JP2001304032A - 触媒劣化検出装置 - Google Patents

触媒劣化検出装置

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JP2001304032A JP2000127970A JP2000127970A JP2001304032A JP 2001304032 A JP2001304032 A JP 2001304032A JP 2000127970 A JP2000127970 A JP 2000127970A JP 2000127970 A JP2000127970 A JP 2000127970A JP 2001304032 A JP2001304032 A JP 2001304032A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気浄化触媒の劣化状況を正確に、かつ、よ
り早期に検出することのできる触媒劣化検出装置を提供
すること。 【解決手段】 本発明の触媒劣化検出装置は、車輌駆動
用の電動機２及び内燃機関１を備えたハイブリッド車輌
の排気通路２８上に配設された排気浄化触媒２９の劣化
を検出するもので、車輌の各種状態量を検出する車輌状
態検出手段１１と、車輌状態検出手段１１の検出結果に
基づいて、内燃機関１の出力と電動機２の出力とを算出
する出力算出手段１０と、排気浄化触媒２９の劣化状況
を判定する触媒劣化判定手段１１とを備えており、出力
算出手段１０は、触媒劣化判定手段１１による排気浄化
触媒２９の劣化判定中には、内燃機関１の出力を所定範
囲内に設定すると共に、車輌全体の総必要出力の変動に
対して電動機２の出力を変動させて対応することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車輌
の排気浄化触媒の劣化状況を判定する触媒劣化検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】車輌に搭載された内燃機関の排気通路上
には、排気ガス中の未燃燃料や一酸化炭素、窒素酸化物
などを浄化するための排気浄化触媒（以下、単に触媒と
も言う）が取り付けられている。そして、触媒の劣化に
よる未浄化成分の大気への放出量増加を防止するため、
触媒の劣化状況を判定する触媒劣化検出装置も内燃機関
に付随して設置される。触媒の劣化状況を正確に判定す
るには、内燃機関が比較的出力変動の少ない状況下にあ
るときに判定することが好ましい。しかし、内燃機関は
車輌運転者の操作に応じてその出力を変動させなくては
ならず、劣化判定の機会の確保が困難となる場合も多
い。そこで、判定機会を確保するために様々な検討が行
われている。このような検討の結果に発明されたものと
しては、特開平9-144532号公報に記載されたものなどが
知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報に記載の
発明は、劣化判定中におけるアクセルペダル操作量に対
するスロットルバルブ制御量に何らかの制限（具体的に
はスロットルバルブの開速度を低速化したり、スロット
ルバルブの開動作を一時停止する）を加えて内燃機関の
変動を抑止することによって、劣化判定の機会を確保す
るものである。しかし、この場合は要求されている出力
が得られない場合がある。本発明は、特に、車輌駆動用
の電動機及び内燃機関を備えたハイブリッド車における
触媒劣化検出装置についてのものであり、本発明の目的
は、排気浄化触媒の劣化状況を正確に、かつ、より早期
に検出することのできる触媒劣化検出装置を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒劣化検出装
置は、車輌駆動用の電動機及び内燃機関を備えたハイブ
リッド車輌の排気通路上に配設された排気浄化触媒の劣
化を検出するもので、車輌の各種状態量を検出する車輌
状態検出手段と、車輌状態検出手段の検出結果に基づい
て、内燃機関の出力と電動機の出力とを算出する出力算
出手段と、排気浄化触媒の劣化状況を判定する触媒劣化
判定手段とを備えており、出力算出手段は、触媒劣化判
定手段による排気浄化触媒の劣化判定中には、内燃機関
の出力を所定範囲内に設定すると共に、車輌全体の総必
要出力の変動に対して電動機の出力を変動させて対応す
ることを特徴としている。
【０００５】本発明によれば、触媒劣化判定手段による
排気浄化触媒の劣化判定中には、内燃機関の出力は出力
算出手段によって所定範囲内に設定される。内燃機関は
定常的に運転されることになり、排気浄化触媒の劣化検
出を正確に行える。また、劣化判定中の内燃機関の運転
状況が安定するので、劣化検出が運転状態の変動によっ
て阻害されることがなくなり、劣化検出を早期に終了さ
