JP2012040989A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動条件が異なる複数の走行モードを備える車両において、排気の悪化を精度よく検出する。
【解決手段】ＥＣＵは、ＣＤモード中である場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という条件に設定する。一方、ＥＣＵは、ＣＳモード中である場合（Ｓ３０にてＮＯ）、排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ２よりも大きい」という条件に設定する。所定回数Ｎ２は、所定回数Ｎ１よりも多い値に設定される。ＥＣＵは、各走行モードにおいて排気悪化条件が成立した場合（Ｓ３１にてＹＥＳまたはＳ３２にてＹＥＳ）、失火カウンタＣを１だけ増加させ（Ｓ３３）、失火カウンタＣが所定値Ｃ０以上である場合（Ｓ３４にてＹＥＳ）、排気が悪化していると判定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両の制御に関し、特に、ハイブリッド車両の制御に関する。

近年、環境問題を考慮して、エンジンとモータとを効率的に組合わせて走行するハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両は、充放電可能なバッテリを搭載し、発進時や加速時などではバッテリの電力をモータに供給してモータを駆動する一方で、制動時などでは車両の運動エネルギをモータで回生電力に変換してバッテリに回収する。

特開２０１０−４７２１８号公報（特許文献１）には、いわゆるプラグインハイブリッド車両において、エンジンを停止してモータの動力で走行するＥＶ走行を優先するモードと、エンジンおよびモータの双方の動力で走行するＨＶ走行を許容するモードとのいずれかを選択して走行する点が開示されている。

また、特開２００８−１６８８０６号公報（特許文献２）には、異なるエンジン始動条件を備えるハイブリッド車両が開示されている。

特開２０１０−４７２１８号公報 特開２００８−１６８８０６号公報 特開２００７−２１６７９６号公報 特開２００６−１９４１２４号公報 特開２０１０−５２６１０号公報

ところで、エンジンの排気中には、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの有毒物質が含まれている。これらの有毒物質は排気管に設けられた触媒で浄化されるが、エンジンの状態によっては有害物質の量が触媒の浄化能力を超えてしまうことも考えられるため、排気の悪化を精度よく検出することが望ましい。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の始動条件が異なる複数の走行モードを備える車両において、排気の悪化を精度よく検出することである。

この発明に係る制御装置は、内燃機関および電動機を備え内燃機関および電動機の少なくともいずれかの動力で走行可能な車両を制御する。この制御装置は、内燃機関の始動条件が異なる複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードで車両を走行させる制御部と、内燃機関の排気が悪化したか否かを判定する判定部とを備える。判定部は、排気が悪化したと判定するための悪化判定条件を走行モードに応じて変更する。

好ましくは、複数の走行モードには、原則として内燃機関の駆動を許容しない第１モードと、原則として内燃機関の駆動を許容する第２モードとが含まれる。判定部は、走行モードが第１モードである場合は悪化判定条件を第１条件とし、走行モードが第２モードである場合は悪化判定条件を第１条件よりも成立し難い第２条件とする。

好ましくは、第１条件は、内燃機関の失火に対応する物理量が第１しきい値を超えたという条件であり、第２条件は、物理量が第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えたという条件である。

好ましくは、物理量は、内燃機関の失火の発生に応じて増加する内燃機関の状態量である。

好ましくは、第１しきい値は、走行モードが第１モードである状態で排気に含まれる有害物質の量が所定量に達する時の状態量の値である。第２しきい値は、走行モードが第２モードである状態で有害物質の量が所定量に達する時の状態量の値である。

好ましくは、状態量は、内燃機関の所定回転数あたりの内燃機関の失火回数である。
好ましくは、状態量は、内燃機関の振動の大きさ、振動の回数、内燃機関の空燃比の少なくともいずれかである。

好ましくは、制御部は、走行モードが第１モードである場合に第１条件が成立したときは、内燃機関の停止を禁止して内燃機関を継続して運転する継続運転を行ない、判定部は、走行モードが第２モードである場合に第１条件が成立したときは、継続運転の開始から所定時間が経過した時以降に、第１、第２条件とは異なる第３条件を悪化判定条件として用いて排気の悪化を判定する。

