JP2023180712A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化装置が取り付けられていない異常を高い精度で判定することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置であるエンジンコントロールユニットは、排気浄化装置よりも上流側の排気の温度である上流側温度の単位時間当たりの変化量である第１変化量を算出する第１変化量算出処理と、排気浄化装置よりも下流側の排気の温度である下流側温度の単位時間当たりの変化量である第２変化量を算出する第２変化量算出処理と、を実行する（Ｓ３０）。エンジンコントロールユニットは、フューエルカット運転が行われているとき（Ｓ４２：ＹＥＳ）の第１変化量と第２変化量との乖離が閾値以下であることを判定する判定処理を実行する（Ｓ５０）。そして、エンジンコントロールユニットは、判定処理において乖離が閾値以下であることが判定された場合に、排気浄化装置が取り外されている状態である旨の異常判定を行う。【選択図】図３

Description

この発明は内燃機関の制御装置に関するものである。

排気通路に設けられている排気浄化装置は熱容量があるため、排気浄化装置に導入された排気の熱は、排気浄化装置との熱交換によって消費される。その結果、排気浄化装置よりも上流側の排気温度の変化と、排気浄化装置よりも下流側の排気温度の変化には相違が生じる。

特許文献１には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが排気通路から取り外されていることを検知する内燃機関の制御装置が開示されている。特許文献１に開示されている制御装置は、フィルタよりも上流側の排気温度の変化と、フィルタよりも下流側の排気温度の変化と、を比較している。そして、上流側の排気温度の変化とフィルタよりも下流側の排気温度の変化と、の相違に基づいてフィルタが取り外されていると判定する。

特開２０２０－１０６０２８号公報

このような排気を処理する排気浄化装置が取り外されてしまっている状態を検知して、異常判定を行う内燃機関の制御装置では、高い精度で判定を行うことが求められている。

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内燃機関の制御装置は、排気通路に排気浄化装置が設けられた内燃機関に適用される。この制御装置は、燃料供給を停止した状態で機関出力軸を回転させるフューエルカット運転を実行することのある内燃機関の制御装置である。また、この制御装置は、前記排気浄化装置よりも上流側の排気の温度である上流側温度の単位時間当たりの変化量である第１変化量を算出する第１変化量算出処理と、前記排気浄化装置よりも下流側の排気の温度である下流側温度の単位時間当たりの変化量である第２変化量を算出する第２変化量算出処理と、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第１変化量と、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第２変化量との乖離が閾値以下であることを判定する判定処理と、前記判定処理において前記乖離が前記閾値以下であることが判定された場合に、前記排気浄化装置が取り外されている状態である旨の異常判定を行う異常診断処理と、を実行する。

排気浄化装置が取り外されている場合には、排気浄化装置に導入されるガスと排気浄化装置との熱交換が行われないため、第１変化量と第２変化量との乖離は小さい。
これに対して、排気浄化装置が取り付けられている場合には、排気浄化装置に導入されるガスと排気浄化装置との熱交換により下流側温度が変化するため、第１変化量と第２変化量との乖離が大きくなる。

そのため、第１変化量と第２変化量との乖離が閾値以下であることに基づいて異常判定を行うことができる。
また、排気浄化装置に導入されるガスの温度と排気浄化装置の温度との乖離が大きいほどガスと排気浄化装置との熱交換が行われやすい。そのため、排気浄化装置が取り付けられている状態であれば、排気浄化装置に導入されるガスの温度と排気浄化装置の温度との乖離が大きいほど、第１変化量と第２変化量との乖離が大きくなる。

フューエルカット運転中は、燃焼室を通過した空気が排気浄化装置に導入される。この空気は排気よりも温度が低い。そのため、フューエルカット運転中に排気浄化装置に導入される空気の温度と排気浄化装置の温度との乖離の大きさは、排気と排気浄化装置の温度との乖離の大きさよりも大きい。

