JP2000104629A - ハイブリッド車の故障診断装置 - Google Patents
ハイブリッド車の故障診断装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
- F02M25/0809—Judging failure of purge control system
- F02M25/0827—Judging failure of purge control system by monitoring engine running conditions
Abstract
かつ容易に判定することができるハイブリッド車の故障
診断装置を提供する。 【解決手段】 ハイブリッド車においては、燃料タンク
31と、該燃料タンク31とサージタンク25とを連通
するパージ通路37とを備えた蒸発燃料回収系統が設け
られ、サージタンク25内の負圧を蒸発燃料回収系統に
導入し該負圧導入による圧力変化に基づいて、蒸発燃料
回収系統の故障診断が行われるようになっている。この
故障診断においては、車両減速時に、スロットル弁24
が閉成され、かつエンジン1と駆動輪とが力学的に連結
されて吸気負圧が有効に形成され、この吸気負圧が蒸発
燃料回収系統に導入され、これにより蒸発燃料回収系統
の故障ないしは異常が的確かつ容易に判定される。
Description
故障診断装置に関するものである。
ンジン)を搭載した自動車においては、燃料タンク内の
燃料の一部が蒸発して燃料ベーパ(蒸発燃料)となる
が、この燃料ベーパをそのまま大気中に排出すると、大
気汚染を招くとともに、燃料資源の逸失となる。そこ
で、通常、自動車には、燃料タンク内で発生した燃料ベ
ーパを吸気通路に回収(導入)し、燃料として活用する
ために、蒸発燃料回収系統が設けられる。
通、燃料タンク内の上部空間部と吸気通路とを連通する
パージ通路(蒸発燃料回収通路)が設けられ、該パージ
通路に、燃料ベーパを吸着するキャニスタが介設されて
いる。また、キャニスタには、先端が大気に開放された
大気開放通路が設けられている。そして、キャニスタよ
りも吸気通路側のパージ通路には、該パージ通路を開閉
するパージ弁が介設されている。かくして、燃料タンク
内で発生した燃料ベーパは、まずキャニスタに吸着さ
れ、キャニスタに吸着された燃料ベーパは、パージ弁が
開かれたときに、大気開放通路からキャニスタに導入さ
れた空気によってパージ通路を介して吸気通路にパージ
される。
おいては、パージ弁の作動不良あるいは、パージ通路の
破損などといった故障ないしは異常が生じることがあ
る。そこで、一般に蒸発燃料回収系統には、かかる故障
ないしは異常の有無を診断する故障診断装置が設けられ
る。そして、かかる故障診断装置としては、吸気通路内
の吸気負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、その圧力変化
に基づいて蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常の有無
を判定するようにしたものが広く用いられている(例え
ば、特開平5−256214号公報参照)。
温暖化の防止等の観点から、自動車のCO2排出量の削
減が求められている。そこで、動力源として、エンジン
(例えば、ガソリンエンジン)と電気モータとを用いて
燃費性能を高めるようにしたハイブリッド車が注目を集
めている。かかるハイブリッド車においては、エンジン
は、比較的高効率状態で稼働するので、燃費性能が大幅
に高められ、ひいてはCO2排出量が大幅に削減され
る。
も、通常、燃料ベーパの大気中への放出を防止するため
に、普通のガソリンエンジン車と同様に蒸発燃料回収系
統とその故障診断装置とが設けられる。しかしながら、
ハイブリッド車においては、エンジンが停止されて電気
モータのみで走行することが多いので、蒸発燃料回収系
統に吸気負圧を導入して故障診断を行う場合、該故障診
断を実行すべき時期ないしはタイミングを設定するのが
困難であるといった問題がある。また、ハイブリッド車
においては、前記のとおりエンジンを比較的高効率で稼
働させる関係上、吸気負圧が発生しにくいので、蒸発燃
料回収系統の故障診断がますますむずかしくなるといっ
た問題がある。
になされたものであって、蒸発燃料回収系統の故障ない
しは異常を的確かつ容易に判定することができるハイブ
リッド車の故障診断装置を提供することを解決すべき課
題とする。
めになされた本発明にかかるハイブリッド車の故障診断
装置は、(a)それぞれ駆動輪を駆動することができ
る、電動式の駆動モータと、吸気通路に配置されたスロ
ットル弁を有するエンジン(例えば、ガソリンエンジ
ン)とが設けられ、車両の運転状態に応じて駆動輪の駆
動形態(駆動源)を変更しつつ走行するようになってい
るハイブリッド車の故障診断装置であって、(b)燃料
タンクと、該燃料タンクと吸気通路とを連通する蒸発燃
料回収通路(パージ通路)とを備えた蒸発燃料回収系統
(蒸発燃料回収経路)と、(c)吸気通路内の負圧を蒸
発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回
収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の異
常(故障)を判定(診断)する異常判定手段と、(d)
車両減速時に、スロットル弁を閉成(閉止ないしは閉作
動)させる減速時スロットル制御手段とが設けられ、
(e)異常判定手段が、スロットル弁の閉成中に、吸気
通路に発生する負圧を蒸発燃料回収系統に導入するよう
になっていることを特徴とするものである。
ては、車両減速時に、(吸気負圧が有効に発生するよ
う)駆動輪とエンジンとが力学的に連結されるようにな
っているのが好ましい。また、このハイブリッド車の故
障診断装置においては、減速時スロットル制御手段によ
って車両減速時にスロットル制御が行われているときに
