JP2012020607A

JP2012020607A - ハイブリッド車両

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Publication number: JP2012020607A
Application number: JP2010158380A
Authority: JP
Inventors: Katsura Watanabe; 桂渡邊; Takeshi Ono; 健大埜; Kenichiro Gunji; 憲一郎軍司
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP5447245B2

Abstract

【課題】冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理が行われているか否かの診断を広範囲で実施する。
【解決手段】冷機始動時に、触媒７を速やかに活性化しつつその過程で生じるエミッションを少なくするような始動時目標トルクを算出し、エンジン１の実際のトルクができるだけ始動時目標トルクとなるようにしつつ、車両に要求される駆動力トルクを満足するようにエンジン目標トルクとモータ目標トルクとを決定する始動時排気ガス制御を行ない、始動時目標トルクと、エンジン指令トルクとを比較して、始動時排気ガス制御の機能診断を行う。これにより始動時排気ガス制御の実施中であれば、始動時目標トルクとエンジン指令トルクとの比較は可能なので、冷機始動時の広い範囲で始動時排気ガス制御の機能診断を実施可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

近年、自動車用の排出ガス規制は厳しくなる一方であり、冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理を行うことのみならず、冷機始動時に行う排気中のエミッション低減処理が正常に機能しているか否かを診断することも求められている。

例えば、特許文献１においては、冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理として、排気ガスを浄化する触媒の活性化が促進されるようにエンジンの制御パラメータを設定すると共に、この冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理が正常に実行されているか否かの診断を行っている。

この特許文献１においては、エンジンの始動完了から所定時間経過後における燃料噴射量の積算値（積算燃料噴射量）が予め設定された所定値よりも大きい場合に、冷機始動時に行われる排気中のエミッション低減を行う処理が正常に実行されていると診断している。

これは、エミションの低減度合（触媒の暖機）がエンジンの始動後からの積算燃料噴射量と密接に関連していることに着目し、エンジンの始動完了から所定時間経過後に、エンジンの始動後からの積算燃料噴射量が十分に確保されていれば、冷機始動時に行われる排気中のエミッション低減を行う処理が異常なく実行されていると見なすことができるからである。

特開２００８−１８９２６７号公報

しかしながら、このような特許文献１においては、エミッション低減を行う処理が積算燃料噴射量を多くすることを前提としているが、必ずしもエミッション低減を行う処理が積算燃料噴射量を多くするとは限らないし、エンジンの始動完了から所定時間経過するまでは、冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理が正常か否かを診断できず、診断領域が狭くなるという問題がある。

そこで、本発明のハイブリッド車両は、要求トルクを満足するように、要求トルクのうちエンジンが負担するエンジン目標トルクとモータが負担するモータ目標トルクとを決定し、冷機始動時に、触媒を速やかに活性化しつつその過程で生じるエミッションを少なくするような始動時目標トルクを算出し、エンジンの実際のトルクができるだけ始動時目標トルクとなるようにしつつ、車両に要求される駆動力トルクを満足するように、エンジン目標トルクとモータ目標トルクとを決定する始動時排気ガス制御を行ない、始動時目標トルクと、エンジン指令トルクとを比較して、始動時排気ガス制御の機能診断を行うことを特徴としている。

本発明によれば、エミッション低減を行う処理が積算燃料噴射量を多くすることが無くても機能診断が可能となり、始動時排気ガス制御の実施中であれば、始動時目標トルクとエンジン指令トルクとの比較は可能なので、冷機始動時の広い範囲で始動時排気ガス制御の機能診断を実施することが可能となる。

本発明が適用されるハイブリッド車両のシステム構成の概略を模式的に示した説明図。始動時排気ガス制御の機能診断の概略を模式的に示した説明図。始動時排気ガス制御要求トルクと触媒活性化状態指標値との相関関係を模式的に示したタイミングチャート。本発明の第１実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャート。本発明の第２実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャート。本発明の第３実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両のシステム構成の概略を模式的に示した説明図である。

