JP7715077B2 - エンジンのトルク異常判定装置及びそれを備えたハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのトルク異常判定装置及びそれを備えたハイブリッド車両に関する。

エンジンのトルクを推定し、この推定値が過剰となる異常状態を判定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１７－０１４９７３号公報

上述した推定値が過小となる異常状態となることが考えられる。例えばこのような推定値が過小となる場合に、この推定値に基づいて種々の制御を実行すると、問題が生じるおそれがある。

そこで本発明は、トルクの推定値が過小となる異常状態を判定することができるエンジンのトルク異常判定装置及びそれを備えたハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上記目的は、エンジンのトルクの第１推定値を算出する第１算出部と、前記第１推定値の算出方法とは異なる方法により前記トルクの第２推定値を算出する第２算出部と、前記第１推定値と前記第２推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第２推定値に対して過小となる異常状態かを判定するトルク判定部と、を備え、前記第１算出部は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記第１推定値を算出し、前記第２算出部は、前記エンジンのスロットル開度に基づいて前記第２推定値を算出し、前記第２算出部は、前記スロットル開度に基づいて前記エンジンの第１負荷率を算出し、前記第１負荷率に基づいて前記第２推定値を算出する、エンジンのトルク異常判定装置によって達成できる。

前記スロットル開度に基づいて算出された前記第１負荷率が正常か異常かを判定する負荷率判定部を備え、前記トルク判定部は、前記負荷率判定部により前記第１負荷率が正常と判定された場合に、前記第１推定値と前記第２推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第２推定値に対して過小となる異常状態かを判定してもよい。

前記第１及び第２推定値とは異なる方法により前記トルクの第３推定値を算出する第３算出部を備え、前記トルク判定部は、前記負荷率判定部により前記第１負荷率が異常と判定された場合に、前記第１推定値と前記第３推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第３推定値に対して過小となる異常状態かを判定してもよい。

前記第３算出部は、前記エンジンへの要求軸トルクに基づいて前記エンジンの第２負荷率を算出し、前記第２負荷率に基づいて前記第３推定値を算出し、前記負荷率判定部は、前記第１負荷率に基づいて算出したトルクと、前記第２負荷率に基づいて算出したトルクとの差分に基づいて、前記第１負荷率が正常か異常かを判定してもよい。

上記目的は、上記のトルク異常判定装置と、前記第１推定値に基づいて前記エンジンのトルクをアシストするアシストトルクを出力するモータと、を備えたハイブリッド車両によっても達成できる。

本発明によれば、トルクの推定値が過小となる異常状態を判定することができるエンジンのトルク異常判定装置及びそれを備えたハイブリッド車両を提供できる。

図１は、ハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、エンジンの概略構成図である。 図３Ａは、Ｇａ系軸トルクが正常の場合での合計トルクの推移を示したタイミングチャートの一例であり、図３Ｂは、Ｇａ系軸トルクが過小となる異常状態の場合での合計トルクの推移を示したタイミングチャートの一例である。 図４は、ＥＣＵが実行するトルク異常判定制御の一例を示したフローチャートである。 図５は、ＴＡ系判定制御の一例を示したフローチャートである。 図６は、トルク閾値と時間閾値とを規定したマップの一例である。 図７は、ＴＡ系軸トルク算出制御の一例を示したフローチャートである。 図８は、トルク異常判定制御の変形例を示したフローチャートである。 図９は、負荷率判定制御の一例を示したフローチャートである。 図１０は、ＴＡ系仮判定制御の一例を示したフローチャートである。 図１１は、要求系仮判定制御の一例を示したフローチャートである。 図１２は、本判定制御の一例を示したフローチャートである。 図１３Ａは、要求系ＭＢＴトルク算出制御の一例を示したフローチャートであり、図１３Ｂは、要求系軸トルク算出制御の一例を示したフローチャートである。

［ハイブリッド車両の概略構成］
図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１には、エンジン１０から駆動輪１３までの動力伝達経路に、Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、湿式クラッチ１８、及び変速機１９が順に設けられている。エンジン１０及びモータ１５はハイブリッド車両１の走行動力源として搭載されている。エンジン１０は、例えばＶ型６気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、直列型のガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、湿式クラッチ１８、及び変速機１９は、変速ユニット１１内に設けられている。変速ユニット１１と左右の駆動輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

Ｋ０クラッチ１４は、同動力伝達経路上のエンジン１０とモータ１５との間に設けられている。Ｋ０クラッチ１４は、解放状態から油圧の供給を受けて係合状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を接続する。Ｋ０クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を遮断する。係合状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が連結しエンジン１０とモータ１５が同じ回転数となっている状態である。解放状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が離れた状態である。

モータ１５は、インバータ１７を介してバッテリ１６に接続されている。モータ１５は、バッテリ１６からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能し、更にエンジン１０や駆動輪１３からの動力伝達に応じてバッテリ１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ１５とバッテリ１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。

