JP2021110293A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料圧力センサが正常であるにも拘わらず、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる車両の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置400は、車両10のメインスイッチ120がOFFにされてからの経過時間を計時するソークタイマ101と、不揮発性メモリ102と、メインスイッチ120がOFFになっている間に経過時間が規定時間に到達したときに起動して燃料圧力センサによって燃料圧力を取得し、取得した燃料圧力が正常範囲内に収まっているか否かを判定するラショナリティチェックを行う判定部301と、を備えている。制御装置400では、判定部301が、実行条件が成立していることを条件にラショナリティチェックを実行し、不揮発性メモリ102に記憶した車外温度の指標値よりも経過時間が規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに前記実行条件を厳しくする。【選択図】図1

Description

この発明は内燃機関を搭載した車両を制御する車両の制御装置に関するものである。
特許文献1には、車両に搭載された内燃機関の高圧燃料供給系に設けられた燃料圧力センサのラショナリティチェックを行う制御装置が開示されている。この制御装置では、車両のメインスイッチがOFFにされてからの経過時間が規定時間に達したときに高圧燃料供給系のデリバリパイプに設けられている燃料圧力センサで燃料圧力を検出し、検出した圧力が正常範囲内にあるか否かを判定する。
なお、車両のメインスイッチがOFFになっていて内燃機関が停止している間は、デリバリパイプは密閉されているため、メインスイッチがOFFにされてからの燃料温度の低下に伴う燃料の体積の減少により、デリバリパイプ内の燃料圧力は低下する。上記の規定時間は、規定時間が経過したことに基づき、メインスイッチがOFFにされてからの燃料温度の低下が充分であり、デリバリパイプ内の燃料圧力が正常範囲の中央値である基準の圧力付近まで低下していることを推定することができる長さに設定されている。
特開2018−96278号公報
ところで、メインスイッチがOFFにされてから車外温度が高くなると、規定時間が経過した時点における燃料の温度も高くなり、デリバリパイプ内の燃料圧力が基準の圧力よりも高くなることがある。この場合、燃料圧力センサは正常であるにも拘わらず、規定時間が経過したときに検出した燃料圧力が正常範囲内に収まらず、誤った判定を行ってしまうおそれがある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための車両の制御装置は、内燃機関を搭載しており、高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプによって加圧された高圧の燃料を蓄えるデリバリパイプと、前記デリバリパイプに蓄えられている燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記デリバリパイプ内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサと、を備えた車両に適用される。この制御装置は、前記車両のメインスイッチがOFFにされてからの経過時間を計時するソークタイマと、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止された場合でも情報を保持することのできる不揮発性メモリと、前記メインスイッチがOFFになっている間に前記経過時間が規定時間に到達したときに起動して前記燃料圧力センサによって燃料圧力を取得し、取得した燃料圧力が正常範囲内に収まっているか否かを判定するラショナリティチェックを行う判定部と、を備えている。そして、この制御装置では、前記判定部は、実行条件が成立していることを条件に前記ラショナリティチェックを実行する。また、前記判定部は、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記実行条件を厳しくする。
上記構成によれば、メインスイッチがOFFになっている間に起動したときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリに記憶されている車外温度の指標値よりも高く、メインスイッチがOFFにされたときよりも車外温度が高くなっていると推定されるときには、ラショナリティチェックの実行条件がより厳しくなる。そのため、燃料の温度低下による燃料の体積の減少と、それに伴う燃料圧力の低下が期待できず、誤った判定が行われるおそれがあるときには、実行条件が成立しにくくなる。すなわち、上記構成によれば、燃料圧力センサが正常であるにも拘わらず、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。
車両の制御装置の一態様では、前記実行条件は、前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した前記内燃機関の冷却水温が規定温度未満であることを含み、前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記規定温度を低くする。
こうした態様によれば、規定温度を低くすることにより、冷却水温がより低くなっていないと実行条件が成立しなくなる。すなわち、車外温度の指標値が高くなっているときに、実行条件を厳しくする構成を実現できる。
車両の制御装置の一態様では、前記実行条件は、前記メインスイッチがOFFにされて稼働を停止するときに前記不揮発性メモリに記憶した前記内燃機関の暖機の度合いが高いほど増大する暖機指標値が閾値以上であることを含み、前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記閾値を大きくする。
こうした態様によれば、閾値を大きくすることにより、暖機指標値がより大きくなっていないと実行条件が成立しなくなる。すなわち、車外温度の指標値が高くなっているときに、実行条件を厳しくする構成を実現できる。
車両の制御装置の一態様では、前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記ラショナリティチェックに用いる前記正常範囲を高圧側にする。
上記構成によれば、メインスイッチがOFFになっている間に起動したときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリに記憶されている車外温度の指標値よりも高く、メインスイッチがOFFにされたときよりも車外温度が高くなっていると推定されるときに、ラショナリティチェックに用いる正常範囲が高圧側になる。そのため、燃料圧力が正常範囲内に収まりやすくなる。すなわち、上記構成によれば、車外温度の変化にあわせて正常範囲を高圧側に変更し、燃料圧力センサが正常であるにも拘わらず、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。
車両の制御装置の一態様では、前記規定時間として、長さの異なる複数の規定時間が設定されており、前記判定部は、前記経過時間が各規定時間に到達する度に前記ソークタイマによって起動されて前記実行条件が成立しているか否かを判定し、前記実行条件が成立している場合には前記ラショナリティチェックを実行する一方、前記実行条件が成立していない場合には前記ラショナリティチェックを実行せずに再び稼働を停止する。
上記構成によれば、ラショナリティチェックを実行するのに相応しい条件が整っているときにラショナリティチェックを実行し、ラショナリティチェックの精度を確保するとともに、ラショナリティチェックを実行する機会を確保することができる。
車両の制御装置の一態様では、前記メインスイッチがOFFになっている状態が継続している間に、前記ラショナリティチェックが1回完了したあとには、前記メインスイッチがOFFになっている状態が継続している間は前記判定部を起動させず前記ラショナリティチェックを実行しない。
上記構成によれば、ラショナリティチェックは、メインスイッチがOFFになっている期間が継続している間に1回だけ実行される。そのため、ラショナリティチェックが完了したあとにも前記経過時間が各規定時間に到達する度にラショナリティチェックを行う場合と比較して、速やかにラショナリティチェックの結果を確定させることができる。
制御装置と、ハイブリッド車両との関係を示す模式図。 内燃機関の燃料供給系の構成を示す模式図。 ラショナリティチェックに用いる指標値を不揮発性メモリに記憶するルーチンにおける処理の流れを示すフローチャート。 ラショナリティチェックにかかるルーチンにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。 規定温度を算出するマップの内容を説明する説明図。 閾値を算出するマップの内容を説明する説明図。 車外温度の取得値から車外温度の記憶値を引いた差と、補正処理における補正量との関係を示すグラフ。 変更例における、車外温度の取得値から車外温度の記憶値を引いた差と、補正処理における補正量との関係を示すグラフ。
以下、車両の制御装置の一実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。
図1に示すように、車両10は、内燃機関40を備えている。また、車両10は、電力を蓄えるバッテリ30を備えている。さらに車両10は、第1モータジェネレータ11と第2モータジェネレータ12とを備えている。これら第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12は、バッテリ30からの給電に応じて駆動力を発生するモータであり、外部からの動力を受けてバッテリ30に充電する電力を発電する発電機としての機能も兼ね備えている。