ハイブリッド車両は、駆動源として直列４気筒のエンジン（内燃機関）１とモータジェネレータ２（以下、モータ２と記す）と、エンジン１とモータ２の動力をディファレンシャルギヤ４を介して駆動輪５に伝達する自動変速機３と、エンジン１に接続された排気通路６に介装された排気浄化用の触媒７と、エンジン１とモータ２との間に介装された第１クラッチ８（ＣＬ１）と、モータ２と駆動輪５との間に介装された第２クラッチ９（ＣＬ２）と、を備えている。

自動変速機３は、例えば、前進５速後退１速や前進６速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える（変速制御を行う）ものである。そして、本実施形態における第２クラッチ９は、自動変速機３に設けられている複数の摩擦締結要素のうち、各変速段の動力伝達経路に存在する摩擦締結要素を流用したものであって、実質的に自動変速機３の内部に構成されたものである。

このハイブリッド車両は、コントローラとして、車両を統合制御するＨＣＭ（ハイブリッドコントローラモジュール）１０と、ＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）１１、ＢＣ（バッテリコントローラ）１２、ＭＣ（モータコントローラ）１３及びＡＴＣＵ（オートマチックトランスミッションコントロールユニット）１４を有している。ＨＣＭ１０は、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１５を介して、ＥＣＭ１１、ＢＣ１２、ＭＣ１３及びＡＴＣＵ１４と接続されている。

ＥＣＭ１１には、エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度センサ１６、排気空燃比を検知するＡ／Ｆセンサ１７、アクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を検知するアクセル開度センサ１８、スロットル開度を検知するスロットルセンサ１９、エンジンの冷却水温を検知する水温センサ２０等からの出力信号が入力されている。

ＥＣＭ１１は、ハイブリッド車両のシステム状態（ハイブリッド車両に関する諸条件）として、アクセル開度に基づく運転者が要求する駆動トルクや、後述するバッテリ充電量、あるいは車両の運転条件（例えば加減速状態）などを考慮して、ハイブリッド車両のシステム全体に要求されるトルクを満足しつつ、燃費やバッテリ充電量を良好に維持するように、エンジン１が負担するトルク（エンジン指令トルク）とモータ２が負担するトルク（モータ指令トルク）とを決定する。ＥＣＭ１１は、ＨＣＭ１０が決めたエンジン指令トルクが得られるように、エンジン１を制御する。ＥＣＭ１１は、例えば、エンジン指令トルクに基づきスロットル開度を算出し、このスロットル開度にスロットル弁（図示せず）を制御し、そのときに得られる吸入空気量をエアフロメータ（図示せず）で検出し、検出された吸入空気量に基づき所定の空燃比が得られるようにエンジン１に燃料を供給する。

ここで、エンジン指令トルクは、システム全体が要求するシステム要求トルクのうち、エンジン側で負担する分であり、システム要求トルクからエンジン指令トルクを差し引いた残りはモータ側で負担するモータ指令トルクとなる。モータ２が回生運転を行なう場合、モータ指令トルクは見かけ上は負の値をとることもある。

ＢＣ１２は、バッテリ２４の充電量（ＳＯＣ）を監視するものであって、ＨＣＭ１０にバッテリ２４の充放電状態に関する情報を出力している。また、ＢＣ１２は、バッテリ２４の温度を検知するバッテリ温度センサ２１からの出力信号が入力されている。

ＭＣ１３は、ＨＣＭ１０からのモータトルク指令（モータ指令トルク）に応じて、モータ２を制御している。つまり、ＭＣ１３は、ＨＣＭ１０が決めたモータ指令トルクが得られるように、モータ２を運転制御している。また、モータ２は、バッテリ２４から供給された電力が印加された力行運転と、発電機として機能してバッテリ２４を充電する回生運転と、起動及び停止の切り換えと、がＭＣ１３によって制御されている。尚、モータ２の出力（電流値）は、ＭＣ１３で監視されている。