は、エンジンへの燃料供給量が0に設定される(燃料カ
ットされる)ようになっているのが好ましい。
装置によれば、エンジンを格別に負圧発生モード(例え
ば、低中回転・低中負荷)に設定しなくても、車両走行
への影響が小さいときに発生する吸気負圧を利用して、
燃料消費量を格別に増加させることなく、蒸発燃料回収
系統の故障ないしは異常を的確かつ容易に判定すること
ができる。
ては、故障診断をより的確に行うために、異常判定手段
が、エンジンの運転状態が異常判定に適した所定の運転
状態にあるときに異常判定を行うようになっているのが
好ましい。ここで、異常判定に適した所定の運転状態と
しては、例えば燃料タンク内の燃料の温度が低いと判断
される状態、例えばエンジン始動後所定期間内、あるい
はエンジン停止時間が長いときなどがあげられる。な
お、燃料タンク内の燃料の温度を温度センサ等を用いて
直接検出してもよい。また、エンジンに、エンジン温度
が基準値より高いときに実空燃比が目標空燃比となるよ
うに、該エンジンへの燃料供給量をフィードバック制御
する空燃比制御手段が設けられている場合は、異常判定
に適した所定の運転状態として、空燃比制御手段による
フィードバック制御が実行可能な状態等があげられる。
ては、故障診断をより確実に行うために、減速時スロッ
トル制御手段によって、車両減速時にスロットル制御が
行われているときには、エンジンへの燃料供給量が0に
設定されるようになっており、かつ上記負圧導入が所定
期間行われるとともに、該所定期間内に車両減速が終了
したときには、この後エンジンへの燃料供給量が0から
復帰させられ、負圧導入が継続されるようにスロットル
開度及び燃料供給量が制御されるようになっているのが
好ましい。
においては、エンジンが、車両負荷が大きいとき(例え
ば、急加速時、高速走行時、バッテリ充電量低下時)に
稼働するようになっているのが好ましい。この場合、エ
ンジン稼働時にエンジンが低回転高負荷状態となるよう
に、スロットル開度及び燃料供給量が制御されるように
なっているのが好ましい。このようにすれば、燃費性能
を大幅に高めつつ、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異
常を的確かつ容易に判定することができる。
的に説明する。まず、本発明にかかる故障診断装置を備
えたハイブリッド車の概略構成を説明する。図1に示す
ように、ハイブリッド車Wには、その動力源として、エ
ンジン1と駆動モータ2とが設けられている。ここで、
エンジン1は、ガソリンを燃料として用いて駆動力(ト
ルク)を生成するようになっている。また、駆動モータ
2は、バッテリ3から供給される電力をエネルギ源とし
て駆動力(トルク)を生成するようになっている。ここ
で、バッテリ3は、エンジン1により回転駆動されるエ
ンジンモータ4によって適宜充電される。なお、エンジ
ンモータ4は、エンジン1の起動時にはバッテリ3から
通電されてエンジン1を起動(クランキング)する。
4は、いずれも通電されたときには回転してトルクを出
力する一方、力学的に回転駆動されたときには発電する
直流モータであり、したがって両者は本質的には同一の
機能を有している。ただ、駆動モータ2は、主としてバ
ッテリ3からの通電により該ハイブリッド車Wの駆動ト
ルクを出力するために用いられる一方、従として減速時
に発電(回生)してバッテリ3を充電するためにも用い
られ、他方エンジンモータ4は、主としてエンジン1に
より回転駆動されて発電しバッテリ3を充電するために
用いられる一方、従としてバッテリ3から通電されてエ
ンジン駆動用トルクを出力するためにも用いられるのに
過ぎない。
は、エンジン1の駆動力は、順に、トルクコンバータ5
(T/C)と、クラッチ6と、自動変速機7(A/T)
と、差動機構8(ディファレンシャル装置)とを介して
左右の駆動輪9、10に伝達されるようになっている。
なお、自動変速機7から差動機構8への駆動力の伝達
は、ギヤトレイン11の一部を介して行われる。
イン11と、差動機構8とを介して駆動輪9、10に伝
達されるようになっている。ここで、バッテリ3は、後
で説明するように、エンジンモータ4又は駆動モータ2
(回生時)によって充電される一方、駆動モータ2(場
合によってはエンジンモータ4)に放電して該駆動モー
タ2を駆動するようになっているが、該電力制御(充
電、放電の切り替えを含む)は、システムコントローラ
14(コンピュータ)によって制御される電力コントロ
ーラ15によって行われるようになっている。
路12を介して大気中に排出されるようになっている。
そして、排気通路12には、排気ガス中の大気汚染物質
(例えば、HC、CO、NOx等)を浄化するために、
三元触媒を用いた触媒コンバータ13が介設されてい
る。また、システムコントローラ14は、ハイブリッド
車Wの各種制御を行うようになっているが、このシステ
ムコントローラ14には、アクセルペダル16の踏み込
み量α(アクセル開度α)、ブレーキペダル17の踏み
込みの有無、車速V、エンジン水温Tw、バッテリの充
電状態ないしはバッテリ電圧、吸入空気量Qa、エンジ
ン回転数Ne、スロットル開度Tv等の各種制御情報が
入力されるようになっている。
具体的な構成を説明する。図2に示すように、エンジン
1に燃料燃焼用の空気を供給するために吸気通路20
(吸気系統)が設けられ、この吸気通路20には、大気
中から空気を取り入れるために共通吸気通路21が設け
られている。この共通吸気通路21には、吸入空気(吸
気通路20に導入された空気)の流れ方向(図2中では
左向き)にみて、上流側から順に、吸入空気中のダスト
等を除去するエアクリーナ22と、吸入空気量を検出す
るエアフローセンサ23と、吸入空気を絞るスロットル
弁24とが設けられている。そして、共通吸気通路21
の下流端は吸入空気の流れを安定させるサージタンク2
5(容積部)に接続されている。