好ましくは、車両は、電動機に供給するための電力を蓄えるバッテリと、ユーザが要求する走行モードを複数の走行モードのうちから選択して入力するためのスイッチとをさらに備える。制御部は、バッテリの充電状態およびスイッチの出力に基づいて、走行モードを選択する。

本発明によれば、内燃機関の始動条件が異なる複数の走行モードを備える車両において、排気の悪化を精度よく検出できる。

ＥＣＵが搭載される車両の構造を示す図である。 エンジンおよびその周辺機器を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵの処理フロー（その１）である。 エンジンの失火回数と排気中の含まれる炭化水素の量との対応関係を例示した図である。 ＥＣＵの処理フロー（その２）である。 ＥＣＵの処理フロー（その３）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が搭載される車両１０の構造を示す図である。車両１０は、いわゆるプラグインハイブリッド車両である。すなわち、車両１０は、エンジン１００および第２モータジェネレータ（以下、「ＭＧ（２）」という）３００Ｂの少なくともいずれかの動力で走行する車両（以下、「ハイブリッド車両」という）であるとともに、ＭＧ（２）３００Ｂなどに電力を供給するバッテリ３１０を家庭用電源などの車両外部の交流電源１９からの電力で充電することが可能な車両（以下、「プラグイン車両」という）である。なお、車両１０は、プラグイン車両であることに限定されない。

車両１０は、上述のエンジン１００、ＭＧ（２）３００Ｂ、バッテリ３１０の他に、動力分割機構２００、減速機１４、インバータ３３０、昇圧コンバータ３２０、エンジンＥＣＵ４０６、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４等を含む。

動力分割機構２００は、サンギヤ、ピニオンギヤ、キャリア、リングギヤを含む遊星歯車から構成される。動力分割機構２００は、エンジン１００が発生する動力を出力軸２１２と第１モータジェネレータ（ＭＧ（１））３００Ａとに分配する。エンジン１００、ＭＧ（１）３００ＡおよびＭＧ（２）３００Ｂが動力分割機構２００を経由して連結されることで、エンジン１００、ＭＧ（１）３００ＡおよびＭＧ（２）３００Ｂの各回転速度は、いずれか２つの回転速度が決定されると残りの回転速度が決まるという関係にある。

減速機１４は、エンジン１００、ＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂで発生した動力を駆動輪１２に伝達したり、駆動輪１２の駆動をエンジン１００やＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂに伝達したりする。

インバータ３３０は、バッテリ３１０の直流とＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なう。

昇圧コンバータ３２０は、バッテリ３１０とインバータ３３０との間で電圧変換を行なう。

エンジンＥＣＵ４０６は、エンジン１００の動作状態を制御する。ＭＧ＿ＥＣＵ４０２は、車両１０の状態に応じてＭＧ（１）３００Ａ、ＭＧ（２）３００Ｂ、インバータ３３０、およびバッテリ３１０の充放電状態等を制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ４０４は、エンジンＥＣＵ４０６およびＭＧ＿ＥＣＵ４０２等を相互に管理制御して、車両１０が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御する。

さらに、車両１０は、交流電源１９に接続されたパドル１５を接続するためのコネクタ１３と、コネクタ１３を経由して供給された交流電源１９からの電力を直流に変換してバッテリ３１０へ出力する充電装置１１とを含む。充電装置１１は、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４からの制御信号に応じてバッテリ３１０に充電される電力量を制御する。

図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４およびエンジンＥＣＵ４０６を統合したＥＣＵ４００とすることがその一例である。以下の説明においては、ＭＧ＿ＥＣＵ４０２、ＨＶ＿ＥＣＵ４０４およびエンジンＥＣＵ４０６を区別することなくＥＣＵ４００と記載する。

ＥＣＵ４００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。

ＥＣＵ４００には、車速センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、ＭＧ（１）回転速度センサ、ＭＧ（２）回転速度センサ（いずれも図示せず）、およびバッテリ３１０の状態（電圧、電流、温度など）を監視する監視ユニット３４０からの信号が入力されている。