車両10には、サンギア14、プラネタリキャリア15、リングギア16の3つの回転要素を有する遊星ギア機構13が設けられている。遊星ギア機構13のプラネタリキャリア15には、内燃機関40の出力軸であるクランクシャフト41が連結されている。そして、遊星ギア機構13のサンギア14には第1モータジェネレータ11が連結されている。また、遊星ギア機構13のリングギア16には、カウンタドライブギア17が一体に設けられている。カウンタドライブギア17には、カウンタドリブンギア18が噛み合わされている。そして、第2モータジェネレータ12は、このカウンタドリブンギア18に噛み合わされたリダクションギア19に連結されている。
カウンタドリブンギア18には、ファイナルドライブギア20が一体回転可能に連結されている。ファイナルドライブギア20には、ファイナルドリブンギア21が噛み合わされている。そして、ファイナルドリブンギア21には、差動機構22を介して、車輪23の駆動軸24が連結されている。
この車両10を制御する制御装置400は、システムコントロールユニット100と、パワーコントロールユニット200と、機関制御ユニット300とによって構成されている。
第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12は、システムコントロールユニット100と接続されたパワーコントロールユニット200を介してバッテリ30に接続されている。パワーコントロールユニット200は、制御部とインバータとコンバータとを含んでおり、システムコントロールユニット100からの指令に基づいてバッテリ30から第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12への給電量と、第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12からバッテリ30への充電量とを調整する。
システムコントロールユニット100には、内燃機関40を制御する機関制御ユニット300も接続されている。機関制御ユニット300は、システムコントロールユニット100からの指令に基づいて内燃機関40を制御する。
次に、図2を参照して内燃機関40の燃料供給系について説明する。
内燃機関40の燃料供給系には、図2に示すように、ポート燃料噴射弁43と、筒内燃料噴射弁44とが設けられている。ポート燃料噴射弁43は、内燃機関40の吸気ポートを流れる吸気中に燃料を噴射する。筒内燃料噴射弁44は、内燃機関40の気筒内に直接燃料を噴射する。なお、内燃機関40は直列4気筒の車載内燃機関である。そのため、内燃機関40にはポート燃料噴射弁43と筒内燃料噴射弁44とが4つずつ設けられている。
図2に示すように、内燃機関40の燃料供給系には、ポート燃料噴射弁43に燃料を供給する低圧燃料供給系50と、筒内燃料噴射弁44に燃料を供給する高圧燃料供給系70との2系統の燃料供給系が設けられている。
燃料タンク51内には、フィードポンプ52が設けられている。フィードポンプ52は、燃料タンク51に蓄えられた燃料を、燃料中の不純物を濾過するフィルタ53を介して汲み上げる。そして、フィードポンプ52は、その汲み上げた燃料を、低圧燃料通路54を通じて各気筒のポート燃料噴射弁43が接続された低圧側デリバリパイプ55に供給する。低圧側デリバリパイプ55には、内部に蓄えられた燃料の圧力を、すなわち各ポート燃料噴射弁43に供給する燃料の圧力である低圧側の燃料圧力を検出する低圧側燃料圧力センサ131が設けられている。なお、低圧側燃料圧力センサ131は大気圧を基準としたゲージ圧で燃料圧力を示す。
また、燃料タンク51内の低圧燃料通路54には、プレッシャレギュレータ56が設けられている。プレッシャレギュレータ56は、低圧燃料通路54内の燃料の圧力が規定のレギュレータ設定圧を超えたときに開弁して、低圧燃料通路54内の燃料を燃料タンク51内に排出する。これにより、プレッシャレギュレータ56は、ポート燃料噴射弁43に供給する燃料の圧力を、レギュレータ設定圧以下に保持している。
一方、高圧燃料供給系70は、機械式の高圧燃料ポンプ60を備えている。低圧燃料通路54は途中で分岐しており、高圧燃料ポンプ60に接続されている。高圧燃料ポンプ60は、各気筒の筒内燃料噴射弁44が接続された高圧側デリバリパイプ71に、接続通路72を介して接続されている。高圧燃料ポンプ60は、内燃機関40の動力により駆動して、低圧燃料通路54から吸引した燃料を加圧して高圧側デリバリパイプ71に圧送する。すなわち、高圧側デリバリパイプ71は、高圧燃料ポンプ60によって加圧された高圧の燃料を蓄えるデリバリパイプである。そして、高圧側デリバリパイプ71に接続されている筒内燃料噴射弁44は、高圧側デリバリパイプ71に蓄えられている燃料を噴射する燃料噴射弁である。
高圧燃料ポンプ60は、パルセーションダンパ61、プランジャ62、燃料室63、電磁スピル弁64、チェック弁65及びリリーフ弁66を備えている。プランジャ62は、内燃機関40のカムシャフト42に設けられたポンプカム67により往復駆動され、その往復駆動に応じて燃料室63の容積を変化させる。なお、内燃機関40では、吸気バルブを駆動する吸気側のカムシャフト42にポンプカム67が設けられている。
電磁スピル弁64は、通電に応じて閉弁して、燃料室63と低圧燃料通路54との間の燃料の流通を遮断するとともに、通電の停止に応じて開弁して、燃料室63と低圧燃料通路54との間の燃料の流通を許容する。チェック弁65は、燃料室63から高圧側デリバリパイプ71への燃料の吐出を許容する一方、高圧側デリバリパイプ71から燃料室63への燃料の逆流を禁止する。リリーフ弁66は高圧燃料供給系70を保護するために、チェック弁65を迂回する通路に設けられており、高圧側デリバリパイプ71側の圧力が過剰に高くなったときに開弁して燃料室63側への燃料の逆流を許容する。
こうした高圧燃料ポンプ60は、プランジャ62が燃料室63の容積を拡大する方向に動くときに、電磁スピル弁64を開弁した状態にすることで、低圧燃料通路54内の燃料を燃料室63に吸引する。そして、プランジャ62が燃料室63の容積を縮小する方向に動くときに、電磁スピル弁64を閉弁した状態にすることで、燃料室63に吸引された燃料を加圧して高圧側デリバリパイプ71に吐出する。
なお、以下では、燃料室63の容積を拡大する方向へのプランジャ62の移動をプランジャ62の下降と称し、燃料室63の容積を縮小する方向へのプランジャ62の移動をプランジャ62の上昇と称する。内燃機関40では、プランジャ62が上昇する期間における、電磁スピル弁64を閉弁している期間の割合を変化させることで、高圧燃料ポンプ60の燃料吐出量を調整する。
低圧燃料通路54のうち、分岐して高圧燃料ポンプ60に接続している分岐通路57は高圧燃料ポンプ60の動作に伴う燃料の圧力脈動を減衰させるパルセーションダンパ61に接続されている。パルセーションダンパ61は、電磁スピル弁64を介して燃料室63に接続されている。
なお、高圧側デリバリパイプ71には、高圧側デリバリパイプ71内の燃料の圧力を、すなわち筒内燃料噴射弁44に供給されている燃料の圧力である高圧側の燃料圧力を検出する高圧側燃料圧力センサ132が設けられている。高圧側燃料圧力センサ132は大気圧を基準としたゲージ圧で燃料圧力を示す。
制御装置400の機関制御ユニット300は、内燃機関40を制御対象とし、ポート燃料噴射弁43、筒内燃料噴射弁44、高圧燃料ポンプ60の電磁スピル弁64、に加え、スロットルバルブ、点火装置などを操作することによって、内燃機関40を制御する。
図1に示すように、制御装置400のシステムコントロールユニット100には、アクセルポジションセンサ142によって運転者のアクセルの操作量の検出信号が入力され、車速センサ141によって車両10の走行速度である車速の検出信号が入力されている。
さらに、制御装置400には、他にも各種のセンサの検出信号が入力されている。例えば、図2に示すように、機関制御ユニット300には、低圧側燃料圧力センサ131と高圧側燃料圧力センサ132との他に、エアフロメータ133、クランクポジションセンサ134、カムポジションセンサ135、冷却水温センサ136が接続されている。
エアフロメータ133は、内燃機関40の吸気通路を通じて気筒内に吸入される空気の温度と、吸入される空気の質量である吸入空気量を検出する。クランクポジションセンサ134は、クランクシャフト41の回転位相の変化に応じたクランク角信号を出力する。カムポジションセンサ135は、カムシャフト42の回転位相の変化に応じたカム角信号を出力する。冷却水温センサ136は、内燃機関40の冷却水の温度である冷却水温を検出する。
機関制御ユニット300には、これらのセンサの検出信号が入力されている。機関制御ユニット300は、クランクポジションセンサ134から入力されるクランクシャフト41の回転角の検出信号に基づいてクランクシャフト41の回転速度である機関回転速度を算出する。
また、図1に示すように、制御装置400のシステムコントロールユニット100には、メインスイッチ120も接続されている。そして、制御装置400のパワーコントロールユニット200には、バッテリ30の電流、電圧及び温度が入力されている。パワーコントロールユニット200は、これら電流、電圧及び温度に基づき、バッテリ30の充電容量に対する充電残量の比率である充電状態指標値SOCを算出している。
機関制御ユニット300とパワーコントロールユニット200は、それぞれシステムコントロールユニット100に接続されている。そして、システムコントロールユニット100とパワーコントロールユニット200と機関制御ユニット300とのそれぞれが、センサから入力された検出信号に基づく情報や算出した情報を相互にやりとりし、共有している。