せることもできる。内燃機関の出力を所定範囲内に設定
しても、車輌が必要としている総出力の変動に対しては
電動機の出力を変動させて対応できるので、車輌の動力
性能を犠牲にすることもない。
【０００６】ここで、出力算出手段は、触媒劣化判定手
段による排気浄化触媒の劣化判定開始時に、内燃機関の
出力を所定範囲内となるように強制的に変更することが
好ましい。このようにすれば、触媒劣化の判定をより確
実に開始でき、より早期に劣化判定を行うことができ
る。また、触媒劣化判定手段による排気浄化触媒の劣化
状況判定を開始させる判定開始手段を備え、判定開始手
段は、所定のスケジュールに基づいて排気浄化触媒の劣
化状況判定を開始させることが好ましい。このようにす
れば、所定のスケジュールに基づいて、触媒劣化検出を
確実に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の触媒劣化検出装置の一実
施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形
態の燃料性状検出装置を有する車輌の構成を図１に示
す。
【０００８】本実施形態の燃料性状検出装置を有する車
輌は、その駆動源として、内燃機関であるエンジン１と
モータ（電動機）２とを有している、いわゆるハイブリ
ッド車である。また、この車輌は、エンジン１の出力を
受けて発電を行う発電機３も有している。これらのエン
ジン１、モータ２及び発電機３は、動力分割機構４によ
って接続されている。動力分割機構４は、エンジン１の
出力を発電機３や駆動輪７に振り分ける役割や、モータ
２からの出力を駆動輪７に伝達する役割を負っている。
また、動力分割機構４は、デファレンシャルギア５及び
駆動軸６を介して駆動輪７に伝達される駆動力の変速機
としての役割も負っている。動力分割機構４について
は、追って詳しく説明する。
【０００９】モータ２は、交流同期モータであり、交流
電力によって駆動される。インバータ９は、バッテリ８
に蓄えられた電力を直流から交流に変換して、モータ２
に供給すると共に、発電機３によって発電される電力を
交流から直流に変換して、バッテリ８に蓄えるためのも
のである。発電機３も、基本的には上述したモータ２と
ほぼ等しい構成を有しており、交流同期モータとしての
構成を有している。モータ２が主として駆動力を出力す
るのに対して、発電機３は、主としてエンジン１の出力
を受けて発電する。
【００１０】なお、モータ２は、主として駆動力を発生
させるが、駆動輪７の回転を利用して発電（回生発電）
することもできる。このとき、駆動輪７にはブレーキ
（回生ブレーキ）がかかるので、これをフットブレーキ
（オイルブレーキ）やエンジンブレーキと併用すること
により、車輌を制動させることができる。反対に、発電
機３は、主としてエンジン１の出力を受けて発電をする
が、インバータ９を介してバッテリ８の電力を受けてモ
ータとしても機能し得る。
【００１１】上述した動力分割機構４を、エンジン１、
モータ２及び発電機３と共に図２に示す。本実施形態に
おいては、動力分割機構４がプラネタリギアユニットに
より構成されているため、以下、動力分割機構４をプラ
ネタリギアユニット４とも言うこととする。プラネタリ
ギアユニット４は、サンギア４ａと、このサンギア４ａ
の周囲に配置されたプラネタリギア４ｂと、このプラネ
タリギア４ｂのさらに外周に配置されたリングギア４ｃ
と、プラネタリギア４ｂを保持するプラネタリキャリア
４ｄとからなる。
【００１２】ここで、エンジン１のクランクシャフト１
５がダンパ１６を介して中心軸１７と結合されており、
この中心軸１７がプラネタリキャリア４ｄと結合されて
いる。即ち、エンジン１の出力は、プラネタリギアユニ
ット４のプラネタリキャリア４ｄに入力される。また、
モータ２は、内部にステータ２ａとロータ２ｂとを有し
ており、このロータ２ｂがリングギア４ｃと結合され、
ロータ２ｂ及びリングギア４ｃはさらに第一ギア１８と
結合されている。即ち、モータ２の出力は、プラネタリ
ギアユニット４のリングギア４ｃに入力され、第一ギア
１８、トルク伝達チェーン１９、第二ギア２０、第三ギ
ア２１、ファイナルギア２２、デファレンシャルギア５
を介して、駆動軸６に伝達される。
【００１３】発電機３は、モータ２と同様に、内部にス
テータ３ａとロータ３ｂとを有しており、このロータ３
ｂがサンギア４ａと結合されている。即ち、エンジン１
の出力が、このプラネタリギアユニット４で分割され、
サンギア４ａを介して発電機３のロータ３ｂに入力され
る。また、エンジン１の出力は、このプラネタリギアユ
ニット４で分割され、リングギア４ｃなどを介して駆動
軸６にも伝達され得る。発電機３の発電量を制御してサ
ンギア４ａの回転を制御することによって、プラネタリ
