JP2016121649A

JP2016121649A - 電子制御装置

Info

Publication number: JP2016121649A
Application number: JP2014263123A
Authority: JP
Inventors: 武夫楳坂; Takeo Umesaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP6369327B2; US20160186674A1; US9777648B2

Abstract

【課題】内燃機関の故障診断の実施タイミングを改善することのできる電子制御装置を提供する。【解決手段】この電子制御装置は、内燃機関と電動機とを駆動源とする車両の駆動を制御する。電子制御装置は、電動機に電力を供給するバッテリの電力残量から電動機を駆動力として走行が可能な航続距離を算出する航続距離算出部と、内燃機関に含まれるダイアグ対象をダイアグするダイアグ部と、内燃機関を制御する制御部と、を備る。そして、制御部は、航続距離が所定の閾値距離以下となることを条件に、ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、ダイアグ部に対してダイアグ対象のダイアグを実施するように指示する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車を制御する電子制御装置に関する。

特許文献１記載のように、車両に発生した異常事象の検出、すなわち故障診断を行う技術が知られている。

特開２００８−２５４５０７号公報

ところで、近年、内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド車（ＨＶ）において、搭載されるバッテリの蓄電能力の向上や、電子機器の消費電力の低減などにより、電動機のみによって走行する、いわゆるＥＶ走行の航続距離が長くなりつつある。

このため、街乗りなどの比較的短距離の走行では内燃機関が一切駆動しない状況が生まれ得る。すなわち、内燃機関の故障診断の頻度が低下してしまう。また、診断が実行されるにしても、電動機による走行から内燃機関による走行に切り替わったタイミングでしか故障診断が実行されない。換言すれば、内燃機関の故障診断が車両の走行中に実行されることになり、ドライバビリティの低下につながる虞がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、内燃機関の故障診断の実施タイミングを改善することのできる電子制御装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関（２０）と電動機（３０）とを駆動源とする車両の駆動を制御する電子制御装置であって、電動機に電力を供給するバッテリ（４０）の電力残量から、電動機を駆動力として走行が可能な航続距離を算出する航続距離算出部（１１）と、内燃機関に含まれるダイアグ対象をダイアグするダイアグ部（１２）と、内燃機関を制御する制御部（１３）と、を備え、制御部は、航続距離が所定の閾値距離以下となることを条件に、ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、ダイアグ部に対してダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴としている。

これによれば、車両の走行中に電動機による駆動から内燃機関による駆動への切り替えが予測される場合に、内燃機関に関わるダイアグ対象のダイアグを、内燃機関による駆動が開始される前に実施することができる。このため、例えば、内燃機関による走行に影響を与えるような故障が発生していた場合に、走行中に駆動源が内燃機関に切り替わるタイミングでドライバビリティが低下してしまうことを回避することができる。また、従来、例えば長期間内燃機関による駆動が行われていない状況下において、移動先で内燃機関が駆動を開始したときに異常が検出されてしまう可能性があったが、本発明によれば、内燃機関による駆動が開始される前にダイアグを強制的に実施するので、予め内燃機関の故障を検知し、ＥＶ走行によるディーラー等への車両の移動が可能になる。

第１実施形態における電子制御装置およびその周辺装置の概略構成を示すブロック図である。電子制御装置およびその周辺装置の動作を示すタイミングチャートである。電子制御装置の動作を示すフローチャートである。変形例１〜３における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。変形例４における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成について説明する。

この電子制御装置は、内燃機関と電動機と駆動源とする車両、いわゆるハイブリッド車（ＨＶ）の駆動を制御する装置である。

図１に示すように、本実施形態における電子制御装置１０は、航続距離算出部１１とダイアグ部１２と制御部１３とを備え、通信可能に接続された内燃機関２０および電動機３０を制御して車両を走行させるようになっている。

航続距離算出部１１は、後述の制御部１３および電動機３０に電力を供給するバッテリ４０に接続されている。航続距離算出部１１は、バッテリ４０の電力残量から、車両が電動機３０を駆動源として走行可能な航続距離を算出する。そして、算出された航続距離を制御部１３に出力するようになっている。

ダイアグ部１２は、制御部１３の指示によりダイアグ対象となる装置類の故障診断、いわゆるダイアグを実行する。本実施形態におけるダイアグ部１２は、少なくとも内燃機関２０に接続されている。正確には、内燃機関２０を構成する装置類のうち、ダイアグ対象となるアクチュエータおよびセンサに接続されている。そして、ダイアグ部１２は、ダイアグ対象それぞれに予め設定された手順でアクチュエータおよびセンサのダイアグを実行する。

