(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてエンジンとモータを備え、該モータがエンジンとトランスミッションとの間に挟み込まれ、前記モータの回転子と前記エンジンのクランク軸とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段と、エンジンとモータとの間に設けられたレゾルバとを設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間とレゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間とを各々連続的に検出して失火を判定することを特徴とするレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項２】
前記パルス間経過時間が前後で急変することにより失火を検知することを特徴とする請求項１記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項３】
前記レゾルバから連続的に出力された正弦波電圧、余弦波電圧を、前記検出手段により検出された前記クランク軸の回転角と関連付けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項４】
前記エンジンのフューエルカット時に前記検出手段からの信号に基づいたパルス間経過時間と前記レゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間とを比較して、前記検出手段とレゾルバとの位置関係を補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項５】
失火検知回数が所定回数に達した場合に、これを失火と判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項６】
前記クランク軸の回転数が所定回転数以上である場合は、レゾルバの信号に基づいたパルス間経過時間を失火の判定基準とし、前記クランク軸の回転数が所定回転数以上ではない場合は、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を失火の判定基準とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項７】
前記失火と判定された場合にこれを報知する報知手段を表示装置の近傍に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項８】
駆動源としてエンジンとモータを備え、該モータがエンジンとトランスミッションとの間に挟み込まれ、前記モータの回転子と前記エンジンのクランク軸とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段を設け、前記モータの回転位置を連続的に検出するレゾルバを設け、前記レゾルバの出力信号に基づいて前記検出手段に同期したパルスを作成するパルス作成手段を設け、前記パルス作成手段により作成したパルスのパルス間経過時間を連続的に検出する時間検出手段を設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を検出するパルス間隔検出手段を設け、前記時間検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段を設け、前記パルス間隔検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する閾値判定手段を設け、該閾値判定手段と前記判定手段の判定結果に基づいて、前記判定手段が閾値以上で且つ、前記閾値判定手段が閾値以上である場合に失火と判定する失火判定手段を設けたことを特徴とするレゾルバを用いた失火検知装置。
【請求項９】
駆動源としてエンジンとモータを備え、該モータがエンジンとトランスミッションとの間に挟み込まれ、前記モータの回転子と前記エンジンのクランク軸とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段を設け、前記モータの回転位置を連続的に検出するレゾルバを設け、前記レゾルバの出力信号に基づいて前記検出手段に同期したパルスを作成するパルス作成手段を設け、前記パルス作成手段により作成したパルスのパルス間経過時間を連続的に検出する時間検出手段を設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を検出するパルス間隔検出手段を設け、前記時間検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段を設け、前記パルス間隔検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する閾値判定手段を設け、前記クランク軸の回転数が所定回転数以上である場合は、レゾルバの信号に基づいた前記パルス間経過時間が閾値以上のときに失火と判定し、前記クランク軸の回転数が所定回転数未満である場合は、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間が閾値以上のときに失火と判定することを特徴とするレゾルバを用いた失火検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ハイブリッド車両におけるレゾルバを用いた失火検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両走行用の駆動源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られており、このハイブリッド車両の一種に、エンジンとトランスミッションの間にモータを挟み、エンジンとモータを直結したパラレルハイブリッド車両がある。
一般的にエンジンのシリンダ毎の点火時期、燃料噴射量等の適正制御は、エンジンのクランク軸の一端に設けられたクランク角度センサ及びシリンダ位置検出センサ、ＴＤＣ（圧縮上死点）位置検出センサ等を用いて行っている。前記クランク角度センサはエンジンの回転に応じたクランク軸の角速度を連続的に検出しているため、エンジンの燃焼変動を間接的に監視することができ、この検出結果より失火を判定することができる。
【０００３】