ギアユニット４全体を無断変速機として用いることがで
き、エンジン１又は（及び）モータ２の出力を変速させ
た後に駆動軸６に出力させることができる。また、発電
機３の発電量（モータとして機能する場合は電力消費
量）を制御して、エンジン１の機関回転数を制御するこ
ともできる。
【００１４】上述した構成を有するハイブリッド車にお
ける、走行時のエンジン１、モータ２及び発電機３の状
態を、以下にいくつか例示する。発進時や軽負荷時に
は、低回転状態で高トルクを発生できるモータ２の特性
を利用して、モータ２のみをバッテリ８からの電力で駆
動させてモータ２の駆動力によって車輌を走行させる。
ある程度の速度が出て、負荷も高くなってきた場合は、
エンジン１を駆動させ、エンジン１の駆動力と、エンジ
ン１の出力によって発電機３で発電された電力で駆動さ
れるモータ２の駆動力とによって車輌を走行させる。
【００１５】全開加速時など、さらなる出力が必要な場
合は、モータ２を発電機３からの電力とバッテリ８から
の電力との双方で駆動すると共にエンジン１の駆動力も
上昇させ、エンジン１の駆動力とモータ２の駆動力とで
車輌を走行させる。減速時や制動時には、駆動輪７の回
転力を利用してモータ２によって回生発電を行わせて車
輌を回生制動させる。また、バッテリ８の充電量が低下
したような場合は、軽負荷時であってもエンジン１を駆
動し、エンジン１の出力を利用して発電機３で発電を行
い、インバータ９を介してバッテリ８を充電する。
【００１６】これらの制御は、いくつかの電子制御ユニ
ット(ECU)によって制御される(図１参照)。ハイブリッ
ド車として特徴的な、エンジン１による駆動とモータ２
及び発電機３による電気的駆動とは、メインECU１０に
よって総合的に制御される。メインECU１０は、車輌の
各種状態量から車輌が必要としている総出力を算出し、
この総出力を満たすようにエンジン１による駆動出力と
モータ２及び発電機３による電気的駆動出力との配分を
決定する。また、メインECU１０は、決定した出力配分
に基づいて、エンジン１、モータ２及び発電機３を制御
するための各制御指令がエンジンECU１１及びモータECU
１２に出力される。
【００１７】また、エンジンECU１１及びモータECU１２
は、エンジン１、モータ２及び発電機３の情報をメイン
ECU１０に伝えてもいる。メインECU１０には、バッテリ
８を制御するバッテリECU１３や、ブレーキを制御する
ブレーキECU１４も接続されている。バッテリECU１３
は、バッテリ８の充電状態を監視し、充電量が不足した
場合は、メインECU１０に対して、充電要求指令を出力
する。充電要求を受けたｔメインECU１０は、バッテリ
８に対して充電をすべく、発電機３発電させる制御を行
う。ブレーキECU１４は、車輌の制動を司っており、メ
インECU１０と共にモータ２による回生ブレーキを制御
する。
【００１８】上述した構成を有するハイブリッド車にお
いては、その駆動源としてエンジン１とモータ２とを併
用するので、車輌としてある駆動力（総出力）が必要で
ある場合に、エンジン１の出力とモータ２の出力との配
分を変更することで、車輌が必要としている総出力を変
更することなく、エンジン１の出力を変更することもで
きる。即ち、モータ２の出力を増やせば、その分エンジ
ン１の出力を抑えることができ、反対にモータ２の出力
を抑制すれば、その分エンジン１の出力を増やすことが
できる。本実施形態の触媒劣化判定装置は、このような
出力配分を利用する。
【００１９】触媒劣化判定手法は、公知の種々の手法を
用いることができる。本実施形態における触媒劣化判定
制御は、上述した特開平9-144532号公報に記載されてい
る、いわゆる軌跡長比及び面積比を用いた触媒劣化判定
制御を行っている。軌跡長比及び面積比を用いた触媒劣
化判定手法は、エンジン１の排気浄化触媒２９の前後に
取り付けられた空燃比センサ２３，３０の出力波形を元
に排気浄化触媒２９の劣化判定を行うものである。空燃
比フィードバック制御を行っている間の空燃比センサ２
３，３０の出力波形から上述した軌跡長比及び面積比を
算出し、これを基に排気浄化触媒２９の劣化状況を判断
する。
【００２０】空燃比フィードバック制御は、エンジンEC
U１１に接続された各種センサ類（図１及び図２参照）
からの検出結果に基づいて、エンジンECU１１内のＲＯ
Ｍに内蔵されたプログラムによって実行される。エンジ
ンECU１１に接続された各種センサ類には、上述した上
流側空燃比センサ２３及び下流側空燃比センサ３０の
他、エアフロメータ２４、クランクポジションセンサ２
５、スロットル開度センサ２６などがある。空燃比セン
サ２３，３０は、エンジン１の排気通路２８上の排気浄
化触媒２９の上流側と下流側とにそれぞれ取り付けられ