制御部１３は、内燃機関２０および電動機３０と通信可能に接続されており、内燃機関２０あるいは電動機３０に設けられたアクチュエータを制御して車両を走行させる。加えて、本実施形態における制御部１３は航続距離算出部１１およびダイアグ部１２、さらにはカーナビゲーションシステム５０と通信可能に接続されている。

制御部１３は、航続距離算出部１１から入力された車両の航続距離に関する情報に基づいて、ダイアグ部１２に対してダイアグ対象のダイアグを実行させる。ダイアグ部１２は、航続距離が所定の条件を満たした場合に、内燃機関２０が駆動していない状態であってもアクチュエータを強制的に動作させるよう制御部１３に要求する。これに応じて、制御部１３は内燃機関２０のダイアグ対象に関係するアクチュエータあるいはセンサを駆動させる。ダイアグ部１２はダイアグ用に予め設定された手順に従ってダイアグを実行する。

なお、所定の条件とは、航続距離算出部１１により算出された航続距離が所定の閾値距離以下となることである。そして、本実施形態における閾値距離は、設定された目的地と現在地に基づいてカーナビゲーションシステム５０が予測する走行経路における距離である。以降、予測された走行経路における距離を予測距離という。

次に、図２および図３を参照して、電子制御装置１０の動作フローについて説明する。

図２は、制御部１３、内燃機関２０、電動機３０、目的地までの距離、および電動機３０で走行可能な航続距離の挙動を示すタイミングチャートである。また、図３は、電子制御装置１０のダイアグ実行に係るフローチャートである。

車両の走行に先立って、ユーザーは図２に示す時刻ｔ１において車両のパワースイッチをオンする。これにより、制御部１３の電源がオンされるとともに、カーナビゲーションシステム５０の電源がオンされる。これが、図３におけるステップＳ１に相当する。図２は、時刻ｔ１において、電動機３０を駆動するスタートスイッチもオンされる例を示しており、電動機３０が非駆動から駆動に切り替わっている。この時点では内燃機関２０は駆動しない。なお、以下説明するステップＳ２〜Ｓ６またはステップＳ７までのステップは時刻ｔ１において実行されるものである。

次いで、ステップＳ２が実行される。ステップＳ２は、ユーザーがカーナビゲーションシステム５０に対して、目的地を入力するステップである。カーナビゲーションシステム５０は、地図データ、交通状況等のデータベースから、ユーザーが任意に指定する経由地や優先事項に基づいて走行経路、いわゆるルートを検索する。ユーザーは、抽出されたルートから一つを選択して、目的地およびルートを決定する。

次いで、ステップＳ３が実行される。ステップＳ３は、制御部１３が、現在地から目的地までの距離、すなわち予測距離Ｌをカーナビゲーションシステム５０から取得するステップである。ステップＳ２の段階で目的地およびルートが決定しているため、制御部１３はカーナビゲーションシステム５０から決定されたルートにおける予測距離Ｌを取得することができる。

次いで、ステップＳ４が実行される。ステップＳ４は、航続距離算出部１１がバッテリ４０にアクセスして電力残量から航続距離Ｄを算出するとともに、制御部１３が航続距離Ｄの情報を航続距離算出部１１から取得するステップである。なお、航続距離算出部１１は、バッテリ４０の電力で電動機３０が駆動される場合の消費電力とバッテリ４０の電力残量から、電動機３０による走行が可能な航続距離Ｄを算出するようになっている。

次いで、ステップＳ５が実行される。ステップＳ５は、制御部１３が、予測距離Ｌの取得に成功したか否かを判定するステップである。ステップＳ２において、ユーザーがカーナビゲーションシステム５０に対して目的地までのルートを確定していれば、本ステップはＹＥＳ判定となり、ステップＳ６に進む。

一方、ステップＳ２においてユーザーが目的地を設定しない、あるいは、そもそも車両にカーナビゲーションシステム５０が搭載されていない等の理由で予測距離Ｌが取得できない場合、ステップＳ５はＮＯ判定となる。本ステップにおいてＮＯ判定となるとステップＳ７に進む。

本実施形態において説明する例では、図２に示すように、目的地までの距離Ｌが確定しており、ステップＳ５はＹＥＳ判定となる。

ステップＳ６は、制御部１３が、予測距離Ｌと航続距離Ｄとを比較するステップである。航続距離Ｄが予測距離Ｌ以下（Ｄ≦Ｌ）の場合にはＹＥＳ判定となりステップＳ８に進む。一方、航続距離Ｄが予測距離Ｌよりも大きい場合にはＮＯ判定となり、本フローは終了する。本実施形態において説明する例では、図２に示すように、予測距離Ｌが航続距離Ｄよろいも大きいため、ステップＳ６はＹＥＳ判定となる。