筒(図示せず)にそれぞれ吸入空気を供給する複数(1
つのみ図示)の独立吸気通路26が接続され、各独立吸
気通路26にはそれぞれ、吸入空気中に燃料を噴射(供
給)する燃料噴射弁27が設けられている。また、エン
ジン1の排気ガスを排出する排気通路12には、触媒コ
ンバータ13のやや上流側に配置される上流側O2セン
サ28と、触媒コンバータ13のやや下流側に配置され
る下流側O2センサ29とが設けられている。
(ガソリン)を供給するための燃料供給系統の構成を説
明する。この燃料供給系統には、燃料を貯留する燃料タ
ンク31が設けられ、この燃料タンク31内の燃料は、
燃料ポンプ32によって、燃料供給通路33を介して燃
料噴射弁27に供給されるようになっている。そして、
燃料噴射弁27で噴射されなかった余剰の燃料は、燃料
還流通路34を介して燃料タンク31に戻されるように
なっている。なお、燃料供給通路33には燃料中の異物
を除去する燃料フィルタ35が介設され、また燃料還流
通路34には、吸気圧に応じて燃料の供給圧力を調整す
るプレッシャレギュレータ36が介設されている。
ーパ(蒸発燃料)を吸気通路20に回収(導入)して、
燃料として活用するための蒸発燃料回収系統(蒸発燃料
供給経路)を説明する。この蒸発燃料回収系統(燃料タ
ンク31を含む)には、燃料タンク31の上部空間部と
サージタンク25(吸気通路20)とを連通するパージ
通路37(蒸発燃料回収通路)が設けられ、このパージ
通路37には燃料ベーパを吸着するキャニスタ38が介
設されている。ここで、燃料ベーパの流れ方向(図2中
では概ね右向き)にみて、キャニスタ38より上流側の
パージ通路37(以下、これを「上流側パージ通路3
7」という)には、燃料タンク31内の圧力(以下、こ
れを「タンク内圧」という)を検出する圧力センサ39
と、該上流側パージ通路37を開閉する制御弁40(P
CTVバルブ)とが設けられている。なお、上流側パー
ジ通路37の上流端近傍において燃料タンク31内に
は、転倒時等において上流側パージ通路37への液体燃
料の流入を防止するためのロールオーバーバルブ41が
設けられている。他方、キャニスタ38より下流側のパ
ージ通路37(以下、これを「下流側パージ通路37」
という)には、該下流側パージ通路37を開閉するパー
ジ弁43(パージバルブ)が設けられている。
開放された大気開放通路44が設けられている。そし
て、この大気開放通路44には、キャニスタ側から先端
側に向かって順に、該大気開放通路44を開閉する大気
開放弁45(CDCVバルブ)と、該大気開放通路44
を介してキャニスタ38に導入される空気に含まれるダ
ストを除去するエアフィルタ46とが設けられている。
とおり、駆動源として、エンジン1と駆動モータ2とが
設けられ、これらの駆動形態(稼働形態)は、該ハイブ
リッド車Wの運転状態に応じて好ましく変更されるよう
になっているが、以下該ハイブリッド車Wにおける具体
的な駆動形態を、適宜図3〜図8を参照しつつ説明す
る。なお、以下に説明する駆動形態は単なる例示であっ
て、本発明はかかる駆動形態に限定されるものでないの
はもちろんである。
解放されてエンジン1が停止する一方、バッテリ3から
駆動モータ2に電力が供給され、該駆動モータ2が力行
する。このとき、駆動輪9、10は、駆動モータ2のみ
によって駆動される。なお、エンジンモータ4は、エン
ジン1が停止し、かつバッテリ3から電力が供給されな
いので、何ら活動しない(停止する)。
バッテリ3から駆動モータ2に電力が供給されて駆動モ
ータ2が力行するとともに、クラッチ6が締結されかつ
エンジン1が起動されて高出力運転を行う。さらに、バ
ッテリ3からエンジンモータ4にも電力が供給され、エ
ンジンモータ4も力行する。かくして、駆動輪9、10
は、エンジン1と、駆動モータ2と、エンジンモータ4
とによって強力に駆動される。
解放され、バッテリ3からエンジンモータ4に電力が供
給され、エンジンモータ4が力行する。このとき、エン
ジンモータ4によってエンジン1が起動(クランキン
グ)される。なお、駆動モータ2は停止している(但
し、走行中にエンジン1が起動される場合は停止してい
ない)。
クラッチ6が解放される。このとき、駆動モータ2が駆
動輪9、10によって逆駆動され、駆動輪9、10の駆動
力が駆動モータ2に回生される。かくして、駆動モータ
2は発電し、この電力によりバッテリ3が充電される。
ら駆動モータ2に電力が供給されて駆動モータ2が力行
するとともに、エンジン1が高出力運転を行う。このと
き、バッテリ3からエンジンモータ4にも電力が供給さ
れ、エンジンモータ4も力行する。かくして、駆動輪
9、10は、エンジン1と、駆動モータ2と、エンジン
モータ4とによって強力に駆動される。
原則的には、クラッチ6が解放されてエンジン1が停止
する一方、バッテリ3から駆動モータ2に電力が供給さ
れ、駆動モータ2が力行する。このとき、駆動輪9、1
0は、駆動モータ2のみによって駆動される。なお、エ
ンジンモータ4は何ら活動しない。但し、エンジン冷機
時又はバッテリ充電量低下時には、クラッチ6が締結さ
れてエンジン1は運転を行い、このときエンジンモータ
4はエンジン1によって回転駆動されて発電し、この電
力によりバッテリ3が充電される。
には、エンジン1が高効率運転を行い、バッテリ3から
駆動モータ2へは電力が供給されない。このとき、駆動
輪9、10は、エンジン1のみによって駆動され、駆動
モータ2は無出力状態となる。なお、エンジンモータ4
はエンジン1によって回転駆動されて発電し、この電力
によりバッテリ3が充電される。
示すように、バッテリ3から駆動モータ2に電力が供給
されて駆動モータ2が力行するとともに、エンジン1が
高出力運転を行う。このとき、バッテリ3からエンジン
モータ4にも電力が供給され、エンジンモータ4も力行
する(但し、運転状態により発電する場合もある)。か
