JP2020192841A - ハイブリッド車両およびその異常診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェイストゲートバルブの固着をより確実に検出する。【解決手段】車両１は、過給機１５付きのエンジン１０と、バッテリ７０と、バッテリ７０との間で電力の授受が可能に構成された第２モータジェネレータ２２と、エンジン１０および第２モータジェネレータ２２を制御するように構成されたＥＣＵ１００とを備える。エンジン１０は、エンジン本体１１からの排気通路１４と、過給機１５を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路１６１と、エンジン本体１１からバイパス通路１６１に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブ１６２とを含む。ＥＣＵ１００は、エンジン１０の動作中にハイブリッド車両１のアクセル開度に拘わらずエンジン１０の動作点が自然吸気域から過給域に移動するようにエンジン１０を制御し、ウェイストゲートバルブ１６２が閉じたまま固着しているか否かを診断する。【選択図】図７

Description

本開示は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関し、より特定的には、過給機付きのエンジンを備えるハイブリッド車両および、その異常診断方法に関する。

過給機付きエンジンが公知である。過給機により低回転域でのトルクを高めることで、同等のパワーを維持しながら排気量を下げ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。たとえば特開２０１５−５８９２４号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両は、ターボ式過給機付きのエンジンと、モータジェネレータとを備える。

特開２０１５−５８９２４号公報

過給機付きのエンジンを備えるハイブリッド車両において、過給システムに異常が生じる可能性がある。より具体的には、ハイブリッド車両は、ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ：wastegate valve）を備える。ウェイストゲートバルブは、エンジン本体からバイパス通路（過給機を迂回して排気を流すように構成された通路）に導かれる排気の流量を調整するバルブ機構である。このウェイストゲートバルブが閉じたまま固着したり、逆にウェイストゲートバルブが開いたまま固着したりする可能性がある。ウェイストゲートバルブの固着が生じ、過給システムが正常に動作しなくなると、エンジンから所望の出力または走行駆動力を得ることができにくくなる。したがって、ウェイストゲートバルブの固着をより確実に検出することが好ましい。

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、過給機付きのエンジンを備えるハイブリッド車両におけるウェイストゲートバルブの固着をより確実に検出することである。

（１）本開示のある局面に従うハイブリッド車両は、過給機付きのエンジンと、蓄電装置と、蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機と、エンジンおよび回転電機を制御するように構成された制御装置とを備える。エンジンは、エンジン本体からの排気通路と、排気通路に接続され、過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、エンジン本体からバイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含む。制御装置は、エンジンの動作中にハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらずエンジンの動作点が自然吸気域から過給域に移動するようにエンジンを制御し、ウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断する。

（２）ハイブリッド車両は、エンジン本体への吸気経路に設けられ、過給機による吸気経路の過給圧を検出する過給圧センサと、吸気経路に設けられ、吸気経路への吸気量を検出する吸気量センサとのうちの少なくとも一方をさらに備える。制御装置は、吸気経路の過給圧または吸気量に基づいて、ウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断する。

車両の走行態様によっては、エンジンの動作中（たとえば車両のトリップ中）に過給機による過給動作が１度も行われない場合がある。このような場合はウェイストゲートバルブの閉固着の有無を診断する機会がない。したがって、上記（１），（２）の構成においては、アクセル開度に拘わらずエンジン動作点を過給域内に強制的に移動させる。これにより、エンジン動作中に少なくとも１度はウェイストゲートバルブの閉固着が診断されることになるので、閉固着の診断頻度が増加する。したがって、上記（１），（２）の構成によれば、ウェイストゲートバルブの閉固着をより確実に検出することができる。

（３）制御装置は、動作点が等パワーラインに沿って自然吸気域から過給域に移動するようにエンジンを制御し、ハイブリッド車両の要求パワーに対してエンジンのパワーに過不足が生じた場合には当該過不足を蓄電装置と回転電機との間での電力授受により補う。

上記（３）の構成においては、エンジン動作点を等パワーラインに沿って移動させる。これにより、エンジンパワーが一定である期間中にハイブリッド車両の要求パワー変動した場合には、必要な電力が蓄電装置から回転電機に供給されたり、過剰な電力が回転電機から蓄電装置に回生されたりすることによって、ハイブリッド車両の出力変動を抑制することができる。

（４）本開示の他の局面に従うハイブリッド車両は、過給機付きのエンジンと、蓄電装置と、蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機と、エンジンおよび回転電機を制御するように構成された制御装置とを備える。エンジンは、エンジン本体からの排気通路と、排気通路に接続され、過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、エンジン本体からバイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含む。制御装置は、エンジンの動作中にハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらずエンジンの動作点が過給域から自然吸気域に移動するようにエンジンを制御し、ウェイストゲートバルブが開いたまま固着しているか否かを診断する。

