JP5839023B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、車両外部に給電するための外部給電部を備えた車両の制御装置に関する。

近年、商用電源から充電可能なプラグインハイブリッド車が市販されている。プラグインハイブリッド車では、車両外部の電気機器または電力網等に給電することが提案されている（たとえば特開２００１−２３１１０６号公報（特許文献１）参照）。

また、内燃機関では、内燃機関を適正な状態で運転するためのフィードバック制御が行なわれる。このフィードバック制御の精度を向上させるために、内燃機関の制御に用いられる制御パラメータを制御装置に学習させることが提案されている。学習された制御パラメータを内燃機関の運転に反映させることで、たとえば燃費を向上させることできる。

一例として、特開２０１１−９８６３３号公報（特許文献２）に開示された内燃機関装置は、内燃機関がアイドル運転されている条件が成立したとき、内燃機関をアイドル運転する際の制御量であるアイドル制御量を学習する学習手段と、内燃機関を制御する制御手段とを備える。制御手段は、過去にアイドル制御量の学習が行なわれていないときには第１の所定時間にわたって内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御し、過去にアイドル制御量の学習が行なわれているときには第１の所定時間よりも短い第２の所定時間にわたって内燃機関がアイドル運転されるよう内燃機関を制御する。

特開２００１−２３１１０６号公報 特開２０１１−９８６３３号公報

プラグインハイブリッド車において、車両外部への給電中と走行中とでは内燃機関の適正な状態が異なり得る。したがって、フィードバック制御の精度を向上させるためには、給電中および走行中の各々について、制御パラメータを学習する必要がある。しかしながら、プラグインハイブリッド車では、通常のハイブリッド車と比べて、走行中に内燃機関が運転される頻度が低い。このため、走行中に学習すべき制御パラメータについて、学習の機会が少ない。

また、プラグインハイブリッド車では、たとえば災害発生後の被災地において、長期間にわたって停車したままの状態で車両外部の電気機器等に給電する用途が想定される。このような状況では、走行中に学習すべき制御パラメータを学習する機会を得ることができない。したがって、車両を走行させる際に、制御パラメータが停車前の値から変化している場合があり得る。この場合、走行に適正な状態で内燃機関を運転できない可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、車両外部に給電するための外部給電部を備えた車両において、内燃機関を走行に適正な状態に維持することができる車両の制御装置を提供することである。

本発明のある局面に従う車両の制御装置において、車両は、内燃機関と、内燃機関に関する状態量を検出する検出部と、内燃機関の動力を用いて発電する発電機と、蓄電装置と、発電機で発電された電力および蓄電装置に蓄えられた電力のうちの少なくとも一方を、車両外部に給電するための外部給電部とを備える。制御装置は、外部給電部から車両外部への給電中において、第１の運転状態で運転するように内燃機関を制御する制御部と、検出部により検出された状態量に基づいて、制御部が内燃機関を制御するための制御量を学習する学習部と、学習部が制御量を学習するための学習条件が成立しているか否かを判定する判定部とを備える。判定部は、外部給電部から車両外部へ給電する場合に、学習条件が成立したときには、第１の運転状態とは異なる第２の運転状態に移行するように制御部に内燃機関を制御させるとともに、第２の運転状態の内燃機関について、学習部に制御量を学習させる。

上記構成によれば、外部給電部から車両外部に給電する場合においても、車両の走行中に対応する第２の運転状態の内燃機関について、制御量を学習することができる。したがって、車両を走行させる際には、走行に適正な状態で内燃機関を運転することができる。

好ましくは、制御部は、第２の運転状態での制御量の学習が完了した場合には、第２の運転状態から第１の運転状態に戻るように内燃機関を制御する。

上記構成によれば、第２の運転状態での制御量の学習完了後には、給電に適した第１の運転状態に戻るため、車両外部への給電中の燃費を向上することができる。

好ましくは、第２の運転状態は、第１の運転状態よりも低負荷の状態である。
上記構成によれば、車両外部への給電中よりも低負荷の状態である走行中の内燃機関について、制御量を学習することができる。

好ましくは、検出部は、内燃機関に吸入される空気量を検出するエアフローメータを含む。第２の運転状態は、内燃機関のアイドル状態を含む。学習部は、学習条件が成立している場合に、アイドル状態の内燃機関について、空気量を学習する。

上記構成によれば、アイドル状態の内燃機関について、空気量を学習することができる。これにより、吸気通路へのデポジット等の付着により吸入効率が低下した場合に、吸気量を学習することができる。

好ましくは、検出部は、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを含む。第２の運転状態は、内燃機関のアイドル状態および低負荷状態のいずれかを含む。学習部は、学習条件が成立している場合に、アイドル状態および低負荷状態のいずれかの内燃機関について、空燃比を学習する。

アイドル状態または低負荷状態では燃焼の安定性が低いため、空燃比を学習する重要性が高い。上記構成によれば、アイドル状態または低負荷状態の内燃機関について、空燃比を学習する機会を増やすことができる。

好ましくは、第２の運転状態は、第１の運転状態よりも高負荷の状態である。
上記構成によれば、車両外部への給電中よりも高負荷の状態である走行中の内燃機関について、制御量を学習することができる。

好ましくは、検出部は、内燃機関の気筒におけるノッキングの発生を検出するノッキングセンサを含む。第２の運転状態は、内燃機関の中負荷状態および高負荷状態のいずれかを含む。学習部は、学習条件が成立している場合に、中負荷状態および高負荷状態のいずれかの内燃機関の気筒について、点火時期を学習する。