上記構成は、第１変化量と第２変化量との乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、排気浄化装置が取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理を実行している。そのため、この制御装置は、より高い精度の異常判定を実現できる。

内燃機関の制御装置の一態様における前記判定処理の具体的な態様としては、前記判定処理を開始したときの前記上流側温度から前記上流側温度が既定温度低下するまでの判定期間内における前記第２変化量から前記第１変化量を引いた差の平均値が既定値以下であることに基づいて、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第１変化量と、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第２変化量との前記乖離が前記閾値以下であることを判定する、といった態様を採用することができる。

内燃機関の制御装置の一態様は、前記上流側温度が上昇傾向であることを条件に前記判定処理を開始する。
フューエルカット運転中に排気浄化装置に導入された空気は、排気浄化装置との熱交換によって暖められる。

なお、上流側温度が上昇しているときには、排気浄化装置が前端から導入される排気によって暖められているため、排気浄化装置には、前端側ほど温度が高くなり且つ後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている蓋然性が高い。

こうした後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている場合には、後端側ほど温度が高くなる温度勾配が生じている場合や、温度勾配が生じていない場合と比較して、排気浄化装置に導入された空気が暖まりにくい。すなわち、後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている場合には、後端側ほど温度が高くなる温度勾配が生じている場合や、温度勾配が生じていない場合と比較して、そもそも下流側温度が低い。そのため、第２変化量は小さい。一方で、フューエルカット運転中は、上流側温度は、大気温度に向かって次第に低下する。そのため、フューエルカット運転中の第１変化量は大きい。

上述したように、排気浄化装置が取り外されている場合には、こうしたガスと排気浄化装置との熱交換が行われないため、第１変化量と第２変化量との乖離は小さい。
すなわち、この制御装置は、排気浄化装置が取り付けられている場合に第１変化量と第２変化量との乖離の大きさが大きくなりやすい状態のときに判定処理を開始する。ひいては、この制御装置は、第１変化量と第２変化量との乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、排気浄化装置が取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理を実行することになる。そのため、この制御装置は、より高い精度の異常判定を実現できる。

内燃機関の制御装置の一態様では、前記上流側温度の短期移動平均値を算出する第１平均値算出処理と、前記短期移動平均値よりも長い期間の前記上流側温度の移動平均値である長期移動平均値を算出する第２平均値算出処理と、を実行し、前記短期移動平均値の微分値及び前記長期移動平均値の微分値との双方が既定値以上であることに基づいて前記上流側温度が上昇傾向であると判定する。

こうした態様によって、前記上流側温度が上昇傾向であることを判定することができる。
内燃機関の制御装置の一態様は、前記排気浄化装置における中央よりも前端側の部位の温度である前端側温度を推定する前端温度推定処理と、前記排気浄化装置における中央よりも後端側の部位の温度である後端側温度を推定する後端温度推定処理と、を実行し、前記前端側温度が前記後端側温度以上であることを条件に前記判定処理を開始する。

こうした態様によっても、排気浄化装置に後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じていることを推定してその結果に基づいて判定処理を開始することができる。
すなわち、この制御装置も、排気浄化装置が取り付けられている場合に第１変化量と第２変化量との乖離の大きさが大きくなりやすい状態のときに判定処理を開始する。ひいては、この制御装置も、第１変化量と第２変化量との乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、排気浄化装置が取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理を実行することになる。そのため、この制御装置も、より高い精度の異常判定を実現できる。

内燃機関の制御装置の一態様は、前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側に設けられたセンサによって検出された空燃比が既定の範囲内であることを条件に前記判定処理を開始する。

排気浄化装置に導入されるガスに燃料の成分が含まれていると、排気浄化装置内で燃料の成分が酸化反応を生じさせてその反応熱で下流側温度が変化するおそれがある。こうした要因による下流側温度の変動があると、的確な異常判定を行うことができない。

