信線、１２７ 筒内噴射弁、１４０ クランクポジションセンサ、ＭＧ１ モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】