ノッキングの発生によって内燃機関の破損に至るのは、中負荷状態および高負荷状態の場合である。上記構成によれば、中負荷状態または高負荷状態の内燃機関の気筒について、点火時期を学習する機会を増やすことができる。これにより、ノッキングの発生およびドライバビリティの悪化を抑制することができる。

好ましくは、判定部は、前回の制御量の学習時から所定の期間が経過した場合に、学習条件が成立していると判定する。

上記構成によれば、定期的に学習を実施して、制御量を更新することができる。
好ましくは、判定部は、蓄電装置の蓄電状態を示す指標値が基準値よりも大きい場合に、学習条件が成立していないと判定する。

発電機で発電された電力量が車両外部に供給する電力量を上回ると、上回った分の電力量は蓄電装置に蓄えられる。上記構成によれば、蓄電装置の過充電を防止することができる。

好ましくは、判定部は、内燃機関の暖機が完了している場合に、学習条件が成立していると判定する。

内燃機関が暖機状態である場合に、アイドルに必要な空気量は最も少ない。上記構成によれば、最低限必要な空気量を学習することができる。あるいは、内燃機関の暖機が完了している場合には、内燃機関の燃焼状態は安定している。上記構成によれば、安定した燃焼状態における空燃比を学習することができる。

好ましくは、判定部は、内燃機関に吸入される空気の温度が基準値よりも高い場合に、学習条件が成立していないと判定する。

上記構成によれば、停車中において内燃機関に吸入される空気の温度が基準値よりも高い場合、その点火時期は、走行中の点火時期とは異なる。上記構成によれば、走行中とは異なる条件で点火時期を学習することを防止できる。

本発明の他の局面に従う車両の制御装置において、車両は、内燃機関と、内燃機関に関する状態量を検出する検出部と、内燃機関の動力を用いて発電する発電機と、蓄電装置と、発電機で発電された電力および蓄電装置に蓄えられた電力のうちの少なくとも一方を、車両外部に供給するための外部給電部とを備える。制御装置は、外部給電部から車両外部への給電中において、第１の運転状態で運転するように内燃機関を制御する制御部と、検出部により検出された状態量に基づいて、内燃機関または検出部の故障の有無を診断する診断部と、診断部が診断するための診断条件が成立しているか否かを判定する判定部とを備える。判定部は、外部給電部から車両外部へ給電する場合に、診断条件が成立したときには、第１の運転状態とは異なる第２の運転状態に移行するように制御部に内燃機関を制御させるとともに、診断部に制御量を内燃機関または検出部の故障の有無を診断させる。

上記構成によれば、内燃機関の状態またはセンサ部の故障を検出することができる。
好ましくは、判定部は、内燃機関が始動される度に診断条件が成立していると判定する。診断部は、検出部からの状態量を示す信号が伝送される配線について、断線の有無を診断する。

上記構成によれば、配線の断線を診断する機会を増やすことができる。
好ましくは、検出部は、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを含む。判定部は、内燃機関が始動される度に診断条件が成立していると判定する。診断部は、空燃比に基づいて、内燃機関の失火状態を検出する。

上記構成によれば、内燃機関の失火状態を検出する機会を増やすことができる。
好ましくは、検出部は、内燃機関に吸入される空気量を計測するエアフローメータと、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサとを含む。判定部は、内燃機関の給油が行なわれた場合に、診断条件が成立していると判定する。診断部は、エアフローメータおよび空燃比センサのうちの少なくとも一方について、故障の有無を診断する。

給油後の新しい燃料は劣化していないため、内燃機関が始動し易い。給油後にも拘らず、エアフローメータまたは空燃比センサが示す状態量が適切でない場合には、そのセンサは故障している可能性が高い。したがって、上記構成によれば、エアフローメータまたは空燃比センサの故障の検出精度を向上することができる。

本発明によれば、車両外部に給電するための外部給電部を備えた車両において、内燃機関を走行に適正な状態に維持することができる。

本発明の実施の形態１に係る制御装置を搭載した車両の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示す内燃機関の構成を詳細に説明するための図である。 図１に示す制御装置の構成を詳細に説明するためのブロック図である。 内燃機関の運転状態を説明するための図である。 図１に示す内燃機関についての制御パラメータの学習を説明するためのフローチャートである。 図５に示す制御パラメータの学習処理を詳細に説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における制御パラメータの学習処理を詳細に説明するためのフローチャートである。 エンジンの運転状態と電力量との間の関係を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３に係る制御装置の構成を詳細に説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る内燃機関についての故障診断を説明するためのフローチャートである。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。

［実施の形態１］
＜車両の概略的構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る制御装置を搭載した車両の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、車両外部から車両搭載のバッテリに充電が可能なように構成されたプラグインハイブリッド車である。車両１は、エンジン１００と、第１モータジェネレータ１３０と、第２モータジェネレータ１３５と、動力分割機構１４０と、駆動輪１５０と、ディファレンシャルギヤ１５２と、駆動軸１５４と、バッテリ１６０と、検出部２００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

エンジン１００は、たとえばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。検出部２００は、エンジン１００に関する状態量を検出する。ＥＣＵ３００は、車両１の制御装置である。ＥＣＵ３００は、検出部２００等からの信号を受けるとともに、車両１の構成要素に制御信号を送信する。エンジン１００、検出部２００、およびＥＣＵ３００の構成については、後に詳細に説明する。

ＰＣＵ１２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、バッテリ１６０から供給される直流電圧を昇圧して、昇圧された直流電力を交流電力に変換する。その交流電力は、第１モータジェネレータ１３０または第２モータジェネレータ１３５に供給される。