上記（４）の構成によれば、上記（１）の構成とは逆に、ウェイストゲートバルブの開固着をより確実に検出することができる。

（５）本開示のさらに他の局面に従うハイブリッド車両の異常診断方法において、ハイブリッド車両は、過給機付きのエンジンと、蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機とを備える。エンジンは、エンジン本体からの排気通路と、排気通路に接続され、過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、エンジン本体からバイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含む。ハイブリッド車両の異常診断方法は、エンジンの動作中にハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらずエンジンの動作点が自然吸気域から過給域に移動するようにエンジンを制御するステップと、エンジンの動作点を過給域内に維持している間にウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断するステップとを含む。

上記（５）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、ウェイストゲートバルブの固着をより確実に検出することができる。

本開示によれば、過給機付きのエンジンを備える車両におけるウェイストゲートバルブの固着をより確実に検出することができる。

本開示の実施の形態１に係るハイブリッド車両の全体構成図である。 エンジンの構成の一例を示す図である。 本実施の形態における車両の制御系の構成例を示す図である。 過給制御を説明するための図である。 過給制御の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態１における閉固着診断制御を説明するための図である。 実施の形態１における閉固着診断制の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における開固着診断制御を説明するための図である。 実施の形態２における開固着診断制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜ハイブリッド車両の構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係るハイブリッド車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１は、ハイブリッド車両であって、エンジン１０と、第１モータジェネレータ２１と、第２モータジェネレータ２２と、遊星歯車機構３０と、駆動装置４０と、駆動輪５０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００とを備える。

エンジン１０は、ガソリンエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、車両１が走行するための動力を発生する。エンジン１０は、過給機１５を含む。エンジン１０の詳細な構成については図２にて説明する。

第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２の各々は、永久磁石式同期モータまたは誘導モータである。第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２は、ロータ軸２１１，２２１をそれぞれ有する。

第１モータジェネレータ２１は、エンジン１０を始動する際にバッテリ７０の電力を用いてエンジン１０のクランクシャフト（図示せず）を回転させる。また、第１モータジェネレータ２１は、エンジン１０の動力を用いて発電することも可能である。第１モータジェネレータ２１によって発電された交流電力は、ＰＣＵ６０により直流電力に変換されてバッテリ７０に充電される。また、第１モータジェネレータ２１によって発電された交流電力は、第２モータジェネレータ２２に供給される場合もある。

第２モータジェネレータ２２は、バッテリ７０からの電力および第１モータジェネレータ２１により発電された電力の少なくとも一方を用いてドライブシャフト４６，４７（後述）を回転させる。また、第２モータジェネレータ２２は、回生制動によって発電することも可能である。第２モータジェネレータ２２によって発電された交流電力は、ＰＣＵ６０により直流電力に変換されてバッテリ７０に充電される。なお、第２モータジェネレータ２２は、本開示に係る「回転電機」に相当する。

遊星歯車機構３０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、エンジン１０の出力軸１０１と同一の軸線Ｃｎｔ上に配置されている。遊星歯車機構３０は、エンジン１０が出力するトルクを第１モータジェネレータ２１と出力ギヤ３１とに分割して伝達する。遊星歯車機構３０は、サンギヤＳと、リングギヤＲと、ピニオンギヤＰと、キャリヤＣとを含む。

リングギヤＲは、サンギヤＳと同軸に配置されている。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳおよびリングギヤＲに噛み合う。キャリヤＣは、ピニオンギヤＰを自転および公転可能に保持する。エンジン１０および第１モータジェネレータ２１の各々は遊星歯車機構３０を介して駆動輪５０に機械的に連結されている。エンジン１０の出力軸１０１は、キャリヤＣに連結されている。第１モータジェネレータ２１のロータ軸２１１は、サンギヤＳに連結されている。リングギヤＲは、出力ギヤ３１に連結されている。

遊星歯車機構３０においては、キャリヤＣが入力要素になり、リングギヤＲが出力要素になり、サンギヤＳが反力要素になる。キャリヤＣには、エンジン１０が出力するトルクが入力される。遊星歯車機構３０は、エンジン１０が出力軸１０１に出力するトルクをサンギヤＳ（ひいては第１モータジェネレータ２１）とリングギヤＲ（ひいては出力ギヤ３１）とに分割して伝達するように構成されている。サンギヤＳには、第１モータジェネレータ２１による反力トルクが作用する。リングギヤＲは、出力ギヤ３１にトルクを出力する。

駆動装置４０は、ドリブンギヤ４１と、カウンタシャフト４２と、ドライブギヤ４３と、デファレンシャルギヤ４４とを含む。デファレンシャルギヤ４４は、終減速機に相当し、リングギヤ４５を有する。駆動装置４０は、ドライブシャフト４６，４７と、オイルポンプ４８と、電動オイルポンプ４９とをさらに含む。

ドリブンギヤ４１は、遊星歯車機構３０のリングギヤＲに連結された出力ギヤ３１に噛み合っている。また、ドリブンギヤ４１は、第２モータジェネレータ２２のロータ軸２２１に取り付けられたドライブギヤ２２２にも噛み合っている。カウンタシャフト４２は、ドリブンギヤ４１に取り付けられ、軸線Ｃｎｔと平行に配置されている。ドライブギヤ４３は、カウンタシャフト４２に取り付けられ、デファレンシャルギヤ４４のリングギヤ４５に噛み合っている。このような構成を有する駆動装置４０において、ドリブンギヤ４１は、第２モータジェネレータ２２がロータ軸２２１に出力したトルクと、遊星歯車機構３０に含まれるリングギヤＲから出力ギヤ３１に出力されたトルクとを合成するように作用する。合成された駆動トルクは、デファレンシャルギヤ４４から左右に延びたドライブシャフト４６，４７を介して駆動輪５０に伝達される。