くして、駆動輪9、10は、エンジン1と、駆動モータ
2と、エンジンモータ4とによって強力に駆動される。
ジン1は停止し、かつ駆動モータ2も停止する(バッテ
リ3から駆動モータ2に電力が供給されない)。なお、
エンジンモータ4は、エンジン1が停止し、かつバッテ
リ3から電力が供給されないので、何ら活動しない(停
止する)。但し、図8に示すように、エンジン冷機時又
はバッテリ充電量低下時には、エンジン1は運転を行
い、このときエンジンモータ4はエンジン1によって回
転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ3が充電
される。
ク31内で発生した燃料ベーパを吸気通路20に回収す
るために蒸発燃料回収系統が設けられているが、以下こ
の蒸発燃料回収系統における燃料ベーパの回収手順の一
例を説明する。この蒸発燃料回収系統においては、通常
時は、制御弁40と大気開放弁45とが開かれる一方、
パージ弁43が閉じられる。このとき、燃料タンク31
の上部空間部(以下、これを「タンク空間部」という)
は、基本的には、上流側パージ通路37とキャニスタ3
8と大気開放通路44とを介して大気と連通する。かく
して、燃料タンク31内の燃料が蒸発(気化)するなど
してタンク内圧が高まると、該圧力によりタンク空間部
内の燃料ベーパを含む空気は、順に、上流側パージ通路
37とキャニスタ38と大気開放通路44とを介して大
気中に放出される。その際、燃料ベーパはキャニスタ3
8に吸着(捕集)されるので、結局大気中へは空気のみ
が放出される。
ば、飽和吸着量の70%程度)の燃料ベーパが吸着さ
れ、あるいは吸着されていると推測され、かつエンジン
1が運転を行っているとき(燃料カット運転を含む)に
は、制御弁40が閉じられる一方、パージ弁43と大気
開放弁45とが開かれる。このとき、サージタンク25
は、下流側パージ通路37とキャニスタ38と大気開放
通路44とを介して大気と連通する。かくして、サージ
タンク25内の負圧によって、大気中の空気が、順に、
大気開放通路44とキャニスタ38と下流側パージ通路
37とを介してサージタンク25に吸入される。その
際、キャニスタ38に吸着されている燃料ベーパがキャ
ニスタ38から離脱してサージタンク25にパージされ
る。そして、サージタンク25内にパージされた燃料ベ
ーパは、この後エンジン1で燃料として活用される(燃
焼する)。
は、ときには各種弁40、43、45の作動不良、あるい
はパージ通路37等の破損などといった故障ないしは異
常が生じることがある。そこで、このハイブリッド車W
では、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を判定(診
断)するために、適宜故障診断を行うようになってい
る。以下、この故障診断手法を具体的に説明する。
基本概念を説明する。この故障診断においては、基本的
には、吸気通路20(サージタンク25)内の負圧を蒸
発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回
収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の故
障ないしは異常を判定するようにしている。以下、より
具体的な故障診断手法を説明する。図9に示すように、
この故障診断は、パージ弁43と大気開放弁45とを開
く一方、制御弁40を閉じて燃料ベーパのパージを行っ
ているときに実施するようにしている。すなわち、まず
パージ中において、適当な時点t1で、大気開放弁45
を閉じる一方、制御弁40を開いて故障診断を開始す
る。なお、パージ弁43は開いたままにしておく。
蒸発燃料回収系統に導入され、タンク内圧が次第に低下
する(負圧が高くなる)。そして、タンク内圧が所定の
基準圧力(例えば、−200mmAqゲージ(水柱))
まで低下し(時点t2)、さらにタンク内圧が若干低下
した時点t3でパージ弁43を閉じる。これにより、パ
ージ弁43よりも燃料タンク側の蒸発燃料回収系統は、
大気とは遮断されて密閉状態となる。この後、タンク空
間部内への負圧の伝播の遅れ等に起因して、圧力センサ
39によって検出されるタンク内圧は若干上昇する(戻
る)。
した時点t4におけるタンク内圧を、第1タンク内圧値
TP1として記憶する。そして、第1タンク内圧値TP
1を検出した時点t4から所定の測定時間(例えば、3
0秒)を経過した時点t5におけるタンク内圧を、第2
タンク内圧値TP2として記憶する。また、この時点t
5で制御弁40を閉じ、次に大気開放弁45を開く。な
お、パージ弁43は閉じたままにしておく。この後、適
当な時間が経過した時点t6でパージ弁43を開き、キ
ャニスタ38に吸着されている燃料ベーパのパージを再
開する。
始後にタンク内圧が実質的に上記基準圧力(例えば、−
200mmAqゲージ)まで低下するのに要した時間、
すなわち時点t1から時点t4までの経過時間(t4−
t1)に基づいて、パージ通路37の接続不良、大気開
放弁45の開固着(開きぱなし)等に起因する重度の漏
れ故障(ラージリーク)の有無が判定される。すなわ
ち、時間(t4−t1)が、予め設定された基準時間(例
えば、30秒)よりも長いときには、ラージリークがあ
るものと判定される。また、時点t1以後においてタン
ク内圧が基準圧力まで低下しないときにも、ラージリー
クがあるものと判定される。なお、上記時間(t4−
t1)を、(t3−t1)あるいは(t2−t1)としても
よい。
ク内圧値TP1の差圧(TP2−TP1)、すなわち時
点t4から時点t5までの期間(測定時間)におけるタン
ク内圧上昇度合いに基づいて、パージ通路37の軽微な
破損等に起因する軽度の漏れ故障(スモールリーク)の
有無が判定される。すなわち、差圧(TP2−TP1)
が、予め設定されたしきい値よりも大きいとき、例えば
第2タンク内圧値TP2がSP2よりも高いときには、