ている。空燃比センサ２３，３０は、排気ガス中の酸素
濃度に応じてその出力を変化させるという特性を有して
おり、空燃比センサ２３，３０の出力から、エンジン１
で燃焼された混合気の空燃比がリッチであるかリーンで
あるか、あるいはストイキであるかを判別する。
【００２１】エアフロメータ２４は、エンジン１の吸気
通路２７上に取り付けられており、エンジン１に吸入さ
れる吸入空気量を検出する。本実施形態ではエアフロメ
ータ２４としてホットワイヤー型のものが用いられてい
る。クランクポジションセンサ２５は、エンジン１のク
ランクシャフト１５の回転位置を検出する。クランクポ
ジションセンサ２５の検出結果からは、エンジン１の回
転数を知ることもできる。また、スロットル開度センサ
２６は、スロットル弁の開度を検出するものである。上
述した各種センサ類からの出力を基に、エンジンECU１
１は、空燃比フィードバック制御を行うと共に後述する
触媒劣化判定制御をも行う。
【００２２】以下に、上述した構成を有する車輌におけ
る触媒劣化検出制御について説明する。
【００２３】まず、触媒劣化検出制御を、図３〜図５を
参照しつつ説明する。本実施形態においては、基本的に
は、エンジン１の運転状態が排気浄化触媒２９の劣化検
出に適した状態となったときに劣化検出を開始し、その
劣化検出に適した状態を維持する。これに加えて、さら
にここでは、劣化検出を行うためのスケジュールが予め
設定され、このスケジュールに基づいて強制的に劣化検
出が行われる制御も並行して実行される。
【００２４】劣化検出を強制的に行う場合、劣化検出開
始時にエンジン１の運転状態が劣化検出に適した状態で
なければ、エンジン１の運転状態を強制的に劣化検出に
適した状態とする。例えば、エンジン１の運転状態が劣
化検出に適した状態でなければ、モータ２への配分を調
整することによってエンジン１を劣化検出に適した状態
とするし、エンジン１が停止している状態であれば、エ
ンジン１を始動した後に劣化検出に適した状態とする。
【００２５】ここでは、まず、上述した基本的な制御、
即ち、エンジン１の運転状態が排気浄化触媒２９の劣化
検出に適した状態となったときに劣化検出を開始し、開
始された後は、その劣化検出に適した状態を維持する制
御について説明する。そして、この基本的な制御につい
ての説明に続いて、所定のスケジュールに基づいて強制
的に排気浄化触媒２９の劣化検出を行う制御について説
明する。
【００２６】図３に示されるフローチャートは、エンジ
ン１の状態が排気浄化触媒２９の劣化検出を行うのに適
した状態となっているか否かを判定し、それに応じて劣
化検出条件成立フラグを設定する制御を示している。ま
ず、エンジン１の吸気温、冷却水温、バッテリ８の電
圧、補機バッテリ電圧、エンジン回転数、吸入空気量、
空燃比フィードバック(F/B)状態、空燃比(A/F)変動状
態、排気浄化触媒２９の温度などの車輌（エンジン１）
の各種運転状態量を取り込む（ステップ１００）。な
お、補機バッテリとは、車輌駆動用のバッテリ８とは別
に車輌に搭載される補機類用のバッテリである。また、
バッテリ８の電圧はバッテリECU１３によって検出され
るし、エンジン回転数はクランクポジションセンサ２５
の検出結果から得られる。さらに、吸入空気量はエアフ
ロメータ２４によって検出されるし、空燃比フィードバ
ック(F/B)状態、空燃比(A/F)変動状態は空燃比センサ２
３，３０の検出結果などから得られる。
【００２７】そして、この取り込んだ各種状態量を基
に、エンジン１の状態が排気浄化触媒２９の劣化判定に
適した状態であるか否かを判定する（ステップ１１
０）。例えば、上述したように本実施形態においては、
空燃比センサ２３，３０の出力結果に基づいて劣化判定
を行うので、エンジン１の出力が大きく変動するような
状態では空燃比も大きく変動するため劣化判定を行い難
く、劣化判定に適した状態であるとはみなされない。ま
た、本実施形態においては空燃比フィードバック中に劣
化判定を行うので、高負荷時などのフィードバック制御
が行われていない状態なども劣化判定に適した状態であ
るとはみなされない。
【００２８】ステップ１１０において、エンジン１の状
態が劣化判定を行うのに適した状態（劣化判定を行い得
る状態：劣化検出実行許容範囲内）である場合は、劣化
検出条件成立フラグをオンにする（ステップ１２０）。
一方、エンジン１の状態が劣化検出許容範囲外であれ
ば、劣化検出条件成立フラグをオフにする（ステップ１
３０）。図３に示されるフローチャートは、メインECU
１０内のＲＯＭにプログラムとして格納されており、所
定時間毎（例えば、数百ミリ秒毎や数ミリ毎）に繰り返
し実行されており、その都度、エンジン１の状態に応じ
て劣化検出条件成立フラグが設定される。