ここで、前記パラレルハイブリッド車両には、エンジンのクランク角度を絶対角度として検出するためにレゾルバを用いたもの（例えば、特許文献１参照。）や、一つのレゾルバをモータ制御とエンジン制御に共通の高精度角度センサとして利用したもの（例えば、特許文献２参照。）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１４５５２８号公報（第２−４頁、第２図）
【特許文献２】
特開２０００−２０５００２号公報（第３−６頁、第１−３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した形式のパラレルハイブリッド車両、とりわけモータがクランクシャフトに直結している形式のものでは、クランク軸の全長が実質的に長くなり、クランク軸のねじれが増加してしまう。このねじれの増加によりクランク軸の上下左右変動が大きくなると、クランク角度センサがこの上下左右変動をクランク軸の角速度変動として検出してしまう。これに対して、前記上下左右変動を考慮してより正確に失火を判定することはできるが、このような正確な失火判定を行うとクランク角速度信号の処理が複雑化する可能性がある。
そこで、この発明は、モータ位置検出用のレゾルバを有効利用し、失火検出を簡易且つ確実に行うことができるレゾルバを用いた失火検出装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、駆動源としてエンジン（例えば、実施の形態におけるエンジンＥ）とモータ（例えば、実施の形態におけるモータＭ）を備え、該モータがエンジンとトランスミッション（例えば、実施の形態におけるトランスミッションＴ）との間に挟み込まれ、前記モータの回転子（例えば、実施の形態における回転子２１）と前記エンジンのクランク軸（例えば、実施の形態におけるクランク軸９）とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段（例えば、実施の形態におけるクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂ）と、エンジンとモータとの間に設けられたレゾルバ（例えば、実施の形態におけるレゾルバＲ）とを設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間と前記レゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間とを各々連続的に検出して失火を判定することを特徴とする。
このように構成することで、検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間に加えて、実質的に長くなったクランク軸の上下左右変動に影響を受けないレゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間を連続的に検出してパルス間経過時間変動を監視することが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記パルス間経過時間が前後で急変することにより失火を検知することを特徴とする。
このように構成することで、失火の誤検知を防止できる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記レゾルバから連続的に出力された正弦波電圧、余弦波電圧を、前記検出手段により検出された前記クランク軸の回転角と関連付けることを特徴とする。
このように構成することで、前記レゾルバと検出手段の出力を関連付けることにより、モータの回転位置を検出するためのレゾルバを用いてエンジンの動作状態を検出することが可能となる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、前記エンジンのフューエルカット時に前記検出手段からの信号に基づいたパルス間経過時間と前記レゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間とを比較して、前記検出手段とレゾルバとの位置関係を補正することを特徴とする。
このように構成することで、レゾルバ組付け時に発生する組付け誤差を補正することが可能となる。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、失火検知回数が所定回数に達した場合に、これを失火と判定することを特徴とする。
このように構成することで、失火回数が所定回数に満たない場合にはこれを失火とは判定しない。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、前記クランク軸の回転数が所定回転数以上である場合は、レゾルバの信号に基づいたパルス間経過時間を失火の判定基準とし、前記クランク軸の回転数が所定回転数以上ではない場合は、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を失火の判定基準とすることを特徴とする。
このように構成することで、失火判定に大きな影響を与えるクランク軸の上下左右変動が大きい回転域ではこれによる影響を受けないレゾルバを用いて失火を検知し、クランク軸の上下左右変動が小さい回転域では検出手段を用いて失火を検知するため、前記検出手段を単独で用いた場合に発生するクランク軸の上下左右変動によるクランク角加速度の急変の影響を受けない。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、前記失火と判定された場合にこれを報知する報知手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１０９、ステップＳ１５８）を表示装置の近傍に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、確実に報知手段により失火を知らせて注意を喚起することができる。
【００１３】