オイルポンプ４８は、たとえば機械式のオイルポンプである。オイルポンプ４８は、エンジン１０の出力軸１０１と同軸に設けられ、エンジン１０によって駆動される。オイルポンプ４８は、エンジン１０が作動しているときに、遊星歯車機構３０、第１モータジェネレータ２１、第２モータジェネレータ２２およびデファレンシャルギヤ４４に潤滑油を送る。

電動オイルポンプ４９は、バッテリ７０または図示しない他の車載バッテリ（補機バッテリ等）から供給される電力によって駆動される。電動オイルポンプ４９は、エンジン１０が停止しているときに、遊星歯車機構３０、第１モータジェネレータ２１、第２モータジェネレータ２２およびデファレンシャルギヤ４４に潤滑油を送る。

ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２に供給する。また、ＰＣＵ６０は、第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ７０に供給する。ＰＣＵ６０は、第１インバータ６１と、第２インバータ６２と、コンバータ６３とを含む。

第１インバータ６１は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ２１を駆動する。第２インバータ６２は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換して第２モータジェネレータ２２を駆動する。コンバータ６３は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、バッテリ７０から供給された電圧を昇圧して第１インバータ６１および第２インバータ６２に供給する。また、コンバータ６３は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、第１インバータ６１および第２インバータ６２の一方または両方から供給された直流電圧を降圧してバッテリ７０を充電する。

バッテリ７０は、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成されている。なお、バッテリに代えて、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを採用してもよい。なお、バッテリ７０は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないが、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）と、メモリと、入出力ポートと、カウンタと等を含んで構成されている。ＣＰＵは制御プログラムを実行する。メモリは、各種の制御プログラムおよびマップ等を記憶する。入出力ポートは各種信号の送受を制御する。カウンタは時間を計測する。ＥＣＵ１００は、各センサ（後述）からの信号の入力ならびにメモリに記憶された制御プログラムおよびマップに基づいて、制御信号を出力するとともに、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。

ＥＣＵ１００により実行される主要な処理として、過給機１５による過給を制御する「過給制御」と、過給機１５に含まれるウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）（図２参照）における閉固着の有無を診断するための「閉固着診断制御」とを実行する。これらの制御の詳細については後述する。

＜エンジン構成＞
図２は、エンジン１０の構成の一例を示す図である。図２を参照して、エンジン１０は、たとえば直列４気筒型の火花点火式内燃機関である。エンジン１０は、エンジン本体１１を備える。エンジン本体１１は、４つの気筒１１１〜１１４を含む。４つの気筒１１１〜１１４は一方向に並べられている。各気筒１１１〜１１４の構成は同等であるため、以下では気筒１１１の構成について代表的に説明する。

気筒１１１には、２つの吸気バルブ１２１と、２つの排気バルブ１２２と、インジェクタ１２３と、点火プラグ１２４とが設けられている。また、気筒１１１には、吸気通路１３および排気通路１４が接続されている。吸気通路１３は吸気バルブ１２１により開閉される。排気通路１４は排気バルブ１２２により開閉される。吸気通路１３を通じてエンジン本体１１に供給される空気に燃料（たとえばガソリン）を加えることにより、空気と燃料との混合気が生成される。燃料はインジェクタ１２３により気筒１１１内で噴射され、気筒１１１内で混合気が生成される。そして、点火プラグ１２４が気筒１１１内で混合気に点火する。こうして気筒１１１内で混合気が燃焼される。気筒１１１で混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーは、気筒１１１内のピストン（図示せず）により運動エネルギーに変換されて出力軸１０１（図１参照）に出力される。

エンジン１０は、ターボ式の過給機１５をさらに備える。過給機１５は、排気エネルギーを利用して吸入空気を過給するターボチャージャである。過給機１５は、コンプレッサ１５１と、タービン１５２と、シャフト１５３とを含む。

過給機１５は、排気エネルギーを利用してタービン１５２およびコンプレッサ１５１を回転させることによって、吸入空気の過給（すなわち、エンジン本体１１に吸入される空気の密度を高めること）を行なうように構成されている。より詳細には、コンプレッサ１５１は吸気通路１３に配置され、タービン１５２は排気通路１４に配置されている。コンプレッサ１５１とタービン１５２とは、シャフト１５３を介して互いに連結されて一体的に回転するように構成されている。タービン１５２は、エンジン本体１１から排出される排気の流れを受けて回転する。タービン１５２の回転力は、シャフト１５３を介してコンプレッサ１５１に伝達され、コンプレッサ１５１を回転させる。コンプレッサ１５１が回転することによって、エンジン本体１１へ向かう吸気が圧縮され、圧縮された空気がエンジン本体１１に供給される。