【００２９】上述した図３の制御と並行して行われる劣
化判定制御のフローチャートを図４に示す。この制御
も、メインECU１０内のＲＯＭにプログラムとして格納
されており、所定時間毎（例えば、数百ミリ秒毎や数ミ
リ毎）に繰り返し実行されている。まず、上述した劣化
検出条件成立フラグがオンとなっているか否かが判定さ
れる（ステップ２００）。劣化検出条件成立フラグがオ
ンでなければ、エンジン１が排気浄化触媒２９の劣化検
出に適した状態ではないので、図４に示される制御は一
旦終了される。一方、劣化検出条件成立フラグがオンの
場合は、劣化検出のためにエンジン１の出力を所定範囲
内に制限することを許可してよいか否かを判定する（ス
テップ２１０）。
【００３０】他の制御（エンジン１に関する他の制御
や、エンジン１以外の制御など）の関係などから、劣化
検出のためにエンジン１の出力を所定範囲内に制限する
ことが好ましくない場合もあり得る。ステップ２１０に
おいては、これらのことを考慮してエンジン１の出力を
所定範囲内に制限することを許可するか否かを判定す
る。ステップ２１０において、エンジン１の出力を所定
範囲内に制限することが許可された場合は、劣化判定を
行うために触媒劣化検出専用のエンジン１の出力変化制
限処理が実行される（ステップ２２０）。
【００３１】エンジン１の出力は、各種状態量を基にメ
インECU１０（あるいはエンジンECU１１）内に格納され
たマップによって決定される。ここでは、特に、ハイブ
リッド車であるため、モータ２との出力配分もこのマッ
プに従って決定される。通常時（劣化検出を行なってい
ないとき）に使用されるマップでは、エンジン１の出力
は燃費効率やバッテリ８の充電状況などの様々な要因を
考慮して決定されている。このため、エンジン１の出力
は必ずしも定常的なものとはならず、図５(a)に示され
るように変動する場合も多い。しかし、図５(a)に示さ
れるようにエンジン１の出力が変動していると排気浄化
触媒２９の劣化検出を行いにくいので、図５(b)に示さ
れるようにエンジン１の出力を所定範囲内に維持される
ようにする。
【００３２】車輌が必要とする要求出力（総出力）は、
エンジン１に割り当てられた出力とモータ２に割り当て
られた出力とによってまかなわれる。図５(a)に示され
る通常時においては、モータ２の出力を主とし、モータ
２の出力が足りなくなるときにエンジン１の出力で要求
出力を満たす場合が示されている。例えば、低速走行時
などには、トルクの大きいモータ２を主に用いる方が総
合的に見て効率的な走行を行えるので、図５(a)に示さ
れるような状況となる場合がある。この結果、エンジン
１の出力は大きく変動する（停止と運転を繰り返しても
いる）ので、排気浄化触媒２９の劣化検出を行いにく
い。
【００３３】そこで、触媒劣化検出中は、図５(b)に示
されるように、要求出力が同じような場合であっても、
エンジン１の出力とモータ２との出力の配分を調整し、
エンジン１の出力を所定範囲内となるように設定する。
この結果、図５(b)に示されるように、エンジン１の出
力がほぼ定常的になり、要求出力の変動はモータ２の出
力を変動させることによって対応する。この結果、エン
ジン１の出力はほとんど変動しない（必要であれば、停
止中のエンジンを始動させることもしている）ので、排
気浄化触媒２９の劣化検出を行いやすい。
【００３４】ステップ２２０では、図５(b)に示される
ようにエンジン１を運転するために、上述したエンジン
１の出力を決定するためのマップが、排気浄化触媒２９
の劣化検出時用にもう一つ用意されたマップに切り替え
られて劣化検出が開始される。また、劣化検出が開始さ
れると共に、触媒劣化検出専用の空燃比制御が実行さ
れ、劣化検出を判定するための代表特性値が算出される
（ステップ２３０）。触媒劣化検出専用の空燃比制御と
は、排気浄化触媒２９への入ガスの空燃比の変動周期
（変動振幅の場合もあり得る）を積極的に変更して、劣
化検出を行いやすくするための制御である。また、本実
施形態における代表特性値は、空燃比センサ２３，３０
の出力から得られる上述した軌跡長比や面積比である
が、他の代表特性値を用いても構わない。
【００３５】一方、ステップ２１０が否定され、エンジ
ン１の出力を所定範囲内に制限することが許可されなか
った場合は、エンジン１の出力を所定範囲内に制限する
制御は行われない（マップの切り換えは行われない）
が、触媒劣化検出専用の空燃比制御が実行され、劣化検
出を判定するための代表特性値が算出される（ステップ
２４０）。この場合、その時点ではエンジン１は劣化検
出に適した状態にあるので、その状態を積極的に維持す
る制御は行わないが、劣化検出は続行できるので、触媒
劣化検出専用の空燃比制御が実行され、代表特性値が算
出される。
【００３６】次いで、算出された代表特性値が、予め設