パージ通路37内の負圧を適正に維持することができな
いスモールリークがあるものと判定される。なお、時点
t5から時点t6までの期間においてタンク内圧上昇度合
いが所定の基準値より大きいときには、制御弁40が開
固着(開きぱなし)しているものと判定される。
故障診断はシステムコントローラ14によって行われる
が、以下、図10〜図13に示すフローチャートに従っ
て、このシステムコントローラ14による具体的な故障
診断及びこれに付随する各種制御の制御手順を説明す
る。なお、システムコントローラ14は、特許請求の範
囲に記載された「異常判定手段」と「減速時スロットル
制御手段」と「空燃比制御手段」とを含むハイブリッド
車Wの総合的な制御装置である。
おけるメインルーチンである運転モード設定ルーチンの
処理手順を説明する。なお、この運転モード設定ルーチ
ンは一定時間(例えば、20msec)毎に実行され
る。図10に示すように、この運転モード設定ルーチン
では、まずステップS1で、ハイブリッド車システムを
始動させるスタートスイッチがオンされたか否かが判定
され、スタートスイッチがオンされていないと判定され
た場合は(NO)、このステップS1が繰り返し実行さ
れる。他方、ステップS1でスタートスイッチがオンさ
れたと判定された場合は(YES)、ステップS2で、
アクセル開度α、バッテリ充電状態ないしはバッテリ電
圧、車速V、エンジン水温Tw等の各種制御情報が入力
される。
すような基本運転モードマップを用いて、ハイブリッド
車Wの基本運転モードが設定される。図14に示すよう
に、この基本運転モードマップでは、領域R1で示す低
出力域(概ね、時速20〜30km/時以下)では、ク
ラッチ6が開放されてエンジン1が停止され、ハイブリ
ッド車Wは駆動モータ2のみによって駆動される。但
し、バッテリ3の充電量が所定の基準値以下となったと
きには、エンジン1が運転される。そして、領域R2で
示す中出力域では、クラッチ6が締結されてエンジン1
が高効率モードで運転され、かつ駆動モータ2が通電さ
れ、ハイブリッド車Wはエンジン1及び駆動モータ2に
よって駆動される。領域R3で示す高出力域では、クラ
ッチ6が締結されてエンジン1が高出力モードで運転さ
れ、かつ駆動モータ2が通電され、ハイブリッド車Wは
エンジン1及び駆動モータ2によって強力に駆動され
る。
う、スロットル開度と燃料噴射量と自動変速機7の変速
段とを制御することにより可及的に高回転・高負荷域で
運転されるようになっている。なお、スタートスイッチ
がオンされたときには、所定期間は必ずエンジン1を運
転し、エンジン1の始動性を向上させるようにしてもよ
い。
すような油温推定マップを用いて、エンジン1の運転時
間積算値に基づいて、燃料タンク31内の燃料の温度T
f(タンク内油温)が推定される。なお、燃料タンク3
1内に温度センサを設けて、タンク内油温Tfを実測す
るようにしてもよい。
グF1が0であるか否かが判定される。このモニタ終了
フラグF1は、後で説明するパージモニタ制御ルーチン
(図11)において、パージモニタが終了したときには
1がセットされ、終了していないときには0がセットさ
れるフラグである。このステップS5で、F1≠0(す
なわち、F1=1)であると判定された場合は(N
O)、パージモニタが終了しているので、ステップS1
3で、ハイブリッド車Wが基本運転モードで運転され、
今回のルーチンが終了する。
定された場合は(YES)、ステップS6で、アクセル
開度αがほぼ0であり、かつ車速Vが下限値V01より大
きく上限値V02以下である(すなわちハイブリッド車W
が所定の低速領域に入っている)か否かが判定される。
つまり、このステップS6では、ハイブリッド車Wが減
速モード(減速時)であるか否かが判定される。
≦V02であると判定された場合(YES)、すなわちハ
イブリッド車Wが減速モード(減速時)であると判定さ
れた場合は、ステップS7〜S9で、順に、エンジン水
温Twが基準水温Tw0以上であるか否かと、タンク内
油温Tfが基準油温Tf0以下であるか否かと、タンク
内圧確認フラグF2が1であるか否かとが判定される。
ここで、基準水温Tw0は、エンジン水温Twがこれよ
り低いと、燃料ベーパのパージが困難(あるいは不可
能)となるか、又は空燃比のO2フィードバック制御が
困難(あるいは不可能)となるような限界値の近傍に設
定される。また、基準油温Tf0は、タンク内油温がこ
れより高いと、燃料タンク31に負圧を導入したときに
液体燃料が大量に気化するおそれが生じるような限界値
の近傍に設定される。なお、タンク内圧確認フラグF2
は、後で説明するパージモニタ制御ルーチン(図11)
において、タンク内圧Pが基準圧力P1以上であり、か
つスロットル開度TvがTv1〜Tv2のスロットル小開
度領域に入っていれば1がセットされ、そうでなければ
0がセットされるフラグである。つまり、タンク内圧確
認フラグF2は、パージモニタ(故障診断)が可能な負
圧が存在するときには1がセットされ、存在しないとき
には0がセットされる。
ずれか1つでも不成立であると判定された場合は(ステ
ップS7〜S9のいずれかがNO)、パージモニタを行
うことができないので、今回のルーチンが終了する。
が成立していると判定された場合は(ステップS7〜S
9のすべてがYES)、ステップS10で、ハイブリッ
ド車WがパージモニタAモードで運転され、今回のルー
チンは終了する。ここで、パージモニタAモードとは、
減速モード(減速時)において、燃料噴射弁27からの
燃料噴射を停止した状態(燃料カット)でクラッチ6を
締結し、かつスロットル開度Tvを小開度Tvbに設定
し、燃料を消費することなく吸気通路20に、蒸発燃料
回収系統の故障診断(パージモニタ)が可能な負圧を発
生させるモードである。なお、このとき、ハイブリッド
車Wは減速モードであるので、駆動モータ2は回生モー
ドとなっている。また、この減速中は、エンジン回転数