ＡＴＣＵ１４には、アクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を検知するアクセル開度センサ１８、車速を検知する車速センサ２２等からの信号が入力されている。ＡＴＣＵ１４は、ＨＣＭ１０からの変速制御指令に応じて、自動変速機３の変速制御を実施する。そして、ＡＴＣＵ１４は、ＨＣＭ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、変速制御における第２クラッチ制御に優先し、第２クラッチ９の締結・開放を制御する。

尚、第１クラッチ８は、ＨＣＭ１０からの第１クラッチ制御指令に基づいて、締結及び開放が制御されている。また、エンジントルク指令、モータトルク指令、変速制御指令（第２クラッチ制御指令）、第１クラッチ制御指令等のＨＣＭから出力される各種指令信号は、ハイブリッド車両の運転状態に応じて算出されるものである。

ここで、本発明が適用されたハイブリッド車両においては、冷機始動時に排気中のエミッション低減を行う処理である始動時排気ガス制御を実施していると共に、この始動時排気ガス制御が正常に機能しているか否かの診断についても併せて実施している。

始動時排気ガス制御は、冷機始動時に、システム全体が要求するシステム要求トルクのうち、エンジン１の負担分をエンジン１が所定のトルクを発生するように設定し、残りをモータ２の負担分となるように設定している。ここで、システム全体が要求するシステム要求トルクとは、エンジン１とモータ２とからなる駆動源に対して、駆動輪２の駆動トルクの他に、補機類の駆動トルクやバッテリ２４の充電のための発電トルク等も含むハイブリッド車両がその時点で要求する全てのトルクを含んでなるものである。本実施形態では、始動時排気ガス制御は、冷機始動時において、エンジン１が一定の低トルクとなるようＨＣＭ１０からＥＣＭ１１への指令値であるエンジン指令トルクを設定し、これによる過不足分をモータ側で補うようにＨＣＭ１０からＭＣ１３への指令値であるモータ指令トルクを設定しているものである。この始動時排気ガス制御で設定される所定のトルク、すなわち、本実施形態における一定の低トルクとは、冷機始動時に、触媒を速やかに活性化しつつその過程で生じるエミッションをできるだけ少なくするようなエンジン出力トルクであり、この様なエンジン出力トルクの理想的な目標値のことを始動時目標トルクと称することとする。コントローラは、エンジンの実際のトルクができるだけ始動時目標トルクとなるようにしつつ、システム全体が要求するシステム要求トルクを満足するように、前記エンジン目標トルクと前記モータ目標トルクとを決定する。例えば、システム全体が要求するシステム要求トルクを満足しつつ理想的な始動時目標トルクをエンジンに発生させる際、モータがある程度のトルクを発生させなければならない場合を例に挙げると、実際にはバッテリ充電量が少なくモータが十分なトルクを発生することができないのであれば、エンジン指令トルクは、できるだけ始動時目標トルクに近づけつつも、システム要求トルクを満足するように始動時目標トルクよりも大きな値としなければならない。

ここで、本実施形態における始動時目標トルクは、冷機始動時における冷却水温のみを用いて、冷機始動直後に１度だけ算出される値であり、後述するように、冷機始動時における冷却水温が低いほど小さい値となるものである。

図２は、始動時排気ガス制御の機能診断の概略を模式的に示した説明図である。ＥＣＭ１１は、冷機始動時における冷却水温を用い、ＥＣＭ１１内のＲＯＭ（図示せず）に予め記憶させてある始動時目標トルク算出マップ３１から始動時目標トルクを算出する。始動時目標トルク算出マップ３１は、例えば、冷却水温が０［℃］以下であれば始動時目標トルクは２０［Ｎｍ］、冷却水温が１５［℃］以上であれば始動時目標トルクは５０［Ｎｍ］、冷却水温が０［℃］〜１５［℃］の間の範囲に有る場合には、始動時目標トルクが２０［Ｎｍ］〜５０［Ｎｍ］の間で冷却水温に比例して大きくなるように設定される。冷機始動時において、冷却水温に基づき始動時目標トルク算出マップを使って求めたこれらの始動時目標トルクを出力するようエンジンを制御すれば、触媒を速やかに活性化しつつその過程で生じるエミッションをできるだけ少なくすることができることが実験的に確かめられているが、種々のエンジンに対して本発明を適用するに当たってはこれに限られるものではない。