インバータ１７は、後述するＥＣＵ１００によって制御され、バッテリ１６からの直流電圧を交流電圧に変換し、またはモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ１５がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ１７はバッテリ１６の直流電圧を交流電圧に変換してモータ１５に供給される電力を調整する。モータ１５が発電する回生運転の場合、インバータ１７はモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１６に供給される電力を調整する。

変速機１９は、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機であるが、これに限定されず無段式の自動変速機であってもよい。変速機１９は、動力伝達経路上のモータ１５と駆動輪１３の間に設けられている。油圧の供給を受けて係合状態となってモータ１５と変速機１９とを直結する湿式クラッチ１８が設けられている。

変速ユニット１１には、更にオイルポンプ２１と油圧制御機構２２とが設けられている。オイルポンプ２１で発生した油圧は、油圧制御機構２２を介して、Ｋ０クラッチ１４、湿式クラッチ１８、及び変速機１９にそれぞれ供給されている。油圧制御機構２２には、Ｋ０クラッチ１４、湿式クラッチ１８、及び変速機１９のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。尚、湿式クラッチ１８の代わりに、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを設けてもよい。

ハイブリッド車両１には、同車両の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００はトルク異常判定装置の一例であり、詳しくは後述する第１算出部、第２算出部、第３算出部、トルク判定部、及び負荷率判定部を機能的に実現する。

ＥＣＵ１００は、エンジン１０及びモータ１５の駆動を制御する。具体的にはＥＣＵ１００は、エンジン１０のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン１０のトルクや回転数を制御する。ＥＣＵ１００は、インバータ１７を制御してモータ１５とバッテリ１６との間での電力の授受量を調整することで、モータ１５の回転数やトルクを制御する。またＥＣＵ１００は、油圧制御機構２２の制御を通じて、Ｋ０クラッチ１４や湿式クラッチ１８、変速機１９の駆動制御を行う。

ＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ７１、クランク角センサ７２ａ、モータ回転数センサ７２ｂ、車速センサ７３、エアフローメータ７４、スロットル開度センサ７５、吸気圧センサ７６ａ、インマニ圧センサ７６ｂ、大気圧センサ７６ｃ、水温センサ７７ａ、及び油温センサ７７ｂからの信号が入力される。クランク角センサ７２ａは、エンジン１０のクランクシャフトの回転数、即ちエンジン回転数を検出する。モータ回転数センサ７２ｂは、モータ１５の出力軸の回転速度を検出する。車速センサ７３は、ハイブリッド車両１の走行速度を検出する。エアフローメータ７４は、エンジン１０の吸入空気量を検出する。スロットル開度センサ７５は、後述するスロットル弁４０の開度を検出する。吸気圧センサ７６ａは、スロットル弁４０よりも上流側の後述する吸気通路３５内の圧力（以下、吸気圧と称する）を検出する。インマニ圧センサ７６ｂは、スロットル弁４０よりも下流側の吸気通路３５内の圧力（以下、インマニ圧と称する）を検出する。大気圧センサ７６ｃは、大気圧を検出する。水温センサ７７ａは、エンジン１０の冷却水の温度（以下、水温と称する）を検出する。油温センサ７７ｂは、エンジン１０の潤滑油の温度（以下、油温と称する）を検出する。

ＥＣＵ１００は、モータモード及びハイブリッドモードの何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を解放し、モータ１５の動力により走行する。ハイブリッドモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を係合状態に切り替えて少なくともエンジン１０の動力により走行する。尚、ハイブリッドモードには、エンジン１０のみの動力で走行するモード、モータ１５を力行運転させてエンジン１０及びモータ１５の双方を動力源として走行するモードを含む。

走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ１６の充電状態などに基づいて行われる。例えば、要求駆動力が比較的小さくバッテリ１６の蓄電量を示すＳＯＣ（State Of Charge）が比較的高い場合には、燃費を向上させるためにエンジン１０を停止したモータモードが選択される。要求駆動力が比較的大きい場合やバッテリ１６のＳＯＣが比較的低い場合には、エンジン１０が駆動したハイブリッドモードが選択される。

［エンジンの概略構成］
図２は、エンジン１０の概略構成図である。エンジン１０は、気筒３０、ピストン３１、コネクティングロッド３２、クランク軸３３、吸気通路３５、吸気弁３６、排気通路３７、及び排気弁３８を有している。図２には、エンジン１０が有する複数の気筒３０のうちの一つのみが表示されている。気筒３０では混合気の燃焼が行われる。ピストン３１は、各気筒３０に往復動可能に収容され、エンジン１０の出力軸であるクランク軸３３にコネクティングロッド３２を介して連結されている。コネクティングロッド３２は、ピストン３１の往復運動をクランク軸３３の回転運動に変換する。