が車輪速の急激な低下に伴って急に落ち込むのを防止す
るため、クラッチ6の締結力をエンジン回転数が急低下
しないようにスリップ制御してもよい。
リッド車Wが減速モードでないと判定された場合は(N
O)、ステップS11で、ラージリーク判定中フラグF
3が1であるか否かが判定される。このラージリーク判
定中フラグF3は、後で説明するパージモニタ制御ルー
チン(図11)において、ラージリーク判定が終了して
いないときには1がセットされ、終了したときに0がセ
ットされるフラグである。ここで、F≠1(すなわち、
F3=0)であると判定された場合は(NO)、ラージ
リーク判定は終了しているので、ステップS13で、ハ
イブリッド車Wが基本運転モードで運転され、今回のル
ーチンが終了する。
判定された場合は(YES)、ラージリーク判定はまだ
終了していないので、ステップS12で、ハイブリッド
車WがパージモニタBモードで運転され、今回のルーチ
ンは終了する。ここで、パージモニタBモードとは、減
速モードが終了し、したがって本来はエンジン1を高負
荷で運転すべき場合であるのにもかかわらず、吸気負圧
を確保するために比較的低負荷で運転するといった、パ
ージモニタ時の運転モードである。このパージモニタB
モードでは、エンジン1は、スロットル開度TvがTv
1〜Tv2の小開度の範囲内に設定され、空燃比A/Fが
理論空燃比(A/F=14.7、λ=1)となるように
制御される。このとき、駆動モータ2は、エンジン1の
トルク不足を補うために、高出力で駆動される。なお、
車速Vがほぼ0のときは、充電モードとなる。
系統の故障診断を実行するパージモニタ制御ルーチンの
処理手順を説明する。なお、このパージモニタ制御ルー
チンは、一定時間(例えば、20msec)毎に実行さ
れる。図11に示すように、このパージモニタ制御ルー
チンでは、まず、ステップS21で、パージ弁43と制
御弁40とが開弁され、大気開放弁45が閉弁され、蒸
発燃料回収系統にサージタンク25内の負圧が導入され
る。続いて、ステップS22で、タンク内圧Pが基準圧
力P1以上であり、かつスロットル開度Tvが、Tv1よ
り大きくTv2よりは小さいスロットル小開度領域に入
っているか否かが判定される。つまり、タンク内圧と吸
気負圧とが故障診断を行うのに適した状態となっている
か否かが判定される。
v<Tv2ではないと判定された場合(NO)、すなわ
ち故障診断を行うのに適した状態ではないときには、ス
テップS32で、モニタ終了フラグF1とタンク内圧確
認フラグF2とラージリーク判定中フラグF3とに、それ
ぞれ0がセットされた後、ステップS21に戻る。
<Tv<Tv2でであると判定された場合(YES)、
すなわち故障診断を行うのに適した状態である場合は、
ステップS23でタンク内圧確認フラグF2に1がセッ
トされ、続いてステップS24でラージリーク判定が行
われた後、ステップS25でラージリーク判定中フラグ
F3に1がセットされる。なお、ラージリーク判定の判
定方法は、前記のとおりである。
の結果がOK(合格)であるか否かが判定される。そし
て、OKでない(ラージリークがある)と判定された場
合は(NO)、ステップS33でモニタ成立が確認され
れば(YES)、つまりラージリーク判定中の大気圧や
外気温等によりラージリーク判定不能状態でないことが
確認されれば、ステップS34でラージリークが発生し
ている旨を告知する警報が出力される。続いて、ステッ
プS35でタンク内圧確認フラグF2とラージリーク判
定中フラグF3とにそれぞれ0がセットされ、さらにス
テップS36でモニタ終了フラグF1に1がセットさ
れ、今回のルーチンが終了する。なお、ステップS33
でモニタ不成立であると判定された場合は(NO)、警
報は出力されず、ステップS37でタンク内圧確認フラ
グF2とラージリーク判定中フラグF3とにそれぞれ0が
セットされ、今回のルーチンが終了する。
ーク判定の結果がOKである(ラージリークがない)と
判定された場合は(YES)、ステップS27でスモー
ルリーク判定が行われた後、ステップS28でラージリ
ーク判定中フラグF3に0がセットされる。なお、スモ
ールリーク判定の判定方法は前記のとおりである。
定の結果がOK(合格)であるか否かが判定される。そ
して、OKでない(スモールリークがある)と判定され
た場合は(NO)、ステップS38でモニタ成立が確認
されれば(YES)、つまりスモールリーク判定中の大
気圧や外気温等に基づき、スモールリークの判定が不能
ではなかったことが確認されれば、ステップS39でス
モールリークが発生している旨を告知する警報が出力さ
れる。続いて、ステップS40でタンク内圧確認フラグ
F2に0がセットされ、さらにステップS41でモニタ
終了フラグF1に1がセットされ、今回のルーチンが終
了する。なお、ステップS38でモニタ不成立であると
判定された場合は(NO)、警報は出力されず、ステッ
プS42でタンク内圧確認フラグF2に0がセットさ
れ、今回のルーチンが終了する。
判定の結果がOKである(スモールリークがない)と判
定された場合は(YES)、ステップS30でモニタ終
了フラグF1に1がセットされ、続いてステップS31
でタンク内圧確認フラグF2に0がセットされ、今回の
ルーチンは終了する。
に際して、蒸発燃料回収系統のパージ弁43及び大気開
放弁45を制御するエンジン始動時制御ルーチンの処理
手順を説明する。なお、このエンジン始動時制御ルーチ
ンは、一定時間(例えば、20msec)毎に実行され
る。図12に示すように、このエンジン始動時制御ルー
チンでは、まず、ステップS51でエンジン運転信号が
入力されたか否かが判定され、エンジン運転信号が入力
されていなければ(NO)、ステップS56でパージ弁
43と大気開放弁45とが閉じられ、この後ステップS
51に戻る。ここで、パージ弁43と大気開放弁45と
を閉じるのは、エンジン始動時にパージガスが吸気通路
