JP6465286B2 - ハイブリッド車の故障判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車の内燃機関の故障判定技術に関する。

近年開発されているハイブリッド車において、内燃機関によってモータジェネレータを駆動して発電し、電気モータのみによって走行用の駆動輪を駆動する走行モード（シリーズモード）が可能な車両が開発されている。
更に、上記走行モードが可能なハイブリッド車において、当該走行モードの際に内燃機関の排気系の検出手段（空燃比センサ、酸素濃度センサ、触媒モニタ等）の故障判定を行う技術が開発されている。

例えば特許文献１では、内燃機関への燃料供給を停止して、モータジェネレータにより内燃機関を強制的に駆動する所謂モータリングを行い、燃料供給の停止に伴う吸排気系の検出手段の検出値の変化に基づいて当該検出手段の故障判定を行う技術が開示されている。

特許第４０６７００１号公報

上記特許文献１の故障判定手段は、故障判定のためにモータリングを行うので、モータジェネレータに電力を供給する車両の駆動用バッテリの充電率が低下してしまう。
ところで、ハイブリッド車の走行モードとしては、エンジンを駆動せず電気モータにより走行駆動するＥＶモードや、エンジンを作動させて発電を行いながら電気モータにより走行駆動するシリーズモード、エンジンと電気モータの両方で走行駆動するパラレルモード等が知られている。

更に、これらの走行モードを複数可能であり自動的に選択するハイブリッド車において、走行モードの切換タイミングを変更する操作装置を備えた車両も開発されている。例えば、通常モードと、充電率上昇モードに切換えるモード選択スイッチを備え、通常モードでは、駆動用バッテリの充電率を所定範囲内に維持しながら、アクセル操作等に基づいて上記走行モードを選択し、充電率上昇モードでは、駆動用バッテリの充電率が満充電に近づくように、ＥＶモードの使用を抑えた走行モードの選択をする。

そして、このような走行モードの切換タイミングを変更する操作装置を備えたハイブリッド車において、充電率上昇モードを選択しているにも拘わらず、上記特許文献１のような故障判定を行われると、駆動用バッテリの充電率が低下してしまうといった問題点がある。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、モード選択が可能なハイブリッド車において、故障判定の実施による駆動用バッテリの充電率の低下を抑制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。

上記の目的を達成するべく、本願発明のハイブリッド車の故障判定装置は、前記内燃機関により駆動されて発電可能である一方で前記車両に搭載された駆動用バッテリから供給された電力で前記内燃機関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で駆動輪を駆動する駆動用モータと、前記駆動用バッテリの充電率を検出する充電状態検出手段と、を具備し、前記モータジェネレータで発電しつつ前記駆動用バッテリから供給される電力により前記駆動用モータを駆動して走行する第１の走行モードと前記内燃機関を停止して前記駆動用バッテリから供給される電力により前記駆動用モータを駆動して走行する第２の走行モードとを切換えて前記駆動用バッテリの充電率を所定の通常使用範囲内に維持する通常モードと、前記第１の走行モードを優先させて前記駆動用バッテリの充電率を所定の充電率に上昇させる充電率上昇モードと、を選択するモード選択手段を具備したハイブリッド車に備えられ、前記内燃機関の排気成分を検出する検出手段と、前記第１の走行モードを中断して前記内燃機関への燃料供給を一時的に停止するとともに前記モータジェネレータにより前記内燃機関を強制駆動するモータリングを実行するモータリング実行手段と、前記第１の走行モード中に前記モータリングを実行して前記内燃機関への燃料供給を停止した際の前記検出手段の検出値と、前記モータリングが終了した後に前記燃料供給を再開した際の前記検出手段の検出値と、に基づいて前記検出手段の故障判定をする故障判定手段と、前記内燃機関の始動から所定時間経過するまで前記故障判定手段による前記故障判定を規制する故障判定規制手段と、を有し、前記充電率上昇モードが選択されている際には、前記通常モードが選択されている際よりも前記故障判定規制手段における前記所定時間が長く設定されることを特徴とする。