吸気通路３５は、各気筒３０の吸気ポートに吸気弁３６を介して接続されている。排気通路３７は、各気筒３０の排気ポートに排気弁３８を介して接続されている。吸気通路３５には、エアフローメータ７５、吸気圧センサ７６ａ、インマニ圧センサ７６ｂ、及び吸入空気量を調整するスロットル弁４０が設けられている。排気通路３７には排気浄化用の触媒４３が設けられている。

気筒３０には筒内噴射弁４１が設けられている。筒内噴射弁４１は気筒３０内に直接燃料を噴射する。尚、筒内噴射弁４１の代わりに、又は筒内噴射弁４１に加えて、吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射弁が設けられていてもよい。各気筒３０には、吸気通路３５を通じて導入された吸気と筒内噴射弁４１が噴射した燃料との混合気を火花放電により点火する点火装置４２が設けられている。

［トルクの異常状態］
ＥＣＵ１００は、走行モードがハイブリッドモードである場合には、エアフローメータ７４に基づいてエンジン１０の軸トルク（以下、Ｇａ系軸トルクと称する）を算出し、Ｇａ系軸トルクを実エンジン軸トルクとみなして、モータ１５のアシストトルクを制御する。具体的には、エンジン１０の軸トルクとモータ１５のアシストトルクとの合計値である合計トルクが要求トルクとなるように、モータ１５のアシストトルクが制御される。図３Ａは、Ｇａ系軸トルクが正常の場合での合計トルクの推移を示したタイミングチャートの一例である。図３Ａでは、エンジン１０及びモータ１５が停止した状態からモータ１５を駆動させてＫ０クラッチ１４をスリップさせてエンジン１０を始動させる場合を示している。

モータ１５が駆動を開始し（時刻ｔ１）、Ｋ０クラッチ１４を解放からスリップさせてエンジン１０のクランキングを開始する（時刻ｔ２）。合計トルクが要求トルクまで増大して（時刻ｔ３）、エンジン１０が始動してＫ０クラッチ１４が係合する（時刻ｔ４）。その後、実エンジン軸トルクを増大させ、その分だけモータ１５のアシストトルクを０にまで低減させて（時刻ｔ５）、合計トルクを要求トルクに維持する。ここで、上述したようにＥＣＵ１００は、推定したＧａ系軸トルクを実エンジン軸トルクとみなして、モータ１５のアシストトルクの低下を制御する。

ここでＧａ系軸トルクは、上述したようにエアフローメータ７４に基づいて算出される。このため、例えばエアフローメータ７４やその他のセンサやアクチュエータが故障したり、または各種センサ値が異常となるメモリの不具合（ＲＡＭ化け）が発生した場合に、Ｇａ系軸トルクが実エンジン軸トルクに対して許容誤差を超えて大きく低下した異常状態となる場合がある。図３Ｂは、Ｇａ系軸トルクが過小となる異常状態の場合での合計トルクの推移を示したタイミングチャートの一例である。図３Ｂに示すように、Ｇａ系軸トルクが過小となると、ＥＣＵ１００はその過小分を補うようにモータ１５のアシストトルクを増大させる。しかしながら実エンジン軸トルクは実際には正常であるため、合計トルクが要求トルクに対して過剰となり、ハイブリッド車両１が不必要に加速して運転者に違和感を与えるおそれがある。そこでＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクが実エンジン軸トルクに対して許容誤差を超えて過小となった異常状態を判定するトルク異常判定制御を実行する。

［トルク異常判定制御］
図４は、ＥＣＵ１００が実行するトルク異常判定制御の一例を示したフローチャートである。本制御では、イグニッションがオンの状態で所定の周期ごとに繰り返し実行される。

ＥＣＵ１００は、走行モードがハイブリッドモードでありＫ０クラッチ１４及び湿式クラッチ１８が係合した状態か否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０でＮｏの場合には、本制御を終了する。ステップＳ１０でＹｅｓの場合に、ＥＣＵ１００はセンサ値を取得する（ステップＳ２０）。具体的にはＥＣＵ１００は、スロットル開度、エンジン回転数、車速、吸入空気量、吸気圧、インマニ圧、大気圧、水温、及び油温を上述したセンサにより取得する。

次にＥＣＵ１００は、上述したように吸入空気量に基づいてＧａ系軸トルクを算出する（ステップＳ２５）。具体的には、吸入空気量、スロットル開度、吸気圧、水温、油温等基づいたモデル式により、Ｇａ系軸トルクが算出される。Ｇａ系軸トルクの算出は、吸入空気量に基づいていればこのようなモデル式に限定されず、その他公知の方法により算出してもよい。Ｇａ系軸トルクは第１推定値の一例である。ステップＳ２５は、第１算出部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、Ｇａ系軸トルクとは異なる方法に基づいてエンジン１０の軸トルク（以下、ＴＡ系軸トルクと称する）を算出する（ステップＳ３０）。ＴＡ系軸トルクは、第２推定値の一例である。ステップＳ３０は、第２算出部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系軸トルクからＧａ系軸トルクを減算した差分（以下、ＴＡ系差分と称する）を算出する（ステップＳ４０）。次にＥＣＵ１００はＴＡ系差分に基づいて、Ｇａ系軸トルクが正常かＴＡ系軸トルクに対して過小となる異常状態かの判定（以下、ＴＡ系判定と称する）を実行する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０は、トルク判定部が実行する処理の一例である。