吸気通路１３においてコンプレッサ１５１よりも上流側の位置には、エアフローメータ１３１が設けられている。吸気通路１３においてコンプレッサ１５１よりも下流側の位置には、インタークーラ１３２が設けられている。吸気通路１３においてインタークーラ１３２よりも下流側の位置には、スロットル弁（吸気絞り弁）１３３が設けられている。そのため、吸気通路１３に流入する空気は、エアフローメータ１３１、コンプレッサ１５１、インタークーラ１３２およびスロットル弁１３３を、この順に通ってエンジン本体１１の各気筒１１１〜１１４に供給される。

エアフローメータ（ＡＦＭ：Air Flow Meter）１３１は、吸気通路１３内を流れる空気の流量に応じた信号を出力する。インタークーラ１３２は、コンプレッサ１５１により圧縮された吸気を冷却する。スロットル弁１３３は、吸気通路１３内を流れる吸気の流量を調整可能に構成されている。

排気通路１４においてタービン１５２よりも下流側には、スタート触媒コンバータ１４１と、後処理装置１４２とが設けられている。また、排気通路１４にはＷＧＶ装置１６がさらに設けられている。ＷＧＶ装置１６は、エンジン本体１１から排出される排気をタービン１５２を迂回して流すとともに、迂回させる排気の量を調整可能に構成されている。ＷＧＶ装置１６は、バイパス通路１６１と、ＷＧＶ１６２と、ＷＧＶアクチュエータ１６３とを含む。

バイパス通路１６１は、排気通路１４に接続され、タービン１５２を迂回して排気を流す。具体的には、バイパス通路１６１は、排気通路１４におけるタービン１５２よりも上流側の部位（たとえば、エンジン本体１１とタービン１５２との間）から分岐し、排気通路１４におけるタービン１５２よりも下流側の部位（たとえば、タービン１５２とスタート触媒コンバータ１４１との間）に合流する。

ＷＧＶ１６２は、バイパス通路１６１に配置されている。ＷＧＶ１６２は、その開度によって、エンジン本体１１からバイパス通路１６１に導かれる排気の流量を調整可能に構成されている。ＷＧＶ１６２が閉じるほど、エンジン本体１１からバイパス通路１６１に導かれる排気流量が少なくなる一方でタービン１５２に流入する排気流量が多くなり、吸入空気の圧力（すなわち過給圧）が高くなる。

ＷＧＶアクチュエータ１６３は、ＥＣＵ１００の制御に従ってＷＧＶ１６２の開度を調整する。ＷＧＶアクチュエータ１６３は、ダイアフラム（図示せず）の片側に負圧を作用させる負圧式のアクチュエータであってもよいし、ＷＧＶ１６２を電気的に駆動する電動式のアクチュエータであってもよい。

エンジン本体１１から排出される排気は、タービン１５２およびＷＧＶ１６２のいずれかを通る。スタート触媒コンバータ１４１および後処理装置１４２の各々は、たとえば三元触媒を含み、排気中の有害物質を除去する。より詳細には、スタート触媒コンバータ１４１は、排気通路１４の上流側（燃焼室に近い部分）に設けられているため、エンジン１０の始動後、短時間のうちに活性温度まで上昇する。また、下流側に位置している後処理装置１４２は、スタート触媒コンバータ１４１で浄化することのできなかったＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを浄化する。

＜制御システム構成＞
図３は、本実施の形態における車両１の制御系の構成例を示す図である。図３を参照して、車両１は、アクセル開度センサ８０１と、タービン回転速度センサ８０２と、過給圧センサ８０３と、クランク角センサ８０４とをさらに備える。

アクセル開度センサ８０１は、ユーザによるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（アクセル開度Ａｃｃ）を検出する。タービン回転速度センサ８０２は、過給機１５のタービン１５２の回転速度を検出する。過給圧センサ８０３は、インタークーラ１３２の上流側に設けられ、過給機１５による過給圧を検出する。クランク角センサ８０４は、クランクシャフトの回転速度（すなわちエンジン回転速度Ｎｅ）およびクランクシャフトの回転角度（クランク角）を検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。

ＥＣＵ１００は、エンジン１０、第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２を協調的に制御する（協調制御）。まず、ＥＣＵ１００は、アクセル開度および車速等に応じて要求駆動力を決定し、その要求駆動力からエンジン１０の要求パワーを算出する。ＥＣＵ１００は、エンジン１０の要求パワーに対するシステム効率が最適となるように、エンジン１０の要求パワーから、たとえばエンジン１０の燃料消費量が最小となるエンジン動作点（エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとの組合せ）を決定する。そして、ＥＣＵ１００は、エンジン１０が上記エンジン動作点で作動するように、第１モータジェネレータ２１および第２モータジェネレータ２２を駆動するための信号を生成してＰＣＵ６０に制御するとともに、エンジン１０の各部（インジェクタ１２３、点火プラグ１２４、スロットル弁１３３、ＷＧＶアクチュエータ１６３、過給機１５等）を制御する。