そこで、この制御装置は、センサで検出された空燃比が既定の範囲外になっている場合には、判定処理を実行しない。
これにより、的確な異常判定を行うことができないおそれがあるときに、判定処理を実行してしまうことを抑制できる。

図１は、内燃機関の制御装置の一実施形態であるエンジンコントロールユニットと、同エンジンコントロールユニットが制御するエンジン及び同エンジンを備えたハイブリッド車両の構成を示す模式図である。 図２は、再生処理にかかるルーチンにおける処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、エンジンコントロールユニットが実行する異常診断処理にかかるメインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、エンジンコントロールユニットが実行するフューエルカット要求処理にかかるルーチンにおける処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、エンジンコントロールユニットが実行する再生後実行条件の判定処理にかかるルーチンにおける処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、エンジンコントロールユニットが実行する異常診断処理にかかるサブルーチンおける処理の流れを示すフローチャートである。

以下、一実施形態の内燃機関の制御装置であるエンジンコントロールユニット１１０について、図１～図６を参照して説明する。
＜車両の構成について＞
図１に示すように、エンジン１０は、気筒＃１～＃４の４つの気筒を備える。エンジン１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられている。吸気通路１２の下流部分である吸気ポート１２ａには、吸気ポート１２ａに燃料を噴射するポート噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気やポート噴射弁１６から噴射された燃料は、吸気バルブ１８の開弁に伴って燃焼室２０に流入する。エンジン１０には、気筒＃１～＃４に燃料を噴射する筒内噴射弁２２も設けられている。筒内噴射弁２２から燃焼室２０内に燃料が噴射されることもある。また、燃焼室２０内の空気と燃料との混合気は、点火プラグ２４の火花放電に伴って燃焼に供される。そのときに生成される燃焼エネルギは、クランク軸２６の回転エネルギに変換される。

燃焼室２０において燃焼に供された混合気は、排気バルブ２８の開弁に伴って、排気として排気通路３０に排出される。排気通路３０には、排気浄化装置として、酸素吸蔵能力を有した三元触媒３２と、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ３４）とが設けられている。なお、ＧＰＦ３４は、排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するフィルタに三元触媒が担持されたものである。

クランク軸２６には、歯部４２が設けられたクランクロータ４０が結合されている。クランクロータ４０には、基本的には、１０°ＣＡ毎に歯部４２が３２個設けられている。そのため、クランクロータ４０には、歯部４２が２つ足りない分、隣接する歯部４２の間隔が広くなっている欠け歯部４４が１箇所設けられている。これは、クランク軸２６の基準となる回転角度を示すためのものである。

クランク軸２６は、動力分割装置を構成する遊星歯車機構５０のキャリアＣに機械的に連結されている。遊星歯車機構５０のサンギアＳには、第１モータジェネレータ５２の回転軸５２ａが機械的に連結されている。また、遊星歯車機構５０のリングギアＲには、第２モータジェネレータ５４の回転軸５４ａと駆動輪６０とが機械的に連結されている。第１モータジェネレータ５２の端子には、インバータ５６によって交流電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ５４の端子には、インバータ５８によって交流電圧が印加される。

＜制御装置５００について＞
制御装置５００は、エンジン１０、第１モータジェネレータ５２及び第２モータジェネレータ５４を制御する。制御装置５００は、エンジン１０を制御するエンジンコントロールユニット１１０を備えている。また、制御装置５００は、第１モータジェネレータ５２及び第２モータジェネレータ５４を制御するモータコントロールユニット１３０を備えている。さらに制御装置５００は、エンジンコントロールユニット１１０及びモータコントロールユニット１３０に接続されて車両の制御を統括する統括コントロールユニット１００を備えている。なお、これらのコントロールユニットは、処理回路と、処理回路が実行するプログラムなどを記憶したメモリによって構成されている。

この制御装置５００は、エンジン１０、第１モータジェネレータ５２及び第２モータジェネレータ５４を制御する。すなわち、制御装置５００は、車両のパワートレーンを制御する。制御装置５００は、車両の各部に設けられたセンサの検出信号が入力されている。