上述したＴＡ系軸トルクは、Ｇａ系軸トルクと異なり、吸入空気量に基づかずにスロットル開度に基づいて算出される。このため、例えばエアフローメータ７５が故障して吸入空気量を正確に検出することができない場合において、ＴＡ系差分に基づいてＧａ系軸トルクがＴＡ系軸トルクに対して過小となる異常状態を判定することができる。

次にＴＡ系判定制御について説明する。図５は、ＴＡ系判定制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、トルク閾値を設定する（ステップＳ５１）。トルク閾値の設定については後述する。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系差分がトルク閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２でＹｅｓの場合に、ＥＣＵ１００は時間カウンタをインクリメントする（ステップＳ５３）。時間カウンタとは、トルク閾値が設定されてからの経過時間をカウントした値である。次にＥＣＵ１００は時間閾値を設定する（ステップＳ５４）。時間閾値の設定については後述する。次にＥＣＵ１００は、時間カウンタが時間閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。

ステップＳ５５でＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは異常状態であると判定する（ステップＳ５６）。ステップＳ５５でＮｏの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは正常であると判定する（ステップＳ５７）。また、ステップＳ５２でＮｏの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをゼロにクリアして（ステップＳ５８）、Ｇａ系軸トルクは正常であると判定する（ステップＳ５７）。即ち、ＴＡ系差分がトルク閾値以上である状態であり、且つ時間カウンタが時間閾値以上の場合に、Ｇａ系軸トルクは異常状態であると判定される。

次にトルク閾値及び時間閾値の設定方法について説明する。図６は、トルク閾値と時間閾値とを規定したマップの一例である。縦軸はトルクを示し横軸は継続時間を示す。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。図６のマップでは３つのトルク閾値α１～α３と、トルク閾値α１～α３のそれぞれに対応する時間閾値β１～β３とを規定している。例えばＴＡ系差分がトルク閾値α１以上の場合にはトルク閾値α１が、ＴＡ系差分がトルク閾値α１未満でありトルク閾値α２以上の場合にはトルク閾値α２が、ＴＡ系差分がトルク閾値α２未満の場合にはトルク閾値α３が設定される。また、トルク閾値α１が設定された場合には時間閾値β１が、トルク閾値α２が設定された場合には時間閾値β２が、トルク閾値α３が設定された場合には時間閾値β３が設定される。トルク閾値α１～α３は、ＴＡ系軸トルクを実エンジン軸トルクとみなした場合での、実エンジン軸トルクに対するＧａ系軸トルクの許容誤差に基づいて定められている。許容誤差は、本実施例ではＧａ系軸トルクに基づく制御に影響を与えず運転者にも違和感を与えない程度の誤差である。

例えばトルク閾値α１及び時間閾値β１が設定された場合には、ＴＡ系差分がトルク閾値α１以上となる継続時間が時間閾値β１未満の場合には、Ｇａ系軸トルクは正常と判定され、この継続時間が時間閾値β１以上となった場合にＧａ系軸トルクは異常状態であると判定される。同様に、例えばトルク閾値α２及び時間閾値β２が設定された場合には、ＴＡ系差分がトルク閾値α２以上となる継続時間が時間閾値β２未満の場合には、Ｇａ系軸トルクは正常と判定され、この継続時間が時間閾値β２以上となった場合にＧａ系軸トルクは異常状態であると判定される。トルク閾値α３及び時間閾値β３が設定された場合も同様である。尚、図６のマップは車速に応じて異なっており、車速が速いほど、トルク閾値α１～α３はそれぞれ高い値に設定され、時間閾値β１～β３はそれぞれ長い時間に設定される。このように設定されたトルク閾値が小さくても、ＴＡ系差分がそのトルク閾値以上となった継続時間が長いと、運転者にも違和感を与えるおそれがあるためＧａ系軸トルクは異常状態であると判定される。また、設定されたトルク閾値が大きくても、ＴＡ系差分がそのトルク閾値以上となった継続時間が短いと、運転者に違和感を与えるおそれは少ないためＧａ系軸トルクは正常と判定される。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系軸トルク算出制御について説明する。図７は、ＴＡ系軸トルク算出制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率を算出する（ステップＳ３１）。ＴＡ系負荷率は、ステップＳ２０で取得した、スロットル開度、エンジン回転数、吸気圧、インマニ圧、大気圧等に基づいたモデル式により算出される。