第１モータジェネレータ１３０（発電機）は、ＰＣＵ１２０からの交流電力を用いて、クランクシャフト（図示せず）を回転させる。これにより、エンジン１００が始動される。また、第１モータジェネレータ１３０の駆動力は、動力分割機構１４０、ディファレンシャルギヤ１５２、および駆動軸１５４を介して駆動輪１５０に伝達される。さらに、第１モータジェネレータ１３０は、動力分割機構１４０によって分割されたエンジン１００の動力を用いて発電する。発電された交流電力は、ＰＣＵ１２０により直流電力に変換されて、バッテリ１６０に蓄えられる。

第２モータジェネレータ１３５は、ＰＣＵ１２０からの交流電力および第１モータジェネレータ１３０からの交流電力のうちの少なくとも一方を用いて、駆動輪１５０に駆動力を与える。また、第２モータジェネレータ１３５は、回生制動によって発電する。発電された電力は、ＰＣＵ１２０により直流電力に変換されて、バッテリ１６０に蓄えられる。

バッテリ１６０（蓄電装置）は、充放電可能に構成された直流電源である。バッテリ１６０には、たとえばニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを採用することができる。バッテリ１６０には、電圧センサ１６１と、電流センサ１６２と、温度センサ１６３とが設けられている。電圧センサ１６１は、バッテリ１６０の電圧を示す信号ＶＢをＥＣＵ３００に送信する。電流センサ１６２は、バッテリ１６０の電流を示す信号ＩＢをＥＣＵ３００に送信する。温度センサ１６３は、バッテリ１６０の温度を示す信号ＴＢをＥＣＵ３００に送信する。ＥＣＵ３００は、各信号に基づいて、バッテリ１６０の充電状態を示す指標値（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算する。

車両１は、バッテリ１６０に蓄えられた電力または第１モータジェネレータ１３０で発電された電力を外部機器５００に供給可能に構成される。外部機器５００は、たとえば電気機器であるが、車両１からの交流電力を受けて動作する機器であれば特に限定されない。車両１は、外部機器５００に給電するための構成として、外部給電部１９０をさらに備える。外部給電部１９０は、インバータ１９１と、接続部１９２とを含む。

インバータ１９１は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、バッテリ１６０からの直流電力または第１モータジェネレータ１３０で発電された直流電力を交流電力に変換する。その交流電力は、接続部１９２に供給される。

接続部１９２は、たとえば専用コネクタであって、車両１の外表面に設けられる。車両１からの電力は、接続部１９２および接続ケーブル４００を介して外部機器５００に供給される。

接続ケーブル４００の接続コネクタ４１０は、接続検出部（図示せず）を含む。接続コネクタ４１０が接続部１９２に接続されると、接続検出部は接続信号ＣＮＣＴをＥＣＵ３００に送信する。ＥＣＵ３００は、接続信号ＣＮＣＴを受けると、接続コネクタ４１０が接続部１９２に接続されたと判定する。また、外部機器５００は、外部給電が必要な場合に給電要求信号ＲＥＱを送信する。給電要求信号ＲＥＱは、接続ケーブル４００および接続部１９２を介して、ＥＣＵ３００に伝送される。ＥＣＵ３００は、給電要求信号ＲＥＱを受けると、外部機器５００からの給電要求があると判定する。

さらに、車両１は、車両１の外部からの交流電力によりバッテリ１６０を充電可能に構成される。バッテリ１６０を充電する場合、接続部１９２には、外部機器５００に代えて交流電力源（たとえば商用電源）が接続される。車両１は、バッテリ１６０を充電するための構成として、コンバータ１９５をさらに備える。コンバータ１９５は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、接続部１９２からの交流電力を直流電力に変換する。その直流電力はバッテリ１６０に蓄えられる。

図２は、図１に示すエンジン１００の構成を詳細に説明するための図である。図２を参照して、エンジン１００には、複数の気筒が設けられる。ただし、図面が煩雑になるのを防ぐため、図２では１本の気筒を代表的に示す。

複数の気筒の各々は、対応する吸気枝管１０１を介して共通のサージタンク１０２に接続されている。サージタンク１０２は、吸気ダクト１０３を介してエアクリーナ１０４に接続されている。吸気ダクト１０３内には、スロットル弁１０５が配置されている。スロットル弁１０５は、アクセルペダル１０６の踏み込みに連動して、吸気ダクト１０３を開閉するように制御される。エンジン１００に吸入される空気の量（吸気量）は、スロットルバルブ１１０により調整される。

各気筒には、吸気ポートまたは吸気枝管１０１内に向けて燃料を噴射するためのインジェクタ１０８が設けられている。また、燃焼室の頂部には、点火プラグ１０９が設けられている。エアクリーナ１０４から吸入された空気と、インジェクタ１０８から噴射される燃料との混合気は、吸気バルブが開いた際に燃焼室に導入される。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、燃焼室内で点火プラグ１０９により点火して燃焼させる。混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストンが押し下げられ、クランクシャフトが回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、排気バルブが開いた際に燃焼室から排出される。各気筒は共通の排気マニホールド１１１に接続されている。排気マニホールド１１１は、三元触媒コンバータ１１２に接続されている。排気ガスは、三元触媒コンバータ１１２により浄化された後、車外に排出される。なお、燃料の噴射方式はポート噴射式に限定されるものではなく、直噴方式あるいはデュアルインジェクター式であってもよい。