また、好ましくは、前記モード選択手段により前記通常モードが選択されている際には、前記充電状態検出手段により検出された前記充電率が低下するに伴って、前記故障判定規制手段における前記所定時間が長くなるように設定するとよい。
また、好ましくは、前記車両は、前記検出手段を複数個備え、前記故障判定手段により故障判定を行う前記検出手段の個数が増加するに伴って、前記故障判定規制手段における前記所定時間が短くなるように設定するとよい。

また、好ましくは、前記車両の電源オンから所定期間経過しても前記故障判定手段による故障判定が実行開始されない場合には、前記故障判定規制手段における前記所定時間が短くなるように設定するとよい。

本願発明のハイブリッド車の故障判定装置によれば、充電率上昇モードが選択されている際には、通常モードが選択されている際よりも、故障判定規制手段において内燃機関が始動してからモータリングが規制される所定時間が長く設定されるので、内燃機関の始動後、あるいはモータリング終了からモータリングが続けて実行されることが抑えられ、故障判定の実施による駆動用バッテリの充電率の低下を抑制することができる。したがって、充電率上昇モード選択時における充電率上昇を妨げずに、故障判定を行うことができる。

本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車の概略構成図である。 本実施形態のエンジンの吸排気系の概略構成図である。 シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートの一部である。 シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートの残部である。

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（内燃機関）の出力によって前輪３を駆動して走行可能であるとともに、前輪３（駆動輪）を駆動する電動のフロントモータ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。

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。

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。

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）等を監視するバッテリモニタリングユニット１１ａ（充電状態検出手段）を備えている。
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。

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。

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。

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（故障判定手段、故障判定規制手段）、アクセル操作量を検出するアクセル開度センサ４０、及び後述するモード選択スイッチ４６（モード選択手段）等が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

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、走行モード（（ＥＶモード：電気自動車モード）、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、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。また、ハイブリッドコントロールユニット２０は、エンジン２に燃料供給をせずにモータジェネレータ９により強制的に駆動させるモータリングを行う機能を有する（モータリング実行手段）。

ＥＶモード（第２の走行モード）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を駆動して車両１を走行させる。
シリーズモード（第１の走行モード）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を作動する。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。

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。

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。
また、本実施形態の車両１には、走行モードを切換えるタイミングを選択するモード選択スイッチ４６を備えている。モード選択スイッチ４６は、運転者によって手動で操作可能なスイッチであり、通常モードと充電率上昇モードに切換え選択可能である。上記のように、ＥＶモードとシリーズモードとは、駆動用バッテリ１１の充電率等に基づいて自動的に切換えられるが、モード選択スイッチ４６はその走行モードを切換えるタイミング（閾値）を変更することができる。通常モードでは、駆動用バッテリ１１の充電率を所定の通常使用範囲内に維持されるように、ＥＶモードとシリーズモードとを切換える。充電率上昇モードでは、駆動用バッテリ１１の充電率が満充電に近い所定の充電率に上昇するように、ＥＶモードとシリーズモードとを切換える。即ち、充電率上昇モードでは、駆動用バッテリ１１の電力を消費するＥＶモードの使用が抑制される。

図２は、エンジン２の吸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の吸気通路２５には、導入した吸気の塵埃を除去するエアクリーナ２６と吸気流量を制御するスロットルバルブ２７が備えられている。
スロットルバルブ２７は、エンジンコントロールユニット２２によって作動制御され、吸気通路２５の流路面積を調整することで吸気流量を制御する。詳しくは、エンジン２の負荷（要求出力トルク）が大きいほど流路面積を大きくし、負荷が小さくなる程流路面積を小さくするように制御される。

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。
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。

エンジン２には、ＥＧＲ装置４１(排気還流装置)が備えられている。ＥＧＲ装置４１は、排気を吸気通路２５に還流させるＥＧＲ通路４２と、ＥＧＲ通路４２に介装されたＥＧＲバルブ４３とを備えて構成されている。
ＥＧＲ通路４２は、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と、エンジン２とスロットルバルブ２７との間の吸気通路２５とを連通している。

ＥＧＲバルブ４３は、エンジンコントロールユニット２２によって作動制御され、ＥＧＲ通路４２の流路面積を調整することで、吸気通路２５に還流する排気の流量を制御する。
ＥＧＲ通路４２の接続箇所とエンジン２との間の吸気通路２５には、吸気圧Ｐａを検出する吸気圧センサ４４を備えている。