このようにして、始動時排気ガス制御はできるだけエンジントルクを始動時目標トルクに近づけるため、始動時排気ガス制御が正常に機能して（実施されて）いれば、触媒７を速やかに活性化しつつ、その過程で生じる冷機始動時における排気ガス中のエミッションが低減されることになる。

ところが、実際にエンジンに設定されるエンジン指令トルクが、理想的な始動時目標トルクから乖離しているとすると、触媒を速やかに活性化させつつその過程で生じるエミッションをできるだけ少なくすることが、実際はできなくなっている恐れがあるので、このような場合は始動時排気ガス制御が機能していないと診断する。始動時排気ガス制御の機能診断は、始動時目標トルクと、冷機始動時に実際にＨＣＭ１０からＥＣＭ１１に出力されたエンジン指令トルク（実際にエンジンに設定された目標トルク）と、を比較することで、始動時排気ガス制御が機能しているか否かを診断している。

以下、始動時排気ガス制御の機能診断について述べる。

まず、ハイブリッド車両に関するシステム状態（ハイブリッド車両に関する諸条件）によっては、実際にエンジンに設定されるエンジン指令トルクが、始動時目標トルクと乖離せざるを得ないことがあるので、このような場合に故障と診断することが無いように、ＥＣＭ１１は、所定の条件が成立したときに、始動時排気ガス制御の機能診断の実行を許可する診断許可判定を行っている。診断許可判定を行うＥＣＭ１１内の診断許可判定部３２では、例えば、始動時の冷却水温、エンジン始動時からの経過時間、燃料噴射の有無、ハイブリット車両のシステム状態、運転者の要求等からなる各診断許可条件が全て満たされたときに、始動時排気ガス制御の機能診断の実行を許可している。

始動時の冷却水温としては、所定温度以下（例えば４０［℃］以下）であることが許可条件となる。これは、冷機始動時でなければ始動時排気ガス制御が行われないからである。

エンジン始動時からの経過時間としては、エンジン１の始動直後（例えば、始動から３秒以内）ではなく、またエンジン１の始動から所定時間（例えば３０秒）以内であることが許可条件となる。エンジン１の始動直後は、機能診断を行う上で運転が十分には安定しておらず、またエンジン１の始動からの経過時間が長くなりすぎると、触媒の暖機が完了（触媒が活性化）してしまうからである。

燃料噴射の有無としては、燃料噴射していることが許可条件となる。これは、例えば、ハイブリッド車両がアイドルストップ中のために燃料噴射を行わず、エンジン１を停止しているような状態では、始動時排気ガス制御が行われないからである。

ハイブリット車両のシステム状態としては、バッテリ２４のＳＯＣが所定の範囲内にあること（つまりバッテリ２４の充電量が十分にあること）や、バッテリ２４の温度が所定温度以上あることが許可条件となる。バッテリ２４のＳＯＣが所定の範囲内に無い場合には、バッテリ２４に充電するためにエンジン１によりモータ２を駆動して発電することが優先されるからである。また、バッテリ２４の温度が低くなると放電効率が低下し、モータトルク指令に追従したトルクをモータ２で実現できない可能性があり、これらのケースにおいては、故障でなくても、エンジン指令トルクが始動時目標トルクを超えてしまう可能性があるからである。