さらに、ＥＣＵ４００には、選択スイッチ３０１が接続される。選択スイッチ３０１は、後述する２つの走行モード（ＣＤモード、ＣＳモード）のうちからユーザが要求するモードをユーザが選択して入力するためのスイッチである。

ＥＣＵ４００は、ＭＧ（１）３００ＡあるいはＭＧ（２）３００Ｂをモータとして機能させる場合、バッテリ３１０から放電された直流電力を昇圧コンバータ３２０で昇圧した後、インバータ３３０で交流電力に変換してＭＧ（１）３００ＡおよびＭＧ（２）３００Ｂに供給する。

一方、ＥＣＵ４００は、バッテリ３１０を充電する際には、動力分割機構２００を介して伝達されるエンジン１００の動力によってＭＧ（１）３００で発電させたり、あるいは減速機１４を介して伝達される車両の走行エネルギによってＭＧ（２）３００Ｂで発電させたりする。そして、ＥＣＵ４００は、ＭＧ（１）３００ＡあるいはＭＧ（２）３００Ｂが発電した交流電力を、インバータ３３０で直流電力に変換した後、昇圧コンバータ３２０で降圧してバッテリ３１０に供給する。

また、ＥＣＵ４００は、交流電源１９からの交流電力を充電装置１１で直流に変換してバッテリ３１０へ供給することによっても、バッテリ３１０を充電することが可能である。

図２は、エンジン１００およびその周辺機器を示す図である。なお、図２には１つの気筒が例示されているが、実際にはエンジン１００には複数の気筒が設けられる。

このエンジン１００においては、エアクリーナ（図示せず）から吸入される空気が、吸気管１１０を流通して、エンジン１００の燃焼室１０２に導入される。スロットルバルブ１１４の作動量（スロットル開度）により、燃焼室１０２に導入される空気量が調整される。スロットル開度は、ＥＣＵ４００からの信号に基づいて作動するスロットルモータ１１２により制御される。

インジェクタ１０４は、フューエルタンク（図示せず）に貯蔵された燃料を燃焼室１０２に噴射する。インジェクタ１０４は、通電されると開弁して、燃焼室１０２へ向けて燃料を噴射する。なお、インジェクタ１０４から吸気通路内に燃料を噴射するようにしてもよい。

吸気管１１０から導入された空気と、インジェクタ１０４から噴射された燃料との混合気が、ＥＣＵ４００からの制御信号により制御されるイグニッションコイル１０６を用いて着火されて燃焼する。

混合気が燃焼した後の排気は、排気管１２０の途中に設けられた触媒１４０を通って、大気に排出される。触媒１４０は、排気中に含まれる有毒物質（炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物など）を浄化処理する三元触媒である。触媒１４０は、炭化水素と一酸化炭素の酸化反応と、窒素酸化物の還元反応を同時に行なわせることができる。触媒１４０は、その温度が低いほど排気浄化能力が低くなる特性を有する。

ＥＣＵ４００には、角度センサ１０７、水温センサ１０８、振動センサ１０９、エアフロメータ１１６、空気温センサ１１８、空燃比センサ１２２、および酸素センサ１２４からの信号が入力されている。

角度センサ１０７は、クランク角（エンジン１００のクランクシャフトの回転角）ＣＡを検出する。水温センサ１０８は、エンジン水温（エンジン冷却水の温度）ＴＨｗを検出する。振動センサ１０９は、エンジン１００のシリンダブロックの振動を検出する。エアフロメータ１１６は、吸入空気量（エンジン１００に吸入される単位時間あたりの空気量）Ｇａを検出する。空気温センサ１１８は、吸気温（吸入空気の温度）ＴＨａを検出する。空燃比センサ１２２は、排気中における空燃比（燃料質量に対する空気質量の比）Ａ／Ｆを検出する。酸素センサ１２４は、排気中の酸素濃度を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

ＥＣＵ４００は、各センサから送られてきた信号などに基づいて、適正な点火時期となるようにイグニッションコイル１０６を制御したり、適正なスロットル開度となるようにスロットルモータ１１２を制御したり、適正な燃料噴射量となるようにインジェクタ１０４を制御したりする。