また、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（排気成分）を検出するフロントＯ2センサ３４（検出手段）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（検出手段）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。

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。
また、吸気圧センサ４４は、検出した吸気圧Ｐａを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は、フロントＯ2センサ３４、リヤＯ2センサ３５、吸気圧センサ４４、車両１の走行速度を検出する車速センサ４５等の各種センサから検出値を入力して、スロットルバルブ２７、ＥＧＲバルブ４３及び図示しない燃料噴射弁を作動制御して、エンジン２の空燃比制御を行う。

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するとともに、ＥＧＲバルブ４３の故障判定機能を有している。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、ＥＧＲバルブ４３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したり、エンジン２の出力が低下するように燃料噴射弁等の制御を行ったりする。

排気系センサ（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、車両減速時における燃料供給停止時に行われる。更に、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。

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。これらの故障判定は、シリーズモードからエンジン２を停止するＥＶモードへの移行時に行うエンジン停止時モータリングと、シリーズモードを中断して行うシリーズ中モータリングのときに可能となっている。

図３、４は、シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートである。
図３、４に示す本実施形態では、シリーズモードからＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード、シリーズモードの順番に走行モードが切り換わった場合での、モータリング、エンジンの低負荷運転及び燃料供給停止の夫々の要求タイミングを示している。

図３、４に示すように、シリーズモードからＥＶモードへの切換え前にエンジン停止時モータリングが行われる。また、シリーズモード中にシリーズモードを一時中断してシリーズ中モータリングが行われる。また、本実施形態では、シリーズモード中において、低負荷運転を行ってＥＧＲ装置４１の故障判定が行われる。
本実施形態では、フロントＯ2センサ３４に対して１種類、リヤＯ2センサ３５に対して３種類の故障判定方法が、上記シリーズ中モータリングとエンジン停止時モータリングの２つの時期に実行される。詳しくは、フロントＯ2センサ３４に対しては、フロントＯ2センサレスポンス判定が実行される。リヤＯ2センサ３５に対しては、リヤＯ2センサ固着判定、リヤＯ2センサスロープ判定、リヤＯ2センサレスポンス判定が行われる。なお、これらのエンジンコントロールユニット２２による、エンジン停止時モータリングあるいはシリーズ中モータリングを行う排気系センサ３４、３５の故障判定が、本願発明の故障判定手段に該当する。

図３に示す故障判定用低負荷モータリング要求は、各排気系センサ３４、３５及びＥＧＲバルブ４３の故障判定で要求されるモータリング及び低負荷運転の要求タイミング及び時間を表すものであり、図３中のＯＮがモータリングあるいは低負荷運転の要求がされていることを示す。
上記排気系センサ３４、３５の４種類の故障判定方法のうち、フロントＯ2センサレスポンス判定は、排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときと、リーンからリッチへ変化したときの両方で、フロントＯ2センサ３４の検出値が所定量変化する時間を計測し、その計測時間が閾値Ｔ1以上であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ1以上である場合には、フロントＯ2センサ３４の応答性が異常であると判定する。

リヤＯ2センサ固着判定は、リヤＯ2センサ３５の検出値が固着、即ち全く変化しないような状態を判定するものであり、排気中の空燃比がリッチからリーンおよびリーンからリッチへ変化する運転を実施したときに、リヤＯ2センサ３５の検出値が変化しない場合には、リヤＯ2センサ３５が固着状態であり故障であると判定する。
リヤＯ2センサスロープ判定は、リヤＯ2センサ３５の検出値の変化率を判定するものであり、この判定については排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときに判定される。本判定では、リヤＯ2センサ３５の検出値が中間域の所定の変化量変化する時間を計測して、その計測時間が閾値Ｔ3以上であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ3以上である場合には、リヤＯ2センサ３５の変化率が異常であると判定する。

リヤＯ2センサレスポンス判定は、リヤＯ2センサ３５の初期応答性を含む検出値の変化率を判定するものであり、この判定についても排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときに判定される。本判定では、燃料供給停止からリヤＯ2センサ３５の検出値が所定値まで変化する時間を計測して、その計測時間が閾値Ｔ4以内であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ4を超えた場合には、リヤＯ2センサ３５の応答性が異常であると判定する。