システムコントロールユニット100は、これらの情報に基づき、機関制御ユニット300に指令を出力し、機関制御ユニット300を通じて内燃機関40を制御する。また、システムコントロールユニット100は、これらの情報に基づき、パワーコントロールユニット200に指令を出力し、パワーコントロールユニット200を通じて第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12の制御と、バッテリ30の充電制御とを行う。このようにシステムコントロールユニット100は、パワーコントロールユニット200と機関制御ユニット300とに指令を出力することにより車両10を制御する。
続いて、こうしたシステムコントロールユニット100と、パワーコントロールユニット200と、機関制御ユニット300とからなる制御装置400が行う車両10の制御について詳しく説明する。
システムコントロールユニット100は、アクセルの操作量と車速とに基づき、車両10の出力の要求値である要求出力を演算する。そして、システムコントロールユニット100は、要求出力やバッテリ30の充電状態指標値SOCなどに応じて、内燃機関40、第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12のトルク配分を決定し、内燃機関40の出力と、第1モータジェネレータ11、第2モータジェネレータ12による力行/回生とを制御する。
例えば、システムコントロールユニット100は、内燃機関40を始動させる際に第1モータジェネレータ11をスタータモータとして機能させる。具体的には、システムコントロールユニット100は、第1モータジェネレータ11によってサンギア14を回転させることによりクランクシャフト41を回転させて内燃機関40を始動する。
また、システムコントロールユニット100は、充電状態指標値SOCの大きさに応じて停車時の制御を切り替える。具体的には、充電状態指標値SOCが閾値以上である場合には、システムコントロールユニット100は、内燃機関40の運転を停止させ、第1モータジェネレータ11及び第2モータジェネレータ12の駆動も行わない。すなわち、システムコントロールユニット100は、停車時に内燃機関40の運転を停止させてアイドリング運転を抑制する。なお、バッテリ30の充電状態指標値SOCが閾値未満である場合には、システムコントロールユニット100は、内燃機関40を運転させ、内燃機関40の出力によって第1モータジェネレータ11を駆動して第1モータジェネレータ11を発電機として機能させる。
システムコントロールユニット100は、走行中にも充電状態指標値SOCに応じて制御を切り替える。発進時及び軽負荷走行時において、バッテリ30の充電状態指標値SOCが閾値以上である場合には、システムコントロールユニット100は、第2モータジェネレータ12の駆動力のみによって車両10の発進及び走行を行う。この場合、内燃機関40は停止しており、第1モータジェネレータ11による発電も行われない。一方で発進時及び軽負荷走行時において、バッテリ30の充電状態指標値SOCが閾値未満である場合には、システムコントロールユニット100は、内燃機関40を始動して第1モータジェネレータ11で発電を行い、発電した電力をバッテリ30に充電する。このときには、車両10は、内燃機関40の駆動力の一部と第2モータジェネレータ12の駆動力とによって走行する。
定常走行時において、バッテリ30の充電状態指標値SOCが閾値以上である場合には、システムコントロールユニット100は、運転効率の高い状態で内燃機関40を運転させ、車両10を主に内燃機関40の出力で走行させる。このときには、内燃機関40の動力は遊星ギア機構13を介して車輪23側と第1モータジェネレータ11側とに分割される。これにより、車両10は、第1モータジェネレータ11で発電を行いながら走行する。そして、システムコントロールユニット100は発電した電力によって第2モータジェネレータ12を駆動し、第2モータジェネレータ12の動力によって内燃機関40の動力を補助する。一方で定常走行時において、バッテリ30の充電状態指標値SOCが閾値未満である場合には、システムコントロールユニット100は機関回転速度をより高くし、第1モータジェネレータ11で発電された電力を第2モータジェネレータ12の駆動に使用するとともに、余剰の電力をバッテリ30に充電する。
なお、加速時には、システムコントロールユニット100は機関回転速度を高めるとともに、第1モータジェネレータ11で発電された電力を第2モータジェネレータ12の駆動に使用し、内燃機関40の動力と第2モータジェネレータ12の動力とによって車両10を加速させる。
そして、システムコントロールユニット100は減速時には、内燃機関40の運転を停止させる。そして、システムコントロールユニット100は第2モータジェネレータ12を発電機として機能させ、発電した電力をバッテリ30に充電する。車両10では、こうした発電によって生じる抵抗をブレーキとして利用する。こうした減速時の発電制御を回生制御という。
このように、システムコントロールユニット100は、状況に応じて内燃機関40を停止させる。すなわち、システムコントロールユニット100は、状況に応じて内燃機関40を自動で停止させ、再始動させる間欠停止制御を実行する。
機関制御ユニット300は、クランクシャフト41の回転位相であるクランク角を示すクランクカウンタを算出する。機関制御ユニット300は、クランクポジションセンサ134が出力するクランク角信号と、カムポジションセンサ135が出力するカム角信号に基づき、クランクカウンタを算出する。機関制御ユニット300は、算出したクランクカウンタを参照して各気筒に対する燃料噴射や点火のタイミングを制御する。
具体的には、機関制御ユニット300は、アクセルの操作量、車速、吸入空気量、機関回転速度及び機関負荷率などに基づいて、燃料噴射量についての制御目標値である目標燃料噴射量を算出する。なお、機関負荷率は、基準流入空気量に対する1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。ここで、基準流入空気量は、スロットルバルブの開度を最大にしたときの1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量であり、機関回転速度に応じて決められている。機関制御ユニット300は、基本的には、空燃比が理論空燃比になるように目標燃料噴射量を算出する。そして、ポート燃料噴射弁43と筒内燃料噴射弁44における噴射時期や燃料噴射時間についての制御目標値を算出する。ポート燃料噴射弁43と筒内燃料噴射弁44は、これらの制御目標値に応じたかたちで機関制御ユニット300によって開弁駆動される。これにより、内燃機関40の運転状態に見合う量の燃料が噴射されて、内燃機関40の燃焼室に供給される。なお、内燃機関40では、運転状態に応じてポート燃料噴射弁43と筒内燃料噴射弁44とのうち、いずれの燃料噴射弁から燃料を噴射するのかを切り替える。そのため、内燃機関40では、ポート燃料噴射弁43と筒内燃料噴射弁44の双方から燃料を噴射する場合の他に、ポート燃料噴射弁43のみから燃料を噴射する場合や、筒内燃料噴射弁44のみから燃料を噴射する場合がある。
また、機関制御ユニット300は、アクセルの操作量が「0」になっている減速中などに、燃料の噴射を停止して内燃機関40の燃焼室への燃料の供給を停止し、燃料消費率の低減を図るフューエルカット制御も行う。さらに、機関制御ユニット300は、点火装置による火花放電の時期である点火時期を算出して点火装置を操作し、混合気に点火する。
制御装置400は、メインスイッチ120がOFFにされ、車両10の稼働が停止している間に、高圧側燃料圧力センサ132が高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力を正しく検出できる状態になっているか否かを判定するラショナリティチェックを行う。
そのため、図1に示すように、制御装置400の機関制御ユニット300には、ラショナリティチェックを実行する判定部301が設けられている。そして、制御装置400のシステムコントロールユニット100には、ソークタイマ101と、不揮発性メモリ102とが設けられている。
ソークタイマ101は、メインスイッチ120がOFFにされている間にメインスイッチ120がOFFにされてからの経過時間を計時する。そして、ソークタイマ101は計時している経過時間が規定時間に達すると、制御装置400を起動させる。判定部301はこうしてソークタイマ101によって起動されてメインスイッチ120がOFFにされていて車両10の稼働が停止しているときに、ラショナリティチェックを実行する。
不揮発性メモリ102は、メインスイッチ120がOFFにされて給電が停止されている間も情報を保持することのできるメモリである。制御装置400では、不揮発性メモリ102にラショナリティチェックにおいて使用する情報を記憶させる。
車両10のメインスイッチ120がOFFになっていて内燃機関40の運転が停止されている間は、高圧側デリバリパイプ71は密閉されているため、メインスイッチ120がOFFにされてからの燃料温度の低下に伴う燃料の体積の減少により、高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力は低下する。しかし、温度の低下に伴い圧力が低くなっていくと、燃料の一部が気化して高圧側デリバリパイプ71内の燃料に気泡が発生する。気泡が存在していると温度が低下しても圧力が低下しにくくなる。そして、平衡状態になって燃料圧力は「0MPa」付近に収束する。