図３は、走行モード選択および排気悪化判定に関するＥＣＵ４００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェア処理によって実現してもよいし、ソフトウェア処理によって実現してもよい。

ＥＣＵ４００は、走行モードを選択して車両１０を走行させる走行制御部４１０と、排気悪化判定を行なう異常判定部４２０とを備える。なお、本実施の形態において、「排気が悪化する」とは、排気中に含まれる有害物質の量が規定量を超えることを意味するものとする。

まず、走行制御部４１０について詳細に説明する。走行制御部４１０は、原則としてエンジン１００の駆動を許容するＣＳモード（Ｃｈａｒｇｅ Ｓｕｓｔａｉｎ ｍｏｄｅ）と、原則としてエンジン１００の駆動を許容しないＣＤモード（Ｃｈａｒｇｅ Ｄｅｐｌｅｔｉｎｇ ｍｏｄｅ）との２つの走行モードのうちからいずれか１つの走行モードを選択し、選択された走行モードで車両１０を走行させる。なお、走行モードは、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

車両１０の走行態様としては、ＭＧ（２）３００Ｂおよびエンジン１００の双方の動力を用いた走行（以下、「ＨＶ走行」という）と、エンジン１００の動力を用いずにＭＧ（２）３００Ｂの動力を用いた走行（以下、「ＥＶ走行」という）とがある。

ＣＤモードは、バッテリ３１０の電力を維持するよりも消費することを優先するモードである。そのため、ＣＳモードでは、原則としてＥＶ走行が優先的に行なわれる。ただし、高負荷時（後述する第１始動条件の成立時）に限っては、ＣＤモードであってもエンジン１００の始動が許容され、ＨＶ走行が行なわれる。

一方、ＣＳモードは、バッテリ３１０の電力を消費するよりも維持することを優先するモードである。そのため、ＣＳモードでは、原則としてＨＶ走行が許容される。具体的には、ＣＳモードでは、高負荷時（後述する第１始動条件の成立時）に加えて、バッテリ３１０の充電状態（以下、「ＳＯＣ」という）を所定範囲（たとえば３０％から６０％までの範囲）に維持するためにエンジン１００の動力を用いてＭＧ（１）３００Ａで発電させる必要がある時（後述する第２始動条件の成立時）にも、エンジン１００を始動させてＨＶ走行が行なわれる。したがって、ＣＳモードでは、エンジン１００が比較的頻繁に始動される。

このように、走行制御部４１０は、エンジン始動条件が異なる２つの走行モードのうちからいずれか１つの走行モードを選択し、選択された走行モードで車両１０を走行させる。

図４は、走行制御部４１０の機能を実現する場合のＥＣＵ４００の処理フローである。この処理は、予め定められたサイクルで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略する）１０にて、ＥＣＵ４００は、選択スイッチ３０１からの信号に基づいて、ユーザがＣＤモードを要求しているか否かを判断する。

ユーザがＣＤモードを要求している場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ１１にて、監視ユニット３４０からの信号に基づいてバッテリ３１０のＳＯＣを算出する。

そして、ＥＣＵ４００は、Ｓ１２にて、現在のトリップ中において、現在までに算出したＳＯＣがしきい値Ｓ１よりも小さくなった履歴があるか否かを判断する。

ＳＯＣがしきい値Ｓ１よりも小さくなった履歴がない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、Ｓ１３にて、走行モードをＣＤモードに設定する。なお、しきい値Ｓ１は、非常に低い値に設定される。すなわち、バッテリ３１０には電力会社などによって非常に効率よく発電された交流電源１９からの電力が充電されているため、ＥＣＵ４００は、バッテリ３１０の電力をほぼ使い果たすまでは、ＣＤモードを選択することでＥＶ走行（バッテリ３１０の電力を用いた走行）を優先させる。

ＣＤモードでの走行中、ＥＣＵ４００は、Ｓ１４にて、エンジン１００の第１始動条件が成立したか否かを判断する。ＣＤモードは、原則としてエンジン１００の駆動を許容しないモードであるため、この第１始動条件は、たとえば、ユーザが要求するパワーがＥＶ走行での出力可能パワー（バッテリ３１０の放電可能パワー）を越えているとの条件や、車速が１００ｋｍ／ｈを超えているいう条件など、高負荷であることを示す条件に制限される。