ＥＧＲ故障判定は、ＥＧＲバルブ４３が正常に作動して排気還流が行われるか否かを判定するものであり、ＥＧＲバルブ４３を開閉作動して、当該開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが変化するか否かで判別する。ＥＧＲバルブ４３の開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが所定値Ｐ1以上変化すれば正常であり、変化なしあるいは所定値Ｐ1未満の変化であれば異常であると判定する。

ストイキF/B継続タイマは、エンジン２においてストイキ運転状態が所定時間Ｔａ継続し、排気中の空燃比が安定した状態であるか計測するタイマであり、シリーズモード開始、あるいはシリーズ中モータリング終了からタイマを計測開始して、所定時間Ｔａ経過するまでモータリングの動作を禁止して故障判定を規制することで、精度のよい故障判定が可能となる。

モータリング要求時間は、上記各故障判定方法のモータリング要求に応じて必要とするモータリング要求時間である。リヤＯ2センサレスポンス判定用の閾値Ｔ4が他の判定用の閾値Ｔ1、Ｔ3よりも長いので、リヤＯ2センサレスポンス判定を行う場合にはモータリング要求時間が長くＴm1に設定され、リヤＯ2センサレスポンス判定以外の故障判定方法を行う場合にはモータリング要求時間が短くＴm2に設定される。

モータリング実行タイマは、モータリングの実行時間を設定するタイマであり、モータリング開始から計測を開始し、上記のモータリング要求時間（Ｔm1あるいはＴm2）経過した時点でモータリングの終了とする。
車速は、車速センサ４５により検出された車両１の走行速度であるが、この車速が所定速度Ｖ1以下では、上記排気系センサ３４、３５及びＥＧＲバルブ４３の故障判定が規制される。

図４に示すシリーズ中モータリング禁止タイマは、モータリングを終了した時点から計測を開始して所定時間Ｔ6またはＴ7計測するまで、次のモータリングを禁止するためのタイマである。
シリーズ中低負荷運転禁止タイマは、シリーズ運転開始から計測を開始して所定時間Ｔ8計測するまで、低負荷運転を禁止するためのタイマである。また、シリーズ中低負荷運転禁止タイマは、低負荷運転を終了修理した時点から計測を開始して所定時間Ｔ9計測するまで、次の低負荷運転を禁止するためのタイマでもある。シリーズ運転開始から計測を開始して所定時間Ｔ8計測するまで、または低負荷運転を終了した時点から計測を開始して所定時間Ｔ9計測するまでは、低負荷運転が禁止される。

故障判定動作要求は、ストイキF/B継続タイマ及びシリーズ中モータリング禁止タイマ、シリーズ中低負荷運転禁止タイマによる規制の解除を条件とした上での、エンジン停止時モータリング、シリーズ中モータリング、低負荷運転の動作要求を示す。
故障判定要求燃料カットは、ハイブリッドコントロールユニット２０から入力したモータリング要求開始タイミングから、上記モータリング実行タイマがモータリング要求時間（Ｔm1またはＴm2）に到達するまでの間をオンとし、燃料供給を停止する。

ＨＥＶ要求燃焼トルクは、ハイブリッドコントロールユニット２０から要求されるエンジン２の出力トルクである。
ＥＧＲモニタ完了判定は、ＥＧＲバルブ４３の故障判定が終了したか否かを示し、故障判定終了時にオンとなり、車両電源オフ時あるいはエンジン２停止時にオフとなる。
エンストモードは、エンジン２の駆動軸が回転停止している状態がオン、回転している状態をオフに表す。

そして、本実施形態では、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定をシリーズモードで行う際に、シリーズモードからＥＶモードへの切替え時におけるエンジン停止時モータリング時と、シリーズ中モータリング時の両方で故障判定が可能であり、これらのモータリングのうち、各故障判定方法に適したモータリング時に故障判定が行われる。

シリーズ中モータリング時での故障判定は、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ないながら、エンジン２への燃料供給を停止し、排気中の酸素濃度（あるいは空燃比）のリッチからリーンへの変化を検出して、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定を行い、またその後モータリングからシリーズ運転に復帰する際にエンジン２への燃料供給を再開したときに、排気中の酸素濃度（あるいは空燃比）のリーンからリッチへの変化を検出して、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定を行う。これにより、シリーズ中モータリング時での故障判定では、モータリング時間を確保できれば、全ての上記故障判定方法を実行することができる。