上記の構成を有するエンジン１００の状態量を検出するために、検出部２００（図１参照）が設けられている。検出部２００は、スロットル開度センサ２０１と、吸気温センサ２０２と、水温センサ２０３と、空燃比センサ２０４と、アクセル開度センサ２０５と、エアフローメータ２０６と、クランクポジションセンサ２０７と、ノックセンサ２０８とを含む。

スロットル開度センサ２０１は、スロットルバルブ１１０の開度を示す信号をＥＣＵ３００に送信する。吸気温センサ２０２は、エンジン１００に吸入される空気の温度（吸気温）を示す信号ＴＡをＥＣＵ３００に送信する。水温センサ２０３は、エンジン１００のウォータージャケット（図示せず）内の冷却水の温度を示す信号ＴＷをＥＣＵ３００に送信する。

空燃比センサ２０４は、三元触媒コンバータ１１２上流の排気マニホールド１１１に取り付けられる。空燃比センサ２０４は、たとえばＯ_２センサであり、排気ガス中の酸素濃度に対応した電圧を出力する。空燃比センサ２０４の出力電圧により、エンジン１００で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン／オフ的に検出することができる。なお、空燃比センサ２０４には、全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）を採用してもよい。全域空燃比センサは、エンジン１００で燃焼された混合気の空燃比に比例した電圧を出力する。

アクセル開度センサ２０５は、アクセルペダル１０６に接続されて、アクセルペダル１０６の踏込み量に比例した電圧を出力する。エアフローメータ２０６は、吸気ダクト１０４内に設けられる。エアフローメータ２０６は、吸気量を示す信号ＶＯＬをＥＣＵ３００に送信する。クランクポジションセンサ２０７は、クランクシャフトのエンジン回転速度を示す信号ＮＥをＥＣＵ３００に送信する。ＥＣＵ３００は、クランクポジションセンサ２０７からの信号に基づいて、クランク角およびクランクシャフトの回転速度を検出する。

ノックセンサ２０８は、エンジン１００のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ２０８は、圧電素子により構成され、エンジン１００の振動の大きさに応じた電圧をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、ノックセンサ２０８からの電圧に基づいて、エンジン１００の運転状態ごとに点火時期を制御する。点火時期の制御では、ノッキングが検知されない間には点火時期を徐々に進角させる一方で、ノッキング発生時には点火時期を遅角側に調整する。これにより、ノッキングの発生を抑制するとともに、エンジンの出力および燃費を適切に制御することができる。

＜ＥＣＵの構成＞
ＥＣＵ３００では、吸気量、空燃比、および点火時期について制御パラメータ（制御量）が予め記憶されている。ＥＣＵ３００は、エンジン１００の運転状態ごとに制御パラメータを学習して、学習された制御パラメータを内燃機関の運転に反映させる。

図３は、図１に示すＥＣＵ３００の構成を詳細に説明するためのブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ３００は、制御部３０１と、学習部３０２と、判定部３０３と、ＳＯＣ演算部３０４と、タイマ３０５とを備える。

ＳＯＣ演算部３０４は、バッテリ１６０に設けられた各センサからの信号ＶＢ，ＩＢ，ＴＢに基づいて、バッテリ１６０のＳＯＣを演算する。演算されたＳＯＣは、判定部３０３に出力される。また、タイマ３０５は、学習部３０２による前回の学習時からの期間Δｔを計測する。期間Δｔは判定部３０３に出力される。

判定部３０３は、ＳＯＣ演算部３０４からのＳＯＣおよびタイマからの期間Δｔを受ける。また、判定部３０３は、吸気温センサ２０２からの信号ＴＡおよび水温センサ２０３からの信号ＴＷを受けるとともに、接続信号ＣＮＣＴおよび給電要求信号ＲＥＱを受ける。判定部３０３は、これらの信号に基づいて、学習部３０２が制御パラメータを学習するための学習条件が成立しているか否かを判定する。

学習部３０２は、エアフローメータ２０６からの信号ＶＯＬ、空燃比センサ２０４からの信号ＡＦＲ、およびノックセンサ２０８からの信号ＫＮＫを受ける。学習部３０２は、学習条件が成立している場合に、上記の各信号に基づいて、吸気量、空燃比、または点火時期を学習する。言い換えると、学習部３０２は、検出部２００により検出された状態量に基づいて、制御パラメータを学習する。学習された制御パラメータは、制御部３０１によるエンジン１００の制御に反映される。

制御部３０１は、判定部３０３からの指令に従って、エンジン１００の運転状態を切り替えるとともに、外部給電部１９０からの給電の有無を制御する。

＜エンジンの運転状態＞
図４は、エンジン１００の性能曲線を示す図である。図４を参照して、横軸はエンジン回転速度を示す。縦軸はエンジン１００の出力を示す。エンジン１００の運転状態は、エンジン回転速度およびエンジンの出力に応じて、たとえば５つの状態に分類することができる。ただし、下記の分類は一例に過ぎず、分類の方法はこれに限定されるものではない。

アイドル状態では、エンジン１００の自立運転が行なわれる。アイドル状態でのエンジン回転速度は、たとえば１０００ｒｐｍ（rotation per minute）程度である。低負荷状態におけるエンジン回転速度は、たとえば１０００ｒｐｍであって、アイドル状態におけるエンジン回転速度と同程度である。一方で、低負荷状態におけるエンジン１００の出力は、アイドル状態における出力よりも大きい。中負荷状態におけるエンジン回転速度は、たとえば１０００〜３０００ｒｐｍである。中負荷状態は、たとえば車両の定常走行時に用いられる。高負荷状態におけるエンジン回転速度は、たとえば３０００〜５０００ｒｐｍである。高負荷状態は、たとえば車両の加速時に用いられる。最高負荷状態におけるエンジン回転速度は、たとえば５０００ｒｐｍ以上である。最高負荷状態は、たとえば車両の登坂時または高速走行時に用いられる。