ＣＤモードでの走行中、第１始動条件が成立していない場合（Ｓ１４にてＮＯ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ１５にて、エンジン１００を停止させてＥＶ走行を行なう。一方、第１始動条件が成立した場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ１６にて、エンジン１００を始動させてＨＶ走行を行なう。

このように、ＣＤモードでは、ＥＶ走行が優先的に行なわれ、第１始動条件が成立した場合に限ってエンジン１００の始動が許容される。

一方、ユーザがＣＳモードを要求している場合（Ｓ１０にてＮＯ）、または、現在のトリップ中にＳＯＣがしきい値Ｓ１よりも小さくなった履歴がある場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ１７にて、走行モードをＣＳモードに設定する。したがって、ＣＤモード中にＳＯＣがしきい値Ｓ１よりも小さくなってＣＳモードに移行された後は、そのトリップ中においてはＳＯＣがしきい値Ｓ１以上に回復してもＣＳモードが維持される。

ＣＳモードでの走行中、ＥＣＵ４００は、Ｓ１８にて、エンジン１００の第１始動条件が成立したか否かを判断する。この第１始動条件は、ＣＤモードでの走行中と同じ条件であって、高負荷であることを示す条件に制限される。

さらに、ＣＳモードでの走行中においては、ＥＣＵ４００は、Ｓ１９にて、上述した第１始動条件に加えて、エンジン１００の第２始動条件が成立したか否かをさらに判断する。この第２始動条件は、ＳＯＣを所定範囲に維持するためにエンジン１００の動力を用いてＭＧ（１）３００Ａで発電させる必要があるか否かを判断するための条件である。たとえば、第２始動条件は、ＳＯＣが所定範囲の下限値近傍まで低下したという条件に設定される。

そして、ＣＳモードでの走行中、第１始動条件および第２始動条件の双方ともが成立していない場合（Ｓ１８にてＮＯかつＳ１９にてＮＯ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ２０にて、エンジン１００を停止させてＥＶ走行を行なう。一方、第１始動条件および第２始動条件の少なくともいずれか一方が成立した場合（Ｓ１８にてＹＥＳまたはＳ１９にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ２１にて、エンジン１００を始動させてＨＶ走行を行なう。

このように、ＣＳモードでは、第１始動条件が成立した場合に加えて、第２始動条件が成立した場合にも、エンジン１００の始動が許容される。

以上のように、走行制御部４１０は、エンジン１００の始動条件が異なる２つの走行モードのいずれを選択して車両１０を走行させる。以上が走行制御部４１０の機能についての説明である。

次に、図３に戻って、異常判定部４２０について詳細に説明する。異常判定部４２０は、エンジン１００の排気が悪化したか否かを判定する。異常判定部４２０は、エンジン１００の排気が悪化したと判定した場合には、その旨を図示しないインフォメーションパネルに表示してユーザに報知する。

本実施の形態において、「排気が悪化する」とは、上述したように、エンジン１００の排気中に含まれる有害物質の量が規定量を超えることを意味する。以下では、有害物質を炭化水素（化学式：ＨＣ）とする例を説明する。

異常判定部４２０は、排気が悪化したと判定するための条件（以下、「排気悪化条件」という）を、走行モードに応じて変更する。この点が本実施の形態の最も特徴的な点である。

図５は、エンジン１００が１０００回転する間におけるエンジン１００の失火回数（以下、単に「失火回数Ｎ」という）と排気中に含まれる炭化水素の量（ＨＣ量）との対応関係を例示した図である。図５において、実線がＣＤモードでの失火回数ＮとＨＣ量との対応関係を示し、一点鎖線がＣＳモードでの失火回数ＮとＨＣ量との対応関係を示す。なお、これらの対応関係は実験等によって求めたものである。

図５からわかるように、ＣＤモードとＣＳモードとでは、失火回数ＮとＨＣ量との対応関係は異なる。具体的には、ＣＤモードでは、失火回数Ｎが所定回数Ｎ１に達した場合にＨＣ量が規定量を超える。これに対し、ＣＳモードでは、失火回数Ｎが所定回数Ｎ１に達してもまだＨＣ量が規定量よりも少なく、失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも多い所定回数Ｎ２に達した場合にＨＣ量が規定量を超える。