エンジンコントロールユニット１１０は、エンジン１０の制御量であるトルクや排気成分比率等を制御するためにスロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、及び点火プラグ２４等のエンジン１０の操作部を操作する。

また、モータコントロールユニット１３０は、第１モータジェネレータ５２の制御量である回転速度を制御するためにインバータ５６を操作する。また、モータコントロールユニット１３０は、第２モータジェネレータ５４の制御量であるトルクを制御するためにインバータ５８を操作する。

図１には、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、点火プラグ２４、及びインバータ５６，５８のそれぞれの操作信号ＭＳ１～ＭＳ６を記載している。エンジンコントロールユニット１１０は、エンジン１０の制御量を制御するために、エアフローメータ８０によって検出される吸入空気量Ｇａを参照する。また、エンジンコントロールユニット１１０は、クランク角センサ８２の出力信号Ｓｃｒ、水温センサ８６によって検出される水温ＴＨＷ、及び排気圧センサ８８によって検出されるＧＰＦ３４に流入する排気の圧力Ｐｅｘも参照する。また、モータコントロールユニット１３０は、第１モータジェネレータ５２の制御量を制御するために、第１モータジェネレータ５２の回転角を検知する第１回転角センサ９０の出力信号Ｓｍ１を参照する。モータコントロールユニット１３０は、第２モータジェネレータ５４の制御量を制御するために、第２モータジェネレータ５４の回転角を検知する第２回転角センサ９２の出力信号Ｓｍ２を参照する。

エンジンコントロールユニット１１０とモータコントロールユニット１３０は、それぞれ通信線で統括コントロールユニット１００に接続されている。そして、統括コントロールユニット１００とモータコントロールユニット１３０とエンジンコントロールユニット１１０とのそれぞれが、ＣＡＮ通信によって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取りし、共有している。

統括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１０１と、ブレーキセンサ１０２と、車速センサ１０３とが接続されている。アクセルポジションセンサ１０１は、アクセル開度を検出する。ブレーキセンサ１０２は、ブレーキの操作量を検出する。車速センサ１０３は、車両の速度である車速を検出する。

また、排気通路３０には、空燃比センサ８１が設けられている。空燃比センサ８１はエンジンコントロールユニット１１０に接続されている。空燃比センサ８１は、空燃比を検出する。

また、エンジンコントロールユニット１１０には、排気通路３０における三元触媒３２とＧＰＦ３４との間の排気の温度である上流側温度Ｔｉｎを検出する上流側温度センサ８７が接続されている。また、エンジンコントロールユニット１１０には、ＧＰＦ３４よりも下流側の排気の温度である下流側温度Ｔｏｕｔを検出する下流側温度センサ８９も接続されている。

エンジンコントロールユニット１１０は、機関負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ、そして、これら上流側温度センサ８７及び下流側温度センサ８９によって検出される排気の温度に基づいて触媒温度とＧＰＦ温度を推定する。触媒温度は三元触媒３２の温度である。一方、ＧＰＦ温度はＧＰＦ３４の温度である。

また、エンジンコントロールユニット１１０は、クランク角センサ８２の出力信号Ｓｃｒが入力された回数を計数してクランク角に相当する値であるカウンタＣＮＴを算出する。カウンタＣＮＴの値は、クランク角に対応していて、大きいほどクランク角が大きいことを示す値である。そして、７２０°ＣＡ、すなわち０°ＣＡに相当する値になると、再び「０」にリセットされる。なお、カウンタＣＮＴが「０」のクランク角は、圧縮上死点におけるクランク角である。