請求項８に記載した発明は、駆動源としてエンジンとモータを備え、該モータがエンジンとトランスミッションとの間に挟み込まれ、前記モータの回転子と前記エンジンのクランク軸とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段を設け、前記モータの回転位置を連続的に検出するレゾルバを設け、前記レゾルバの出力信号に基づいて前記検出手段に同期したパルスを作成するパルス作成手段（例えば、実施の形態におけるＲ／Ｄ変換器１Ｒ）を設け、前記パルス作成手段により作成したパルスのパルス間経過時間を連続的に検出する時間検出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１０４）を設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を検出するパルス間隔検出手段を設け、前記時間検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１０５）を設け、前記パルス間隔検出手段（実施の形態におけるステップＳ１０１）により検出されたパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する閾値判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１０２）を設け、該閾値判定手段と前記判定手段の判定結果に基づいて、前記判定手段が閾値以上で且つ、前記閾値判定手段が閾値以上である場合に失火と判定する失火判定手段（例えば実施の形態におけるステップＳ１０６）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、モータ位置検出用のレゾルバの信号に基づいたパルス間検出手段と検出手段の信号に基づいた時間検出手段を用いて、両者のパルス間経過時間が閾値以上である場合に限って失火と判定することができる。
【００１４】
請求項９に記載した発明は、駆動源としてエンジンとモータを備え、該モータがエンジンとトランスミッションとの間に挟み込まれ、前記モータの回転子と前記エンジンのクランク軸とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンの動作を検出する検出手段を設け、前記モータの回転位置を連続的に検出するレゾルバを設け、前記レゾルバの出力信号に基づいて前記検出手段に同期したパルスを作成するパルス作成手段を設け、前記パルス作成手段により作成したパルスのパルス間経過時間を連続的に検出する時間検出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１５３）を設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間を検出するパルス間隔検出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１６１）を設け、前記時間検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１５４）を設け、前記パルス間隔検出手段により検出されたパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する閾値判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１６２）を設け、前記クランク軸の回転数が所定回転数以上である場合は、レゾルバの信号に基づいた前記パルス間経過時間が閾値以上のときに失火と判定し、前記クランク軸の回転数が所定回転数未満である場合は、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間が閾値以上のときに失火と判定する失火判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ１５５）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、失火判定に大きな影響を与えるクランク軸の上下左右変動が大きい回転域ではこれによる影響を受けないレゾルバを用いて失火を検知し、クランク軸の上下左右変動が小さい回転域では検出手段を用いて失火を検知するため、前記検出手段を単独で用いた場合に発生するクランク軸の上下左右変動によるクランク角加速度の急変の影響を受けない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の第一の実施の形態におけるパラレルハイブリッド車両を示す。このパラレルハイブリッド車両はエンジンＥ、モータＭ、トランスミッションＴを直列に直結した構造のものである。具体的には、モータＭがエンジンＥとトランスミッションＴとの間に挟み込まれ、モータＭの後述する回転子２１とエンジンＥのクランク軸９とが連結されたものである。エンジンＥ及びモータＭの両方の駆動力はオートマティックトランスミッション（ＡＴ）などのトランスミッションＴを介して駆動輪たる前輪Ｗｆに伝達される。また、ハイブリッド車の減速時に前輪Ｗｆ側からモータＭ側に駆動力が伝達されるとモータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１６】
モータＭの駆動及び回生作動はモータＥＣＵ（ＭＯＴＥＣＵ）１からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）２により行われる。パワードライブユニット２はモータＭと電気エネルギーの授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ３が接続され、バッテリ３は例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。ハイブリッド車両には各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ４が搭載され、この補助バッテリ４はバッテリ３にＤＣ／ＤＣコンバータであるダウンバータ５を介して接続される。また、高圧系の制御を行う電源系ＥＣＵ（ＨＶＥＣＵ）６からの制御によりダウンバータ５は、バッテリ３の電圧を降圧して補助バッテリ４を充電する。
【００１７】
モータＭの駆動及び回生作動を制御するモータＥＣＵ１は、クランク軸９の角速度を連続的に検出するレゾルバＲからの位置検出信号（アナログ信号）をデジタル変換するＲ／Ｄ変換器（Ｒ／ＤＣＯＮ）１Ｒと、前記バッテリ３を保護すると共に、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒからのモータ位置検出情報に基づいてモータＭを監視制御するモータＣＰＵ（ＭＯＴＣＰＵ）１Ｍを備えている。また、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒは、メインＥＣＵ（ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ）７に接続されている。このメインＥＣＵ７が動作検出手段、第一及び第二のノイズ記録手段、フィルタ及び位置補正手段を構成している。