そこで、制御装置400では、内燃機関40が運転されて燃料の温度が充分に高くなっている状態からメインスイッチ120がOFFにされたあと、ソークタイマ101によって経過時間を計時しながら、燃料圧力が「0MPa」付近まで低下するのに必要な時間が経過するのを待つ。そして、制御装置400では、ソークタイマ101によって計時している経過時間が規定時間に到達し、燃料圧力が「0MPa」付近まで低下していると想定される状態になったときに制御装置400が起動する。そして、判定部301が、高圧側燃料圧力センサ132によって高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力を検出し、検出した燃料圧力が、基準である「0MPa」を中央にして上下に幅を持つ正常範囲内に収まっているか否かを判定するラショナリティチェックを実行する。
判定部301は、こうしてラショナリティチェックを実行し、高圧側燃料圧力センサ132が検出した燃料圧力が正常範囲内に収まっていなければ、高圧側燃料圧力センサ132に異常が生じていると判定する。
なお、図1に示すように、車両10には、異常が発生していることを示す情報としてアイコンを表示して、乗員に異常が発生していることを報知する警告表示部110が設けられている。判定部301によって異常が生じているとの判定がなされた場合には、システムコントロールユニット100が警告表示部110に異常が発生していることを示すアイコンを表示させる。
以下、ラショナリティチェックについて図3〜図7を参照して詳しく説明する。
ラショナリティチェックを実行するための準備として、制御装置400は、メインスイッチ120がOFFにされ、車両10のシステムを停止させる処理が実行されて制御装置400への給電が停止されるまでの間に図3に示すルーチンを実行する。具体的には、図3に示すルーチンは、内燃機関40のクランクシャフト41が停止したときに、機関制御ユニット300の判定部301によって実行される。なお、このルーチンは不揮発性メモリ102に高圧側燃料圧力センサ132に異常が発生していることを示す情報が記憶されていないことを条件に実行される。
図3に示すように、このルーチンを開始すると、判定部301は、ステップS100の処理において、推定外気温を算出する。推定外気温は、メインスイッチ120がOFFにされるまでの今回のトリップにおいて内燃機関40が運転されていたときの車外温度の指標値として算出される。なお、ここでのトリップとは、車両10のメインスイッチ120がONになっている期間、すなわち車両10の制御装置400の稼働が継続している期間のことである。
ステップS100の処理において、判定部301は、今回のトリップにおける吸入空気の温度の最小値と今回のトリップにおける最初の内燃機関40の始動時の冷却水温とのうち、より低い温度を推定外気温として算出する。
次に、判定部301は、ステップS110の処理において、暖機指標値を読み込む。暖機指標値は、内燃機関40の暖機の度合いが高いほど大きくなる暖機の度合いを示す指標値であり、メインスイッチ120がONになっており、制御装置400が稼働しているときにシステムコントロールユニット100によって算出されている。積算吸入空気量が多いほど、内燃機関40で発生する熱は多くなる傾向にあるため、積算吸入空気量が多くなるほど暖機の度合いは高くなる。そこで、制御装置400では、システムコントロールユニット100が、吸入空気量を積算した積算吸入空気量を暖機指標値として算出している。ステップS110の処理では、判定部301は、システムコントロールユニット100が算出した暖機指標値を読み込む。
次に、判定部301は、ステップS120の処理において、停止時燃料圧力を取得する。停止時燃料圧力は、メインスイッチ120がOFFにされて内燃機関40の運転が停止したときの高圧側燃料圧力センサ132が検出した燃料圧力である。
そして、次のステップS130の処理では、判定部301が推定外気温及び暖機指標値及び停止時燃料圧力をシステムコントロールユニット100の不揮発性メモリ102に記憶させる。こうしてラショナリティチェックで用いる推定外気温及び暖機指標値及び停止時燃料圧力を不揮発性メモリ102に記憶させると、判定部301は、このルーチンを終了させる。
上述したように、メインスイッチ120がOFFにされている間は、ソークタイマ101が、メインスイッチがOFFにされてからの経過時間を計時する。そして、ソークタイマ101が計時している経過時間が規定時間に達すると、制御装置400が起動され、判定部301が図4に示すルーチンを実行する。なお、制御装置400では、規定時間として長さの異なる複数の規定時間が設定されている。制御装置400では、短い方から順に第1規定時間、第2規定時間、第3規定時間の3つの規定時間が設定されている。そのため、まずはメインスイッチ120がOFFにされてからの経過時間が第1規定時間に到達したときに、制御装置400が起動され、図4に示すルーチンが判定部301によって実行される。なお、各規定時間は数時間単位の長さである。
また、ソークタイマ101による計時は、不揮発性メモリ102に高圧側燃料圧力センサ132に異常が発生していることを示す情報が記憶されていないことを条件に実行される。そのため、図4に示すルーチンも不揮発性メモリ102に高圧側燃料圧力センサ132に異常が発生していることを示す情報が記憶されていないことを条件に実行される。
図4に示すように、判定部301は、このルーチンを開始すると、まずステップS200の処理において、冷却水温センサ136が検出している冷却水温を取得する。すなわち、判定部301は、冷却水温センサ136によって検出された現在の冷却水温を取得する。
次に、ステップS210の処理において、判定部301は、不揮発性メモリ102に記憶されている暖機指標値を読み込む。こうして、冷却水温を取得し、暖機指標値を読み込むと、判定部301は、処理をステップS220へと進める。
ステップS220の処理において、判定部301は、不揮発性メモリ102に記憶されている推定外気温を読み込む。そして、次に判定部301はステップS230の処理において、読み込んだ推定外気温を記憶値に代入して記憶値の値を更新するとともに、ステップS200の処理を通じて取得した冷却水温を取得値に代入して取得値の値を更新する。なお、取得値は、後述するステップS310の処理において、経過時間が規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値を示す値として使用される値である。そして、記憶値は、ステップS310の処理において、メインスイッチ120がOFFにされて稼働を停止するまでに不揮発性メモリ102に記憶した車外温度の指標値として使用される値である。
次に、判定部301は、ステップS240の処理において、取得値から記憶値を引いた差が閾値αよりも大きいか否かを判定する。この処理は、車外温度が前回のトリップ中の車外温度よりも高くなっているか否かを判定するための処理である。閾値αは、ラショナリティチェックの実行条件を変更する必要があるほど、前回のトリップ中の車外温度と現在の車外温度との乖離が大きいか否かを判定するための閾値である。
判定部301は、ステップS240の処理において、取得値から記憶値を引いた差が閾値α以下であると判定した場合(ステップS240:NO)には、処理をステップS250へと進める。ステップS250の処理では、判定部301は、取得値から記憶値を引いた差が閾値−αよりも小さいか否かを判定する。この処理は、車外温度が前回のトリップ中の車外温度よりも低くなっているか否かを判定するための処理である。
判定部301は、ステップS250の処理において取得値から記憶値を引いた差が閾値−α以上であると判定した場合(ステップS250:NO)には、処理をステップS260へと進める。
ステップS260の処理では、判定部301は、ステップS290の処理において使用する演算マップとして、基本マップを選択する。なお、ステップS290の処理においては、ラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する際の閾値として、冷却水温の閾値である規定温度aと、暖機指標値の閾値である閾値bとを算出する。基本マップとしては、規定温度aを算出するための基本マップと、閾値bを算出するための基本マップとがそれぞれ用意されている。
図5に示すように、規定温度aを算出するためのマップは、停止時燃料圧力を入力として停止時燃料圧力に対応する規定温度aを出力する演算マップである。このマップでは、停止時燃料圧力が高いときほど、規定温度aとしてより低い値が出力される。図5では、規定温度aに添え字xを付して、停止時燃料圧力に対応する出力値である規定温度aの各値を、axのかたちで、停止時燃料圧力が低いときに出力される値から順にそれぞれa1,a2,…,axと表記している。
また、図6に示すように、閾値bを算出するためのマップは、停止時燃料圧力と記憶値とを入力として、それらの組み合わせに対応する閾値bを出力する演算マップである。このマップでは、停止時燃料圧力が高いときほど、閾値bとして大きな値が出力される。図6ではこの傾向を破線矢印で示している。また不揮発性メモリ102に記憶されていた推定外気温である記憶値が高いときほど、閾値bとして小さい値が出力される。図6ではこの傾向を一点鎖線の矢印で示している。また、図6では、閾値bに記憶値の高低に対応する添え字xと停止時燃料圧力の高低に対応する添え字yとを付して、出力値である閾値bの各値を、bxyのかたちで表記している。具体的には、このマップには、最も低い停止時燃料圧力に対応する閾値bとして、記憶値が低いときに出力される値から順にそれぞれb11,b21,…,bx1が格納されている。また、このマップには、最も低い記憶値に対応する閾値bとして、停止時燃料圧力が低いときに出力される値から順にそれぞれb11,b12,…,b1yが格納されている。この基本マップを用いて算出される閾値bは、図6の中央に実線の矢印で示すように、停止時燃料圧力が低く且つ記憶値が高いときほど、小さく、そして停止時燃料圧力が高く且つ記憶値が低いときほど、大きくなる。すなわち、図6のマップにおいては、閾値bとして、右上側の領域ほど小さな値が、左下側の領域ほど大きな値が、格納されている。