次にＥＣＵ１００は、噴射気筒率を算出する（ステップＳ３２）。具体的には、エンジン１０の７２０°ＣＡでの噴射気筒数を、エンジン１０の気筒数で除算することにより算出できる。噴射気筒率は、例えば燃料カットの実行の際に所定の気筒順に燃料噴射を停止する場合や、休止気筒がある場合を考慮したものである。従って、燃料カットの実行要求がなく、休止気筒もない限り、噴射気筒率は１として算出される。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率に基づいて、点火時期がＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）となった場合でのトルク（以下、ＴＡ系ＭＢＴトルクと称する）を算出する（ステップＳ３３）。ＴＡ系ＭＢＴトルクは、ＴＡ系負荷率とエンジン回転数とＭＢＴトルクとの関係を規定したマップを参照してＭＢＴトルクを算出し、このＭＢＴトルクに噴射気筒率を乗算することにより算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率に基づいたトルク効率（以下、ＴＡ系負荷率と称する）を算出する（ステップＳ３４）。ＴＡ系トルク効率は、点火時期遅角量とＴＡ系負荷率とエンジン回転数とＴＡ系トルク効率とを規定したマップを参照して算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。点火時期遅角量は、要求点火時期からＭＢＴ点火時期を減算することにより算出される。ＭＢＴ点火時期は、ＴＡ系負荷率とエンジン回転数とベースＭＢＴ点火時期を規定したマップを参照してベースＭＢＴ点火時期を算出し、ベースＭＢＴ点火時期に各種点火時期補正量を加算することにより算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。各種点火時期補正量は、例えばＶＶＴ補正量、低温補正量、大気圧補正量等である。ＶＶＴ補正量とは、例えばバルブタイミング機構（可変動弁機構）により制御される吸気弁３６及び排気弁３８の開閉タイミングに応じた点火時期の補正量である。低温補正量とは、例えば冷却水温度に応じた点火時期の補正量である。大気圧補正量とは、大気圧に応じた点火時期の補正量である。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系ＭＢＴトルク及びＴＡ系トルク効率に基づいた図示トルク（以下、ＴＡ系図示トルクと称する）を算出する（ステップＳ３５）。ＴＡ系図示トルクは、ＴＡ系ＭＢＴトルクにＴＡ系トルク効率を乗算することにより算出される。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系軸トルクを算出する（ステップＳ３６）。ＴＡ系軸トルクは、ＴＡ系図示トルクからポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクとを減算することにより算出される。ポンプ損トルクとは、エンジン１０のポンピングロスによる損失トルクである。摩擦・補機負荷トルクとは、エンジン１０の回転部の摩擦による損失トルクと、エンジン１０によって駆動する補機による損失トルクとの合計である。補機とは、例えばハイブリッド車両１に搭載されたエアコン装置やパワーステアリング装置である。ポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクとは、エンジン１０の回転方向とは逆向きの負のトルクである。ポンプ損トルクは、インマニ圧とエンジン回転数とポンプ損トルクとを規定したマップを参照して算出される。摩擦・補機負荷トルクは、補機の駆動状態と、マップとを参照して算出される。このマップは、エンジン回転数とＴＡ系負荷率と水温と油温とに応じた摩擦・補機負荷トルクを規定している。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。

以上のように、ＴＡ系軸トルクは、吸入空気量に基づいて算出したＧａ系軸トルクとは異なり、吸入空気量を用いずにスロットル開度に基づいて算出される。このため、Ｇａ系軸トルクが異常状態であっても、ＴＡ系軸トルクは実エンジン軸トルクに近似した正常値として算出される。このためＴＡ系差分に基づいて、Ｇａ系軸トルクの異常状態を判定することができる。

尚、このようにＧａ系軸トルクが異常状態と判定された場合には、ＥＣＵ１００は例えば湿式クラッチ１８を解放してもよい。また、ＥＣＵ１００の車両のインストルメントパネルに設けられた警告灯を点灯させてもよい。

［トルク異常判定制御の変形例］
次に、トルク異常判定制御の変形例について説明する。図８は、トルク異常判定制御の変形例を示したフローチャートである。ステップＳ１０でＹｅｓの場合にステップＳ２０及びＳ２５の実行後、ＥＣＵ１００はＴＡ系ＭＢＴトルクを算出する（ステップＳ３０ａ）。ＴＡ系ＭＢＴトルクは、上述した本実施例でのステップＳ３１～Ｓ３３の処理と同様の処理を実行することにより算出される。