定された所定の判定閥値より大きいか否かを判定する
（ステップ２５０）。ここでは、代表特性値が判定閥値
よりも大きい場合は触媒の劣化が進んでおり、異常であ
るという判定が行われる（ステップ２６０）。一方、代
表特性値が判定閥値以下である場合は触媒は劣化してい
ないと判断でき、正常であるという判定が行われる（ス
テップ２７０）。なお、本実施形態においては、ステッ
プ２５０において、単純に代表特性値と判定閥値との比
較（大小）のみで判定を行ったが、判定用の二次元マッ
プや三次元マップをメインECU１０（あるいは、エンジ
ンECU１１）内に格納しておき、このマップに基づいて
判定を行っても良いことは言うまでもない。
【００３７】上述した制御が、劣化検出制御の基本的な
部分である。上述した基本的な部分は、エンジン１が劣
化検出に適した状態となったときに劣化検出を開始し、
その適した状態を維持するものである。以下には、上述
した制御と並行して行われる、所定のスケジュールに従
って強制的にエンジン１を劣化検出に適した状態に移行
させて劣化検出を行う制御について説明する。
【００３８】上述した基本的な制御では、エンジン１の
状態が劣化検出に適した状態とならない限り、劣化検出
が行われない。通常、上記の基本的な制御を行っていれ
ば劣化検出は行われると思われるが、ここでは、所定の
スケジュールに基づいて強制的に行う制御も併用するこ
とによって確実に劣化検出が行われるようにしている。
なお、本実施形態における所定のスケジュールは、エン
ジン始動後にできるだけ早期に一回は劣化検出を行う、
というものである。以下に説明する制御によって一旦劣
化検出が行われた後は、上述した基本的な制御によって
劣化検出が再度行われる（更新される）場合もある。ま
た、所定のスケジュールを、所定時間毎や、エンジン１
の回転積算量が所定量となった毎、エンジン１の点火回
数が所定回数となった毎などの他のスケジュールとして
も良いことは言うまでもない。この制御のフローチャー
トを図６及び図７に示す。
【００３９】図６に示されるフローチャートは、強制的
に劣化検出を行うか否かを判定し、それに応じて強制運
転実行要求フラグを設定する制御を示している。強制的
に劣化検出を行う場合であってもエンジン１の状態が正
常に劣化検出を行える状態となっていなくてはならない
ので、このための前提条件が成立しているか否かを判断
する（ステップ３００）。前提条件とは、具体的には、
水温条件、吸気温条件、補機バッテリ条件、モータ２用
のバッテリ８に関する条件が所定の条件となっている
か、既に劣化検出制御が一回は行われていないかなどで
ある。
【００４０】ステップ３００において前提条件が成立し
ていなければ、強制的に劣化検出を行っても正常な検出
結果を得ることが不可能か困難であるか、既に一回は劣
化検出が行われているので、強制運転実行要求フラグを
オフに設定する（ステップ３１０）。一方、ステップ３
００において前提条件が成立しているようであれば、強
制運転を行うべき状況であるか否か、即ち、劣化検出用
の強制運転実行条件が成立しているか否かを判定する
（ステップ３２０）。劣化検出用の強制運転実行条件と
は、具体的には、劣化検出条件成立フラグ（図３参照）
がオフであるか否か、また、劣化検出条件成立フラグが
オフになってから所定時間が経過しているか否か、前回
強制運転実行から所定時間が経過しているか否かであ
る。
【００４１】劣化検出条件成立フラグがオフであるか否
かとは、上述した基本的な劣化検出制御が行われている
か否かを検出している。もし、上述した基本的な劣化検
出制御が行われている場合は、基本的な劣化検出制御が
優先される。劣化検出条件成立フラグがオフになってか
ら所定時間が経過しているか否かとは、上述した基本的
な劣化検出制御が実行されやすい状況であるか否かを検
出している。劣化検出条件成立フラグがオフになった直
後というのは、このフラグが再びオンとなる状況にある
といえる。このようなときは、できるだけ基本的な劣化
検出制御を実行させるべく、強制的な劣化検出制御の実
行を控える。ここでは、フラグがオフとなって所定時間
が経過していれば、再びオンになりやすい状況ではない
と判断する。
【００４２】前回強制運転実行から所定時間が経過して
いるか否かとは、強制的な劣化検出制御を行うべく制御
を開始した後に、何らかの理由でその劣化検出がキャン
セルされる場合がある。このような場合については、追
って詳述する（図７のステップ４１０-ステップ４６
０）が、前回強制運転実行から所定時間が経過していな
いということは、再び強制的な劣化検出を開始しても、
再びキャンセルされる可能性が高い状況にあると判断で
きる。このようなときは、強制的な劣化検出制御を控え
る。ここでは、前回強制運転実行から所定時間が経過し