【００１８】
エンジンＥはいわゆるＳＯＨＣのＶ型６気筒エンジンであり、１バンク３気筒の計２バンクで構成され、一方のバンクは減速休筒運転可能な可変バルブタイミング機構ＶＴを備えた構造で、他方のバンクは気筒休止運転を行わない通常の動弁機構（図示せず）を備えた構造となっている。気筒休止可能な３気筒は各々２つの吸気弁と２つの排気弁が油圧ポンプ１０、スプールバルブ１１、気筒休止側通路１２、気筒休止解除側通路１３を介して可変バルブタイミング機構ＶＴにより閉状態を維持できるような構造となっている。
【００１９】
ここで、１４はアクティブエンジンマウント（ＡＣＭ）を示し、このアクティブエンジンマウント１４は専用のＥＣＵ（ＡＣＭＥＣＵ）１５により制御され、部分気筒休止運転時に片側の３気筒のみで運転する際等にエンジンＥの振動を防止するものである。
【００２０】
前記トランスミッションＴには電動オイルポンプ（ＥＯＰ）８が設けられている。この電動オイルポンプ８とトランスミッションＴには、これらを制御する前記メインＥＣＵ７が接続されている。
【００２１】
ＢＳはブレーキペダルに連携された倍力装置を示している。
尚、前記メインＥＣＵ７にはエンジンＥの回転数、つまりクランク軸９の回転数を検出するＮＥセンサ（回転数検出手段）Ｓ２、車速センサＳ３、スロットル開度センサＳ４、吸気管内負圧センサＳ５等の信号が入力される。
【００２２】
前記メインＥＣＵ７には水温計や速度計等の計器類であるメータ（ＭＥＴＥＲ）１６が接続されている。このメータ１６は前記各ＥＣＵからの信号が入力される。また、メータ１６の近傍にはエンジンチェック用のランプ（ＬＥＤ）１７が配置されている。このランプ１７もメインＥＣＵ７に接続されている。
【００２３】
図２に示すように、クランク軸９の軸端、つまりクランク軸９のエンジンＥ側端部にはドライブプーリ１８が設けられており、このドライブプーリ１８の外周に沿って２つのクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂがクランクケース２３の外側面にボルト３４，３５により取り付けられている。このクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂはドライブプーリ１８の外周に設けられたノッチ１９に対向し、ノッチ１９の通過時間に応じたパルス信号を出力する。また、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂのパルス信号は前記メインＥＣＵ７に入力される。
【００２４】
ここで、前記ノッチ１９は２４歯タイプであり、ドライブプーリ１８の中心点からみた各ノッチ１９間の角度は１５度に設定されている。前記クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂはクランク軸９の中心点から見て互いに７．５度ずらして取り付けられている。これらのクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂの出力を同時に監視することで、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂのいずれか一方だけが設けられた場合よりも高い分解能を得ることができる。
【００２５】
図３に示すように、エンジンＥのクランク軸９端部には、外周面２６にマグネット２０が取り付けられたモータＭの回転子２１の一端が、前記クランク軸９と同軸上にボルト３６で固定されている。一方、モータケース３９にはモータＭの固定子２２がボルト３７により取り付けられ、この固定子２２のコイル２４が前記マグネット２０に対向する位置に取り付けられている。そして、前記回転子２１の他端には円盤状の取付けブラケット２５を介して図示しないトランスミッションＴの入力側部材が取り付けられている。したがって、前記モータＭはエンジンＥとトランスミッションＴとの間に挟み込まれ、モータＭの回転子２１とエンジンＥのクランク軸９とトランスミッションＴの入力側とが連結されることとなる。
【００２６】
前記回転子２１の取付部３８の外周面にはリング状のレゾルバロータ２７が取り付けられ、クランク軸９端の周囲を取り囲むクランクケース２３のボス２９にはレゾルバステータ２８が前記レゾルバロータ２７に対向するように取り付けられている。これらレゾルバロータ２７とレゾルバステータ２８によりレゾルバＲが構成されている。ここで、前記レゾルバステータ２８のティース３０には図４に示すようにコイル２４が巻かれており、ハーネス３１と端子台３２を経由してＲ／Ｄ変換器１Ｒに接続されている。
【００２７】
図４に示すように、レゾルバステータ２８には４極のティース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄがレゾルバステータ２８の内側に向かって９０度毎に設けられており、このティース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに各々巻線が巻装されている。この巻線は、前記４極のティース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの励磁巻線３３ａと、２組の対向する前記ティース３０ａ、３０ｂ（３０ｃ、３０ｄ）の出力巻線３３ｂ、３３ｃから構成されている。前記出力巻線３３ｂ、３３ｃは前記励磁巻線３３ａと同相に励磁されるようにティース３０ａ、３０ｃに巻装され、前記励磁巻線３３ａと逆相に励磁されるようにティース３０ｂ、３０ｄに巻装されている。
【００２８】
ここで、後述する励磁電圧Ｖ３（端子Ｔ１−Ｔ２間）がＥｓｉｎωｔである場合、前記クランク軸９が回転することで、レゾルバロータ２７とレゾルバステータ２８のティース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとのギャップが変化し、前記ティース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの透磁率が変化するため、出力巻線３３ｂ（端子Ｔ３−Ｔ４間）に出力電圧Ｖ２（Ｋ・Ｅｓｉｎωｔ・ｃｏｓθで表す）、３３ｃ（端子Ｔ６−Ｔ５間）に出力電圧Ｖ１（Ｋ・Ｅｓｉｎωｔ・ｓｉｎθで表す）が発生する。ここで、Ｅｓｉｎωｔは励磁回路（図示せず）から入力される交流信号であり、出力電圧Ｖ１とＶ２に含まれる定数Ｋは前記励磁巻線３３ａの励磁電圧と出力巻線３３ｂ、３３ｃの最大出力電圧の変圧比を表す。
【００２９】
