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技術 ハイブリッド車の故障判定装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 矢倉洋史松永英雄半田和功新里幸浩斉藤潤
出願日 2014年12月18日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2014-256402
公開日 2016年6月30日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2016-117317
状態 特許登録済
技術分野 ハイブリッド電気車両 車両用機関または特定用途機関の制御 内燃機関の複合的制御 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード 減少閾値 増加閾値 メイン排気 終了ルーチン バッテリモニタ 不揮発性RAM 故障判定装置 パラレルモード
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図面 (7)

課題

エンジンモータリングしてエンジンの排気系に設けられた排気浄化機器故障判定を実施可能とした上で、このモータリング中に運転者アクセル踏込みが行われた場合には、それに応じた良好な加速性を実現できるハイブリッド車故障判定装置を提供する。

解決手段

エンジンへの燃料供給を停止してモータジェネレータによりエンジンを駆動するモータリングを行いつつO2センサ故障を判定する。モータリング中に運転者のアクセル踏込みによりアクセル開度θaccが増加すると(S5がYes)、増加後のアクセル開度θaccに応じてキャンセル時間Tcを設定し(S8,14,16)、アクセル開度θaccが増加したままキャンセル時間Tcが経過すると(S18がYes)、モータリングを強制終了してエンジンの駆動によるモータジェネレータの発電再開し(S20)、アクセル踏込みに呼応した所望の加速を実現する。

概要

背景

エンジン排気系に設けられたO2センサ触媒等の故障は排気のエミッション悪化直結することから、このような状態での走行を未然に防止するために、車載状態オンボード)でO2センサや触媒の異常を検出する故障判定機能法規により要請されている。例えばO2センサの故障については、通常のエンジン車ではエンジンへの燃料供給が停止されるコースト走行中に、O2センサの出力変化、例えば大気相当出力値になるか否か等に基づき故障判定を実施している。

しかしながら、走行用動力源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド車の場合には、EVモードシリーズモードパラレルモード等の各種走行モードを切換可能なことから、燃料供給停止を伴うコースト走行に移行する機会、ひいては故障判定を実行する機会が非常に少なくなる。そこで、コースト走行中に代えて、モータジェネレータによりエンジンを強制的に駆動するモータリングを行った上で、燃料供給を停止したときのO2センサの出力変化から故障を判定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

エンジンをモータリングしてエンジンの排気系に設けられた排気浄化機器の故障判定を実施可能とした上で、このモータリング中に運転者アクセル踏込みが行われた場合には、それに応じた良好な加速性を実現できるハイブリッド車の故障判定装置を提供する。エンジンへの燃料供給を停止してモータジェネレータによりエンジンを駆動するモータリングを行いつつO2センサの故障を判定する。モータリング中に運転者のアクセル踏込みによりアクセル開度θaccが増加すると(S5がYes)、増加後のアクセル開度θaccに応じてキャンセル時間Tcを設定し(S8,14,16)、アクセル開度θaccが増加したままキャンセル時間Tcが経過すると(S18がYes)、モータリングを強制終了してエンジンの駆動によるモータジェネレータの発電再開し(S20)、アクセル踏込みに呼応した所望の加速を実現する。

目的

本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、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

車両に搭載されたエンジン排気浄化のために該エンジンの排気系に設けられた排気浄化機器と、前記エンジンにより駆動されて発電可能である一方、駆動用バッテリから供給される電力により前記エンジンを駆動可能なモータジェネレータと、前記駆動用バッテリから供給される電力により前記車両の駆動輪を駆動する駆動用モータと、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記モータジェネレータにより前記エンジンを強制駆動してモータリングするモータリング実行手段と、前記エンジンのモータリング中に前記排気浄化機器の故障を判定する故障判定手段と、運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記モータリング実行手段により前記モータリングが実行されている際に、前記アクセル開度検出手段により検出されるアクセル開度が増加したときに、該増加後のアクセル開度に基づきキャンセル時間を設定するキャンセル時間設定手段と、前記モータリングが実行されている際に、前記アクセル開度が増加した状態で前記キャンセル時間設定手段により設定されたキャンセル時間が経過したときに、前記モータリング実行手段に前記モータリングを終了させるモータリング強制終了手段とを具備することを特徴とするハイブリッド車故障判定装置