ステップＳ７は、制御部１３が、予め決められた閾値距離と航続距離Ｄとを比較するステップである。航続距離Ｄが閾値距離以下の場合にはＹＥＳ判定となりステップＳ８に進む。一方、航続距離Ｄが閾値距離よりも大きい場合にはＮＯ判定となり、本フローは終了する。なお、閾値距離は任意に設定され得るが、例えば、車両に搭載されたバッテリ４０をフル充電した状態における航続距離を設定しておいても良い。また、本ステップにおける閾値距離を、予測距離Ｌであると考えれば、ステップＳ７はステップＳ６と同義である。

上記したように、ステップＳ６を経る場合も、あるいはステップＳ７を経る場合も、それぞれのステップにおいてＹＥＳ判定の場合にはステップＳ８に進む。ステップＳ８は、制御部１３が内燃機関２０のうちダイアグ対象を構成するアクチュエータ、あるいはダイアグ対象のセンサに物理量を検出させるためのアクチュエータを駆動させるステップである。アクチュエータの駆動は、内燃機関２０による通常の走行時の条件で行われるか、あるいは、ダイアグ専用に予め決められた要求仕様に基づいて実行される。

次いで、ステップＳ９が実行される。ステップＳ９は、制御部１３がダイアグ部１２に対してダイアグ対象たるアクチュエータおよびセンサのダイアグを実行するように指示し、ダイアグ部１２がそれを実行するステップである。ダイアグ部１２は要求仕様に基づいてダイアグ対象のダイアグを実行する。すなわち、図２に示すように、時刻ｔ１においてダイアグが開始される。

さて、図２に示すように、ステップＳ９の後、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、車両は電動機３０を駆動源としてＥＶ走行を行う。時刻ｔ２において、バッテリ４０の電力残量の不足により車両の駆動源は電動機３０から内燃機関２０に切り替わる。内燃機関２０にかかるダイアグ対象は、時刻ｔ１において既に実行されているので、駆動源が切り替わる時刻ｔ２の時点でダイアグは実行されない。

時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、車両は内燃機関２０を駆動源として走行する。目的地に到達する前の時刻ｔ３において、ユーザーが車両を停めたと仮定する。ユーザーはパワースイッチをオフし、これに伴って制御部１３の電源もオフされる。なお、カーナビゲーションシステム５０における目的地設定は残ったままとなっている。ユーザーはバッテリ４０の充電を行い、時刻ｔ４において、再び車両のパワースイッチをオンしたものとする。

時刻ｔ４では、図２に示すように、再び制御部１３の電源がオンされて、図３に示すステップＳ１が実行される。目的地の設定はすでに行われており、ステップＳ２は実行済みでありステップＳ３に進む。ステップＳ３において、制御部１３は、目的地までの予測距離Ｌを再取得する。次いで、ステップＳ４において、制御部１３は、航続距離Ｄを再取得する。ステップＳ５は時刻ｔ１同様ＹＥＳ判定となる。そして、ステップＳ６において、図２に示すように、Ｄ≦Ｌを満たすから、ステップＳ８およびステップＳ９を経て、内燃機関２０に係るダイアグ対象のダイアグが実行される。

次に、本実施形態に係る電子制御装置１０を採用することによる作用効果を説明する。

ダイアグ対象の強制駆動およびダイアグの実施は、航続距離Ｄが所定の閾値距離以下、特に、現在地と目的地に基づいた予測距離Ｌ以下となることを条件に行われる。すなわち、走行の途中で車両の駆動源が電動機３０から内燃機関２０へ切り替わることが予想される場合に、前もって内燃機関２０に含まれるダイアグ対象をダイアグしておくことができる。よって、例えば、内燃機関２０による走行に影響を与えるような故障が発生していた場合に、走行中に駆動源が内燃機関２０に切り替わるタイミングでドライバビリティが低下してしまうことを回避することができる。また、従来、例えば長期間内燃機関２０による駆動が行われていない状況下において、移動先で内燃機関２０が駆動を開始したときにダイアグが実行されて異常が検出されてしまう可能性があったが、本発明によれば、内燃機関２０による駆動が開始される前にダイアグを強制的に実施するので、予め内燃機関の故障を検知し、ＥＶ走行によるディーラー等への車両の移動が可能になる。