なお、これらの基本マップに格納されている規定温度aの各値ax及び閾値bの各値bxyは、車外温度が前回のトリップ中の車外温度とそれほど乖離していない状態においてラショナリティチェックを実行するのに相応しい状態になっているか否かを判定することができるように、あらかじめ行う実験の結果に基づいて設定されている。
なお、規定温度aは、内燃機関40の暖機が完了しているか否かを判定するための閾値となる暖機完了温度よりも低い温度である。例えば、暖機完了温度が「80℃」である場合には、規定温度aは例えば「50℃」である。また、暖機指標値の閾値bは、暖機指標値が閾値b以上であることに基づいて、燃料の温度がラショナリティチェックを行う上で必要な温度低下量を確保できるほど高くなっていると判定できる程度の大きさに設定されている。後述するステップS300の処理では、判定部301はラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する。なお、制御装置400では、ステップS200の処理において取得した冷却水温が規定温度a未満であることと、ステップS210の処理において読み込んだ暖機指標値が閾値b以上であることとの論理積条件を実行条件にしている。すなわち、この実行条件は、メインスイッチ120がOFFにされた時点での燃料の温度がある程度高く、且つ、現在の燃料の温度がある程度低くなっていることを確認するためのものである。そのため、この実行条件が成立していれば、燃料の温度がある程度高い状態からある程度低下していることが推定される状態であり、ラショナリティチェックを実行するのに相応しい状態になっていると判定できる。
こうしてステップS260の処理を通じて、基本マップを選択すると、判定部301は、処理をステップS290へと進める。
一方で、判定部301は、ステップS240の処理において、取得値から記憶値を引いた差が閾値αよりも大きいと判定した場合(ステップS240:YES)には、処理をステップS280へと進める。ステップS280の処理では、判定部301は、ステップS290の処理において使用する演算マップとして、高温用マップを選択する。高温用マップとしては、規定温度aを算出するための高温用マップと、閾値bを算出するための高温用マップとがそれぞれ用意されている。
規定温度aを算出するための高温用マップは、規定温度aを算出するための基本マップと同様に、停止時燃料圧力を入力として停止時燃料圧力に対応する規定温度aを出力する演算マップである。この高温用マップでも、停止時燃料圧力が高いときほど、規定温度aとしてより低い値が出力される。しかし、高温用マップにおいては、停止時燃料圧力に対応する出力値である規定温度aの各値axが、基本マップに格納されている各値axよりも小さい値になっている。すなわち、等しい停止時燃料圧力を入力した場合、高温用マップを用いて算出される規定温度aは、基本マップを用いて算出される規定温度aよりも低くなる。
また、閾値bを算出するための高温用マップは、閾値bを算出するための基本マップと同様に、停止時燃料圧力と記憶値とを入力として、それらの組み合わせに対応する閾値bを出力する演算マップである。この高温用マップでも、停止時燃料圧力が高いときほど、閾値bとして大きな値が出力される。また記憶値が高いときほど、閾値bとして小さい値が出力される。しかし、高温用マップにおいては、停止時燃料圧力と記憶値との組み合わせに対応する出力値である閾値bの各値bxyが、基本マップに格納されている各値bxyよりも大きい値になっている。すなわち、高温用マップを用いて算出される閾値bは、基本マップを用いて算出される閾値bよりも高くなる。
こうしてステップS280の処理を通じて、高温用マップを選択すると、判定部301は、処理をステップS290へと進める。
また、判定部301は、ステップS250の処理において取得値から記憶値を引いた差が閾値−αより小さいと判定した場合(ステップS250:YES)には、処理をステップS270へと進める。
ステップS270の処理では、判定部301は、ステップS290の処理において使用する演算マップとして、低温用マップを選択する。低温用マップとしては、規定温度aを算出するための低温用マップと、閾値bを算出するための低温用マップとがそれぞれ用意されている。
規定温度aを算出するための低温用マップは、規定温度aを算出するための基本マップと同様に、停止時燃料圧力を入力として停止時燃料圧力に対応する規定温度aを出力する演算マップである。この低温用マップでも、停止時燃料圧力が高いときほど、規定温度aとしてより低い値が出力される。しかし、低温用マップにおいては、停止時燃料圧力に対応する出力値である規定温度aの各値axが、基本マップに格納されている各値axよりも大きい値になっている。すなわち、等しい停止時燃料圧力を入力した場合、低温用マップを用いて算出される規定温度aは、基本マップを用いて算出される規定温度aよりも高くなる。
また、閾値bを算出するための低温用マップは、閾値bを算出するための基本マップと同様に、停止時燃料圧力と記憶値とを入力として、それらの組み合わせに対応する閾値bを出力する演算マップである。この低温用マップでも、停止時燃料圧力が高いときほど、閾値bとして大きな値が出力される。また記憶値が高いときほど、閾値bとして小さい値が出力される。しかし、低温用マップにおいては、停止時燃料圧力と記憶値との組み合わせに対応する出力値である閾値bの各値bxyが、基本マップに格納されている各値bxyよりも小さい値になっている。すなわち、低温用マップを用いて算出される閾値bは、基本マップを用いて算出される閾値bよりも低くなる。
こうしてステップS270の処理を通じて、低温用マップを選択すると、判定部301は、処理をステップS290へと進める。
ステップS290の処理では、判定部301は、ステップS240〜S280の処理を通じて選択した演算マップを用いてラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する際の閾値として、規定温度aと、閾値bとを算出する。
具体的には、判定部301は、不揮発性メモリ102に記憶されている停止時燃料圧力を読み込み、規定温度aを算出するための演算マップに入力して規定温度aを算出する。また、判定部301は、停止時燃料圧力とステップS230において更新した記憶値とを閾値bを算出するための演算マップに入力して閾値bを算出する。そして、判定部301は、処理をステップS300へと進める。
ステップS300の処理では、判定部301はラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する。上述したように、制御装置400では、ステップS200の処理において取得した冷却水温が規定温度a未満であることと、ステップS210の処理において読み込んだ暖機指標値が閾値b以上であることとの論理積条件を実行条件にしている。
ステップS300の処理において、実行条件が成立していると判定した場合、すなわち冷却水温が規定温度a未満であり、且つ暖機指標値が閾値b以上であると判定した場合(ステップS300:YES)には、判定部301は、処理をステップS310へと進める。そして、ステップS310〜ステップS350までの処理からなるラショナリティチェックを実行する。
一方で、ステップS300の処理において、実行条件が成立していないと判定した場合(ステップS300:NO)には、判定部301は、ラショナリティチェックを実行せずに、このルーチンを終了させる。この場合には、制御装置400の稼働は停止され、メインスイッチ120がOFFにされたときから継続してソークタイマ101によって計時されている経過時間が次の規定時間である第2規定時間に到達したときに、制御装置400が起動され、再びこのルーチンが実行される。なお、ソークタイマ101が計時している経過時間が第2規定時間に到達したときに制御装置400が起動されてステップS300の処理において否定判定がなされたときも同様であり、次は、経過時間が第3規定時間に到達したときに、制御装置400が起動され、このルーチンが実行される。
処理をステップS310へと進め、ラショナリティチェックを開始すると、判定部301は、まずステップS310の処理において、ステップS230の処理を通じて更新した取得値及び記憶値に基づいてラショナリティチェックに用いる正常範囲を補正する補正処理を実行する。具体的には、図7に示すように、補正処理において、判定部301は、取得値から記憶値を引いた差が大きいほど、補正量として大きな値を算出し、補正量の分だけ正常範囲を高圧側に補正する。すなわち、正常範囲の上限値及び下限値に補正量を加算して、正常範囲を高圧側に移動させる。これにより、補正範囲の中央値は補正量の分だけ「0MPa」よりも大きくなる。
こうしてステップS310の補正処理を通じて正常範囲を補正すると、次に判定部301は、ステップS320の処理において高圧側燃料圧力センサ132によって検出している高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力を取得する。すなわち、判定部301は、高圧側燃料圧力センサ132によって検出された現在の高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力を取得する。
そして、判定部301は、次のステップS330の処理において、取得した高圧側の燃料圧力が補正後の正常範囲内に収まっているか否かを判定する。
ステップS330の処理において、高圧側の燃料圧力が補正後の正常範囲内に収まっていると判定した場合(ステップS330:YES)には、判定部301は、処理をステップS340へと進める。そして、ステップS340の処理では、判定部301は、高圧側燃料圧力センサ132が正常である旨の判定を確定させる。そして、判定部301は、ソークタイマ101による計時を終了させ経過時間をリセットし、ラショナリティチェックを完了させる。