なお、ＥＣＵ１００は、たとえば２つまたは３つのＥＣＵ（エンジンを制御するＥＣＵ、ＰＣＵ６０を制御するＥＣＵなど）に機能毎に分割して構成されていてもよい。

＜過給制御＞
図４は、過給制御を説明するための図である。図４ならびに後述する図６および図８において、横軸はエンジン回転速度Ｎｅを表し、縦軸はエンジントルクＴｅを表す。

図４を参照して、エンジン１０は、通常、エンジン動作点が予め設定された推奨動作ラインＬ上を移動するように制御される。推奨動作ラインＬは、図４に示す例では、車両１の燃費が最も小さくなる動作点を結んだ最適燃費線である。推奨動作ラインＬは、エンジン１０が出力可能な最大トルクを示す最大トルクラインＭＡＸよりも下方に位置している。

また、エンジン１０は、エンジンパワーＰｅが要求エンジンパワーに等しくなる等パワーラインＰＬ上を移動するように制御される。ＥＣＵ１００は、推奨動作ラインＬと等パワーラインＰＬとの交点を目標動作点（図４ではエンジン動作点Ｅを示す）として設定する。

さらに、エンジン１０は、過給機１５による過給が開始される「過給ラインＴＬ」に応じて制御される。過給ラインＴＬよりも上方の領域が過給域であり、過給ラインＴＬよりも下方の領域が自然吸気（ＮＡ：Natural Aspiration）域である。

図５は、過給制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、エンジン１０が動作しており、かつ、ＷＧＶ１６２が固着していると診断されていない場合にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて繰り返し実行される。なお、図５ならびに後述する図７および図９に示すフローチャート内の各ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）は、基本的にはＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。

図４を参照して、Ｓ１において、ＥＣＵ１００は、エンジン動作点が過給域内にあるか否かを判定する。

エンジン動作点が過給域内にある場合（Ｓ１にてＹＥＳ）、つまり、アクセルペダルが踏み込まれるなどしてエンジントルクＴｅが所定のレベル（図４に示す過給ラインＴＬ）を超えた場合、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２に進め、過給機１５による過給を要求する。より詳細には、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶ１６２を第１開度Ｄ１Ｄ１に閉じるようにＷＧＶアクチュエータ１６３に「ＷＧＶ閉指令」を出力する。これにより、ＷＧＶ１６２が正常に動作する状態であれば、ＷＧＶ１６２が閉じて過給が実行される。

これに対し、エンジン動作点が過給域外である場合（Ｓ１にてＮＯ）、すなわちエンジン動作点がＮＡ域内である場合には、ＥＣＵ１００は、処理をＳ３に進め、過給機１５による過給の停止を要求する。より詳細には、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶ１６２を第１開度Ｄ１よりも大きい第２開度Ｄ２に開くように（たとえば全開となるように）ＷＧＶアクチュエータ１６３に「ＷＧＶ開指令」を出力する。これにより、ＷＧＶ１６２が正常に動作する状態であれば、ＷＧＶ１６２が開いて過給が停止する。上記Ｓ２およびＳ３のいずれかが実行されると、処理がメインルーチンへと戻される。

第１開度Ｄ１および第２開度Ｄ２の各々は、第２開度Ｄ２が第１開度Ｄ１よりも大きい範囲で適宜設定される。第１開度Ｄ１および第２開度Ｄ２の各々は、固定値であってもよいし、状況に応じた可変値であってもよい。

＜閉固着診断制御＞
ＷＧＶ１６２が閉じたまま固着する可能性がある（閉固着）。ＷＧＶ１６２の閉固着が生じると、エンジン１０から所望の出力または走行駆動力を得ることができにくくなる。より詳細には、過給が継続されることによってエンジントルクＴｅの制御性が悪化する。その結果、エンジン１０に連結された各装置がダメージを受ける可能性もある。したがって、ＷＧＶ１６２の閉固着をより確実に検出することが好ましい。

そこで、本実施の形態においては、車両１のトリップ毎に、ユーザによるアクセル操作とは無関係にＷＧＶ１６２の閉固着診断を行う制御である「閉固着診断制御」を実行する。ここで「トリップ」とは、車両１がイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）されてからイグニッションオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）されるまで期間である。言い換えると、トリップとは、車両１の電気システムが起動してから停止するまでの期間である。ただし、閉固着診断制御の実行タイミングが車両１のトリップ毎であることは必須ではない。たとえば、所定回数（複数回）のトリップ毎に１回であってもよいし、所定の期間毎に１回であってもよい。

図６は、実施の形態１における閉固着診断制御を説明するための図である。図６を参照して、この例では、まず、車両１のエンジン動作点Ｅ１がＮＡ域内にあるものとする。このとき、ＷＧＶ１６２は第２開度Ｄ２で開くように制御されており、過給機１５による過給は停止している。

実施の形態１における閉固着診断制御において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、エンジン動作点が等パワーラインＰＬに沿ってＥ１からＥ２へと移動するようにエンジン１０を制御する。エンジン動作点Ｅ２は過給域内にある。そのため、ＥＣＵ１００は、図４および図５にて説明した過給制御に従ってＷＧＶ閉指令を出力する。