なお、実施の形態１では、中負荷状態が「第１の運転状態」に相当する。一方、アイドル状態または低負荷状態が「第２の運転状態」に相当する。つまり、実施の形態１では、第２の運転状態は、第１の運転状態よりも低負荷の状態である。

以下、実施の形態１において学習される各制御パラメータについて詳細に説明する。
＜吸気量の学習＞
エンジンの吸気通路には、排気ガスの一部（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとも称する）を還流させるための排気ガス還流装置（図示せず）が設けられている。ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラによって冷却されて、常温の吸気に混ざる。この過程でＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮して水が生成される。凝縮水は未燃燃料成分（煤、炭化水素等）を含むため、未燃燃料成分が吸気通路に付着して、徐々に堆積する。このように、吸気経路に付着したデポジットにより、空気の吸入効率が悪化し得る。そこで、適切な吸気量についての学習を定期的に実施する。

吸気量は、スロットル開度に依存しない量について学習する必要がある。そのため、吸気量の学習時には、エンジン１００はアイドル状態で運転される。さらに、吸気量は、アイドル状態で運転されているエンジン１００において、最低限必要な量について学習することが好ましい。そのため、吸気量の学習は、エンジン１００が暖機された状態で実施される。エンジン１００が暖機に至ったか否かを判定するには、水温センサ２０３からの冷却水の水温を示す信号ＴＷを用いることができる。冷却水の水温が所定の値（たとえば７０℃）以上の場合、エンジン１００の暖機が完了したと判定する。

＜空燃比の学習＞
燃料は時間の経過に伴って劣化する。また、燃料の性状は、給油の時期あるいは場所によって異なり得る。たとえば夏季に給油される燃料（夏燃料）の揮発性は、冬季に給油される燃料（冬燃料）の揮発性よりも低い。このような燃料の劣化および性状の変更に応じて、空燃比の学習を定期的に実施する必要がある。空燃比を学習することで、排気ガスの悪化を抑制するとともに、使用者の違和感（ドライバビリティの悪化）を抑制することができる。

空燃比の学習は、燃焼状態が安定した状態について実施することが好ましい。そのため、空燃比の学習時には、吸気量の学習時と同様に、エンジンは暖機状態で運転される。また、適切な空燃比は、アイドル状態、低負荷状態、中負荷状態などのエンジンの運転状態ごとに異なる。したがって、空燃比の学習は、エンジンの運転状態ごとに実施する必要がある。ただし、中負荷状態以上の運転状態では、吸気量が大きいため燃焼が安定している（燃焼のロバスト性が相対的に高い）。一方で、低負荷状態以下の運転状態では、燃焼のロバスト性が相対的に低い。したがって、空燃比の学習は、特にアイドル状態および低負荷状態について実施することが重要である。

＜処理フロー＞
図５は、本発明の実施の形態１におけるエンジン１００の制御パラメータの学習処理を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、このフローチャートに示される処理は、たとえば接続部１９２に接続ケーブル４００が接続された場合に実行される。ＥＣＵ３００は、接続信号ＣＮＣＴを受けることで、接続部１９２に接続ケーブル４００が接続されたと判定することができる。

ステップＳ１１において、ＥＣＵ３００は、給電要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、外部機器５００からの給電要求信号ＲＥＱを受けた場合、給電要求があると判定する一方で、給電要求信号ＲＥＱを受けていない場合、給電要求がないと判定する。給電要求がある場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に進む。一方、給電要求がない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、図５に示す一連の処理が繰返される。

ステップＳ１２において、バッテリ１６０から外部機器５００への給電が開始される（あるいは継続される）。その後、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、エンジン１００の運転要求があるか否かを判定する。バッテリ１６０のＳＯＣが所定値以下の場合、エンジン１００の運転要求があると判定する一方で、ＳＯＣが上記所定値よりも高い場合、エンジン１００の運転要求がないと判定する。運転要求がある場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に進む。一方、運転要求がない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、図５に示す一連の処理が繰返される。

ステップＳ１４において、ＥＣＵ３００は、給電用の運転状態で運転するようにエンジン１００を制御する。実施の形態１において、エンジン１００は給電中には、たとえば中負荷状態で運転される。エンジン１００の運転により、バッテリ１６０が充電される。その後、処理はステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の暖機が完了したか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、水温センサ２０３からのエンジン１００の冷却水の水温が所定の温度（たとえば７０℃）以上の場合、エンジンの暖機が完了したと判定する一方で、冷却水の水温が上記所定の温度未満の場合、暖機が完了していないと判定する。エンジンの暖機が完了した場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に進む。エンジンの暖機が完了していない場合（ステップＳ１５においてＮＯ）、処理はステップＳ１４に戻る。

ステップＳ１６において、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣが基準値未満であるか否かを判定する。ＳＯＣが基準値未満である場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１７に進む。一方、ＳＯＣが基準値以上である場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、処理はステップＳ２０に進む。

ステップＳ１７において、ＥＣＵ３００は、前回学習時から所定の期間が経過したか否かを判定する。前回学習時から所定の期間が経過している場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１８に進む。一方、前回の学習時から所定の期間が経過していない場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、処理はステップＳ１９に進む。なお、上記所定の期間は前回学習時からの経過時間に限られず、たとえば所定の給電回数、あるいは経過時間と給電回数との組合せであってもよい。