＜燃料噴射態様について＞
エンジンコントロールユニット１１０は、機関負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥに応じて、エンジン１０における燃料噴射態様を変更する。たとえば、エンジン１０は、高負荷域では筒内噴射弁２２による燃料噴射である筒内噴射のみによって燃料を供給する。エンジン１０は、低負荷域ではポート噴射弁１６による燃料噴射であるポート噴射のみによって燃料を供給する。また、エンジン１０は、ポート噴射と筒内噴射とによって燃料を供給することもある。この場合、エンジンコントロールユニット１１０は、機関負荷率ＫＬ及び機関回転速度ＮＥに応じてポート噴射と筒内噴射の割合を変更する。エンジン１０は、こうして燃焼に適した混合気の形成を図っている。

なお、機関回転速度ＮＥは、エンジンコントロールユニット１１０により、出力信号Ｓｃｒに基づき算出される。また、機関負荷率ＫＬは、エンジンコントロールユニット１１０により、吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥに基づき算出される。

＜再生処理について＞
図２に、エンジンコントロールユニット１１０が実行する再生処理にかかるルーチンにおける処理手順を示す。図２に示すルーチンは、メモリに記憶されたプログラムを処理回路がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

図２に示すルーチンにおいて、エンジンコントロールユニット１１０は、まず、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ及び水温ＴＨＷを取得する（Ｓ１０）。次にエンジンコントロールユニット１１０は、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ及び水温ＴＨＷに基づき、堆積量ＤＰＭの更新量ΔＤＰＭを算出する（Ｓ１２）。ここで、堆積量ＤＰＭは、ＧＰＦ３４に捕集されているＰＭの量である。詳しくは、エンジンコントロールユニット１１０は、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ及び水温ＴＨＷに基づき排気通路３０に排出される排気中のＰＭの量を算出する。そしてエンジンコントロールユニット１１０は、排気中のＰＭの量やＧＰＦ温度に基づき更新量ΔＤＰＭを算出する。

次にエンジンコントロールユニット１１０は、堆積量ＤＰＭに更新量ΔＤＰＭを加算した和を新たな堆積量ＤＰＭにする。こうして堆積量ＤＰＭを更新する（Ｓ１４）。次に、エンジンコントロールユニット１１０は、フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ１６）。フラグＦは、「１」である場合に、ＧＰＦ３４のＰＭを燃焼除去するための再生処理を実行していることを示す。一方でフラグＦは、「０」である場合に再生処理を実行していないことを示す。エンジンコントロールユニット１１０は、フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。再生実行値ＤＰＭＨは、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であることに基づいて、ＰＭを除去する必要がある状態であることを判定するための閾値である。

エンジンコントロールユニット１１０は、再生実行値ＤＰＭＨ以上であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、再生処理の実行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで実行条件は、以下の条件（１）～条件（３）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

条件（１）：エンジン１０に対するトルクの指令値である機関トルク指令値Ｔｅ＊が所定値Ｔｅｔｈ以上である旨の条件。
条件（２）：機関回転速度ＮＥが所定速度以上である旨の条件。

条件（３）：Ｓ２４のトルク補償処理を実行できる旨の条件。
エンジンコントロールユニット１１０は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、再生処理を実行し、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ２２）。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、気筒＃１のポート噴射弁１６及び筒内噴射弁２２からの燃料の噴射を停止する。そして、エンジンコントロールユニット１１０は気筒＃２～＃４の燃焼室２０内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする。すなわち、再生処理は、複数の気筒のうちの一つの気筒に対する燃料供給を停止させるとともに残りの気筒には燃料を供給する停止処理である。この処理は、排気通路３０に酸素と未燃燃料とを排出することによってＧＰＦ３４の温度を上昇させてＧＰＦ３４が捕集したＰＭを燃焼除去するための処理である。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、排気通路３０に酸素と未燃燃料を排出することによって三元触媒３２等において未燃燃料を燃焼させ排気の温度を上昇させる。これにより、ＧＰＦ３４の温度を上昇させることができる。また、ＧＰＦ３４に酸素を供給することによってＧＰＦ３４が捕集したＰＭを燃焼除去することができる。