図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、横軸を時間、縦軸を電圧とした場合の励磁電圧（端子Ｔ１−Ｔ２間）の電圧波形（Ｅｓｉｎωｔ）と、巻線３３ａに発生する電圧波形Ｖａと、巻線３３ｂに発生する電圧波形Ｖｂと、前記巻線３３ａと前記巻線３３ｂに発生する電圧波形を加算した電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）との関係を示したものであり、前記電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）上に任意の時間ｔ＝αの電圧を併記している。ここで、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々レゾルバロータの回転角θ＝０°、θ＝９０°、θ＝１８０°に対応している。尚、前記電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）と出力電圧Ｖ２（端子Ｔ５−Ｔ６間）は同等であり、説明の都合上出力電圧Ｖ２（端子Ｔ３−Ｔ４間）を電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）で表している。また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す任意の時間αの値は全て等しいものとする。
【００３０】
ここで、図５（ａ）に示すようにレゾルバロータの回転角θが０°である場合は、前記時間αに対応する前記電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）の電圧が正極性であり、図５（ｂ）に示すように前記回転角θが９０°である場合は、前記時間αに対応する前記電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）の電圧が０であり、同様に図５（ｃ）に示すように前記回転角θが１８０°である場合は、前記時間αに対応する前記電圧波形Ｖ（ａ＋ｂ）の電圧が負極性である。
【００３１】
図６の（ａ）、（ｂ）は前記レゾルバロータの回転角θ（横軸）に対応する前記任意の時間αにおける出力電圧Ｖ（ａ＋ｂ）の値（縦軸）を示している。
まず、図６（ａ）は、前記回転角θを変化させて、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で求めた前記時間αにおける前記出力電圧Ｖ（ａ＋ｂ）の電圧値をプロットした波形であり、この波形が前記出力電圧Ｖ２（Ｋ・Ｅｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ）に相当する波形となる。
次に、図６（ｂ）は、前記回転角θを変化させて、前記αにおける前記出力電圧Ｖ１（端子Ｔ４−Ｔ３間）（図４参照）をグラフ上にプロットした波形であり、この電圧波形が前記出力電圧Ｖ１（Ｋ・Ｅｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ）に相当するものである。尚、図６（ｂ）は前記図６（ａ）の波形を併記している。
ここで、前記出力電圧Ｖ１と前記出力電圧Ｖ２を用いて以下のように角度θが求められ、絶対位置を検出することができる。
【００３２】
【数１】
0003594954.tif 000002
【００３３】
図７はレゾルバＲとＲ／Ｄ変換器１Ｒのブロック図を示す。
レゾルバＲの励磁巻線３３ａの端子Ｔ１−Ｔ２間には、図示しない励磁回路からＥｓｉｎωｔの励磁電圧が供給され、前記端子Ｔ５−Ｔ６間または端子Ｔ４−Ｔ３間に発生する前記出力電圧Ｖ１、Ｖ２（図６（ｂ）参照）がＲ／Ｄ変換器１Ｒに入力される。
Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの乗算器５１では、Ｋ・Ｅｓｉｎωｔ・ｓｉｎθで表される電圧Ｖ１にｃｏｓφが掛け算され、また、乗算器５２ではＫ・Ｅｓｉｎωｔ・ｃｏｓθで表される電圧Ｖ２にｓｉｎφが掛け算され、両者の差、Ｋ・Ｅ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（θ−φ）を加算器５３で算出し、この算出結果を同期整流回路５４に供給し、更に、図示しない比例積分機能を持つ増幅器と、電圧可変発振器（ＶＣＯ）５５を経てカウンタ５６に入力される。このカウンタ５６からの出力は絶対電気角度としてそのまま出力される。
尚、これらの回路はθ−φ＝０になるようにループを構成しているため、カウンタ５６の出力φは、φ＝θとなる。
【００３４】
また、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力（前記カウンタ５６の出力）はクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂに同期したパルスであり、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒに接続されるメインＥＣＵ７（図１参照）によって、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力パルスのパルス間経過時間が連続的に監視され、このパルス間経過時間が急変した場合に失火と判定している。更に、前記メインＥＣＵ７は失火を検出すると同時に、前記メータ１６近傍のランプ１７（図１参照）を点灯させ、走行中の運転者に失火を報知している。
【００３５】
図８は前記クランク軸９のクランク角度（横軸）に対する、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒ（図１参照）の出力パルスＲＰ１（ＲＰ２、ＲＰ３、・・・ＲＰ１２）と、前記クランク角度センサの出力パルスＣＰ１（ＣＰ２、ＣＰ３、・・・ＣＰ１２）を併記したものであり、双方の出力パルスの角度の偏差をｔ１（ｔ２、ｔ３、・・・ｔ１２）としている。
尚、説明の都合上、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力パルスと前記クランク角度センサの出力パルス数を整合させたため、前記各出力パルス間の角度は３０度（１２パルス／３６０度）となっている。また、双方のパルスは図示都合上高さを変える必要があったため、ここでの縦軸方向の値は特に意味を持っていない。
【００３６】