また、エンジン停止時モータリング時での故障判定では、排気中の空燃比がリッチからリーンへの変化する状態で可能な故障判定方法であり、リヤＯ2センサ３５のスロープ判定及びレスポンス判定が可能となる。
本実施形態では、シリーズ中モータリング時には、エンジン停止時モータリング時では判定不能であるフロントＯ2センサレスポンス判定を行い、ＥＶモードへの切替え時におけるエンジン停止時モータリング時には、いずれのモータリング時でも故障判定可能なリヤＯ2センサスロープ判定とリヤＯ2センサレスポンス判定を行う。

また、ＥＧＲ故障判定は、シリーズモード中において、モータジェネレータ９の発電負荷を低減させた低負荷運転時に行われる。詳しくは、ＥＧＲ故障判定を実行する際に、モータジェネレータ９の発電電力を低下させ、ＨＥＶ要求燃焼トルクをシリーズ運転時に通常設定される第１の所定トルクＮ1よりも低い第２の所定トルクＮ2に設定する。また、このときエンジン回転速度はシリーズモード時に通常設定される第１の回転速度Ｒ1よりも低い第２の所定回転速度Ｒ2になる。なお、シリーズ中モータリング及びエンジン停止時モータリングの際には、エンジン回転速度は、第２の回転速度Ｒ2より低い第３の回転速度Ｒに設定される。

図４に示すように、ＥＶモードからシリーズモードに切り換わると、シリーズ中低負荷運転禁止タイマが所定値Ｔ8からカウントダウンし、０となったときに車速が所定速度Ｖ1以上であることを条件としてＥＧＲバルブ４３の故障判定が行われる。
ＥＧＲバルブ４３の故障判定は、上記のようにＥＧＲバルブ４３を開閉作動させ、当該開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが変化するか否かで判別するが、このＥＧＲバルブ４３の開閉を複数回（例えば３回）行って、全て所定値Ｐ1以上変化した場合のみ正常であると判定する。上記ＥＧＲモニタ完了判定は、この吸気圧Ｐａが所定値Ｐ1以上変化した回数をカウントし、所定の複数回行われればオンとなり、ＥＧＲ故障判定が終了される。

更に、本実施形態においては、ストイキF/B継続タイマにおける規制判定用の閾値である所定時間Ｔａを、上記モード選択スイッチ４６の操作に基づいて変更する。モード選択スイッチ４６において充電率上昇モードが選択されている場合には、通常モードが選択されている場合よりも、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを長く設定する。
これにより、本実施形態では、エンジン始動からモータリングが規制される時間であるストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａが、充電率上昇モード選択時には長く設定されるので、故障判定のためにエンジン始動後すぐにモータリングが実施されることが抑制され、駆動用バッテリ１１の充電率の低下を抑制することができる。一方、通常モードでは、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを短く設定することで、エンジン始動後すぐにモータリングを実行して、排気系センサ３４、３５の故障判定を迅速に行うことができる。

更に、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを駆動用バッテリ１１の充電率に基づいて設定するとよい。詳しくは、エンジンコントロールユニット２２は、エンジン始動時にストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを設定する際に、バッテリモニタリングユニット１１ａからエンジン始動直後における駆動用バッテリ１１の充電率を入力し、当該充電率が低下するに伴って所定時間Ｔａが長くなるように設定する。

このように、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを駆動用バッテリ１１の充電率に基づいて設定することで、充電率が低下している場合には、所定時間Ｔａを長くしてモータリングの開始を遅らせ、故障判定の実施による充電率の低下を確実に防止することができる。
また、本実施形態では、モータリングを行う故障判定として、フロントＯ2センサ３４とリヤＯ2センサ３５の２つの検出手段の故障判定を行い、フロントＯ2センサレスポンス判定、リヤＯ2センサスロープ判定、リヤＯ2センサレスポンス判定といった複数の故障判定があるが、同時期にこれらの故障判定する検出手段の数、あるいは故障判定要求の数が増加するに伴って、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを短くするように設定するとよい。