請求項2

前記モータリング強制終了手段は、前記モータリングを終了させた後に、前記エンジンの駆動により前記モータジェネレータを発電させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車の故障判定装置。

請求項3

前記キャンセル時間設定手段は、前記アクセル開度が予め設定された高域閾値を超えているときに前記キャンセル時間として0を設定することを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車の故障判定装置。

請求項4

前記キャンセル時間設定手段は、前記アクセル開度が前記高域閾値よりも小側に予め設定された中域閾値を下回っているときには、該アクセル開度が前記中域閾値を超えているときよりも前記キャンセル時間を長い値に設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のハイブリッド車の故障判定装置。

請求項5

前記駆動用バッテリの充電率を算出する充電率算出手段をさらに具備し、前記キャンセル時間設定手段は、前記充電率算出手段により算出された充電率に基づき、該充電率が高い領域に比較して低い領域では前記キャンセル時間を短い値に設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のハイブリッド車の故障判定装置。

請求項6

前記駆動用バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段をさらに具備し、前記キャンセル時間設定手段は、前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づき、該バッテリ温度の通常温度域に比較して低温側の領域及び高温側の領域では前記キャンセル時間を短い値に設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のハイブリッド車の故障判定装置。

技術分野

0001

本発明は、ハイブリッド車エンジン排気系に設けられたセンサ類触媒等(以下、これらを排気浄化機器と総称する場合もある)の故障判定技術に関する。

背景技術

0002

エンジンの排気系に設けられたO2センサや触媒等の故障は排気のエミッション悪化直結することから、このような状態での走行を未然に防止するために、車載状態オンボード)でO2センサや触媒の異常を検出する故障判定機能法規により要請されている。例えばO2センサの故障については、通常のエンジン車ではエンジンへの燃料供給が停止されるコースト走行中に、O2センサの出力変化、例えば大気相当出力値になるか否か等に基づき故障判定を実施している。

0003

しかしながら、走行用動力源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド車の場合には、EVモードシリーズモードパラレルモード等の各種走行モードを切換可能なことから、燃料供給停止を伴うコースト走行に移行する機会、ひいては故障判定を実行する機会が非常に少なくなる。そこで、コースト走行中に代えて、モータジェネレータによりエンジンを強制的に駆動するモータリングを行った上で、燃料供給を停止したときのO2センサの出力変化から故障を判定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開第4067001号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

上記したモータリング中の車両の走行はモータを動力源として行われるが、このモータリング中にはエンジンの駆動による発電を実施不能になるため、バッテリ充電されている電力のみによりモータを駆動することになる。このため運転者によりアクセル踏込みが行われたときに電力不足により所望の加速が得られず、走行フィーリングが悪い印象を与える場合があった。

0006

本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、その目的とするところは、エンジンをモータリングしてエンジンの排気系に設けられた排気浄化機器の故障判定を実施可能とした上で、このモータリング中に運転者のアクセル踏込みが行われた場合には、それに応じた良好な加速性を実現することができるハイブリッド車の故障判定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド車の故障判定装置は、車両に搭載されたエンジンの排気浄化のためにエンジンの排気系に設けられた排気浄化機器と、エンジンにより駆動されて発電可能である一方、駆動用バッテリから供給される電力によりエンジンを駆動可能なモータジェネレータと、駆動用バッテリから供給される電力により車両の駆動輪を駆動する駆動用モータと、エンジンへの燃料供給を停止してモータジェネレータによりエンジンを強制駆動してモータリングするモータリング実行手段と、エンジンのモータリング中に排気浄化機器の故障を判定する故障判定手段と、運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、モータリング実行手段によりモータリングが実行されている際に、アクセル開度検出手段により検出されるアクセル開度が増加したときに、増加後のアクセル開度に基づきキャンセル時間を設定するキャンセル時間設定手段と、モータリングが実行されている際に、アクセル開度が増加した状態でキャンセル時間設定手段により設定されたキャンセル時間が経過したときに、モータリング実行手段にモータリングを終了させるモータリング強制終了手段とを具備することを特徴とする(請求項1)。

0008

その他の態様として、モータリング強制終了手段が、モータリングを終了させた後に、エンジンの駆動により前記モータジェネレータを発電させることが好ましい(請求項2)。
また別の態様として、キャンセル時間設定手段が、アクセル開度が予め設定された高域閾値を超えているときにキャンセル時間として0を設定することが好ましい(請求項3)。