このような対応関係の相違は、ＣＤモードとＣＳモードとの間でエンジン１００の始動条件が相違することに起因していると考えられる。

すなわち、ＣＳモードでは、上述したように高負荷時（第１始動条件の成立時）に加えて、エンジン１００の動力を用いて発電する必要がある時（第２始動条件の成立時）にもエンジン１００が始動される。そのため、エンジン１００が比較的頻繁に始動されるため、エンジン１００および触媒１４０が比較的温かい温度に維持され易い。

これに対し、ＣＤモードでは、高負荷時（第１始動条件の成立時）以外はエンジン１００が始動されないので、エンジン１００が停止されている期間が長くなる傾向にある。そのため、ＣＤモードでエンジン１００を始動する時には、エンジン１００が既に冷えた状態となってしまっている場合が多い。この影響で混合気の燃焼不良が生じるために、失火回数Ｎが同じであってもＣＤモードではＣＳモードよりもＨＣ量が多くなる（排気が悪化する）ものと考えられる。

このような対応関係の相違を考慮して、異常判定部４２０は、走行モードに応じて、排気悪化条件を変更する。以下では、ＣＤモード中は排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という条件に設定し、ＣＳモードに移行した後は排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ２よりも大きい」という条件に変更する場合を説明する。

図６は、異常判定部４２０の機能を実現する場合のＥＣＵ４００の処理フローである。この処理は、予め定められたサイクルで繰り返し実行される。

Ｓ３０にて、ＥＣＵ４００は、ＣＤモード中であるか否かを判断する。
ＣＤモード中である場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ４００は、排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という条件に設定する。所定回数Ｎ１は、図５に示したように、ＣＤモードが選択された状態でＨＣ量が規定量に達する時の失火回数Ｎの値であり、実験等により求められる。なお、失火回数Ｎの算出手法は、従来の手法を用いればよい。たとえば、クランク角ＣＡが３０度変化するのに要した所要時間Ｔ３０を演算し、今回の所要時間Ｔ３０とクランク角７２０度前の所要時間Ｔ３０との差分がしきい値を超えるたびにいずれかの気筒で失火が発生したのもとしてカウントし、エンジン１００が１０００回転する間にカウントした合計値を失火回数Ｎとすればよい。以下においても同様である。

一方、ＣＳモード中である場合（Ｓ３０にてＮＯ）、ＥＣＵ４００は、失火回数Ｎが所定回数Ｎ２よりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ４００は、排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ２よりも大きい」という条件に設定する。所定回数Ｎ２は、図５に示したように、ＣＳモードが選択された状態でＨＣ量が規定量に達する時の失火回数Ｎの値であり、所定回数Ｎ１よりも大きい。所定回数Ｎ２も実験等により求められる。

各走行モードにおいて排気悪化条件が成立した場合（Ｓ３１にてＹＥＳまたはＳ３２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３３にて失火カウンタＣを１だけ増加させる。失火カウンタＣは、排気悪化条件が成立した回数を示すパラメータである。失火カウンタの初期値は０である。

Ｓ３４にて、ＥＣＵ４００は、失火カウンタＣが所定値Ｃ０以上であるか否かを判断する。この処理は、排気が悪化したとの判定の信頼性を高めるために、排気悪化条件が継続して成立している（１０００回転中のＨＣ量が規定量を超える状態が継続している）か否かを判断するための処理である。たとえば、所定値Ｃ０を「４」に設定すると、排気悪化条件が４回以上成立したこと、すなわち、１０００回転中のＨＣ量が規定量を超える状態が４０００回転以上継続しているか否かを判断することになる。

そして、失火カウンタＣが所定値Ｃ０以上である場合（Ｓ３４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３５にて、いずれかの気筒の失火が発生している失火異常が発生しており、この失火異常によって排気が悪化していると判定する。