ステップＳ１８において、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の制御パラメータを学習する。具体的な学習内容のサブルーチンについては、後に詳細に説明する。

ステップＳ１９において、ＥＣＵ３００は、給電用の運転状態で運転するようにエンジン１００を制御する。すなわち、制御パラメータの学習は実施されない。学習時から一定期間経過していない場合には学習すべき制御パラメータはほとんど変わっていないので、再度学習する必要性が低いためである。その後、処理はステップＳ２１に進む。

ステップＳ２０において、ＥＣＵ３００はエンジン１００を停止する。これにより、第１モータジェネレータ１３０による発電が停止されるため、バッテリ１６０の過充電を防止することができる。その後、処理はステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、外部機器５００からの給電要求を満たし、ＥＣＵ３００は、バッテリ１６０から外部機器５００への給電を停止させる。これにより、図５に示す一連の処理が完了する。

以上のように、エンジンが暖機されているか否か、ＳＯＣが基準値未満であるか否か、および、前回学習時から所定の期間が経過したか否かは、いずれも「学習条件」に相当する。

図６は、図４に示すエンジン１００の制御パラメータの学習の処理（ステップＳ１８の処理）を詳細に説明するためのフローチャートである。図６を参照して、上述のように、車両外部への給電中において、エンジン１００は中負荷状態で運転されている。

ステップＳ１８１において、ＥＣＵ３００は、中負荷状態からアイドル状態に移行するようにエンジン１００を制御する。言い換えると、ＥＣＵ３００は、車両外部への給電中において、「第１の運転状態」から「第２の運転状態」に移行するようにエンジン１００を制御する。その後、処理はステップＳ１８２に進む。

ステップＳ１８２において、ＥＣＵ３００は、アイドル状態のエンジン１００について、吸気量および空燃比を学習する。学習が完了すると、処理はステップＳ１８３に進む。

ステップＳ１８３において、ＥＣＵ３００は、アイドル状態から低負荷状態に移行するようにエンジン１００を制御する。その後、処理はステップＳ１８４に進む。

ステップＳ１８４において、ＥＣＵ３００は、低負荷状態のエンジン１００について、空燃比を学習する。学習が完了すると、処理はメインルーチンに戻る（図５のステップＳ１９に進む）。

走行中における内燃機関は、状況に応じてさまざまな運転状態で運転される。しかしながら、外部機器５００から要求される電力量の時間的な変化量は、多くの場合、エンジン１００の運転により第１モータジェネレータで発電可能な電力量と比べて小さい。そのため、車両外部への給電中には、内燃機関はほぼ一定の運転状態で運転されることが多い。したがって、従来、給電中には、いずれか１つの運転状態に関する制御パラメータしか学習の機会を得ることができないことが多かった。

これに対し、実施の形態１によれば、車両外部に給電中であっても、給電中よりも低負荷状態であるエンジン１００について、吸気量および空燃比に関する制御パラメータを学習することができる。つまり、給電中とは異なる運転状態に関する制御パラメータを学習する機会を増やすことができる。これにより、車両を走行させる際には、走行に適正な状態でエンジン１００を運転することができる。

また、停車中であるにも拘らずエンジンが高負荷の状態で駆動すると、大きなエンジン音が発生する。そのため、何らかの異常が生じたのではないかとの不安を使用者に与える可能性がある。実施の形態１では、高負荷および低負荷の状態のうち、低負荷の状態についてのみ学習することにより、上記のような不安を使用者に与えることを防止するとの効果が得られる。

［実施の形態２］
＜点火時期の学習＞
実施の形態２では点火時期の学習について説明する。点火時期の学習は、燃料の劣化および性状の変更を把握するために定期的に実施される。点火時期を学習することで、ノッキングの発生を抑制するとともに、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

ただし、車両外部への給電時には車両１は停止しているため、エンジン１００を冷却するための走行風が生じない。このため、エンジン１００が高負荷の状態になると、走行時と比べて、吸気温が高くなり得る。吸気温が高い状態で学習された点火時期は、走行中の点火時期とは異なる。したがって、吸気温が高い場合（たとえば５０℃〜５５℃以上である場合）には点火時期の学習は実施しない。これにより、点火時期についての制御パラメータが走行中と異なる状態で更新されることを防止できる。なお、実施の形態２に係る車両およびＥＣＵの構成は、それぞれ車両１（図１参照）およびＥＣＵ３００（図３参照）の構成と同等であるため、詳細な説明を繰返さない。

図７は、実施の形態２において、図４に示すエンジン１００の制御パラメータの学習の処理（ステップＳ１８の処理）を詳細に説明するためのフローチャートである。

図５および図７を参照して、ステップＳ１３までの処理は、実施の形態１における処理と同等である。ただし、実施の形態２では、ステップＳ１４において、車両外部への給電中の運転状態は低負荷状態である。その後、ステップＳ１７までの処理は、実施の形態１における処理と同等である。実施の形態２では、ステップＳ１８では図７に示す処理が実行される。

ステップＳ１８５において、エンジン１００は低負荷状態から中負荷状態に移行する。その後、処理はステップＳ１８６に進む。

ステップＳ１８６において、ＥＣＵ３００は点火時期を学習する。学習が完了すると、処理はステップＳ１８７に進む。

ステップＳ１８７において、エンジン１００は中負荷状態から高負荷状態に移行する。その後、処理はステップＳ１８８に進む。

ステップＳ１８８において、吸気温が所定の温度以下であるか否かが判定される。吸気温が所定の温度以下の場合（ステップＳ１８８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１８９に進む。一方、吸気温が上記所定の温度よりも高い場合（ステップＳ１８８においてＮＯ）、処理はメインルーチンに戻る（図５のステップＳ１９に進む）。なお、吸気温が所定の温度以下であるか否かは「学習条件」に相当する。