次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、要求軸トルクに基づいて、点火時期がＭＢＴとなった場合でのトルク（以下、要求系ＭＢＴトルクと称する）を算出する（ステップＳ３０ｂ）。次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系ＭＢＴトルクと要求系ＭＢＴトルクとの差分の絶対値（以下、ＭＢＴ差分と称する）を算出する（ステップＳ４０ａ）。次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、ＭＢＴ差分に基づいてＴＡ系負荷率が正常か異常かを判定する負荷率判定を実行する（ステップＳ４０ｂ）。ＴＡ系負荷率は、第１負荷率の一例である。ステップＳ４０ｂは、負荷率判定部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系軸トルクを算出する（ステップＳ５０ａ）。ＴＡ系軸トルクは、ＴＡ系ＭＢＴトルクと上述した本実施例でのステップＳ３４～Ｓ３６の処理と同様の処理を実行することにより算出される。次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、Ｇａ系軸トルクやＴＡ系軸トルクとは異なる算出方法によりエンジン１０の軸トルク（以下、要求系軸トルクと称する）を算出する（ステップＳ５０ｂ）。要求系軸トルクは第３推定値の一例である。ステップＳ５０ｂは、第３算出部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ１００は、ＴＡ系差分を算出する（ステップＳ６０ａ）。ＴＡ系差分の算出は、上述した本実施例でのステップＳ４０の処理と同様の処理を実行することにより算出される。次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、ＴＡ系差分に基づいてＴＡ系仮判定を実行する（ステップＳ６０ｂ）。ステップＳ６０ｂは、トルク判定部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ１００は、要求系軸トルクからＧａ系軸トルクを減算した差分（以下、要求系差分と称する）を算出する（ステップＳ７０ａ）。次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、要求系差分に基づいて要求系仮判定を実行する（ステップＳ７０ｂ）。ステップＳ７０ｂは、トルク判定部が実行する処理の一例である。次にＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、ＴＡ系仮判定と要求系仮判定との結果に基づいて、Ｇａ系軸トルクが正常か過小となる異常状態かの本判定を実行する（ステップＳ８０）。ステップＳ８０は、トルク判定部が実行する処理の一例である。

次に、負荷率判定制御について説明する。図９は、負荷率判定制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、トルク閾値を設定する（ステップＳ４１ｂ）。トルク閾値の設定は、上述した本実施例でのステップＳ５１の処理と同様の処理を実行することにより設定される。

次にＥＣＵ１００は、ＭＢＴ差分がトルク閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２ｂ）。ステップＳ４２ｂでＹｅｓの場合には、ＥＣＵ１００は時間カウンタをインクリメントする（ステップＳ４３ｂ）。時間カウンタは、負荷率判定用の時間カウンタである。次にＥＣＵ１００は、時間閾値を設定する（ステップＳ４４ｂ）。時間閾値の設定は、上述した本実施例でのステップＳ５４の処理を同様の処理を実行することにより設定される。次にＥＣＵ１００は、時間カウンタが時間閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５ｂ）。

ステップＳ４５ｂでＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率は異常であると判定する（ステップＳ４６ｂ）。ステップＳ４５ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率は正常であると判定する（ステップＳ４７ｂ）。また、ステップＳ４２ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをゼロにクリアして（ステップＳ４８ｂ）、ＴＡ系負荷率は正常であると判定する（ステップＳ４７ｂ）。即ち、ＭＢＴ差分がトルク閾値以上である状態であり、且つ時間カウンタが時間閾値以上の場合に、ＴＡ系負荷率は異常であると判定される。

以上のように、ＴＡ系負荷率が正常か異常かの判定に、ＴＡ系ＭＢＴトルクと要求系ＭＢＴトルクとの差分の絶対値であるＭＢＴ差分を用いる。例えば、要求系ＭＢＴトルクに基づいて負荷率（以下、要求系ＭＢＴトルクと称する）を算出して、ＴＡ系負荷率と要求系負荷率との差分に基づいてＴＡ系負荷率を判定することも考えられる。しかしながらこの場合、負荷率の差分が正常か異常かを判定するための閾値に、トルクを用いることができない。詳しくは後述するが、ＭＢＴ差分との比較に用いられるトルク閾値は、ＴＡ系仮判定や要求系仮判定の際にも用いられる。このように、負荷率判定、ＴＡ系仮判定、及び要求系仮判定に共通のトルク閾値を用いることにより、ＥＣＵ１００への算出負荷を低減することができる。

次にＴＡ系仮判定制御について説明する。図１０は、ＴＡ系仮判定制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率が正常と判定され且つＴＡ系差分がトルク閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６２ｂ）。ここでのトルク閾値は、ステップＳ４１ｂで設定された閾値を用いる。ステップＳ６２ｂでＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをインクリメントする（ステップＳ６３ｂ）。時間カウンタとは、ステップＳ４３ｂでの時間カウンタとは異なった、ＴＡ系仮判定用の時間カウンタである。次にＥＣＵ１００は、この時間カウンタが時間閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６５ｂ）。ここでの時間閾値は、ステップＳ４４ｂで設定された閾値を用いる。

ステップＳ６５ｂでＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクはＴＡ系軸トルクに対して過小となる異常状態であると仮判定する（ステップＳ６６ｂ）。ステップＳ６５ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは正常であると仮判定する（ステップＳ６７ｂ）。また、ステップＳ６２ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをゼロにクリアして（ステップＳ６８ｂ）、Ｇａ系軸トルクは正常であると仮判定する（ステップＳ６７ｂ）。即ち、ＴＡ系負荷率が正常であり且つＴＡ系差分がトルク閾値以上である状態が時間閾値以上に継続した場合に、Ｇａ系軸トルクは異常状態であると仮判定される。