これにより、故障判定する検出手段の数あるいは故障判定要求が多い場合には、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを短くして、エンジン始動後すぐにモータリングを可能とする。したがって、故障判定がエンジン始動から早めに開始され、複数の故障判定を早期に完了させることができる。
更に、エンジンコントロールユニット２２は、車両１のＲＥＡＤＹ-ＯＮ（電源オン）からの時間Ｔｂを計測し、この計測時間Ｔｂが所定時間Ｔ１０（所定期間）を経過しても、故障判定が実行されない場合には、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを更に短くするとよい。

これにより、ＲＥＡＤＹ-ＯＮからの所定時間Ｔ１０を経過しても故障判定されない場合に、ストイキF/B継続タイマの所定時間Ｔａを短くして、モータリングをより早急に可能とし、故障判定を確実に開始させることができる。
なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものでない。例えば、上記各種故障判定、故障判定の規制及び故障判定に伴う各種制御をハイブリッドコントロールユニット２０で行ってもよい。また、本実施形態では、ＥＶモード、シリーズモード及びパラレルモードの切換え可能なプラグインハイブリッド車に本発明を適用しているが、シリーズモードのようにエンジンによってモータジェネレータを駆動して発電する走行モードと、ＥＶモードのように電気モータによって駆動輪を駆動する走行モードが可能であり、この走行モードの切り換えタイミンを変更可能なハイブリッド車に広く適用することができる。

１ 車両（ハイブリッド車）
２ エンジン(内燃機関)
４ フロントモータ（駆動用モータ）
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（充電状態検出手段）
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）
２２ エンジンコントロールユニット（故障判定手段、故障判定規制手段）
３４ フロントＯ2センサ３４（検出手段）
３５ リヤＯ2センサ３５（検出手段）
４６ モード選択スイッチ(モード選択手段)

Claims (4)

1. 車両に搭載された内燃機関と、前記内燃機関により駆動されて発電可能である一方で前記車両に搭載された駆動用バッテリから供給された電力で前記内燃機関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で駆動輪を駆動する駆動用モータと、前記駆動用バッテリの充電率を検出する充電状態検出手段と、を具備し、
   前記モータジェネレータで発電しつつ前記駆動用バッテリから供給される電力により前記駆動用モータを駆動して走行する第１の走行モードと前記内燃機関を停止して前記駆動用バッテリから供給される電力により前記駆動用モータを駆動して走行する第２の走行モードとを切換えて前記駆動用バッテリの充電率を所定の通常使用範囲内に維持する通常モードと、前記第１の走行モードを優先させて前記駆動用バッテリの充電率を所定の充電率に上昇させる充電率上昇モードと、を選択するモード選択手段を具備したハイブリッド車に備えられ、
   前記内燃機関の排気成分を検出する検出手段と、
   前記第１の走行モードを中断して前記内燃機関への燃料供給を一時的に停止するとともに前記モータジェネレータにより前記内燃機関を強制駆動するモータリングを実行するモータリング実行手段と、
   前記第１の走行モード中に前記モータリングを実行して前記内燃機関への燃料供給を停止した際の前記検出手段の検出値と、前記モータリングが終了した後に前記燃料供給を再開した際の前記検出手段の検出値と、に基づいて前記検出手段の故障判定をする故障判定手段と、
   前記内燃機関の始動から所定時間経過するまで前記故障判定手段による前記故障判定を規制する故障判定規制手段と、を有し、
   前記充電率上昇モードが選択されている際には、前記通常モードが選択されている際よりも前記故障判定規制手段における前記所定時間が長く設定されることを特徴とするハイブリッド車の故障判定装置。
2. 前記モード選択手段により前記通常モードが選択されている際には、前記充電状態検出手段により検出された前記充電率が低下するに伴って、前記故障判定規制手段における前記所定時間が長くなるように設定され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。
3. 前記車両は、前記検出手段を複数個備え、
   前記故障判定手段により故障判定を行う前記検出手段の個数が増加するに伴って、前記故障判定規制手段における前記所定時間が短くなるように設定され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。
4. 前記車両の電源オンから所定期間経過しても前記故障判定手段による故障判定が実行開始されない場合には、前記故障判定規制手段における前記所定時間が短くなるように設定されることを特徴とする請求項１から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。

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