0009

また別の態様として、キャンセル時間設定手段が、アクセル開度が前記高域閾値よりも小側に予め設定された中域閾値を下回っているときには、アクセル開度が前記中域閾値を超えているときよりもキャンセル時間を長い値に設定することが好ましい(請求項4)。
また別の態様として、駆動用バッテリの充電率を算出する充電率算出手段をさらに具備し、キャンセル時間設定手段が、充電率算出手段により算出された充電率に基づき、充電率が高い領域に比較して低い領域では前記キャンセル時間を短い値に設定することが好ましい(請求項5)。

0010

また別の態様として、駆動用バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段をさらに具備し、キャンセル時間設定手段が、バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリ温度に基づき、バッテリ温度の通常温度域に比較して低温側の領域及び高温側の領域ではキャンセル時間を短い値に設定することが好ましい(請求項6)。

発明の効果

0011

本発明のハイブリッド車の故障判定装置によれば、エンジンをモータリングしてエンジンの排気系に設けられた排気浄化機器の故障判定を実施可能とした上で、このモータリング中に運転者のアクセル踏込みが行われた場合には、それに応じた良好な加速性を実現することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車概略構成図である。
エンジンの排気系の概略構成図である。
ハイブリッドコントロールユニットが実行するモータリング強制終了ルーチンを示すフローチャートである。
アクセル開度に応じた基本キャンセル時間の設定特性を示す説明図である。
駆動用バッテリの温度に応じた補正係数の設定特性を示す説明図である。
駆動用バッテリの充電率SOCに応じた補正係数の設定特性を示す説明図である。

実施例

0013

以下、本発明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、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車(以下、車両1という)の概略構成図である。
本実施形態の車両1は、エンジン2の出力によって前輪3(駆動輪)を駆動して走行可能であるとともに、前輪3を駆動する電動フロントモータ4(駆動用モータ)及び後輪5(駆動輪)を駆動する電動のリヤモータ6(駆動用モータ)を備えた4輪駆動車である。

0014

エンジン2は、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動可能であるとともに、減速機7を介してモータジェネレータ9を駆動して発電させることが可能となっている。
フロントモータ4は、フロントインバータ10を介して、車両1に搭載された駆動用バッテリ11及びモータジェネレータ9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動する。減速機7には、エンジン2の出力軸と前輪3の駆動軸8との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ7aが内蔵されている。

0015

リヤモータ6は、リヤインバータ12を介して駆動用バッテリ11及びモータジェネレータ9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機13を介して後輪5の駆動軸14を駆動する。
モータジェネレータ9によって発電された電力は、フロントインバータ10を介して駆動用バッテリ11を充電可能であるとともに、フロントモータ4及びリヤモータ6に電力を供給可能である。

0016

駆動用バッテリ11は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有しており、更に、電池モジュールの充電率(State Of Charge、以下、SOC)を算出、及び電池モジュールの温度TBATの検出を行うバッテリモニタリングユニット11a(充電率算出手段、バッテリ温度検出手段)を備えている。

0017

フロントインバータ10は、フロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10bを有している。フロントモータコントロールユニット10aは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきフロントモータ4の出力を制御する。ジェネレータコントロールユニット10bは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきモータジェネレータ9の発電量を制御する機能を有する。

0018

リヤインバータ12は、リヤモータコントロールユニット12aを有している。リヤモータコントロールユニット12aは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきリヤモータ6の出力を制御する機能を有する。
更に、モータジェネレータ9は、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づき、駆動用バッテリ11から電力を供給されて、エンジン2を駆動することが可能となっており、エンジン2のスタータモータとしての機能を有する。

0019

また、車両1には、駆動用バッテリ11を外部電源によって充電する充電機21が備えられている。
ハイブリッドコントロールユニット20は、車両1の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)等を含んで構成される。

0020

ハイブリッドコントロールユニット20の入力側には、駆動用バッテリ11のバッテリモニタリングユニット11a、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、エンジンコントロールユニット22、及びアクセル開度θaccを検出するアクセル開度センサ40(アクセル開度検出手段)が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