ここで、前記エンジンＥ（図１、図２参照）の燃焼変動が発生しないフューエルカット時においては、レゾルバＲに組付け誤差があると、これに起因して前記角度の偏差ｔ１（ｔ２、ｔ３、・・・ｔ１２）が発生する。したがって、これをメインＥＣＵ７（図１参照）に記録し、Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力パルスＲＰ１（ＲＰ２、ＲＰ３、・・・ＲＰ１２）がクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂの出力パルスＣＰ１（ＣＰ２、ＣＰ３、・・・ＣＰ１２）と同期するようにメインＥＣＵ７（図１参照）において補正を行っている。
【００３７】
また、上記補正方法において、前記Ｒ／Ｄ変換器１Ｒとクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂのクランク軸９一回転分におけるパルス数の比が倍数分であった場合、例えば、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂの出力が２４パルスであるのに対してＲ／Ｄ変換器１Ｒの出力が１２パルスであり倍数比が２である場合に、クランク軸９一回転分の全てのパルスタイミングにおいて記録補正することはできない。しかしながら、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂのパルス数を基準に、双方のパルスタイミングが一致する２パルス毎に前記角度の偏差を記録し補正を行えばよい。つまり、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂのパルス数とＲ／Ｄ変換器１Ｒのパルス数の比が倍数分または１／倍数分であった場合、双方のパルスタイミングが一致する倍数分または１／倍数分のパルスタイミングで角度の偏差を記録し補正を行うことができる。
【００３８】
図９は縦軸をＲ／Ｄ変換器１Ｒの出力に基づいたパルス間経過時間、横軸をクランク角度とした場合の、前記パルス間経過時間の推移を示している。図中前記クランク角３０度毎にプロットを行い、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５に示すように１２０度毎に点火を行っている。
【００３９】
ここで、前記パルス間経過時間はエンジンＥの正常燃焼よるものとノイズによるものなどとが合算されているため、前記各気筒の点火タイミングＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５における各パルス間経過時間の推移は一定ではない。そのため、パルス間経過時間が失火閾値を超えた場合にそれが失火に起因するものなのか、ノイズに起因するものかを判別することができない。また、ノイズのレベルは一定でないため、失火検出の精度を上げることは困難となっていた。よって、たとえ失火検出閾値を設けたとしても、正確に失火を判別する基準値とは成り得なかったのである。
そこで、前記エンジンＥが失火していない正常運転時に、前記レゾルバＲの出力パルス間の時間変動を検出し、これをノイズレベルとしてメインＥＣＵ７（図１参照）のメモリに記録し、このメモリに記録したノイズレベルをデジタルフィルタに認識させることで上述の定常ノイズをカットしている。その結果、ノイズ分をカットしたものとして不整燃焼によるパルス間経過時間を取り出し、これを失火検出閾値と比較し、失火かどうかを正確に判別することができるようにしている。ここで、失火検出閾値はノイズレベルを除去して確実に失火と判定できるパルス間経過時間の基準値である。
【００４０】
図１０のフローチャートに基づいて、第一の実施の形態の失火判定処理を説明する。まず、ステップＳ１００でクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂをモニタする。次に、ステップＳ１０１（パルス間隔検出手段）で前記クランク角度センサから出力されるパルスのパルス間経過時間を検出し、ステップＳ１０２（閾値判定手段）でクランク角度センサ出力パルスのパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１０３に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合はステップＳ１１１に進み、正常動作であるとして再度上述した処理を繰り返す。ここで、ステップＳ１０２の閾値とはエンジン回転数とエンジン負荷のマップ上（図示せず）で設定される値である。
【００４１】
ステップＳ１０３ではＲ／Ｄ変換器１Ｒをモニタし、ステップＳ１０４（時間検出手段）に進む。ステップＳ１０４ではＲ／Ｄ変換器１Ｒから出力されるパルスのパルス間経過時間を検出する。次に、ステップＳ１０５（判定手段）においてＲ／Ｄ変換器出力のパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１０６（失火判定手段）に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合はステップＳ１１１に進み、正常動作であるとして再度上述した処理を繰り返す。ここで、休筒運転時にレゾルバＲの信号をデジタル変換するＲ／Ｄ変換器１Ｒから出力されるパルスは、クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂから出力されるパルスとの時間の差をメインＥＣＵ７（図１参照）により記録してレゾルバＲの組付け時に発生する組付け誤差を補正する処理（図示せず）を行ったものを用いている。
【００４２】
ステップＳ１０６ではエンジンＥを失火状態であると判定してステップＳ１０７（計数手段）に進む。ステップＳ１０７では失火レジスタに１を加算してステップＳ１０８（失火回数判定手段）に進む。次に、ステップＳ１０８では、失火レジスタに格納されている数値が閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１０９（報知手段）に進み、報知を行いステップＳ１１０に進む。また、ステップＳ１０８の判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合は再度上述した処理を繰り返す。
【００４３】
ここで、ステップＳ１０７の失火レジスタは失火回数をメモリするレジスタであり、カウント数の閾値はエンジン状態に応じたマップ（図示せず）上で設定される。また、ステップＳ１０６の報知とは、前述したように、報知出力をメータ１６の近傍に設けられた視界内にあるランプ１７（図１参照）を点灯させ、運転者に対して失火状態を報知する処理である。