運転者の要求としては、アクセル開度変化率が大きくないこと（所定の変化率以下であること）や、アクセル開度が全開でないことが許可条件となる。これは、例えば、運転者の加速要求が明らか場合には、運転者の加速要求を優先させることで、運転者に違和感を与えないためである。

次に、コントローラは、エンジンの目標トルクとモータの目標トルクを決定する際に、始動時目標トルクに相当する始動時排気ガス制御要求トルクを考慮する。本実施形態において、ＥＣＭ１１は、始動時排気ガス制御要求トルク算出部３３にて演算される始動時排気ガス制御要求トルクをＨＣＭ１０に伝達し、ＨＣＭ１０は、エンジン１が受け持つトルク（エンジン指令トルク）とモータ２が受け持つトルク（モータ指令トルク）を決定する際にこれを考慮する。この始動時排気ガス制御要求トルクは、後述するように冷機始動時においては実質的に始動時目標トルクに一致するものなので（同じマップに基づくものである）、コントローラが、この始動時排気ガス制御要求トルクを使って、エンジンの実際のトルクができるだけ始動時目標トルクとなるようにしつつ、システム全体が要求するシステム要求トルクを満足するように、エンジン目標トルクとモータ目標トルクとを決定することで、始動時排気ガス制御が実現される。

始動時排気ガス制御要求トルクは、具体的には、上限値と下限値の２つの値からなっていて、ＨＣＭ１０からＥＣＭ１１に出力される指令トルクの理想値として、ＥＣＭ１１がＨＣＭ１０に要求する指令トルクの範囲を示すものである。そして、ＥＣＭ１１は、エンジン１の始動から触媒７が活性化するまでの間は上記の上限値と下限値とを一致させ、エミッションにとって理想的な前述の始動時目標トルクに一致する値を始動時排気ガス制御要求トルクとしてＨＣＭ１０側に出力する。冷機始動時の冷却水温から推定される触媒の活性具合や、エンジン始動時からの経過時間、エンジン回転速度、負荷等に基づいて触媒７が活性化したと判断された後は、始動時排気ガス制御を行う必要がないので、上記の上限値を速やかに大きくなるよう変化させると共に、上記の下限値を速やかに小さくなるよう変化させ、始動時排気ガス制御要求トルクに対するＨＣＭ１０の制約を実質的に解除する。つまり、始動時排気ガス制御要求トルクは、制御上は触媒７の活性化した後もＨＣＭ１０に出力させることなるが、触媒７の活性化後は、上記の上限値は実際には取り得ない大きい値となり、上記の下限値は実際には取り得ない小さい値となるため、ＨＣＭ１０に対して実質的な制約を与えないので、始動時排気ガス制御要求トルクが制御上意味をもつのは、触媒７が活性化するまでとなる。

図３は、始動時排気ガス制御要求トルクと触媒７の活性化状態を表す触媒活性化状態指標値との相関関係を模式的に示したタイミングチャートである。触媒活性化状態指標値は、「１」〜「０」の間の値をとり、「１」のときが冷えきった不活性の状態を表し、「０」のときに活性化した状態を表す無次元化された値であって、例えば、触媒に活性化するまで与えないといけない熱量をＡとし、触媒に今までに与えた熱量をＢとすれば、触媒活性化状態指標値を表す特性線は、１−（Ｂ／Ａ）という式で表すことが可能である。

エンジン１の始動から触媒７が活性化するまでの間（始動から〜ｔ３まで）は、上述した上下限値を一致させているため、始動時排気ガス制御の機能診断を行う期間であるｔ１（例えば始動後３秒経過したタイミング）〜ｔ２（例えば始動後３０秒経過したタイミング）の期間においては、始動時排気ガス制御要求トルクが、エミッションにとって理想的な前述の始動時目標トルクに実質的に固定されることになる。