0021

一方、ハイブリッドコントロールユニット20の出力側には、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、減速機7(クラッチ7a)、エンジンコントロールユニット22が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット20は、アクセル開度センサ40等の上記各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両1の走行駆動に必要とする車両要求出力Pを演算し、エンジンコントロールユニット22、フロントモータコントロールユニット10a、ジェネレータコントロールユニット10b及びリヤモータコントロールユニット12a、減速機7に制御信号を送信して、EVモード、シリーズモード、パラレルモードの間で走行モードを切換えると共に、エンジン2とフロントモータ4とリヤモータ6の出力、モータジェネレータ9の出力(発電電力)を制御する。

0022

EVモードでは、エンジン2を停止し、駆動用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
シリーズモードでは、減速機7のクラッチ7aを切断し、エンジン2によりモータジェネレータ9を作動させる。そして、モータジェネレータ9により発電された電力及び駆動用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン2の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を駆動用バッテリ11に供給して駆動用バッテリ11を充電する。

0023

パラレルモードでは、減速機7のクラッチ7aを接続し、エンジン2から減速機7を介して機械的に動力を伝達して前輪3を駆動させる。また、エンジン2によりモータジェネレータ9を作動させて発電した電力及び駆動用バッテリ11から供給される電力によってフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
ハイブリッドコントロールユニット20は、高速領域のように、エンジン2の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、駆動用バッテリ11の充電率SOCに基づいてEVモードとシリーズモードとの間で切換える。

0024

ハイブリッドコントロールユニット20は、更に、駆動用バッテリ11の充電率SOCが許容範囲より低下したときには、エンジン2を強制的に駆動して発電させて駆動用バッテリ11を充電させる機能を有している。
図2は、エンジン2の排気系の概略構成図である。
図2に示すように、本実施形態のエンジン2の排気通路31には、メイン排気浄化触媒32と、ウォームアップ排気浄化触媒33とが備えられている。

0025

メイン排気浄化触媒32及びウォームアップ排気浄化触媒33は、例えば公知の三元触媒のように、エンジン2の排気を浄化するための触媒である。
メイン排気浄化触媒32は、主として排気浄化を行うように大容量の触媒であり、例えば車両1のフロア下に配置されている。ウォームアップ排気浄化触媒33は、小容量の触媒であって、メイン排気浄化触媒32の上流側でありエンジン2の近傍に配置されている。ウォームアップ排気浄化触媒33は、エンジン2の低温始動時などで、メイン排気浄化触媒32の触媒温度が低下しているときに、エンジン2の排気によりすぐに触媒温度が上昇して排気浄化性能を確保することができる。

0026

エンジン2とウォームアップ排気浄化触媒33との間の排気通路31には、排気中の酸素濃度を検出するフロントO2センサ34(排気浄化機器)が設けられている。また、ウォームアップ排気浄化触媒33とメイン排気浄化触媒32との間の排気通路31には、排気中の酸素濃度を検出するリヤO2センサ35(排気浄化機器)が設けられている。なお、フロントO2センサ34及びリヤO2センサ35は空燃比を検出する空燃比センサでもよい。

0027

フロントO2センサ34及びリヤO2センサ35は、夫々検出した酸素濃度を電圧値としてエンジンコントロールユニット22に出力する。エンジンコントロールユニット22は、エンジン2の制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)等を含んで構成される。エンジンコントロールユニット22において、入力したこれらの検出値はエンジン2の空燃比制御に用いられる。

0028

更に、本実施形態では、エンジンコントロールユニット22は、フロントO2センサ34及びリヤO2センサ35の故障判定機能を有している(故障判定手段)。当該故障判定機能によりフロントO2センサ34及びリヤO2センサ35のいずれかが故障していることが判定された場合には、車両1の運転席に設けられた警告灯36によって運転者に報知するようになっている。

0029

フロントO2センサ34及びリヤO2センサ35の故障判定は、エンジン2の駆動軸の回転速度が所定値以上であり、かつエンジン2への燃料供給を停止している状態で行われ、当該燃料供給の停止に伴う各O2センサ34、35の検出値に基づいて故障判定が行われる。当該故障判定は、パラレルモード時においては、エンジンへの燃料供給が停止される車両のコースト走行中に行われる。更に、本実施形態では、シリーズモード時においても、各O2センサ34、35の故障判定が可能となっている。