ていれば、再びキャンセルされる可能性が高い状況では
ないと判断する。
【００４３】ステップ３２０で強制運転実行条件が成立
していなければ、強制運転実行要求フラグはオフに設定
される（ステップ３３０）。一方、ステップ３２０で強
制運転実行条件が成立していれば、強制運転実行要求フ
ラグはオンに設定される（ステップ３４０）。図６に示
されるフローチャートは、メインECU１０内のＲＯＭに
プログラムとして格納されており、所定時間毎（例え
ば、数百ミリ秒毎や数ミリ毎）に繰り返し実行されてお
り、その都度、エンジン１の状態に応じて強制運転実行
要求フラグが設定される。
【００４４】上述した図６の制御と並行して行われる強
制的な劣化判定制御のフローチャートを図７に示す。こ
の制御も、メインECU１０内のＲＯＭにプログラムとし
て格納されており、所定時間毎（例えば、数百ミリ秒毎
や数ミリ毎）に繰り返し実行されている。まず、上述し
た強制運転実行要求フラグがオンとなっているか否かが
判定される（ステップ４００）。強制運転実行要求フラ
グがオンでなければ、排気浄化触媒２９の劣化検出を強
制的に行うべき状況ではないので、図７に示される制御
は一旦終了される。一方、強制運転実行要求フラグがオ
ンの場合は、排気浄化触媒２９の劣化検出を強制的に行
うことを許可してよいか否かを判定する（ステップ４１
０）。
【００４５】このステップ４１０は、上述した３に示さ
れる制御のステップ２１０に似ている。他の制御（エン
ジン１に関する他の制御や、エンジン１以外の制御な
ど）の関係などから、強制的に劣化検出を行うことが好
ましくない場合もあり得るので、ステップ４１０におい
ては、これらのことを考慮して強制的な劣化検出を許可
するか否かを判定する。ステップ４１０において、強制
的な劣化検出を行うことが許可された場合は、触媒劣化
検出専用強制運転が実行される（ステップ４２０）。
【００４６】この劣化検出専用強制運転は、まず、エン
ジン１の出力状態を、基本的な劣化検出制御の際に説明
した所定範囲となるように設定する。このとき、エンジ
ン１が停止していれば、始動の後、上記範囲内の出力と
なるようにエンジン１が運転される場合もある。また、
エンジン１の出力状態が上記範囲外であれば、上記範囲
内となるように運転される。そして、その後は、基本的
な劣化検出制御の際に説明したのと同様に、マップが切
り替えられてエンジン１は、その出力が所定範囲内に維
持されるように運転される。また、劣化検出が開始され
ると共に、触媒劣化検出専用の空燃比制御が実行され、
劣化検出を判定するための代表特性値が算出される（ス
テップ４３０）。触媒劣化検出専用の空燃比制御や代表
特性値については、上述した基本的な劣化検出制御と同
様である。
【００４７】次いで、算出された代表特性値が、予め設
定された所定の判定閥値より大きいか否かを判定する
（ステップ４４０）。ここでは、代表特性値が判定閥値
よりも大きい場合は触媒の劣化が進んでおり、異常であ
るという判定が行われる（ステップ４５０）。一方、代
表特性値が判定閥値以下である場合は触媒は劣化してい
ないと判断でき、正常であるという判定が行われる（ス
テップ４６０）。なお、判定用の二次元マップや三次元
マップをメインECU１０（あるいは、エンジンECU１１）
内に格納しておき、このマップと代表特性値とを用いて
判定を行っても良いことは、上述した基本的な劣化検出
制御と同様である。
【００４８】一方、ステップ４１０が否定され、強制的
な劣化検出を行うことが許可されなかった場合は、強制
運転実行要求フラグをオフに切り替えた後、強制的な劣
化検出を行うことなく図７に示す制御を一旦終了する。
なお、ここでも、上述したECU１０〜１２は、排気浄化
触媒２９の劣化状況を判定する際に、他の各種センサな
どと共に、車輌状態検出手段、出力算出手段、触媒劣化
検出手段、判定開始手段として機能している。
【００４９】本発明の触媒劣化検出装置は、上述した実
施形態のものに限定されない。例えば、請求項１に記載
の発明に関しては、劣化判定を、エンジン１が劣化判定
に適した状態になったときのみに行うにしてもよく、必
ずしも、劣化検出開始時にエンジン１の状態を劣化検出
に適した状態に強制的に移行させる必要はない。ただ
し、上述したような制御を行えば、より確実に、かつ、
より早期の排気浄化触媒２９の劣化検出を行えるので好
ましい。
【００５０】
【発明の効果】本発明の触媒劣化検出装置は、車輌の各
種状態量を検出する車輌状態検出手段と、車輌状態検出
手段の検出結果に基づいて、内燃機関の出力と電動機の
出力とを算出する出力算出手段と、排気浄化触媒の劣化
状況を判定する触媒劣化判定手段とを備えており、出力
算出手段は、触媒劣化判定手段による排気浄化触媒の劣
化判定中には、内燃機関の出力を所定範囲内に設定する