ステップＳ１８９において、点火時期を学習する。学習が完了すると、処理はメインルーチンに戻る。なお、ステップＳ１８５〜Ｓ１８９の順序は処理の一例であって、中負荷状態と高負荷状態との学習の順序は入れ替えることができる。また、吸気温の判定処理（ステップＳ１８８の処理）は、エンジンの運転状態を切り替えるごとに実行してもよい。つまり、吸気温の判定処理をステップＳ１８５とステップＳ１８６との間に追加してもよい。

なお、実施の形態２では、低負荷状態が「第１の運転状態」に相当する。一方、中負荷状態または高負荷状態が「第２の運転状態」に相当する。つまり、実施の形態２では、第２の運転状態は、第１の運転状態よりも高負荷の状態である。

実施の形態２によれば、車両外部に給電中であっても、給電中よりも高負荷の状態であるエンジン１００について、点火時期に関する制御パラメータを学習することができる。したがって、車両を走行させる際には、走行に適正な状態でエンジン１００を運転することができる。

実施の形態１，２では、制御パラメータの学習中においても、外部給電部１９０から車両外部に給電することが好ましい。制御パラメータの学習中における給電について、以下に詳細に説明する。

図８は、エンジン１００の運転状態と電力量との間の関係を説明するためのタイミングチャートである。図８を参照して、横軸は時間軸を示し、縦軸は電力量を示す。発電電力量および要求電力量をそれぞれ実線および破線で示す。

なお、図８では、エンジン１００がアイドル状態から高負荷状態まで順に移行する場合について説明する。しかし、運転状態の種類または移行の順序は、これに限定されるものではない。また、理解を容易にするために、図８には要求電力量が一定の場合を示した。しかしながら、要求電力量が時間的に変動する場合にも以下の説明は適用可能である。

基準時刻（０）において、要求電力量は０である。時刻ｔ１において、ＥＣＵ３００は給電要求を受ける。ＥＣＵ３００は、アイドル状態で運転するようにエンジン１００を制御する。エンジンがアイドル状態の場合、発電電力量は、要求電力量よりも大幅に小さい。要求電力量と発電電力量の差に相当する電力量は、バッテリ１６０から給電される。

時刻ｔ２において、エンジンはアイドル状態から低負荷状態に移行する。低負荷状態では、発電電力量は、たとえば要求電力量よりもわずかに小さい。このため、アイドル状態の場合と同様に、要求電力量と発電電力量の差に相当する電力量がバッテリ１６０から給電される。

時刻ｔ３において、エンジンは低負荷状態から中負荷状態に移行する。中負荷状態では、発電電力量は、たとえば要求電力量よりも大きい。要求電力量と発電電力量の差に相当する電力量がバッテリ１６０に充電される。

時刻ｔ４において、エンジンは中負荷状態から高負荷状態に移行する。高負荷状態では、発電電力量は、たとえば要求電力量よりも大幅に大きい。このため、中負荷状態の場合と同様に、要求電力量と発電電力量の差に相当する電力量がバッテリ１６０に充電される。

時刻ｔ５において、制御パラメータの学習が完了する。時刻ｔ５以降、ＥＣＵ３００は、発電電力量が要求電力量と等しくなるように、エンジン１００を制御する。

［実施の形態３］
実施の形態３では制御パラメータの学習に代えて、故障箇所の診断を実施する。ただし、制御パラメータの学習に加えて、故障箇所の診断を実施してもよい。実施の形態３に係る車両の全体構成は、ＥＣＵ３００に代えてＥＣＵ３０１を備える点において、車両１の全体構成（図１参照）と異なる。実施の形態３に係る車両のそれ以外の全体構成は、車両１の全体構成と同等であるため、詳細な説明を繰返さない。

図９は、本発明の実施の形態３に係る制御装置の構成を詳細に説明するための図である。図９を参照して、ＥＣＵ３０１は、学習部３０２に代えて診断部３０６を備える点において、ＥＣＵ３００（図４参照）と異なる。診断部３０６は、検出部２００からの各信号（エアフローメータ２０６からの信号ＶＯＬ、空燃比センサ２０４からの信号ＡＦＲ、およびノックセンサ２０８からの信号ＫＮＫ）を受ける。学習部３０２は、診断条件が成立している場合に、上記の各信号に基づいて、故障箇所を診断する。

図１０は、本発明の実施の形態３における内燃機関の制御を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、ステップＳ１４までの処理は、図５に示すステップＳ１４までの処理と同等であるため説明を繰返さない。

ステップＳ３１において、ＥＣＵ３００は、故障診断のための条件を満たすか否かを判定する。故障診断の条件を満たす場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３２に進む。一方、故障診断の条件を満たさない場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ３２において、ＥＣＵ３００は、故障診断用の運転状態でエンジン１００を運転する。その後、処理はステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３において、ＥＣＵ３００は、故障診断を実施する。故障診断の具体的な内容については後に詳細に説明する。その後、処理はステップＳ１９に進む。ステップＳ１９以降の処理は、図４に示すステップＳ１９以降の処理と同等であるため、詳細な説明を繰返さない。