20に漏れるのを確実に防止するためである。
が入力されたと判定された場合は(YES)、ステップ
S52でエンジン運転中であるか否かが判定される。そ
して、エンジン運転中でなければ(NO)、ステップS
53で、エンジン1がクランキングされる。なお、クラ
ンキング時に、燃料噴射弁27から燃料が噴射されるの
はもちろんである。
しているか否かが判定される。ここでは、エンジン回転
数が1000r.p.m.以上となったときに完爆している
ものと判定するようにしている。そして、ステップS5
4で完爆していないと判定された場合は(NO)、ステ
ップS53に戻ってクランキングが続行される。他方、
ステップS54で完爆していると判定された場合は(Y
ES)、ステップS55で大気開放弁45が開かれ、今
回のルーチンが終了する。なお、前記のステップS52
で、エンジン運転中であると判定された場合は(YE
S)、すでにエンジン1は正常に稼働しているので、何
もせず今回のルーチンを終了する。
燃料噴射と、蒸発燃料回収系統のパージとを制御する燃
料制御ルーチンの処理手順を説明する。なお、この燃料
制御ルーチンは、所定のクランク角となる毎に実行され
る。図13に示すように、この燃料制御ルーチンでは、
まず、ステップS61で、アクセル開度α、吸入空気量
Qa、エンジン水温Tw、エンジン回転数Ne、スロッ
トル開度Tv、O2濃度Ox(空燃比)等の各種データ
(制御情報)が入力される。
Fbが算出(演算)される。ここで、基本燃料噴射量F
bは、スロットル開度Tv、エンジン回転数Ne等に基
づいて、可及的に高効率運転が行われるように好ましく
設定される。さらに、ステップS63で、エンジン水温
Twに基づいて燃料噴射量補正値Cが算出(演算)され
る。ここで、燃料噴射量補正値Cは、基本的には、エン
ジン水温Twが低いときほど燃料噴射量が増量されるよ
うに好ましく設定されている。
wが基準水温Tw0を超えている(高い)か否かが判定
される。ここで、基準水温Tw0は、これ以下では空燃
比ないしは燃料噴射量のO2フィードバック制御が困難
となる境界値の近傍に設定される。このステップS64
で、Tw≦Tw0であると判定された場合は(NO)、
空燃比のO2フィードバック制御を行うことは好ましく
ないので、ステップS67でフィードバック補正値cf
bが0とされる(O2フィードバック制御は実行されな
い)。
あると判定された場合は(YES)、空燃比ないしは燃
料噴射量のO2フィードバック制御が行われる。具体的
には、まずステップS65でO2濃度Ox(実空燃比A
/F)が目標O2濃度Ox0(目標空燃比)以上であるか
否かが判定される。ここで、Ox≧Ox0であれば(Y
ES)、実空燃比が目標空燃比よりもリーンであるの
で、ステップS66で、フィードバック補正値cfbが
所定の補正量Δcfbだけ加算される(燃料噴射量が増
加する)。他方、Ox<Ox0であれば(NO)、実空
燃比が目標空燃比よりもリッチであるので、ステップS
68で、フィードバック補正値cfbが所定の補正量Δ
cfbだけ減算される(燃料噴射量が減少する)。
り、最終燃料噴射量F、すなわち燃料噴射弁27から実
際に噴射すべき燃料量が算出(演算)される。
であるか否かが判定され、噴射タイミングでなければ
(NO)、このステップS70が繰り返し実行され、噴
射タイミングに達すれば(YES)、ステップS71で
燃料噴射弁27から燃料が噴射される。
水温Twが基準水温Tw0を超えている(高い)か否か
が判定される。ここで、Tw≦Tw0であれば(N
O)、ステップS77でパージ弁43が閉じられ、今回
のルーチンは終了する。すなわち、燃料ベーパの吸気通
路20(サージタンク25)へのパージは実行されな
い。前記のとおり、Tw≦Tw0の場合は、空燃比のO2
フィードバック制御が実行されないので、燃料ベーパの
パージに起因する空燃比のずれないしは乱れを是正する
ことができないからである。
ると判定された場合は(YES)、空燃比のO2フィー
ドバック制御が実行されているので、燃料ベーパのパー
ジが実行される。具体的には、まずステップS73でフ
ィードバック補正値cfbになまし処理が施され、cf
bなまし値に基づいて空燃比A/Fのずれ量ΔA/Fが
算出(演算)される。続いて、ステップS74で、空燃
比ずれ量ΔA/Fが、所定の基準ずれ量ΔA/F0以上
であるか否か、すなわち実空燃比がリーン側にずれてい
るか否かが判定される。この燃料制御ルーチンでは、空
燃比ずれ量ΔA/Fが大きいとき、すなわち実空燃比が
リーン側にずれているときには、迅速に該ずれを是正す
るために燃料ベーパのパージ量を増加させるようにして
いる。
ΔA/F0であると判定された場合(YES)、すなわ
ち空燃比がリーン側にずれている場合は、ステップS7
5でパージ弁43の開度が所定量ΔPuだけ増加させら
れ、燃料ベーパのパージ量が増加させられる。他方、Δ
A/F<ΔA/F0であると判定された場合は(N
O)、ステップS78でパージ弁43の開度が所定量Δ
Puだけ減少させられ、燃料ベーパのパージ量が減少さ
せられる。
駆動されて燃料ベーパの吸気通路20(サージタンク2
5)へのパージが実行され、今回のルーチンが終了す
る。
はクラッチ6を有し、車両走行状態に応じてクラッチ6
を接続・開放(遮断)制御するようにしているが、この
ようにせず、エンジン1と駆動モータ2とを直結する
か、あるいは変速機構を介して直結するように構成した
ハイブリッド車においても、この実施の形態の故障診断
装置は適応可能である。
リッド車Wないしはエンジン1の燃費性能を大幅に高め
つつ、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を的確かつ
容易に判定することができる。
の概略構成を示す模式図である。
の燃料系統のシステム構成図である。
荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