尚、エンジン始動直後は、始動時排気ガス制御要求トルクの値を上述した始動時目標トルクに向けて、所定の一定割合で増加させており、図３においては、ｔ１よりも早いタイミングで始動時排気ガス制御要求トルクが上述した始動時目標トルクに達している。また、始動時排気ガス制御の機能診断期間の診断開始タイミングであるｔ１と、始動時排気ガス制御の機能診断期間の診断終了タイミングであるｔ２は、上述した診断許可判定におけるエンジン始動時からの経過時間に対応しており、始動時排気ガス制御の機能診断の実行時に、始動時排気ガス制御が確実に実施されていることがわかる。

そして、触媒７が活性化するｔ３のタイミングで、上記の上限値を所定の一定割合で速やかに増大させると共に、上記の下限値を所定の一定割合で速やかに減少させている。尚、ｔ３のタイミングで、ＨＣＭ１０がＥＣＭ１１にエンジン指令トルクとして出すことがないような値まで、上記の上下限値をステップ的に変化させることも制御上可能である。

図２に戻って、ＨＣＭ１０は、要求トルク分配部３４において、始動時排気ガス制御要求トルクを参照して、システム全体が要求するシステム要求トルクを、エンジン１で負担するエンジン指令トルクと、モータ２で負担するモータ指令トルクとに分配する。すなわち、ＨＣＭ１０は、冷機始動時においては、エンジン１が所定のトルクを発生するようにエンジン指令トルクを設定し、これによる過不足分をモータ側で補うようにモータ指令トルクを設定する。

そして、運転者のトルク要求が高い場合や、バッテリ２４に充電するための発電トルク要求が高い場合には、これらの要求を始動時排気ガス制御よりも優先させるため、エンジン指令トルクは、上述した始動時目標トルクと異なる値となる。このようにハイブリッド車両に関するシステム状態（ハイブリッド車両に関する諸条件）によっては、実際にエンジンに設定されるエンジン指令トルクが、始動時目標トルクと乖離せざるを得ないことがあるので、このような場合に故障と診断することが無いように、診断許可判定部３２にて始動時排気ガス制御の機能診断の実行が許可されないようになっている。換言すれば、診断許可判定部３２にて始動時排気ガス制御の機能診断の実行が許可されない状況においては、車両の運転状況が始動時排気ガス制御よりも優先される状況であるため、エンジン指令トルクは、上述した始動時目標トルクと異なる値となっている。

そして、ＥＣＭ１１は、始動時排気ガス制御機能診断部３５において、始動時目標トルクと、始動時排気ガス制御中のエンジン指令トルクとを比較して、始動時排気ガス制御の機能診断を実施する。

具体的には、始動時排気ガス制御機能診断部３５において、始動時目標トルクに対してエンジン指令トルクが予め設定された所定値（例えば５［Ｎｍ］）以上乖離した状態が、所定時間（例えば５秒）以上継続した場合に、始動時排気ガス制御が正しく機能していないと診断する。換言すれば、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続した場合に、始動時排気ガス制御が正しく機能していないと診断（ＮＧ判定）する。

図４は、本実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャートであって、所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行されるものである。

Ｓ１では、始動時排気ガス制御の機能診断の実行が許可されているか否かを判定し、機能診断の実行が許可されている場合にはＳ２へ進み、そうでない場合はＳ５へ進み。このＳ１の内容は、上述した診断許可判定部３２で行う始動時排気ガス制御の機能診断の診断許可判定と同義のものである。

Ｓ２では、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差を算出し、Ｓ３へ進む。

Ｓ３では、Ｓ２で算出した偏差が、予め設定された所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外の値であるか否かを判定し、偏差が所定のクライテリア範囲外の値であればＳ４へ進み、そうでなければＳ５へ進む。

Ｓ４では、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となってからの時間を計測するＮＧタイマをカウントアップし、Ｓ６へ進む。ＮＧタイマは、ＥＣＭ１１が有する内部タイマである。

Ｓ５では、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となってから今までの経過時間をクリアし、Ｓ６へ進む。