（変形例１）
ダイアグ対象の強制駆動およびダイアグが実施される条件を、第１実施形態に記載の条件に対して追加することもできる。

例えば、図４に示すように、ステップＳ２の後、制御部１３がステップＳ１０を実行するようにしても良い。ステップＳ１０は、制御部１３が、自身の最後の電源オンから電源オフまでの間にダイアグが実施されたか否かを判定するステップである。ダイアグが実施されていればステップＳ１０はＹＥＳ判定となり、電子制御装置１０は動作フローを終了する。一方、ダイアグが実施されていなければステップＳ１０はＮＯ判定となり、ステップＳ３に進み、以降、第１実施形態に記載した動作フローに従う。

具体的には、例えば第１実施形態における説明では、図２に示す時刻ｔ４においてダイアグが実施される例を示した。時刻ｔ４の時点において、制御部１３の最後の電源オンとは時刻ｔ１の時点を指し、最後の電源オフとは時刻ｔ３の時点を指している。この例では時刻ｔ１においてすでにダイアグが実施されているため、本変形例における動作フローに従えば、時刻ｔ４において、ステップＳ１０はＹＥＳ判定となる。よって、時刻ｔ４においてはダイアグが実施されない。

このように、変形例１に係る電子制御装置１０は、第１実施形態における構成に較べて、ダイアグの実施頻度を抑制する。ダイアグは、故障の早期発見という観点で、高頻度で実施することが好ましいが、実施の頻度が高すぎると、アクチュエータの劣化や燃費の悪化につながる。このため、本変形例のように、ダイアグの実施頻度を抑制することで、この問題を解消することができる。

（変形例２）
また、図４に示すステップＳ１０を、目的地設定時以降にダイアグを実施したか、なる判定条件に置換しても良い。この場合、目的地到達前において、目的地を設定した時刻以降、現在時刻に至る間に、一度でもダイアグが実施されていればＹＥＳ判定となり、動作フローを終了するようにできる。すなわち、目的地の変更が無い状態で一度でもダイアグが実施されていれば、再びダイアグが実施されることがないので、ダイアグの実施頻度を抑制し、アクチュエータの劣化や燃費の悪化を抑制することができる。

（変形例３）
あるいは、図４に示すステップＳ１０を、ダイアグ対象の最後のダイアグ実施からカウントされる未実施期間が所定の閾値時間よりも短いか、なる判定条件に置換しても良い。これは、最後のダイアグ実施からの経過時間が、閾値時間よりも短い場合にＹＥＳ判定となって動作フローを終了するものである。逆に言えば、内燃機関２０に関するダイアグが最後に実施されてから、所定の閾値時間以上が経過している場合にダイアグ対象の強制駆動およびダイアグが実施されるものである。この例でも、ダイアグの実施頻度を抑制し、アクチュエータの劣化や燃費の悪化を抑制する効果を奏することができる。

なお、未実施期間のカウントの方法として、例えば、ダイアグ対象のダイアグが最後に実施されてから次に実施されるまでの時間であって、且つ、制御部１３の電源がオンされてからオフされるまでの期間中にカウントされるように構成することができる。これによれば、制御部１３の電源がオフされ、車両が完全に機能停止している状態ではカウントが進むことはない。すなわち、車両が起動された状態のうち、ダイアグが実施されていない期間だけを正確にカウントすることができる。

あるいは、未実施期間のカウントの別の方法として、ダイアグ対象のダイアグが最後に実施されてから次に実施されるまでの時間であって、且つ、ダイアグ対象のダイアグが最後に実施された時刻と現在時刻との差から算出されるように構成することができる。このような構成では、制御部１３は、最後にダイアグが実施された時刻を図示しないメモリに記録しておく。そして、制御部１３は、最後にダイアグが実施された時刻と現在時刻との差分を、ダイアグの未実施期間として定義する。なお、時刻の差分の算出する手段は時刻を刻む装置であれば良く、カーナビゲーションシステム５０や車両に内蔵された時計を用いることができる。

なお、上記した変形例１〜３では、追加する条件として、それぞれ個別に設定される例を示したが、複数の条件を組み合わせてステップＳ２以降に設定するようにしても良い。

（変形例４）
さらには、車両の状態に基づいて、実行中のダイアグを中断する構成とすることもできる。例えば、図５に示すように、第１実施形態において説明した動作フローに従ってステップＳ９まで進めた後、制御部１３がステップＳ１１を実行する構成とすることができる。

ステップＳ１１は、制御部１３が、車両が速さをもって走行中か否かを判定するステップである。車両が走行中であれば、ステップＳ１１はＹＥＳ判定となりステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２は制御部１３が、ダイアグ対象の強制駆動を中断し、ダイアグ部１２に対してダイアグを中断するよう指示するステップである。