一方、各走行モードにおいて排気悪化条件が成立していない場合（Ｓ３１にてＮＯまたはＳ３２にてＮＯ）、あるいは、排気悪化条件が成立したが失火カウンタＣが所定値Ｃ０未満である場合（Ｓ３４にてＮＯ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３６にて、失火異常は発生しておらず、排気は悪化していないと判定する。なお、Ｓ３６の処理後、失火カウンタＣは初期値０に戻される。

以上のように、本実施の形態においては、エンジン始動条件が異なる２つの走行モード（ＣＤモード、ＣＳモード）を備える車両１０において、走行モードに応じて排気悪化条件を変更する。このようにすると、各走行モードでのエンジンの運転状況に応じた排気悪化条件を適切に設定することができるので、排気の悪化を精度よく検出することができる。

なお、本実施の形態においては、失火回数Ｎに基づいて排気の悪化を判定したが、失火回数Ｎに代えてあるいは加えて、他のパラメータを用いて排気の悪化を判定するようしてよい。たとえば、エンジン１００の振動の大きさ、回数、頻度や空燃比Ａ／Ｆなど、エンジン１００の失火の発生に相関関係のあるエンジン１００の状態量をパラメータとして、排気の悪化を判定するようにしてもよい。この場合には、各パラメータとＨＣ量との対応関係（図５のマップ参照）を各走行モード毎に分けて予め実験等で求めておき、求めた対応関係を考慮して排気悪化条件を各走行モード毎に設定すればよい。
＜変形例＞
ＣＤモードでは、上述したように、高負荷時に限ってエンジン１００が始動されるためエンジン１００の停止期間が長くなる傾向にある。その一方で、高負荷が長い時間継続した場合や高負荷が頻繁に生じた場合にはエンジン１００の駆動時間や始動回数が増加する。したがって、ＣＤモードでは、ＣＳモードに比べてエンジン１００の始動時の状態がばらつく傾向にある。

この点を考慮し、ＣＤモードで「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という排気悪化条件が成立した場合、エンジン１００を継続して運転させてエンジン１００の状態を安定させた後に、排気の悪化を再判定するようにしてもよい。

図７は、本変形例に従うＥＣＵ４００が異常判定を行なう場合のＥＣＵ４００の処理フローである。なお、図７に示したフローチャートの中で、前述の図６に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

ＣＤモードにおいて「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という排気悪化条件が成立した場合（Ｓ３０にてＹＥＳかつＳ３１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３１ａにて、エンジン１００の停止を禁止しエンジン１００を継続運転させる。

Ｓ３１ｂにて、ＥＣＵ４００は、エンジン１００の継続運転の開始から所定時間が経過したか否かを判断する。

所定時間が経過すると（Ｓ３１ｂにてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３１ｃにて、失火回数Ｎが所定回数Ｎ３よりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ４００は、排気悪化条件を「失火回数Ｎが所定回数Ｎ３よりも大きい」という条件に変更する。所定回数Ｎ３は、エンジン１００を継続運転させた時間に応じて予め設定される。たとえば、エンジン１００を所定時間継続運転したことでエンジン１００の状態がＣＤモード中およびＣＳモード中よりも安定している場合には、所定回数Ｎ３を所定回数Ｎ１、Ｎ２よりも多い値に設定してもよい。また、所定回数Ｎ３をＣＳモード中に用いられる所定回数Ｎ２と同じ値に設定してもよい。

そして、失火回数Ｎが所定回数Ｎ３よりも大きい場合（Ｓ３１ｃにてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３３ａにて失火カウンタＣを１だけ増加させ、Ｓ３４ａにて失火カウンタＣが所定値Ｃ１以上であるか否かを判断する。既にＳ３１の処理で「失火回数Ｎが所定回数Ｎ１よりも大きい」という排気悪化条件が成立していることを考慮して、この所定値Ｃ１を所定値Ｃ０よりも１だけ小さい値に設定してもよい。

そして、失火カウンタＣが所定値Ｃ１以上である場合（Ｓ３４ａにてＹＥＳ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３５にて失火異常が発生しており排気が悪化していると判定する。