このときにＷＧＶ閉指令に応答して過給が正常に実行されるかどうかを監視するによって、過給機ＷＧＶ１６２の異常診断を行うことが可能である。より詳細に説明すると、ＷＧＶ１６２が正常である場合、ＷＧＶアクチュエータ１６３がＷＧＶ閉指令に応答してＷＧＶ１６２の開度が第１開度Ｄ１に変更され、過給が正常に実行される。一方、ＷＧＶ１６２が閉固着している場合には、ＷＧＶ１６２の開度が変更されない（開度がＤ２に固定されたままになる）ので過給機１５による過給が正常には実行されない。よって、エンジン動作点を過給域内に移動させたときに過給が正常に実行されているかどうかを、吸気通路１３への吸入空気の圧力（吸気圧）または体積（吸気量）に基づいて判定することにより、ＷＧＶ１６２における閉固着の有無を診断することができる。

車両１のトリップ中に車両１が１回も高速走行しない場合など、車両１の走行態様によっては過給機１５による過給動作がトリップ中に１度も行われない場合がある。このような場合はＷＧＶ１６２における閉固着の有無を前述のようにして診断する機会がない。したがって、本実施の形態においては、車両１のトリップ毎に、アクセル開度Ａｃｃに拘わらずエンジン動作点を過給域内に強制的に移動させる。これにより、車両１のトリップ毎に少なくとも１度はＷＧＶ１６２の閉固着が診断されることになるので、閉固着の診断頻度（診断回数）を増加させることができる。したがって、本実施の形態によれば、ＷＧＶ１６２の閉固着をより確実に検出することが可能になる。

＜制御フロー＞
図７は、実施の形態１における閉固着診断制の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、ＥＣＵ１００により、エンジン１０の動作中に所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

図７を参照して、Ｓ１１において、ＥＣＵ１００は、今回のトリップでＷＧＶ１６２の閉固着が診断済みであるかどうかを判定する。これにより、ＷＧＶ１６２の閉固着が診断済みであるかどうかがエンジン１０が始動されてから制御周期が経過する度に確認されることとなる。

ＷＧＶ１６２の閉固着が診断済みである場合（Ｓ１１においてＹＥＳ）には処理がメインルーチンに戻される。ＷＧＶ１６２の閉固着が未診断である場合（Ｓ１１においてＮＯ）、処理がＳ１２に進められる。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、エンジン動作点がＮＡ域内にあるかどうかを判定する。エンジン動作点がＮＡ域内にある場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１３に進める。

Ｓ１３において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ８０１により検出されるアクセル開度Ａｃｃに拘わらずエンジン動作点が過給域内に入るまで高トルク側に移動するように、エンジン１０を制御する。ここでは図６にて説明したように、エンジン動作点を等パワーラインＰＬに沿って移動させることが好ましい。エンジン動作点が過給域内に移動した後、その状態が、以下のＳ１４においてＷＧＶ診断を行うのに必要な時間（たとえば数秒間）の間は少なくとも維持される。

なお、エンジン動作点がＮＡ域内にない場合（Ｓ１２においてＮＯ）、すなわち、エンジン動作点が既に過給域内である場合にはＳ１３の処理がスキップされ、処理がＳ１４に進められる。このときには通常通りにＷＧＶ１６２の閉固着の有無を診断可能である。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶアクチュエータ１６３に出力されたＷＧＶ閉指令の通りにＷＧＶ１６２が動いたか否かに基づいて、ＷＧＶ１６２が閉じた状態で固着しているか否かを判断する（ＷＧＶ診断）。この実施の形態では、ＥＣＵ１００は、過給圧（過給圧センサ８０３の検出値）の挙動に基づいて、ＷＧＶ閉指令通りにＷＧＶ１６２が動いたか否かを判定する。より詳細には、ＷＧＶ１６２が正常である場合に過給圧が取り得る値の範囲（正常範囲）が第１開度Ｄ１毎に予め求められ、ＥＣＵ１００のメモリに、たとえばマップとして格納されている。ＥＣＵ１００は、このマップを参照することで、ＷＧＶ閉指令により指示された第１開度Ｄ１に対応する正常範囲を読み出す。そして、過給圧センサ８０３により検出された過給圧が正常範囲内にあるかどうかを判定する。

なお、ＥＣＵ１００は、過給圧と大気圧（図示しない大気圧センサの検出値）とを比較することで、ＷＧＶ閉指令通りにＷＧＶ１６２が動いたか否かを判定してもよい。また、ＥＣＵ１００は、上記過給圧に代えてまたは加えて、吸気量（エアフローメータ１３１の検出値）の挙動に基づいて、ＷＧＶ閉指令通りにＷＧＶ１６２が動いたか否かを判定してもよい。

過給圧が正常範囲外である場合（Ｓ１５においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００が過給の実行を要求したにも拘わらず過給圧が正常範囲内まで上昇していない。この場合、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１６に進める。そして、ＥＣＵ１００は、指示通りにＷＧＶ１６２が動いていないとして、ＷＧＶ１６２の閉固着が生じていると診断する。さらに、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶ１６２の異常が生じた旨を車両１のユーザ（運転者）に報知するとともに、ＷＧＶ１６２の閉固着が生じた旨をダイアグに記録することができる（Ｓ１７）。