Ｓ６では、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続したか否かを判定し、所定時間（例えば５秒）以上継続している場合にはＳ７へ進んで始動時排気ガス制御が正しく機能していないと診断（ＮＧ判定）し、そうでない場合は今回のルーチンを終了する。

このような、本実施形態においては、エミッション低減を行う処理が積算燃料噴射量を多くすることが無くても機能診断が可能となり、始動時排気ガス制御の実施中であれば、始動時目標トルクとエンジン指令トルクとの比較は可能なので、冷機始動時の広い範囲で始動時排気ガス制御の機能診断を実施することが可能となる。

また、始動時目標トルクとエンジン指令トルクとを比較することにより、冷機始動時における始動時排気ガス制御の機能診断を精度よく実施することができる。
ＨＣＭ１０のエンジン指令トルクとして有り得ないような異常値を、ＥＣＭ１１が始動時排気ガス制御要求トルクとして出力している場合や、ＥＣＭ１１が始動時排気ガス制御要求トルクを正しく出力しているにも関わらず、ＨＣＭ１０がそれに相応しいエンジン指令トルクを出力しない場合に、故障が検出される。

上述した実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断においては、始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）のみを行っているが、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を行うようにすることも可能である。

図５及び図６は、始動時排気ガス制御の機能診断で、始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）に加え、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を下せるようにした第２、第３実施形態をそれぞれ示している。

まず、第２実施形態ついて説明する。第２実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断では、機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内で、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続しなかった場合に、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を行っている。

つまり、始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）が下されなければ、始動時排気ガス制御が正しく機能していると即座に診断を下すのではなく、始動時排気ガス制御の機能診断を行う機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内で始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）が下されなかった場合に、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を下している。

図５は、第２実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャートであって、所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行されるものである。この第２実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断は、上述した第１実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断をベースとするものであり、図５におけるＳ１１〜１７は、図４におけるＳ１〜Ｓ７と同一のなので重複する説明を省略する。

Ｓ１６において、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続していないと判定されるとＳ１８へ進む。

Ｓ１８では、始動時排気ガス制御の機能診断の終了タイミング（図３におけるｔ２のタイミング）に到達したか否かを判定し、到達している場合には始動時排気ガス制御が正しく機能していると診断（ＯＫ判定）する。また、Ｓ１８にて始動時排気ガス制御の機能診断の終了タイミング（図３におけるｔ２のタイミング）に到達していないと判定された場合には、この後の始動時排気ガス制御の機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内でＮＧタイマが所定値以上になる可能があるので、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を下すことは保留した状態で、今回のルーチンを終了する。

このような第２実施形態においては、始動時排気ガス制御の機能診断において、上述した第１実施形態の作用効果に加え、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）と、始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）と、を下すことが可能となる。このような形で下されたＯＫ判定は信頼精度の高いものとなるので、例えば今回ＯＫ判定があった場合に、前回のＮＧ判定を悪条件による一時的なものだったとして取り消すことにより、過剰な修理・部品交換の実施を防止することができるようになる。

次に第３実施形態について説明する。第３実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断では、機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内で、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続しておらず、さらに、始動時排気ガス制御要求トルクを考慮する前のエンジン指令トルクが、所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となる運転状況が機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内に所定時間（例えば５秒）以上あった場合に、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を下している。

運転者の運転パターンや、バッテリ２４のＳＯＣ状態によっては、始動時排気ガス制御が失陥していても、エンジン指令トルクが結果的に所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）となってしまうこともあり得ることである。例えば、冷機始動時における運転者の要求トルクがたまたま所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）であるような場合、始動時排気ガス制御が失陥していても、エンジン指令トルクは所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）となってしまう。

そこで、始動時排気ガス制御要求トルクを考慮しなければ、エンジン指令トルクとして所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外のトルクを指令するような運転状況が、機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内に所定時間（例えば５秒）以上あるという条件を付加することで、始動時排気ガス制御が失陥しているにも関わらず、たまたまエンジン指令トルクが所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）となって始動時排気ガス制御が正しく機能していると診断（ＯＫ判定）してしまうことを防止している。