次に要求系仮判定制御について説明する。図１１は、要求系仮判定制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、ＴＡ系負荷率が異常と判定され且つ要求系差分がトルク閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７２ｂ）。ここでのトルク閾値は、ステップＳ４１ｂで設定された閾値を用いる。ステップＳ７２ｂでＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをインクリメントする（ステップＳ７３ｂ）。ここでの時間カウンタとは、時間カウンタとは、ステップＳ４３ｂ及びＳ６３ｂでの時間カウンタとは異なった、要求系仮判定用の時間カウンタである。次にＥＣＵ１００は、この時間カウンタが時間閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７５ｂ）。ここでの時間閾値は、ステップＳ４４ｂで設定された閾値を用いる。

ステップＳ７５ｂでＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは要求系軸トルクに対して過小となる異常状態であると仮判定する（ステップＳ７６ｂ）。ステップＳ７５ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは正常であると仮判定する（ステップＳ７７ｂ）。また、ステップＳ７２ｂでＮｏの場合にＥＣＵ１００は、時間カウンタをゼロにクリアして（ステップＳ７８ｂ）、Ｇａ系軸トルクは正常であると仮判定する（ステップＳ７７ｂ）。即ち、ＴＡ系負荷率が異常であり且つ要求系差分がトルク閾値以上である状態が時間閾値以上に継続した場合に、Ｇａ系軸トルクは異常であると仮判定される。

次に本判定制御について説明する。図１２は、本判定制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、ステップＳ６６ｂ又はＳ７６ｂでＧａ系軸トルクは異常状態と仮判定されたか否かを判定する（ステップＳ８１）。ステップＳ８１でＹｅｓの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは異常状態であると本判定をする（ステップＳ８２）。ステップＳ８１でＮｏの場合にＥＣＵ１００は、Ｇａ系軸トルクは正常であると本判定する（ステップＳ８３）。

以上のように、ＴＡ系負荷率が正常の場合にはＴＡ系差分に基づいてＧａ系軸トルクの異常状態が判定され、ＴＡ系負荷率が異常の場合には要求系差分に基づいてＧａ系軸トルクの異常状態が判定される。このため、ＴＡ系負荷率が異常の場合であってＴＡ系差分への信頼性が損なわれている場合であっても、要求系差分に基づいてＧａ系軸トルクの異常状態を精度よく判定することができる。

また、図８に示したように、ＴＡ系仮判定（ステップＳ６０ｂ）が実行される前に、要求系軸トルクが算出されている（ステップＳ５０ｂ）。このため、ＴＡ系負荷率が異常の場合であっても、直ちに要求系差分を算出でき（ステップＳ７０ａ）、これに基づいて要求系仮判定を実行することができる（ステップＳ７０ｂ、Ｓ７２ｂ）。これにより、ＴＡ系負荷率が異常であっても、本判定が実行されるまでの期間の長期化を抑制できる。

次に要求系ＭＢＴトルク算出制御について説明する。図１３Ａは、要求系ＭＢＴトルク算出制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、要求エンジントルクを算出する（ステップＳ３１ｂ）。要求エンジントルクは、エンジン１０への要求軸トルクに、ポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクとを加算することにより算出される。要求軸トルクは、アクセル開度に基づいてＥＣＵ１００により算出される。ポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクの算出は、上述した本実施例でのステップＳ３６での算出方法と同様である。

次にＥＣＵ１００は、要求エンジントルクに基づいて要求系ＭＢＴトルクを算出する（ステップＳ３２ｂ）。具体的には、なまし後要求ＭＢＴトルクに噴射気筒率を乗算することにより、要求ＭＢＴトルクが算出される。噴射気筒率は、上述した本実施例でのステップＳ３２と同様の方法により算出される。なまし後要求ＭＢＴトルクは、要求エンジントルクを要求効率で除算した値に、むだ時間と一時遅れ時定数とに基づいたなまし処理を施すことにより算出される。

次に要求系軸トルク算出制御について説明する。図１３Ｂは、要求系軸トルク算出制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ１００は、要求系ＭＢＴトルクに基づいた負荷率（以下、要求系負荷率と称する）を算出する（ステップＳ５３ｂ）。ここで、要求系ＭＢＴトルクは、上述したように要求軸トルクに基づいて算出されているため、要求系軸トルクは要求軸トルクに基づいて算出されているといえる。要求系負荷率は、要求系ＭＢＴトルクとエンジン回転数と要求系負荷率とを規定したマップを参照して算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。要求系負荷率は、第２負荷率の一例である。