実施の形態３では、断線の有無、失火状態、およびセンサの故障が診断される。以下、各故障について、再び図９を参照して詳細に説明する。

＜断線の有無の診断＞
判定部３０３は、エンジン１００が始動される度に診断条件が成立していると判定する。診断部３０６は、診断条件が成立した場合に、検出部２００の各センサからの状態量を示す信号が伝送される配線について、断線の有無を診断する。

＜失火状態の診断＞
判定部３０３は、エンジン１００が始動される度に診断条件が成立していると判定する。この場合に、診断部３０６は、空燃比センサからの信号ＡＦＲに基づいて、エンジン１００の失火状態を検出する。

＜センサ故障の診断＞
判定部３０３は、内燃機関の給油が行なわれた場合に、診断条件が成立していると判定する。診断部３０６は、エアフローメータ２０６または空燃比センサ２０４について、故障の有無を診断する。給油直後の新しい燃料は劣化していないため、エンジンは始動し易い。逆にいうと給油直後であるにも拘らず、エアフローメータ２０６または空燃比センサ２０４が示す状態量が適切でない場合には、そのセンサは故障している可能性が高い。したがって、給油後に故障を診断することで、エアフローメータ２０６または空燃比センサ２０４の故障の検出精度を向上することができる。

実施の形態３によれば、失火状態などのエンジンの状態、および各センサの断線または故障を検出する機会を増やすことができる。なお、いずれかの異常を検出した場合には、たとえば異常灯を点灯させることにより、使用者に異常を報知することが望ましい。

今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１００ エンジン、１０１ 吸気枝管、１０２ サージタンク、１０３ 吸気ダクト、１０４ エアクリーナ、１０５ スロットル弁、１０６ アクセルペダル、１０８ インジェクタ、１０９ 点火プラグ、１１０ スロットルバルブ、１１１ 排気マニホールド、１１２ 三元触媒コンバータ、１３０ 第１モータジェネレータ、１３５ 第２モータジェネレータ、１４０ 動力分割機構、１５０ 駆動輪、１５２ ディファレンシャルギヤ、１５４ 駆動軸、１６０ バッテリ、１６１ 電圧センサ、１６２ 電流センサ、１６３ 温度センサ、１９０ 外部給電部、１９１ インバータ、１９２ 接続部、１９５ コンバータ、２００ 検出部、２０１ スロットル開度センサ、２０２ 吸気温センサ、２０３ 水温センサ、２０４ 空燃比センサ、２０５ アクセル開度センサ、２０６ エアフローメータ、２０７ クランクポジションセンサ、２０８ ノックセンサ、３０１ 制御部、３０２ 学習部、３０３ 判定部、３０４ ＳＯＣ演算部、３０５ タイマ、３０６ 診断部、４００ 接続ケーブル、４１０ 接続コネクタ、５００ 外部機器。

Claims (11)

1. 内燃機関と、前記内燃機関に関する状態量を検出する検出部と、前記内燃機関の動力を用いて発電する発電機と、蓄電装置と、前記発電機で発電された電力および前記蓄電装置に蓄えられた電力のうちの少なくとも一方を、車両外部に給電するための外部給電部とを備えた車両の制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記外部給電部から車両外部への給電中において、第１の運転状態で運転するように前記内燃機関を制御する制御部と、
   前記検出部により検出された状態量に基づいて、前記制御部が前記内燃機関を制御するための制御量を学習する学習部と、
   前記学習部が前記制御量を学習するための学習条件が成立しているか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記外部給電部から車両外部へ給電する場合に、前記学習条件が成立したときには、前記第１の運転状態とは異なる第２の運転状態に移行するように前記制御部に前記内燃機関を制御させるとともに、前記第２の運転状態の前記内燃機関について、前記学習部に前記制御量を学習させる、車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記第２の運転状態での前記制御量の学習が完了した場合には、前記第２の運転状態から前記第１の運転状態に戻るように前記内燃機関を制御する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記第２の運転状態は、前記第１の運転状態よりも低負荷の状態である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記検出部は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアフローメータを含み、
   前記第２の運転状態は、前記内燃機関のアイドル状態を含み、
   前記学習部は、前記学習条件が成立している場合に、前記アイドル状態の前記内燃機関について、前記空気量を学習する、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記検出部は、前記内燃機関から排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを含み、
   前記第２の運転状態は、前記内燃機関のアイドル状態および低運転状態のいずれかを含み、
   前記学習部は、前記学習条件が成立している場合に、前記アイドル状態および前記低運転状態のいずれかの前記内燃機関について、前記空燃比を学習する、請求項３に記載の車両の制御装置。
6. 前記第２の運転状態は、前記第１の運転状態よりも高負荷の状態である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
7. 前記検出部は、前記内燃機関の気筒におけるノッキングの発生を検出するノッキングセンサを含み、
   前記第２の運転状態は、前記内燃機関の中運転状態および高運転状態のいずれかを含み、
   前記学習部は、前記学習条件が成立している場合に、前記中運転状態および前記高運転状態のいずれかの前記内燃機関の前記気筒について、点火時期を学習する、請求項６に記載の車両の制御装置。
8. 前記判定部は、前回の前記制御量の学習時から所定の期間が経過した場合に、前記学習条件が成立していると判定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
9. 前記判定部は、前記蓄電装置の蓄電状態を示す指標値が基準値よりも小さい場合に、前記学習条件が成立していると判定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
10. 前記判定部は、前記内燃機関の暖機が完了している場合に、前記学習条件が成立していると判定する、請求項４または５に記載の車両の制御装置。
11. 前記判定部は、前記内燃機関に吸入される空気の温度が基準値よりも高い場合に、学習条件が成立していないと判定する、請求項７に記載の車両の制御装置。

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