一方、過給圧が正常範囲内である場合（Ｓ１５においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１６に進め、ＷＧＶ１６２の閉固着は生じていないと診断する。Ｓ１７またはＳ１８の処理が終了すると、処理がメインルーチンに戻される。

以上のように、本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、エンジン１０を始動してから長時間が経過する前にエンジン動作点を過給域内に積極的に移動させる。これにより、車両１のトリップ毎に少なくとも１度は、ＷＧＶ１６２の閉固着を診断可能な状況が作り出される。その結果、ＷＧＶ１６２の閉固着の診断頻度が増加するので、ＷＧＶ１６２の閉固着が実際には生じているにも拘わらず診断機会がないため診断漏れを起こす可能性を低減できる。よって、本実施の形態によれば、ＷＧＶ１６２の閉固着をより確実に検出することができる。

また、本実施の形態では、等パワーラインＰＬに沿ってエンジン動作点をＮＡ域から過給域内へと移動させると説明したが、等パワーラインＰＬに沿わせることは閉固着の診断に必須ではない。しかし、等パワーラインＰＬに沿わせることにより、診断に伴う車両１の出力変動を抑制することができる。エンジンパワーＰｅが一定である期間中に車両１の要求パワー変動した場合には、エンジンパワーＰｅの過不足が前述の協調制御によって補われる。すなわち、必要な電力がバッテリ７０から第２モータジェネレータ２２に供給されたり、過剰な電力が第２モータジェネレータ２２からバッテリ７０に回生されたりするので、これにより車両１の出力変動を抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２においては、ＷＧＶ１６２が開いたまま固着する「開固着」が生じているかどうかを診断する構成について説明する。なお、実施の形態２に係るハイブリッド車両の構成は、実施の形態１に係る車両１の構成（図１〜図３参照）と基本的に同等であるため、説明は繰り返さない。

図８は、実施の形態２における開固着診断制御を説明するための図である。図８に示す例では、まず、車両１のエンジン動作点Ｅ１が過給域内にある。このとき、過給機１５による過給が行われている。

実施の形態２において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、エンジン動作点を等パワーラインＰＬに沿ってエンジン動作点をＥ１からＥ２に移動させる。エンジン動作点Ｅ２はＮＡ域内にある。ＥＣＵ１００は、過給制御に従ってＷＧＶ開指令を出力する。

ＷＧＶ１６２が正常である場合、ＷＧＶアクチュエータ１６３がＷＧＶ開指令に応答してＷＧＶ１６２の開度が第２開度Ｄ２に変更され、過給が停止される。一方、ＷＧＶ１６２が開固着している場合には、ＷＧＶ１６２の開度が変更されず、過給機１５による過給が正常には停止されない。よって、エンジン動作点をＮＡ域内に移動させたときに過給が停止されているかどうかを吸気通路１３内の吸気圧または吸気量に基づいて判定することにより、ＷＧＶ１６２における開固着の有無が診断される。

図９は、実施の形態２における開固着診断制御の処理手順を示すフローチャートである。図９を参照して、Ｓ２１において、ＥＣＵ１００は、今回のトリップでＷＧＶ１６２の開固着が診断済みであるかどうかを判定する。

ＷＧＶ１６２の開固着が診断済みである場合（Ｓ２１においてＹＥＳ）には処理がメインルーチンに戻される。ＷＧＶ１６２の開固着が未診断である場合（Ｓ２１においてＮＯ）、処理がＳ２２に進められる。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１００は、エンジン動作点が過給域内にあるかどうかを判定する。エンジン動作点が過給域内にある場合（Ｓ２２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２３に進める。

Ｓ２３において、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃに拘わらず、エンジン動作点が自然吸気域内に入るまで低トルク側に移動するように、エンジン１０を制御する。このときもエンジン動作点を等パワーラインＰＬに沿って移動させることが好ましい。

Ｓ２４において、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶアクチュエータ１６３に出力されたＷＧＶ開指令の通りにＷＧＶ１６２が動いたか否かに基づいて、ＷＧＶ１６２が開いた状態で固着しているか否かを判断する（ＷＧＶ診断）。過給圧センサ８０３により検出される過給圧が正常範囲（この範囲は実施の形態１における範囲とは異なり得る）外である場合（Ｓ２５においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００が過給の停止を要求したにも拘わらず過給圧が正常範囲内まで低下していない。この場合、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２６に進める。そして、ＥＣＵ１００は、指示通りにＷＧＶ１６２が動いていないとして、ＷＧＶ１６２の開固着が生じていると診断する。そして、ＥＣＵ１００は、ＷＧＶ１６２の異常が生じた旨を車両１のユーザに報知するとともに、ＷＧＶ１６２の開固着が生じた旨をダイアグに記録する（Ｓ２７）。