速時又は高負荷定常走行時における駆動形態を示す模式
図である。
における駆動形態を示す模式図である。
駆動形態を示す模式図である。
時における駆動形態を示す模式図である。
ける駆動形態を示す模式図である。
状態を示すタイムチャートである。
モード設定ルーチンのフローチャートである。
トである。
ートである。
る。
に対する特性を示す図である。
対する変化特性を示す図である。
3…バッテリ、4…エンジンモータ、5…トルクコンバ
ータ、6…クラッチ、7…自動変速機、8…差動機構、
9…左側の駆動輪、10…右側の駆動輪、11…ギヤト
レイン、12…排気通路、13…触媒コンバータ、14
…システムコントローラ、15…電力コントローラ、1
6…アクセルペダル、17…ブレーキペダル、20…吸
気通路、21…共通吸気通路、22…エアクリーナ、2
3…エアフローセンサ、24…スロットル弁、25…サ
ージタンク、26…独立吸気通路、27…燃料噴射弁、
28…上流側O2センサ、29…下流側O2センサ、31
…燃料タンク、32…燃料ポンプ、33…燃料供給通
路、34…燃料還流通路、35…燃料フィルタ、36…
プレッシャレギュレータ、37…パージ通路、38…キ
ャニスタ、39…圧力センサ、40…制御弁、41…ロ
ールオーバーバルブ、43…パージ弁、44…大気開放
通路、45…大気開放弁、46…エアフィルタ。
Claims (9)
- 【請求項1】 それぞれ駆動輪を駆動することができ
る、電動式の駆動モータと、吸気通路に配置されたスロ
ットル弁を有するエンジンとが設けられ、車両の運転状
態に応じて上記駆動輪の駆動形態を変更しつつ走行する
ようになっているハイブリッド車の故障診断装置であっ
て、 燃料タンクと、該燃料タンクと上記吸気通路とを連通す
る蒸発燃料回収通路とを備えた蒸発燃料回収系統と、 上記吸気通路内の負圧を上記蒸発燃料回収系統に導入
し、該負圧導入による上記蒸発燃料回収系統内の圧力変
化に基づいて、上記蒸発燃料回収系統の異常を判定する
異常判定手段と、 車両減速時に、上記スロットル弁を閉成させる減速時ス
ロットル制御手段とが設けられ、 上記異常判定手段が、上記スロットル弁の閉成中に、上
記吸気通路に発生する負圧を上記蒸発燃料回収系統に導
入するようになっていることを特徴とするハイブリッド
車の故障診断装置。 - 【請求項2】 上記車両減速時に、上記駆動輪と上記エ
ンジンとが力学的に連結されるようになっていることを
特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車の故障診断
装置。 - 【請求項3】 上記異常判定手段が、上記エンジンの運
転状態が異常判定に適した所定の運転状態にあるときに
異常判定を行うようになっていることを特徴とする請求
項2に記載のハイブリッド車の故障診断装置。 - 【請求項4】 上記異常判定に適した所定の運転状態
が、上記燃料タンク内の燃料の温度が低いと判断される
状態であることを特徴とする請求項3に記載のハイブリ
ッド車の故障診断装置。 - 【請求項5】 上記エンジンに、エンジン温度が基準値
より高いときに実空燃比が目標空燃比となるように、該
エンジンへの燃料供給量をフィードバック制御する空燃
比制御手段が設けられていて、 上記異常判定に適した所定の運転状態が、上記空燃比制
御手段によるフィードバック制御が実行可能な状態であ
ることを特徴とする請求項3又は4に記載のハイブリッ
ド車の故障診断装置。 - 【請求項6】 上記減速時スロットル制御手段によって
車両減速時にスロットル制御が行われているときには、
上記エンジンへの燃料供給量が0に設定されるようにな
っていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つ
に記載のハイブリッド車の故障診断装置。 - 【請求項7】 それぞれ駆動輪を駆動することができ
る、電動式の駆動モータと、吸気通路に配置されたスロ
ットル弁を有するエンジンとが設けられ、車両の運転状
態に応じて上記駆動輪の駆動形態を変更しつつ走行する
ようになっているハイブリッド車の故障診断装置であっ
て、 燃料タンクと、該燃料タンクと上記吸気通路とを連通す
る蒸発燃料回収通路とを備えた蒸発燃料回収系統と、 上記吸気通路内の負圧を上記蒸発燃料回収系統に導入
し、該負圧導入による上記蒸発燃料回収系統内の圧力変
化に基づいて、上記蒸発燃料回収系統の異常を判定する
異常判定手段と、 車両減速時に上記スロットル弁を閉成させる減速時スロ
ットル制御手段と、 エンジン温度が所定値より高いときに実空燃比が目標空
燃比となるように、上記エンジンへの燃料供給量をフィ
ードバック制御する空燃比制御手段とが設けられてい
て、 上記異常判定手段が、上記スロットル弁の閉成中に、上
記吸気通路に発生する負圧を上記蒸発燃料回収系統に導
入するようになっており、 上記減速時スロットル制御手段によって、車両減速時に
スロットル制御が行われているときには、上記エンジン
への燃料供給量が0に設定されるようになっており、 かつ、上記負圧導入が所定期間行われるとともに、該所
定期間内に上記車両減速が終了したときには、この後エ
ンジンへの燃料供給量が0から復帰させられ、負圧導入
が継続されるようにスロットル開度及び燃料供給量が制
御されるようになっていることを特徴とするハイブリッ
ド車の故障診断装置。 - 【請求項8】 上記エンジンが、車両負荷が大きいとき
に稼働するようになっていることを特徴とする請求項1
〜7のいずれか1つに記載のハイブリッド車の故障診断
装置。 - 【請求項9】 上記エンジン稼働時に上記エンジンが低
回転高負荷状態となるように、スロットル開度及び燃料
供給量が制御されるようになっていることを特徴とする
請求項8に記載のハイブリッド車の故障診断装置。
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