0030

シリーズモード時における各O2センサ34、35の故障判定は、モータジェネレータ9によりエンジン2を強制駆動するモータリングを行いつつエンジン2への燃料供給を停止して行われる(モータリング実行手段)。
ところが、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、モータリング中にはエンジン2の駆動による発電を実施不能になるため、運転者のアクセル踏込みに呼応した所望の加速が得られない場合があった。モータリングを終了してエンジン2による発電を再開すれば、駆駆動用バッテリ11からの電力にモータジェネレータ9による発電電力が加えられて所望の加速を実現できるが、モータリングの継続・終了を適切に判定する手法がなかった。

0031

このような問題を鑑みて本発明者は、モータリングの継続による故障判定の完了とアクセル踏込みに応じた加速性の確保との妥協点を見出した。即ち、アクセル踏込みにより、フロントモータ4やリヤモータ6を駆動するために要求される電力が増加し、要求電力を駆動用バッテリ11が出力できずに不足すると、その電力不足分が大であるほど運転者に加速性が悪い印象を与える。要求電力が大であるほど電力不足に陥る可能性が高まることから、要求電力に基づき故障判定の完了と加速性の確保との何れを優先させるべきかを推し量ることができ、要求電力は運転者によりアクセル踏込みが行われたときのアクセル開度θaccと相関する。

0032

そこで、本実施形態では、O2センサ34、35の故障判定のためのエンジン2のモータリング中において運転者によりアクセル踏込みが行われたときに、増加後のアクセル開度θaccに基づきモータリングを的確に継続或いは中止することにより故障判定の完了と加速性の確保との両立を図っている。以下、そのためにハイブリッドコントロールユニット20が実行する処理について述べる。

0033

図3は、ハイブリッドコントロールユニット20が実行するモータリング強制終了ルーチンを示すフローチャート、図4は、アクセル開度θaccに応じた基本キャンセル時間Tの設定特性を示す説明図であり、後述のように、この基本キャンセル時間Tから求めたキャンセル時間Tcが、アクセル踏込みからモータリングの強制終了までの判定時間として用いられる。

0034

まず、基本キャンセル時間Tの設定特性について述べると、アクセル開度θaccに応じて基本キャンセル時間Tはヒステリシスを介して3段階に設定される。アクセル開度θaccが小側の領域(<ALH/ALL)では基本キャンセル時間Tとして最長のTc1が設定され、アクセル開度θaccが増加して中域増加閾値ALHを超えると、より短いTc2に切り換えられる。さらにアクセル開度θaccが増加して高域増加閾値AHHを超えると、基本キャンセル時間TとしてTc3(=0)が設定される。この状態からアクセル開度θaccが減少して高域減少閾値AHL(<AHH)を下回ると基本キャンセル時間TはTc2に切り換えられ、さらにアクセル開度θaccが減少して中域現象閾値ALL(<ALH)を下回るとTc3に切り換えられる。

0035

以上のように基本キャンセル時間Tを設定するときのハイブリッドコントロールユニット20が、本発明のキャンセル時間設定手段として機能する。
一方、ハイブリッドコントロールユニット20はエンジン2の運転中に図3ルーチンを所定の制御周期で実行している。今、エンジン始動が完了してシリーズモードによる車両1の走行が開始されているものとする。まず、ステップS2でモータリングの開始条件成立したか否かを判定する。

0036

例えば走行中にアクセルOFF状態が所定時間以上継続した場合、開始条件が成立したとしてステップS2でYes(肯定)の判定を下し、続くステップS4でエンジン2への燃料供給を停止してモータジェネレータ9によりエンジン2を強制的に駆動するモータリングを開始する。この状態でO2センサ34,35の出力変化から故障を判定可能となる。
続くステップS5では、モータリング中の運転者のアクセル踏込みによりアクセル開度センサ40により検出されたアクセル開度θaccが増加したか否かを判定し、判定がNo(否定)のときには一旦ルーチンを終了する。また、判定がYesのときにはステップS6に移行し、増加後のアクセル開度θaccが中域増加閾値ALHまたは中域減少閾値ALL未満であるか否かを判定する。上記のようにアクセル開度θaccの増加時には中域増加閾値ALHが適用され、アクセル開度θaccの減少時には中域減少閾値ALLが適用される。判定がYesのときにはステップS8で基本キャンセル時間TとしてTc1を設定した後、ステップS10に移行する。