一方、過給圧が正常範囲内である場合（Ｓ２５においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２６に進め、ＷＧＶ１６２の開固着は生じていないと診断する。Ｓ２７またはＳ２８の処理が終了すると、処理がメインルーチンに戻される。

以上のように、実施の形態２において、ＥＣＵ１００は、車両１のトリップ毎に少なくとも１度はエンジン動作点を過給域内に移動させ、ＷＧＶ１６２の開固着を診断可能な状況を作り出す。これにより、ＷＧＶ１６２の開固着の診断頻度が増加するので、ＷＧＶ１６２の開固着の診断漏れを起こす可能性を低減し、ＷＧＶ１６２の開固着をより確実に検出することができる。

なお、実施の形態１，２では、過給機１５が、排気エネルギーを利用して過給するターボ式の過給機である例について説明した。しかし、過給機１５は、エンジン１０の回転を利用してコンプレッサを駆動するタイプの過給機であってもよい。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１ 車両、１０ エンジン、１１ エンジン本体、１３ 吸気通路、１４ 排気通路、１５ 過給機、１６ ＷＧＶ装置、２１ 第１モータジェネレータ、２２ 第２モータジェネレータ、３０ 遊星歯車機構、Ｐ ピニオンギヤ、Ｓ サンギヤ、Ｒ リングギヤ、３１ 出力ギヤ、４０ 駆動装置、４１ ドリブンギヤ、４２ カウンタシャフト、４３，２２２ ドライブギヤ、４４ デファレンシャルギヤ、４５ リングギヤ、４６，４７ ドライブシャフト、４８ オイルポンプ、４９ 電動オイルポンプ、５０ 駆動輪、６０ ＰＣＵ、６１ 第１インバータ、６２ 第２インバータ、６３ コンバータ、７０ バッテリ、１００ ＥＣＵ、１０１ 出力軸、１１１，１１４ 気筒、１２１ 吸気バルブ、１２２ 排気バルブ、１２３ インジェクタ、１２４ 点火プラグ、１３１ エアフローメータ、１３２ インタークーラ、１３３ スロットル弁、１３４ エアバイパスバルブ、１４１ スタート触媒コンバータ、１４２ 後処理装置、１５１ コンプレッサ、１５２ タービン、１５３ シャフト、１６１ バイパス通路、１６２ ＷＧＶ、１６３ ＷＧＶアクチュエータ、２１１，２２１ ロータ軸、８０１ アクセル開度センサ、８０２ タービン回転速度センサ、８０３ 過給圧センサ、８０４ クランク角センサ。

Claims (5)

1. ハイブリッド車両であって、
   過給機付きのエンジンと、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機と、
   前記エンジンおよび前記回転電機を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記エンジンは、
   エンジン本体からの排気通路と、
   前記排気通路に接続され、前記過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられ、前記エンジン本体から前記バイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含み、
   前記制御装置は、前記エンジンの動作中に前記ハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらず前記エンジンの動作点が自然吸気域から過給域に移動するように前記エンジンを制御し、前記ウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断する、ハイブリッド車両。
2. 前記エンジン本体への吸気経路に設けられ、前記過給機による前記吸気経路の過給圧を検出する過給圧センサと、前記吸気経路に設けられ、前記吸気経路への吸気量を検出する吸気量センサとのうちの少なくとも一方をさらに備え、
   前記制御装置は、前記吸気経路の過給圧または吸気量に基づいて、前記ウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記動作点が等パワーラインに沿って前記自然吸気域から前記過給域に移動するように前記エンジンを制御し、前記ハイブリッド車両の要求パワーに対して前記エンジンのパワーに過不足が生じた場合には当該過不足を前記蓄電装置と前記回転電機との間での電力授受により補う、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. ハイブリッド車両であって、
   過給機付きのエンジンと、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機と、
   前記エンジンおよび前記回転電機を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記エンジンは、
   エンジン本体からの排気通路と、
   前記排気通路に接続され、前記過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられ、前記エンジン本体から前記バイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含み、
   前記制御装置は、前記エンジンの動作中に前記ハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらず前記エンジンの動作点が過給域から自然吸気域に移動するように前記エンジンを制御し、前記ウェイストゲートバルブが開いたまま固着しているか否かを診断する、ハイブリッド車両。
5. 過給機付きのエンジンと、蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成された回転電機とを備えるハイブリッド車両の異常診断方法であって、
   前記エンジンは、
   エンジン本体からの排気通路と、
   前記排気通路に接続され、前記過給機を迂回して排気を流すように構成されたバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられ、前記エンジン本体から前記バイパス通路に導かれる排気の流量を調整するウェイストゲートバルブとを含み、
   前記ハイブリッド車両の異常診断方法は、
   前記エンジンの動作中に前記ハイブリッド車両のアクセル開度に拘わらず前記エンジンの動作点が自然吸気域から過給域に移動するように前記エンジンを制御するステップと、
   前記エンジンの動作点を前記過給域内に維持している間に前記ウェイストゲートバルブが閉じたまま固着しているか否かを診断するステップとを含む、ハイブリッド車両の異常診断方法。

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