一方で、ステップS330の処理において、高圧側の燃料圧力が補正後の正常範囲内に収まっていないと判定した場合(ステップS330:NO)には、判定部301は、処理をステップS350へと進める。そして、ステップS350の処理では、判定部301は、高圧側燃料圧力センサ132に異常が発生している旨の判定を確定させる。そして、判定部301は、異常判定処理として不揮発性メモリ102に異常が発生していることを示す情報を記憶させる。そして、判定部301は、ソークタイマ101による計時を終了させ経過時間をリセットし、ラショナリティチェックを完了させる。
なお、不揮発性メモリ102に異常が発生していることを示す情報が記憶されている場合には、システムコントロールユニット100は、警告表示部110に異常が発生していることを示すアイコンを表示して、異常が発生していることを乗員に報知する。不揮発性メモリ102に記憶されている異常が発生していることを示す情報は、修理工場などにおいて修理を行い、異常を解消したときに、不揮発性メモリ102から消去される。そのため、一旦、ラショナリティチェックを通じて異常が発生しているとの判定が下され、不揮発性メモリ102に異常が発生していることを示す情報が記憶されたあとは、修理などが行われて記憶されている情報が消去されるまで警告表示部110には、異常が発生していることを示すアイコンが表示され続ける。
ステップS340又はステップS350の処理が終了すると、判定部301はこのルーチンを終了させる。これにより、制御装置400の稼働は停止される。
なお、ステップS340又はステップS350の処理によってラショナリティチェックを完了させたあとは、メインスイッチ120がOFFになっている状態が継続している間にソークタイマ101によって制御装置400を起動させることはなくなる。すなわち、制御装置400では、ラショナリティチェックが1回完了したあとには、メインスイッチ120がOFFになっている状態が継続している間はラショナリティチェックを実行しない。
次に、本実施形態の作用について説明する。
内燃機関40が始動され、内燃機関40が運転し始めると、高圧燃料ポンプ60による加圧が開始され、高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力である高圧側燃料圧力は目標の燃料圧力まで上昇する。そして、内燃機関40の運転中は、機関制御ユニット300によって燃料圧力が制御される。
内燃機関40の運転に伴い、高圧側デリバリパイプ71内の燃料の温度である燃料温度と、冷却水温は次第に上昇する。
冷却水温が暖機判定温度以上まで上昇し、内燃機関40の暖機が完了すると、ラジエータにより放熱が行われるようになる。そのため、冷却水による冷却の効果及びラジエータなどによる放熱の効果により、冷却水温及び燃料温度の上昇は、温度が一定の水準に達すると頭打ちになる。
内燃機関40の運転中には、こうして内燃機関40の運転に伴い温度が高くなった燃料が、高い圧力で高圧側デリバリパイプ71に蓄えられ、筒内燃料噴射弁44から噴射される。
その後、メインスイッチ120がOFFにされると、制御装置400への給電が停止され、車両10のシステムの稼働が停止し、内燃機関40の運転も停止する。内燃機関40の運転が停止すると、燃料の燃焼による熱が発生しなくなるため、冷却水温及び燃料温度は次第に低下する。また、内燃機関40の運転が停止している間は、高圧側デリバリパイプ71は密閉されているため、燃料温度の低下に伴い、高圧側デリバリパイプ71内に蓄えられている燃料の体積が小さくなる。そのため、高圧側燃料圧力が低下する。
なお、図3を参照して説明したように、制御装置400では、メインスイッチ120がOFFにされたときに、判定部301が、車外温度の指標値として、推定外気温を不揮発性メモリ102に記憶させる。これにより、推定外気温が車外温度の指標値として不揮発性メモリ102に記憶される。このとき推定外気温とともに、暖機指標値及び停止時燃料圧力も不揮発性メモリ102に記憶される。
また、メインスイッチ120がOFFにされると、ソークタイマ101による計時が開始される。そして、ソークタイマ101によって計時されている経過時間が第1規定時間に到達すると、制御装置400が起動される。そして、判定部301が図4を参照して説明したルーチンを実行し、車外温度の指標値として、冷却水温を取得する。
直前のトリップにおいて内燃機関40が運転されていたときから車外温度が変化していない場合には、直前のトリップにおいて発生した熱が全て放熱し、冷却水温も燃料温度も車外温度とほぼ等しい温度に収束している。また、燃料温度が充分に低下し、燃料の体積が充分に低下しているため、高圧側燃料圧力は「0MPa」に収束している。
この場合には、ステップS240〜S280の処理を通じて基本マップが選択されている(ステップS260)。このときには、直前のトリップにおいて冷却水温が暖機判定温度以上まで上昇し、内燃機関40の暖機が完了しているため、不揮発性メモリ102に記憶されている暖機指標値は閾値b以上になっている。また、冷却水温は規定温度a未満になり、車外温度とほぼ等しい値まで低下している。そのため、このときには、ラショナリティチェックの実行条件が成立していると判定され(ステップS300:YES)、判定部301によるラショナリティチェックが実行される。
そして、ラショナリティチェックにおいて、判定部301は、不揮発性メモリ102に記憶した車外温度の指標値である記憶値と、改めて取得した車外温度の指標値である取得値とに基づき、補正量を算出する。この場合は、記憶値及び取得値はほとんど差がない。そのため、補正量はほぼ「0」になる。
そのため、この場合には、補正処理による補正はほとんど行われず、基準の正常範囲をそのまま、正常範囲として使用してラショナリティチェックが実行される。高圧側燃料圧力は「0MPa」に収束しているため、高圧側燃料圧力センサ132が正常であれば、高圧側燃料圧力センサ132によって検出される圧力は正常範囲に収まり、正しく正常判定が下される。
ところで、メインスイッチ120がOFFになっている間に車外温度が変化して高くなってしまった場合には、規定時間が経過したときの冷却水温及び燃料温度が想定外に高くなり、基準の正常範囲のままでは誤った判定を行ってしまうおそれがある。
例えば、冬季の夜間に屋外を走行していた車両10が屋内のガレージに駐車され、翌日の日中に気温が上昇してガレージ内の温度が高くなったような場合には、メインスイッチ120がOFFになっている間に車外温度が変化することが考えられる。この場合には、不揮発性メモリ102に記憶した車外温度の指標値である記憶値よりも冷却水温及び燃料温度は高くなっている。その結果、高圧側燃料圧力は「0MPa」付近まで低下しておらず、基準の正常範囲から外れた値になっている。そのため、この状態で基準の正常範囲をそのまま用いてラショナリティチェックを実行すると、高圧側燃料圧力センサ132が正常であるにも拘わらず、異常が発生していると誤った判定がなされてしまう。
これに対して、制御装置400では、ステップS200の処理において車外温度の指標値として冷却水温を取得する。そして、取得した車外温度の指標値である取得値から不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値である記憶値を引いた差の大きさに基づいてラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定するための閾値を算出するための演算マップを切り替える(ステップS240〜S280)。
具体的には、取得値から記憶値を引いた差が閾値αよりも大きいときには、高温用マップを選択する(ステップS280)。そして、高温用マップを用いて算出した規定温度a及び閾値bを用いてラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する(S300)。高温用マップを用いて算出した規定温度aは基本マップを用いて算出した規定温度aよりも低くなる。また、高温用マップを用いて算出した閾値bは基本マップを用いて算出した閾値bよりも高くなる。これにより、この場合には、マップを切り替えずに基本用マップを用いて算出された規定温度a及び閾値bに基づいて実行条件が成立しているか否かを判定する場合と比較して、冷却水温がより低いこと、そして暖機指標値がより高いことが、実行条件の成立の要件とされるようになる。すなわち、ラショナリティチェックの実行条件がより厳しくなる。したがって、実行条件が成立しているとの判定がなされにくくなる。
また、制御装置400では、実行条件が成立していると判定した場合(ステップS300:YES)には、ステップS200の処理において取得した車外温度の指標値である取得値と、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値である記憶値とに基づいて補正量を算出し、正常範囲を補正する補正処理を実行する(ステップS310)。
具体的には、取得値から記憶値を引いた差に対応した補正量を算出する。そして、算出された補正量の分だけ、正常範囲が補正される。これにより、補正後の正常範囲は、基準の正常範囲よりも高圧側の範囲になる。
すなわち、制御装置400では、メインスイッチ120がOFFになっている間に起動したときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値よりも高く、メインスイッチ120がOFFにされたときよりも車外温度が高くなっていると推定されるときに、正常範囲が高圧側に変更される。そのため、メインスイッチ120がOFFになっている間に車外温度が高くなっていたとしても、ラショナリティチェックにおいて燃料圧力が正常範囲内に収まりやすくなる。