ステップＳ１１０では失火レジスタに格納されている数値をクリアして再度上述した処理を繰り返す。
【００４４】
次に、第二の実施の形態の失火判定処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。尚、この第二の実施の形態は第一の実施の形態の構成と同様であるので、第一の実施の形態の図１〜図９を援用する。
まず、ステップＳ１５０でＮＥセンサＳ２をモニタする。次に、ステップＳ１５１では、ＮＥセンサＳ２が所定値（例えば４０００ｒｐｍ）以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（高回転）である場合はステップＳ１５２に進み、判定結果が「ＮＯ」（高回転ではない）である場合はステップＳ１６０に進む。ここで、ステップＳ１５１の所定値とは、エンジンＥの負荷やモータアシスト・回生状況のマップ上（図示せず）で設定される値である。
【００４５】
ステップＳ１５２ではＲ／Ｄ変換器１Ｒをモニタし、ステップＳ１５３（時間検出手段）に進む。ステップＳ１５３ではＲ／Ｄ変換器１Ｒから出力されるパルスのパルス間経過時間を検出し、ステップＳ１５４（判定手段）に進む。次に、ステップＳ１５４では、前記Ｒ／Ｄ変換器出力のパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１５５（失火判定手段）に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合はステップＳ１６３に進み、正常状態であるとして再度上述した処理を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ１５５ではエンジンを失火状態であると判定してステップＳ１５６（計数手段）に進む。ステップＳ１５６では失火レジスタに１を加算して失火レジスタに格納する。次に、ステップＳ１５７（失火回数判定手段）では失火レジスタに格納されている数値が、閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１５８（報知手段）に進み、失火であることを報知してステップＳ１５９に進む。判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合は再度上述した処理を繰り返す。
ここで、ステップＳ１５６の失火レジスタは前記第一の実施の形態と同様に失火回数をメモリするレジスタであり、カウント数の閾値はエンジン状態に応じたマップ（図示せず）上で設定される。また、ステップＳ１５８も第一の実施の形態と同様に、前記ランプ１７を点灯させ、運転者に対して失火状態を報知する処理である。ステップＳ１５９では失火レジスタに格納されている数値をクリアし、再度上述した処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ１６０ではクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂをモニタし、ステップＳ１６１（パルス間隔検出手段）でクランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂから出力されるパルスのパルス間経過時間を検出する。次に、ステップＳ１６２（閾値判定手段）でクランク角度センサ出力のパルス間経過時間が閾値以上か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）である場合はステップＳ１５５に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値未満）である場合はステップＳ１６３に進み、正常状態であると判定して再度上述した処理を繰り返す。
【００４８】
上述した第一、第二の実施の形態によれば、Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力とクランク角度センサＳ１ａ，Ｓ１ｂの出力を関連付けることにより、モータＭの回転位置を検出するためのレゾルバＲを用いてエンジンＥの動作状態を検出することができる。
また、図８に示すようにメインＥＣＵ７でパルス間の偏差を記録することで、レゾルバＲ組付け時に発生する組付け誤差を補正することが可能となるため、組付け精度管理が容易となり、製造コストを低減できる。
【００４９】
特に、第一の実施の形態によれば、クランク角度センサＳ１ａ，Ｓ１ｂの出力に基づいたパルス間経過時間（ステップＳ１０１）に加えて、実質的に長くなったクランク軸９の上下左右変動に影響を受けないＲ／Ｄ変換器１Ｒからの出力に基づいたパルス間経過時間（ステップ１０４）を連続的に検出し、パルス間経過時間を監視することが可能となるため、常に正確に失火を判定できる。
また、クランク角度センサ出力（ステップＳ１０１）のパルス間経過時間と、Ｒ／Ｄ変換器出力（ステップ１０４）のパルス間経過時間の双方が閾値を超えた場合（ステップＳ１０２とステップＳ１０５）に失火と判定するため、モータＭの位置検出用レゾルバＲを有効利用して、失火検知用の装置を新たに設けることなく失火を正確に検知できる。
【００５０】
そして、失火回数をカウントし（ステップＳ１０７、ステップＳ１５６）、失火回数が閾値に達しない場合（ステップＳ１０８、ステップＳ１５７）、これを失火と判定しないため、失火判定の信頼性を高めることができ、運転者の視界内に位置するメータ１６の近傍に設けたランプ１７により報知（ステップＳ１０９）するため、失火を確実に知らせて注意を喚起することができ、速やかな対策をとらせることができる。
【００５１】
特に、第二の実施の形態によれば、クランク軸９の回転数を判定し（ステップＳ１５１）、失火判定に大きな影響を与えるクランク軸９の上下左右変動が大きい回転域ではこれによる影響を受けないレゾルバＲを用いて失火を判定し（ステップＳ１５４）、クランク軸９の上下左右変動が小さい回転域ではクランク角度センサＳ１ａ，Ｓ１ｂを用いて失火を判定する（ステップＳ１６２）ため、前記クランク角度センサＳ１ａ，Ｓ１ｂのみを用いた場合に発生するクランク軸９の上下左右変動による影響が少なくなり、レゾルバＲとクランク角度センサＳ１ａ，Ｓ１ｂを常に同時に用いた場合に比較して信号処理の負担を軽減しつつ失火検知精度を高めることができる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態ではクランク角度センサＳ１ａとクランク角度Ｓ１ｂとの取付け位置のずれを７．５度に設定し、各クランク角度センサＳ１ａ、Ｓ１ｂから出力されるパルスの間隔を３０度と設定したが、エンジン形状等に応じてこれらを適宜変更しても良い。尚、Ｒ／Ｄ変換器１Ｒの出力パルス間隔についても同様に適宜変更しても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間に加えて、実質的に長くなったクランク軸の上下左右変動に影響を受けないレゾルバからの信号に基づいたパルス間経過時間を連続的に検出してパルス間経過時間変動を監視することが可能となるため、常に正確に失火を判定できる効果がある。