0037

また、ステップS6の判定がNoのときにはステップS12に移行し、増加後のアクセル開度θaccが高域増加閾値AHHまたは高域減少閾値AHL未満であるか否かを判定する。上記ステップS6と同じく、アクセル開度θaccの増加時には高域増加閾値AHHが、減少時には高域減少閾値AHLが適用される。判定がYesのときにはステップS14で基本キャンセル時間TとしてTc2を設定した後、ステップS10に移行する。また、ステップS12の判定がNoのときには、ステップS16で基本キャンセル時間TとしてTc3を設定した後、ステップS10に移行する。

0038

ステップS10では、駆動用バッテリ11の温度TBAT及び充電率SOCに基づく基本キャンセル時間Tの補正処理を行う(キャンセル時間設定手段)。この補正処理のために、図5に示すバッテリ温度TBATに応じた補正係数KBAT、及び図6に示す駆動用バッテリ11の充電率SOCに応じた補正係数KSOCを算出するためのマップが予め設定されており、バッテリモニタリングユニット11aから入力されるバッテリ温度TBAT及び充電率SOCに基づき各マップから補正係数KBAT,KSOCが算出される。

0039

図5に示すように、駆動用バッテリ11が良好な出力特性を発揮する温度領域TLH−THL(通常温度域)では補正係数KBATとして1が設定され、バッテリ温度TBATが温度領域TLH−THLから外れて低温側及び高温側に推移するほど補正係数KBATは次第に減少側に設定される。そして、温度TLLよりも低温側の領域及び温度THHよりも高温側の領域では、補正係数KBATとして0が設定される。

0040

また、図6に示すように、駆動用バッテリ11が良好な出力特性を発揮するSOCの高い領域(>SOCH)では補正係数KSOCとして1が設定され、このSOC領域の下限SOCHを充電率SOCが下回って低下するほど補正係数KSOCは減少側に設定され、SOCLよりも低いSOC領域では補正係数KSOCとして0が設定される。
そしてステップS10では、このような特性に基づき設定した補正係数KBAT,KSOCを基本キャンセル時間Tに乗算して最終的なキャンセル時間Tcを求める(Tc=T×KBAT×KSOC)。続くステップS18ではキャンセル時間Tcが経過したか否かを判定し、判定がNoのときにはステップS6に戻って処理を繰り返す。そして、ステップS18でYesの判定を下すと、ステップS20に移行してモータリングの強制終了を実行した後、ルーチンを終了する(モータリング強制終了手段)。

0041

以上のようにアクセル開度θaccから基本キャンセル時間Tが算出され、バッテリ温度TBAT及び充電率SOCによる補正後のキャンセル時間Tcに基づきモータリングの継続・終了が判定される。なお、ステップS6〜18の処理が繰り返されている間にはアクセル開度θaccの変化に応じてキャンセル時間Tcが逐次更新され、その時点のアクセル開度θaccに対応するキャンセル時間Tcに基づきステップS18の判定処理が実行される。例えば、当初はキャンセル時間Tcとして最長のTc1が設定されていたが、アクセルがさらに踏込みされてキャンセル時間TcがTc2に切り換えられ、その時点で既にTc2相当のキャンセル時間Tcが経過している場合には、直ちにモータリングが終了される。

0042

そして、基本的にキャンセル時間Tcはアクセル開度θaccに応じて設定され、アクセル踏込み後のアクセル開度θaccが小さいほど、換言すれば駆動用バッテリ11への要求電力が小であるほど、相対的に長いキャンセル時間Tcが設定される。このため、キャンセル時間Tcが経過する以前にアクセルが戻されたり故障判定が完了したりする可能性、ひいてはモータリングが継続される可能性が高くなる。

0043

また、これよりもキャンセル時間Tcが短くなると、キャンセル時間Tcの経過以前にアクセルの戻しや故障判定が完了する可能性、ひいてはモータリングが継続される可能性がより低下する。キャンセル時間Tc=0では、それらの可能性が無くなり、直ちにモータリングが終了される。
即ち、キャンセル時間Tcの長さに応じて、故障判定の完了(モータリングの継続)とアクセル踏込みに応じた加速性の確保(モータリングの終了)との優先順位が切り換えられることになる。