図６は、第３実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断の制御の流れを示すフローチャートであって、所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行されるものである。この第３実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断は、上述した第１実施形態における始動時排気ガス制御の機能診断をベースとするものであり、図６におけるＳ２１〜２７は、図４におけるＳ１〜Ｓ７と同一のなので重複する説明を省略する。

Ｓ２６において、エンジン指令トルクと始動時目標トルクとの偏差が所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となった状態が所定時間（例えば５秒）以上継続していないと判定されるとＳ２８へ進む。

Ｓ２８では、始動時排気ガス制御の機能診断の終了タイミング（図３におけるｔ２のタイミング）に到達したか否かを判定し、到達している場合にはＳ２９へ進む。Ｓ２８にて始動時排気ガス制御の機能診断の終了タイミング（図３におけるｔ２のタイミング）に到達していないと判定された場合には、この後の始動時排気ガス制御の機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内でＮＧタイマが所定値以上になる可能があるので、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）を下すことは保留した状態で、今回のルーチンを終了する。

Ｓ２９では、始動時排気ガス制御要求トルクを考慮する前のエンジン指令トルクが、所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となる運転状況が機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内に所定時間以上あったか否かを判定し、所定時間以上あった場合には始動時排気ガス制御が正しく機能していると診断（ＯＫ判定）する。

また、Ｓ２９にて、始動時排気ガス制御要求トルクを考慮する前のエンジン指令トルクが、所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）外となる運転状況が機能診断期間（図３におけるｔ１〜ｔ２の期間）内に所定時間以上なかった判定された場合には、始動時排気ガス制御が失陥しているにも関わらず、たまたまエンジン指令トルクが所定のクライテリア範囲（始動時目標トルク±５［Ｎｍ］の範囲）となっている可能性があるので、始動時排気ガス制御の機能診断を行わない。

このような第３実施形態においては、始動時排気ガス制御の機能診断において、上述した第１実施形態の作用効果に加え、始動時排気ガス制御が正しく機能しているという診断（ＯＫ判定）と、始動時排気ガス制御が正しく機能していないという診断（ＮＧ判定）と、を一層精度よく下すことが可能となる。

１…エンジン
２…モータジェネレータ
７…触媒
１０…ＨＣＭ
１１…ＥＣＭ
１２…ＢＣ
１３…ＭＣ
１４…ＡＴＣＵ
２４…バッテリ

Claims

エンジンと、発電機としても機能するモータとを駆動源として備え、エンジンから排出された排気を浄化するための触媒を有し、
要求トルクを満足するように、前記要求トルクのうち前記エンジンが負担するエンジン目標トルクと前記モータが負担するモータ目標トルクとを決定するコントローラを備えたハイブリッド車両において、
前記コントローラは、
冷機始動時に、前記触媒を速やかに活性化しつつその過程で生じるエミッションを少なくするようなエンジンの目標トルクである始動時目標トルクを算出し、
エンジンの実際のトルクができるだけ前記始動時目標トルクとなるようにしつつ、車両に要求される駆動力トルクを満足するように、前記エンジン目標トルクと前記モータ目標トルクとを決定する始動時排気ガス制御を行ない、
前記始動時目標トルクと、エンジン指令トルクとを比較して、始動時排気ガス制御の機能診断を行うことを特徴とするハイブリッド車両。
前記始動時目標トルクに対して前記エンジン指令トルクが予め設定された所定値以上乖離した状態が、予め設定された所定時間以上継続した場合には、前記始動時排気ガス制御が正しく機能していないと診断することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記始動時排気ガス制御機能診断手段による診断期間内に、前記始動時目標トルクに対して前記エンジン指令トルクが予め設定された所定値以上乖離した状態が、予め設定された所定時間以上継続しなかった場合には、前記始動時排気ガス制御が正しく機能していると診断することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。