なお、制御装置400では、取得値から記憶値を引いた差が閾値−αよりも小さいときには、低温用マップを選択する(ステップS270)。そして、低温用マップを用いて算出した規定温度a及び閾値bを用いてラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する(S300)。低温用マップを用いて算出した規定温度aは基本マップを用いて算出した規定温度aよりも高くなる。また、高温用マップを用いて算出した閾値bは基本マップを用いて算出した閾値bよりも低くなる。すなわち、この場合には、マップを切り替えずに基本用マップを用いて算出された規定温度a及び閾値bに基づいて実行条件が成立しているか否かを判定する場合と比較して、実行条件が成立しているとの判定がなされやすくなる。
本実施形態の効果について説明する。
(1)ソークタイマ101によって計時している経過時間が規定時間に到達したときに実行する上記のラショナリティチェックは、高圧側燃料圧力が正常範囲の中央値である基準の圧力付近まで低くなっていることを想定したものである。
そのため、このラショナリティチェックを行うためには、燃料温度がある程度高くなっている状態から燃料温度がある程度低下し、高圧側デリバリパイプ71内に蓄えられている燃料の温度の低下に伴う体積の減少が、高圧側燃料圧力が基準の圧力付近まで低下するのに充分なほど進行している必要がある。
制御装置400では、メインスイッチ120がOFFにされたときの燃料温度と相関を有する暖機指標値が閾値b以上であることと、経過時間が規定時間に到達したときの燃料温度と相関を有する規定時間に到達したときに取得した冷却水温が規定温度a未満であることとの論理積条件が、ラショナリティチェックの実行条件になっている。すなわち、制御装置400では、経過時間が規定時間に到達していることに加えて、燃料温度がある程度高い状態からある程度低下していることが推定される状態であることを条件にラショナリティを実行する。そのため、制御装置400によれば、高圧側デリバリパイプ71内に蓄えている燃料の体積の減少が進行してラショナリティチェックを実行するのに相応しい条件が整っていることをより正確に確認してラショナリティチェックを実行することができる。
(2)制御装置400では、メインスイッチ120がOFFになっている間に起動したときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値よりも高く、メインスイッチ120がOFFにされたときよりも車外温度が高くなっていると推定されるときには、ラショナリティチェックの実行条件がより厳しくなる。そのため、燃料の温度低下による燃料の体積の減少と、それに伴う燃料圧力の低下が期待できず、誤った判定が行われるおそれがあるときには、実行条件が成立しにくくなる。すなわち、制御装置400によれば、高圧側燃料圧力センサ132が正常であるにも拘わらず、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。
(3)一方で、メインスイッチ120がOFFになっている間に起動したときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値よりも低く、メインスイッチ120がOFFにされたときよりも車外温度が低くなっていると推定されるときには、ラショナリティチェックの実行条件が緩和される。メインスイッチ120がOFFにされたときよりも車外温度が低くなっている場合には、燃料の温度低下による燃料の体積の減少が生じやすく、それに伴う燃料圧力の低下も生じやすい。そのため、実行条件を緩和したとしても、ラショナリティチェックを実行できる。こうした事情を考慮して制御装置400では、メインスイッチ120がOFFにされたときよりも車外温度が低くなっていると推定されるときには、低温用マップを選択して実行条件を緩和するようにしている。そのため、ラショナリティチェックの実行機会を確保することができる。
(4)制御装置400によれば、車外温度の変化にあわせて正常範囲を高圧側に変更し、高圧側燃料圧力センサ132が正常であるにも拘わらず、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。
(5)制御装置400では、判定部301が、ソークタイマ101によって起動されたときに取得した車外温度の指標値が、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値よりも高いほど、正常範囲をより高圧側に補正する。そのため、制御装置400によれば、不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値とメインスイッチ120がOFFになっている間に起動して取得した車外温度の指標値との乖離の度合いに応じた量の変更を行うことができる。
すなわち、メインスイッチ120がOFFになっている間に起動して取得した車外温度の指標値が不揮発性メモリ102に記憶されている車外温度の指標値から一定量乖離しているか否かに基づいて補正を行うか否かを決定し、乖離がある場合に一律の補正を行う場合と比較して、より緻密に正常範囲を補正することができる。
(6)制御装置400では、規定時間として、長さの異なる第1規定時間、第2規定時間、第3規定時間を設定している。そして、制御装置400では、経過時間が各規定時間に到達したときにソークタイマ101によって制御装置400が起動され、判定部301がラショナリティチェックの実行条件が成立しているか否かを判定する。そして、実行条件が成立している場合には判定部301がラショナリティチェックを実行する一方、実行条件が成立していない場合には判定部301はラショナリティチェックを実行せずに再び稼働を停止する。そして、ラショナリティチェックが完了するまでは、各規定時間に到達する度に、実行条件が成立しているか否かの判定が繰り返される。
そのため、制御装置400によれば、規定時間が1つしか設定されておらず、規定時間に到達したときに実行条件が成立していなければ、ラショナリティチェックが行われなくなってしまう場合と比較して、ラショナリティチェックの実行機会を確保することができる。すなわち、制御装置400によれば、ラショナリティチェックを実行するのに相応しい条件が整っているときにラショナリティチェックを実行し、ラショナリティチェックの精度を確保するとともに、ラショナリティチェックを実行する機会を確保することができる。
(7)制御装置400では、ラショナリティチェックは、メインスイッチ120がOFFになっている期間が継続している間に1回だけ実行される。そのため、ラショナリティチェックが完了したあとにも経過時間が各規定時間に到達する度にラショナリティチェックを行う場合と比較して、速やかにラショナリティチェックの結果を確定させることができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・記憶値よりも取得値が高いときに、実行条件を厳しくすることができるのであれば、その具体的方法は適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、規定温度aを算出するための演算マップと閾値bを算出するための演算マップの双方を取得値から記憶値を引いた差の大きさに応じて切り替える例を示したが、いずれか一方の値を算出するための演算マップのみを切り替えるようにしてもよい。この場合であっても、記憶値よりも取得値が高いときに、実行条件を厳しくすることができる。
・実行条件の変更方法は、規定温度a及び閾値bを算出する演算マップを切り替える方法に限らない。例えば、基本マップを用いて算出した値を補正することによって実行条件を厳しくしたり、緩和したりすることもできる。例えば、取得値から記憶値を引いた差が大きいほど、基本マップを用いて算出した規定温度aを低くする補正を施したり、基本マップを用いて算出した閾値bを高くする補正を施したりするようにしてもよい。また、取得値から記憶値を引いた差の大きさを入力に加え、差の大きさを考慮した規定温度a及び閾値bを直接算出するようにしてもよい。すなわち、図5を参照して説明した演算マップを2次元マップにしたり、図6を参照して説明した演算マップを3次元マップにしたりしてもよい。こうした構成を採用すれば、演算マップを複数用意する必要がなくなり、演算マップを選択する処理も省略することができる。
・実行条件は上記の実施形態において例示したものに限らない。例えば、冷却水温が規定温度a未満であること、暖機指標値が閾値b以上であることのいずれか一方のみを実行条件にしてもよい。例えば、冷却水温が規定温度a未満であることを実行条件にしてもよい。
・正常範囲を高圧側に変更するための具体的な方法は、補正処理に限らない。例えば、取得値から記憶値を引いた差の大きさを入力として正常範囲そのものを出力とする演算マップを用意し、差の大きさに基づいて正常範囲を直接決定するようにしてもよい。
・取得値と記憶値とに所定量以上の乖離があるか否かを判定して、正常範囲の補正を行うか否かを決定し、所定量以上の乖離がある場合に一律の補正量の分だけ正常範囲を高圧側に補正するようにしてもよい。こうした構成を採用した場合には、図8に示すように、取得値と記憶値との差が所定量未満である場合には補正量は「0」になり、補正が行われない一方で、取得値と記憶値との差が所定量以上の場合には、一律の補正量による補正が施されるようになる。こうした構成を採用した場合であっても、正常範囲の変更を行わない場合と比較して誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。また、取得値と記憶値とに所定量以上の乖離があるか否かを判定して、正常範囲の補正を行うか否かを決定し、所定量以上の乖離がある場合に、取得値が記憶値よりも大きいほど、正常範囲を高圧側に補正するようにしてもよい。
・正常範囲を高圧側に変更する補正処理を省略してもよい。メインスイッチ120がOFFにされて給電が停止されるまでに記憶した車外温度の指標値よりも、規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、実行条件を厳しくする構成を採用していればよい。すなわち、実行条件を厳しくする構成を採用していれば、実行条件を変更する構成を採用していない場合と比較して、車外温度が高くなったことによって誤った判定を行ってしまうことを抑制できる。