0044

さらに具体的に述べると、例えば補正係数KBAT,KSOC=1と仮定した場合、アクセル踏込みによる増加後のアクセル開度θaccが小の領域(<ALH/ALL)ではステップS8でキャンセル時間Tcとして最長のTc1が設定される。このときには駆動用バッテリ11への要求電力が小であるため、電力不足に陥る可能性は低い。また、運転者が要望しているのは緩やかな加速であるため、多少の電力不足が発生したとしても加速に不満感じることはなく、仮にエンジン2による発電を再開する場合でも、相対的に長いキャンセル時間Tcの経過後でも何ら問題はない。よって、故障判定の完了を優先したキャンセル時間Tc=Tc1の設定により、モータリングが継続されてO2センサ34、35の故障判定を完了することができる。

0045

これに対して、アクセル開度θaccが中の領域(<AHH/AHL)ではステップS12でキャンセル時間Tcとしてより短いTc2が設定される。このときには駆動用バッテリ11への要求電力の増加と共に電力不足の可能性が若干高まり、また運転者が要望する加速も急なものとなるが、加速性の確保も配慮したキャンセル時間Tc=Tc2の設定に基づき、より早期にモータリングが終了されてエンジン2の発電が再開される。従って、キャンセル時間Tcの経過以前に故障判定が完了する可能性を残しつつ、アクセル踏込みに呼応した所望の加速を実現することができる。

0046

さらにアクセル開度θaccが大の領域(≧AHH/AHL)ではステップS14でキャンセル時間TcとしてTc3(=0)が設定される。このときには駆動用バッテリ11への要求電力が増加して電力不足に陥る可能性が非常に高く、また運転者も急加速を要望しており、場合によっては障害物等を避けるための緊急回避もあり得る。加速性の確保を優先したキャンセル時間Tc=Tc3の設定により、直ちにモータリングが終了されてエンジン2の発電が再開されるため、アクセル踏込みに呼応した所望の加速を実現でき、緊急回避等にも十分に対応することができる。

0047

以上のように本実施形態では、O2センサ34、35の故障判定のためのエンジン2のモータリング中に運転者によりアクセル踏込みが行われた場合に、増加後のアクセル開度θaccに応じて設定したキャンセル時間Tcに基づきモータリングの継続・終了を判定している。このためモータリングを適切なタイミングで必要に応じて強制終了できることから、O2センサ34、35の故障判定を実施しながら良好な加速性を実現でき、もって故障判定の完了と加速性の確保とを高次元で両立することができる。

0048

さらに本実施形態では、バッテリ温度TBAT及び充電率SOCに基づき設定した補正係数KBAT,KSOCによりキャンセル時間Tcを補正している。結果として、駆動用バッテリ11への要求電力のみならず、バッテリ温度TBATや充電率SOCによる駆動用バッテリ11側の条件も反映してキャンセル時間Tcが設定される。このため駆動用バッテリ11の出力特性が良好なときには、上記のようにキャンセル時間Tc=Tc1, Tc2に基づきモータリングを継続して故障判定が完了する可能性を残す一方、たとえアクセル開度θaccが小であっても、駆動用バッテリ11側の条件が悪くて要求電力を出力できないときには、補正係数KBAT,KSOC=0に基づきキャンセル時間Tc=Tc3(=0)に設定されて直ちにモータリングが終了される。よって、駆駆動用バッテリ11からの電力不足分がモータジェネレータ9による発電電力に補われ、アクセル踏込みに応じた所望の加速を実現することができる。

0049

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、前輪3をエンジン2及びフロントモータ4により駆動し、後輪5をリヤモータ6により駆動する4輪駆動車1に適用し、そのエンジン2の排気系に設けられたO2センサ34、35を対象とした故障判定装置として具体化したが、これに限るものではない。例えば前輪3のみをエンジン2及びフロントモータ4により駆動する2輪駆動車に適用したり、エンジン2の排気系に設けられたメイン排気浄化触媒32及びウォームアップ排気浄化触媒33(排気浄化機器)を対象とした故障判定装置に具体化したりしてもよい。

0050

1 車両
2エンジン
3前輪(駆動輪)
4フロントモータ(駆動用モータ)
5後輪(駆動輪)
6リヤモータ(駆動用モータ)
9モータジェネレータ
11駆動用バッテリ
11aバッテリモニタリングユニット
(充電率算出手段、バッテリ温度検出手段)
20ハイブリッドコントロールユニット(モータリング実行手段、
キャンセル時間設定手段、モータリング強制終了手段)
22エンジンコントロールユニット(故障判定手段)
34フロントO2センサ(排気浄化機器)
35リヤO2センサ(排気浄化機器)
40アクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)

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