【００５４】
請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、失火の誤検知を防止できるため、失火検知の信頼性を高めることができる効果がある。
【００５５】
請求項３に記載した発明によれば、請求項１，２の効果に加え、前記レゾルバと検出手段の出力を関連付けることにより、モータの回転位置を検出するためのレゾルバを用いてエンジンの動作状態を検出することが可能となるため、点火タイミング、燃料噴射タイミング等のエンジン制御の信頼性を高めることができる効果がある。
【００５６】
請求項４に記載した発明によれば、請求項１，２の効果に加え、レゾルバ組付け時に発生する組付け誤差を補正することが可能となるため、組付け精度管理が容易となり、製造コストを低減できる効果がある。
【００５７】
請求項５に記載した発明によれば、請求項１，２の効果に加え、失火回数が所定回数に満たない場合にはこれを失火とは判定しないため、失火判定の信頼性を高めることができる効果がある。
【００５８】
請求項６に記載した発明によれば、請求項１，２の効果に加え、失火判定に大きな影響を与えるクランク軸の上下左右変動が大きい回転域ではこれによる影響を受けないレゾルバを用いて失火を検知し、クランク軸の上下左右変動が小さい回転域では検出手段を用いて失火を検知するため、前記検出手段を単独で用いた場合に発生するクランク軸の上下左右変動による影響が少なくなり、したがって、レゾルバと検出手段を同時に用いた場合に比較して信号処理の負担を軽減しつつ失火検知精度を高めることができる効果がある。
【００５９】
請求項７に記載した発明によれば、請求項１〜６の効果に加え、確実に報知手段により失火を知らせて注意を喚起することができるため、速やかな対策をとらせることができる効果がある。
【００６０】
請求項８に記載した発明によれば、モータ位置検出用のレゾルバの信号に基づいたパルス間検出手段と検出手段の信号に基づいた時間検出手段を用いて、両者のパルス間経過時間が閾値以上である場合に限って失火と判定することができるため、失火検知用の装置を新たに設けることなく失火を正確に検知できる効果がある。
【００６１】
請求項９に記載した発明によれば、失火判定に大きな影響を与えるクランク軸の上下左右変動が大きい回転域ではこれによる影響を受けないレゾルバを用いて失火を検知し、クランク軸の上下左右変動が小さい回転域では検出手段を用いて失火を検知するため、前記検出手段を単独で用いた場合に発生するクランク軸の上下左右変動による影響が少なくなり、したがって、レゾルバと検出手段を同時に用いた場合に比較して信号処理の負担を軽減しつつ失火検知精度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のハイブリッド車両の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態のクランクケースの部分側面図である。
【図３】この発明の実施の形態のモータの断面図である。
【図４】この発明の実施の形態のレゾルバの構成説明図である。
【図５】この発明の実施の形態のレゾルバの励磁電圧と余弦波電圧出力を示すグラフ図である。
【図６】この発明の実施の形態のレゾルバの回転角に対する余弦波電圧波形と正弦波電圧波形を示すグラフ図である。
【図７】この発明の実施の形態のＲ／Ｄ変換器を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態のクランク角度センサのパルスとレゾルバのパルスとを示すグラフ図である。
【図９】この発明の実施の形態のパルス間経過時間とクランクアングルの関係を示すグラフ図である。
【図１０】この発明の第一の実施の形態の失火判定処理を示すフローチャート図である。
【図１１】この発明の第二の実施の形態の失火判定処理を行うフローチャート図である。
【符号の説明】
Ｅ  エンジン
Ｍ  モータ
Ｔ  トランスミッション
Ｒ  レゾルバ
１Ｒ  パルス作成手段
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ  クランク角度センサ
Ｓ２  ＮＥセンサ（回転数検出手段）
Ｖ１  正弦波電圧
Ｖ２  余弦波電圧
７  メインＥＣＵ（動作検出手段、第一及び第二のノイズ記録手段、フィルタ、位置補正手段）
９  クランク軸
２１  回転子
ステップＳ１０１，Ｓ１６１  パルス間隔検出手段
ステップＳ１０２，Ｓ１６２  閾値判定手段
ステップＳ１０４，Ｓ１５３  時間検出手段
ステップＳ１０５，Ｓ１５４  判定手段
ステップＳ１０６，Ｓ１５５  失火判定手段
ステップＳ１０７，Ｓ１５６  計数手段
ステップＳ１０８，Ｓ１５７  失火回数判定手段
ステップＳ１０９，Ｓ１５８  報知手段
ステップＳ１５１  回転数判定手段
【要約】【課題】モータ位置検出用のレゾルバを有効利用し、失火検出を簡易且つ確実に行うことができるレゾルバを用いた失火検出装置を提供する。
【解決手段】駆動源としてエンジンＥとモータＭを備え、該モータＭがエンジンＥとトランスミッションＴとの間に挟み込まれ、前記モータＭの回転子と前記エンジンＥのクランク軸９とが連結された構造のハイブリッド車両に適用されるレゾルバを用いた失火検知装置であって、前記エンジンＥの動作を検出する検出手段と、エンジンＥとモータＭとの間に設けられたレゾルバＲとを設け、前記検出手段の信号に基づいたパルス間経過時間とレゾルバＲからの信号に基づいたパルス間経過時間とを各々連続的に検出して失火を判定することを特徴とする。
【選択図】    図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003594954.tif 000009
【図８】
0003594954.tif 000010
【図９】
0003594954.tif 000011
【図１０】
0003594954.tif 000012
【図１１】
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