・内燃機関40が高圧燃料供給系70と低圧燃料供給系50を備えている例を示した。しかし、内燃機関40は必ずしも燃料供給系を2つ備えていなくてもよい。例えば、制御装置400を適用する内燃機関は、低圧側デリバリパイプ55やポート燃料噴射弁43を備えておらず、高圧燃料供給系70に相当する燃料供給系のみを備えていてもよい。なお、高圧燃料ポンプ60を備えていない低圧燃料供給系50に相当する燃料供給系の場合、プレッシャレギュレータ56が開弁する圧力まで燃料圧力を高めることによってラショナリティチェックを行うことができる。すなわち、検出した燃料圧力が、上限側の圧力を中心とする正常範囲に収まっているか否かに基づいてラショナリティチェックを行うことができる。
しかし、数MPaを超えるような高圧の燃料が蓄えられる高圧燃料供給系70の場合、高圧側デリバリパイプ71内の燃料圧力を検出する高圧側燃料圧力センサ132のラショナリティチェックを行うためには、リリーフ弁66が開弁するまで高圧燃料ポンプ60を駆動して燃料圧力を高める必要がある。そのため、高圧燃料ポンプ60を駆動することにより、作動音が発生する。こうした課題は、燃料噴射弁が筒内燃料噴射弁44であるのかポート燃料噴射弁43であるのかによらず、デリバリパイプ内に蓄えられる燃料圧力が高いか否かによるものである。そのため、デリバリパイプ内に、数MPaを超えるような高圧の燃料が蓄えられる場合には燃料噴射弁がポート燃料噴射弁43であってもよい。この場合でも、上限側の圧力を基準にラショナリティチェックを行うためには高圧燃料ポンプ60を駆動する必要があり、作動音が発生してしまうため、上記の実施形態と同様に制御装置400に補正処理を行う判定部301を設けることが望ましい。
・暖機指標値の算出態様は、適宜変更可能である。例えば、暖機指標値は、制御装置400が稼働している間に、積算稼働時間が長くなるほど増大する値であってもよい。
・ラショナリティチェックが完了すると、メインスイッチ120がOFFになっている間は、ラショナリティチェクを行わない例を示したが、ラショナリティチェックが完了した後も、各規定時間に到達する度にラショナリティチェックを行うようにしてもよい。例えば、最新のラショナリティチェックの結果を採用するようにしてもよい。
・また、最初に実行されたラショナリティチェックにより、ラショナリティチェックの結果を確定させるが、経過時間がそれ以降の各規定時間に到達する度に、ラショナリティチェックを行うようにしてもよい。しかし、こうした構成を採用した場合には、無駄に制御装置400を起動させて実行条件が成立しているか否かの判定を行うことになったり、ラショナリティチェックを実行したりすることになり、電力を消費する。そのため、メインスイッチ120がOFFになっている期間が継続している間に1回だけラショナリティチェックを実行する上記実施形態の構成の方が消費電力を抑制できる。
・規定時間が1つしか設定されておらず、規定時間に到達したときに実行条件が成立していなければ、ラショナリティチェックが行われなくなる構成を採用してもよい。
・制御装置400が、システムコントロールユニット100と、パワーコントロールユニット200と、機関制御ユニット300とによって構成されている例を示したが、制御装置の構成はこうした構成に限らない。例えば、物理的に1つの装置として制御装置が構成されていてもよい。また、制御装置は4つ以上のユニットによって構成されていてもよい。
・また、制御装置は、(A)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサ、(B)各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは(C)それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
・推定外気温の算出方法は適宜変更することができる。例えば、判定部301は、今回のトリップにおける吸入空気の温度の最小値を推定外気温として算出してもよい。また、今回のトリップにおける最初の内燃機関40の始動時の冷却水温を推定外気温として算出してもよい。また、判定部301は、今回のトリップにおける吸入空気の温度の最小値と今回のトリップにおける最初の内燃機関40の始動時の冷却水温との平均値を推定外気温として算出してもよい。
・冷却水温をステップS230の処理において車外温度の指標値である取得値として記憶する例を示したが、取得値は車外温度の指標値となるものであればよい。そのため、例えば、外気温を検出する外気温センサを備えている車両に適用する場合には、ステップS200の処理において、外気温センサを用いて車外温度を取得し、取得した車外温度をステップS230の処理において取得値として記憶するようにしてもよい。
・上記実施形態のようにラショナリティチェックの実行条件を変更する制御装置は、外部電源によりバッテリ30を充電可能なプラグインハイブリッド車に適用してもよい。また、上記実施形態のようにラショナリティチェックの実行条件を変更する制御装置は、内燃機関40の動力のみによって走行する車両に適用することもできる。
10…車両
44…筒内燃料噴射弁
51…燃料タンク
52…フィードポンプ
60…高圧燃料ポンプ
70…高圧燃料供給系
71…高圧側デリバリパイプ
72…接続通路
100…システムコントロールユニット
101…ソークタイマ
102…不揮発性メモリ
110…警告表示部
120…メインスイッチ
131…低圧側燃料圧力センサ
132…高圧側燃料圧力センサ
133…エアフロメータ
134…クランクポジションセンサ
135…カムポジションセンサ
136…冷却水温センサ
141…車速センサ
142…アクセルポジションセンサ
200…パワーコントロールユニット
300…機関制御ユニット
301…判定部
400…制御装置

Claims (6)

  1. 内燃機関を搭載しており、高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプによって加圧された高圧の燃料を蓄えるデリバリパイプと、前記デリバリパイプに蓄えられている燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記デリバリパイプ内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサと、を備えた車両に適用され、
    前記車両のメインスイッチがOFFにされてからの経過時間を計時するソークタイマと、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止された場合でも情報を保持することのできる不揮発性メモリと、前記メインスイッチがOFFになっている間に前記経過時間が規定時間に到達したときに起動して前記燃料圧力センサによって燃料圧力を取得し、取得した燃料圧力が正常範囲内に収まっているか否かを判定するラショナリティチェックを行う判定部と、を備え、
    前記判定部は、実行条件が成立していることを条件に前記ラショナリティチェックを実行し、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記実行条件を厳しくする車両の制御装置。
  2. 前記実行条件は、前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した前記内燃機関の冷却水温が規定温度未満であることを含み、
    前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記規定温度を低くする
    請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記実行条件は、前記メインスイッチがOFFにされて稼働を停止するときに前記不揮発性メモリに記憶した前記内燃機関の暖機の度合いが高いほど増大する暖機指標値が閾値以上であることを含み、
    前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記閾値を大きくする
    請求項1又は請求項2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記判定部が、前記メインスイッチがOFFにされて給電が停止されるまでに前記不揮発性メモリに記憶した車外温度の指標値よりも前記経過時間が前記規定時間に到達して起動したときに取得した車外温度の指標値が高いときに、高くないときよりも、前記ラショナリティチェックに用いる前記正常範囲を高圧側にする
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記規定時間として、長さの異なる複数の規定時間が設定されており、
    前記判定部は、前記経過時間が各規定時間に到達する度に前記ソークタイマによって起動されて前記実行条件が成立しているか否かを判定し、
    前記実行条件が成立している場合には前記ラショナリティチェックを実行する一方、
    前記実行条件が成立していない場合には前記ラショナリティチェックを実行せずに再び稼働を停止する
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記メインスイッチがOFFになっている状態が継続している間に、前記ラショナリティチェックが1回完了したあとには、前記メインスイッチがOFFになっている状態が継続している間は前記判定部を起動させず前記ラショナリティチェックを実行しない
    請求項5に記載の車両の制御装置。
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