一方、失火回数Ｎが所定回数Ｎ３よりも小さい場合（Ｓ３１ｃにてＮＯ、あるいは、失火カウンタＣが所定値Ｃ１未満である場合（Ｓ３４ａにてＮＯ）、ＥＣＵ４００は、Ｓ３６にて失火異常は発生しておらず排気は悪化していないと判定する。

なお、図７において、ＣＳモード中の排気悪化判定処理（Ｓ３０にてＮＯと判断された以降の処理）は、図６と同じである。

このように、本変形例では、ＣＤモードでのエンジン１００の始動時の状態がばらつく傾向にあることを考慮し、ＣＤモードで排気悪化条件が成立した場合、エンジン１００を継続して運転させてエンジン１００の状態を安定させた後に、排気の悪化を再判定する。これにより、エンジン１００が安定した状態で排気が悪化したか否かを判定することができるので、失火による排気悪化の判定精度を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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のすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、１１ 充電装置、１２ 駆動輪、１３ コネクタ、１４ 減速機、１５ パドル、１９ 交流電源、１００ エンジン、１０２ 燃焼室、１０４ インジェクタ、１０６ イグニッションコイル、１０７ 角度センサ、１０８ 水温センサ、１０９ 振動センサ、１１０ 吸気管、１１２ スロットルモータ、１１４ スロットルバルブ、１１６ エアフロメータ、１１８ 空気温センサ、１２０ 排気管、１２２ 空燃比センサ、１２４ 酸素センサ、１４０ 触媒、２００ 動力分割機構、２１２ 出力軸、３０１ 選択スイッチ、３１０ バッテリ、３２０ 昇圧コンバータ、３３０ インバータ、３４０ 監視ユニット、４００ ＥＣＵ、４１０ 走行制御部、４２０ 異常判定部。

Claims (9)

1. 内燃機関および電動機を備え前記内燃機関および前記電動機の少なくともいずれかの動力で走行可能な車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の始動条件が異なる複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードで前記車両を走行させる制御部と、
   前記内燃機関の排気が悪化したか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記排気が悪化したと判定するための悪化判定条件を前記走行モードに応じて変更する、車両の制御装置。
2. 前記複数の走行モードには、原則として前記内燃機関の駆動を許容しない第１モードと、原則として前記内燃機関の駆動を許容する第２モードとが含まれ、
   前記判定部は、前記走行モードが前記第１モードである場合は前記悪化判定条件を第１条件とし、前記走行モードが前記第２モードである場合は前記悪化判定条件を前記第１条件よりも成立し難い第２条件とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記第１条件は、前記内燃機関の失火に対応する物理量が第１しきい値を超えたという条件であり、
   前記第２条件は、前記物理量が前記第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えたという条件である、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記物理量は、前記内燃機関の失火の発生に応じて増加する前記内燃機関の状態量である、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記第１しきい値は、前記走行モードが前記第１モードである状態で前記排気に含まれる有害物質の量が所定量に達する時の前記状態量の値であり、
   前記第２しきい値は、前記走行モードが前記第２モードである状態で前記有害物質の量が前記所定量に達する時の前記状態量の値である、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記状態量は、前記内燃機関の所定回転数あたりの前記内燃機関の失火回数である、請求項４に記載の車両の制御装置。
7. 前記状態量は、前記内燃機関の振動の大きさ、前記振動の回数、前記内燃機関の空燃比の少なくともいずれかである、請求項４に記載の車両の制御装置。
8. 前記制御部は、前記走行モードが前記第１モードである場合に前記第１条件が成立したときは、前記内燃機関の停止を禁止して前記内燃機関を継続して運転する継続運転を行ない、
   前記判定部は、前記走行モードが前記第２モードである場合に前記第１条件が成立したときは、前記継続運転の開始から所定時間が経過した時以降に、前記第１、第２条件とは異なる第３条件を前記悪化判定条件として用いて前記排気の悪化を判定する、請求項２に記載の車両の制御装置。
9. 前記車両は、前記電動機に供給するための電力を蓄えるバッテリと、ユーザが要求する走行モードを前記複数の走行モードのうちから選択して入力するためのスイッチとをさらに備え、
   前記制御部は、前記バッテリの充電状態および前記スイッチの出力に基づいて、前記走行モードを選択する、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。

Images