次にＥＣＵ１００は、要求系負荷率に基づいたトルク効率（以下、要求系トルク効率と称する）を算出する（ステップＳ５４ｂ）。要求系トルク効率は、点火時期遅角量と要求系負荷率とエンジン回転数と要求系トルク効率とを規定したマップを参照して算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。点火時期遅角量は、要求点火時期から要求系ＭＢＴ点火時期を減算することにより算出される。要求系ＭＢＴ点火時期は、要求系負荷率とエンジン回転数とベースＭＢＴ点火時期を規定したマップを参照してベースＭＢＴ点火時期を算出し、ベースＭＢＴ点火時期に各種点火時期補正量を加算することにより算出される。このマップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。各種点火時期補正量は、上述した本実施例のステップＳ３４の処理と同様である。

次にＥＣＵ１００は、要求系ＭＢＴトルク及び要求系トルク効率に基づいた図示トルク（以下、要求系図示トルクと称する）を算出する（ステップＳ５５ｂ）。ＴＡ系図示トルクは、要求系ＭＢＴトルクに要求系トルク効率を乗算することにより算出される。

次にＥＣＵ１００は、要求系軸トルクを算出する（ステップＳ５６ｂ）。要求系軸トルクは、要求系図示トルクからポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクとを減算することにより算出される。ポンプ損トルクと摩擦・補機負荷トルクとは、上述したステップＳ３６と同様の方法により算出される。

上記実施例及び変形例では、第１～第３推定値の例として軸トルクを説明したが、これに限定されず、例えば第１～第３推定値は図示トルクであってもよいし、ＭＢＴトルクであってもよい。

上記実施例及び変形例では、過給機を備えていないエンジン１０を例に説明したが、これに限定されず過給機を備えたエンジンであってもよい。この場合、上記実施例で説明した吸気圧は、過給機のコンプレッサよりも下流側であってスロットル弁よりも上流側での吸気通路内の圧力であり、いわゆる過給圧に相当する。

上記実施例及び変形例では、単一のＥＣＵ１００によりハイブリッド車両を制御する場合を例示したが、これに限定されず、例えばエンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ、モータ１５を制御するモータＥＣＵ等の複数のＥＣＵが設けられている場合には、エンジンＥＣＵによって上述した制御を実行してもよい。

上記実施例及び変形例では、ハイブリッド車両１を例に説明したがこれに限定されない。例えば走行動力源としてエンジンのみが設けられたエンジン車両であってもよい。また、車両以外にエンジンが搭載された機器であってもよい。車両以外の機器であってもＧａ系軸トルクが実エンジン軸トルクに対して許容誤差を超えて過小となった場合には、Ｇａ系軸トルクに基づいた制御に影響を与えるおそれがあるからである。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ ハイブリッド車両（車両）
１０ エンジン
４０ スロットル弁
１００ ＥＣＵ（トルク異常判定装置、第１算出部、第２算出部、第３算出部、トルク判定部、負荷率判定部）

Claims (5)

1. エンジンのトルクの第１推定値を算出する第１算出部と、
   前記第１推定値の算出方法とは異なる方法により前記トルクの第２推定値を算出する第２算出部と、
   前記第１推定値と前記第２推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第２推定値に対して過小となる異常状態かを判定するトルク判定部と、を備え、
   前記第１算出部は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記第１推定値を算出し、
   前記第２算出部は、前記エンジンのスロットル開度に基づいて前記第２推定値を算出し、
   前記第２算出部は、前記スロットル開度に基づいて前記エンジンの第１負荷率を算出し、前記第１負荷率に基づいて前記第２推定値を算出する、トルク異常判定装置。
2. 前記スロットル開度に基づいて算出された前記第１負荷率が正常か異常かを判定する負荷率判定部を備え、
   前記トルク判定部は、前記負荷率判定部により前記第１負荷率が正常と判定された場合に、前記第１推定値と前記第２推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第２推定値に対して過小となる異常状態かを判定する、請求項１のトルク異常判定装置。
3. 前記第１及び第２推定値とは異なる方法により前記トルクの第３推定値を算出する第３算出部を備え、
   前記トルク判定部は、前記負荷率判定部により前記第１負荷率が異常と判定された場合に、前記第１推定値と前記第３推定値との差分に基づいて、前記第１推定値が正常か前記第３推定値に対して過小となる異常状態かを判定する、請求項２のトルク異常判定装置。
4. 前記第３算出部は、前記エンジンへの要求軸トルクに基づいて前記エンジンの第２負荷率を算出し、前記第２負荷率に基づいて前記第３推定値を算出し、
   前記負荷率判定部は、前記第１負荷率に基づいて算出したトルクと、前記第２負荷率に基づいて算出したトルクとの差分に基づいて、前記第１負荷率が正常か異常かを判定する、請求項３のトルク異常判定装置。
5. 請求項１乃至４の何れかのトルク異常判定装置と、
   前記第１推定値に基づいて前記エンジンのトルクをアシストするアシストトルクを出力するモータと、を備えたハイブリッド車両。