と共に、車輌全体の総必要出力の変動に対して電動機の
出力を変動させて対応する。このため、本発明の触媒劣
化検出装置によれば、劣化検出中は内燃機関が定常的に
運転されることになり、排気浄化触媒の劣化検出を正確
に行え、かつ、劣化検出を早期に終了させることもでき
る。また、内燃機関の出力を所定範囲内に設定しても、
車輌が必要としている総出力の変動に対しては電動機の
出力を変動させて対応できるので、車輌の動力性能を犠
牲にすることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の触媒劣化検出装置の一実施形態の構成
図である。
【図２】図１に示す装置の動力分割機構を示す斜視図で
ある。
【図３】図１に示す装置による劣化検出条件成立フラグ
の設定処理のフローチャートである。
【図４】図１に示す装置による基本的な触媒劣化検出処
理のフローチャートである。
【図５】車輌が要求する出力と、エンジン出力及びモー
タ出力との関係を示すグラフであり、(a)は触媒劣化非
検出時、(b)は触媒劣化検出時である。
【図６】図１に示す装置による強制運転実行要求フラグ
の設定処理のフローチャートである。
【図７】図１に示す装置による強制的な触媒劣化検出処
理のフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、２…モータ（電送機）、２
ａ…ステータ、２ｂ…ロータ、３…発電機、４…プラネ
タリギアユニット（動力分割機構）、８…バッテリ、９
…インバータ、１０…メインECU（出力算出手段）、１
１…エンジンECU（車輌状態検出手段、触媒劣化検出手
段・判定開始手段）、１２…モータECU、１３…バッテ
リECU、１４…ブレーキECU、２３，３０…空燃比セン
サ、２８…排気通路、２９…排気浄化触媒。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｈ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3G084 BA00 BA01 DA11 DA27 EA04 EB09 FA03 FA07 FA26 FA29 FA33 3G091 AA02 AA14 AB01 AB03 BA33 BA34 CB02 CB08 CB09 DA08 DB10 DC01 EA01 EA05 EA07 EA15 EA16 EA18 EA28 EA30 EA31 EA34 FA18 FB10 FB11 FB12 FC02 HA36 HA37 HA42 3G093 AA01 AA07 BA02 DA01 DA04 DA05 DA09 DA11 DB09 DB19 EA01 EB08 FA10 5H115 PA13 PA14 PG04 PU16 PU19 PU25 QI04 RE14 SE02 SE03 SE05 SE06 TE04 TE07 TE08 TI05 TO30 TR20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輌駆動用の電動機及び内燃機関を備え
    たハイブリッド車輌の排気通路上に配設された排気浄化
    触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置において、 車輌の各種状態量を検出する車輌状態検出手段と、 前記車輌状態検出手段の検出結果に基づいて、前記内燃
    機関の出力と前記電動機の出力とを算出する出力算出手
    段と、 前記排気浄化触媒の劣化状況を判定する触媒劣化判定手
    段とを備えており、 前記出力算出手段は、前記触媒劣化判定手段による前記
    排気浄化触媒の劣化判定中には、前記内燃機関の出力を
    所定範囲内に設定すると共に、車輌全体の総必要出力の
    変動に対して前記電動機の出力を変動させて対応するこ
    とを特徴とする触媒劣化検出装置。
  2. 【請求項２】 前記出力算出手段は、前記触媒劣化判定
    手段による前記排気浄化触媒の劣化判定開始時に、前記
    内燃機関の出力を前記所定範囲内となるように強制的に
    変更することを特徴とする請求項１に記載の触媒劣化検
    出装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒劣化判定手段による前記排気浄
    化触媒の劣化状況判定を開始させる判定開始手段を備
    え、前記判定開始手段は、所定のスケジュールに基づい
    て前記排気浄化触媒の劣化状況判定を開始させることを
    特徴とする請求項２に記載の触媒劣化検出装置。
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