ところで、車両の走行中に、通常は駆動しないアクチュエータ等のダイアグ対象が強制駆動されると、ユーザーがドライバビリティの悪化を感じる場合がある。ステップＳ１１１およびステップＳ１２を経ることにより、車両の走行が開始された時点でアクチュエータの強制駆動とダイアグを中断することができるので、ドライバビリティの悪化に起因するユーザーの違和感を緩和することができる。

なお、ステップＳ１１において、車両が走行中でない場合はＮＯ判定となり、第１実施形態の記載同様に、ダイアグ対象のダイアグを継続する。

また、図５に示すステップＳ１１を、車両の速さが所定に速さより大きいか、なる判定条件に置換しても良い。この場合、車両が予め決められた速さよりも高速で移動している場合にはダイアグを中断する構成となる。この構成においても、車両の速さが所定速さを超えた時点でアクチュエータの強制駆動とダイアグを中断することができるので、ドライバビリティの悪化に起因するユーザーの違和感を緩和することができる。

また、図５に示すステップＳ１１を、制御部１３の電源がオンされてからの経過時間が所定時間を超えたか、なる判定条件に置換しても良い。この場合、制御部１３の電源がオンされてから、予め決められた時間の間でダイアグを実施する構成となる。決められた時間を超えた場合にはダイアグを中断する。制御部１３の電源オンからある程度の時間経過後には、車両が走行状態に移行する可能性が高い。よって、走行が開始される前に内燃機関２０に関するダイアグを中断する構成とすることにより、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、変形例１〜３において説明したダイアグの実施条件に対して、変形例４において説明したダイアグを中断する条件を付加するような構成としてもよい。

１０・・・電子制御装置，１１・・・航続距離算出部，１２・・・ダイアグ部，１３・・・制御部，２０・・・内燃機関，３０・・・電動機

Claims

内燃機関（２０）と電動機（３０）とを駆動源とする車両の駆動を制御する電子制御装置であって、
前記電動機に電力を供給するバッテリ（４０）の電力残量から、前記電動機を駆動力として走行が可能な航続距離を算出する航続距離算出部（１１）と、
前記内燃機関に含まれるダイアグ対象をダイアグするダイアグ部（１２）と、
前記内燃機関を制御する制御部（１３）と、を備え、
前記制御部は、前記航続距離が所定の閾値距離以下となることを条件に、前記ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、前記ダイアグ部に対して前記ダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴とする電子制御装置。
前記閾値距離は、現在地から設定された目的地へと至るための、予測される走行経路における予測距離であることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記制御部の電源投入時において、予め設定された目的地までの前記予測距離と、前記航続距離とを比較し、
前記航続距離が前記閾値距離としての前記予測距離以下となることを条件に、前記ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、前記ダイアグ部に対して前記ダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記制御部の最後の電源投入から電源オフの間に、前記ダイアグ対象のダイアグが実施されていないことを条件に、前記ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、前記ダイアグ部に対して前記ダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子制御装置。
前記制御部は、目的地が設定された時刻から現在時刻までの間に、前記ダイアグ対象のダイアグが実施されていないことを条件に、前記ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、前記ダイアグ部に対して前記ダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記ダイアグ対象の最後のダイアグ実施からカウントされる未実施期間が、所定の閾値時間以上となることを条件に、前記ダイアグ対象を強制的に駆動するとともに、前記ダイアグ部に対して前記ダイアグ対象のダイアグを実施するように指示することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。
前記未実施期間は、前記ダイアグ対象のダイアグが最後に実施されてから次に実施されるまでの時間であって、且つ、前記制御部の電源がオンされてからオフされるまでの期間中にカウントされることを特徴とする請求項６に記載の電子制御装置。
前記未実施期間は、前記ダイアグ対象のダイアグが最後に実施されてから次に実施されるまでの時間であって、且つ、前記ダイアグ対象のダイアグが最後に実施された時刻と現在時刻との差から算出されることを特徴とする請求項６に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記制御部の電源がオンされてから前記車両の走行が開始されるまでの間に、前記ダイアグ対象の強制的な駆動、および、前記ダイアグ対象のダイアグを実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記車両の速さが所定の速さ以下であることを条件に、前記ダイアグ対象の強制的な駆動、および、前記ダイアグ対象のダイアグを実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子制御装置。
前記制御部は、前記制御部の電源がオンされてから所定時間以内に、前記ダイアグ対象の強制的な駆動、および、前記ダイアグ対象のダイアグを実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子制御装置。