なお、燃料の供給を停止する気筒は気筒＃１に限らない。たとえば、燃料の供給を停止する回数に偏りが生じないように燃料の供給を停止させる気筒を順に切り替えるようにしてもよい。

エンジンコントロールユニット１１０は、モータコントロールユニット１３０に対して、気筒＃１の燃焼制御の停止に起因したエンジン１０のクランク軸２６のトルク変動を補償する処理を要求する（Ｓ２４）。この要求を受けたモータコントロールユニット１３０は、第２モータジェネレータ５４に対する走行のための要求トルクに、補償トルクを重畳する。そして、モータコントロールユニット１３０は、補償トルクが重畳された要求トルクに基づきインバータ５８を操作する。

なお、このトルク補償処理を実行できる旨の条件は、第２モータジェネレータ５４に異常が生じていないこと、トルク補償処理を実行するのに必要な電力がバッテリに蓄えられていることなどである。

一方、エンジンコントロールユニット１１０は、フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であるか否かを判定する（Ｓ２６）。停止用閾値ＤＰＭＬは、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であることに基づいて再生処理を停止させてもよい旨を判定するための閾値である。エンジンコントロールユニット１１０は、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下となる場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、再生処理を停止してフラグＦに「０」を代入する（Ｓ２８）。

なお、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ２４，Ｓ２８の処理を完了する場合や、Ｓ１８，Ｓ２０の処理において否定判定する場合には、図２に示すルーチンを一旦終了する。

＜異常診断処理について＞
ところで、排気通路３０から排気浄化装置が取り外されてしまうと排気を浄化することができなくなってしまう。そこで、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置が取り外された状態であることを検知して排気浄化装置が取り外されている状態である旨の異常判定を行う異常診断処理を実行する。

図３に、エンジンコントロールユニット１１０が実行する異常診断処理にかかるメインルーチンにおける処理手順を示す。図３に示すルーチンは、メモリに記憶されたプログラムを処理回路が実行することにより実現される。エンジンコントロールユニット１１０は、車両のメインスイッチがＯＮにされてからＯＦＦにされるまでの１トリップの間に一度も異常診断処理が完了していないときに、このルーチンを繰り返し実行する。すなわち、異常診断処理は、１トリップに１回実行される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

図３に示すルーチンにおいて、エンジンコントロールユニット１１０は、まず、温度変化量を算出する（Ｓ３０）。温度変化量は、上流側温度センサ８７によって検出された上流側温度Ｔｉｎの変化量と、下流側温度センサ８９によって検出された下流側温度Ｔｏｕｔの変化量である。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置であるＧＰＦ３４に流入する排気の温度である上流側温度Ｔｉｎの変化量と、ＧＰＦ３４から流れ出た排気の温度である下流側温度Ｔｏｕｔの変化量とをそれぞれ算出する。以下では、上流側温度Ｔｉｎの変化量を第１変化量ΔＴｉｎと称する。また、以下では、下流側温度Ｔｏｕｔの変化量を第２変化量ΔＴｏｕｔと称する。

このように、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ３０の処理において、排気浄化装置よりも上流側の排気の温度である上流側温度Ｔｉｎの単位時間当たりの変化量である第１変化量ΔＴｉｎを算出する第１変化量算出処理を実行している。

また、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ３０の処理において、排気浄化装置よりも下流側の排気の温度である下流側温度Ｔｏｕｔの単位時間当たりの変化量である第２変化量ΔＴｏｕｔを算出する第２変化量算出処理を実行している。

エンジンコントロールユニット１１０は、一定の周期で、たとえば６５ミリ秒毎にこのルーチンを実行して上流側温度Ｔｉｎと下流側温度Ｔｏｕｔをサンプリングしている。エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ３０の第１変化量算出処理において、今回サンプリングした上流側温度Ｔｉｎから前回サンプリングした上流側温度Ｔｉｎを引いた差を算出する。そして、算出した差を第１変化量ΔＴｉｎとしてメモリに記憶する。同様に、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ３０の第２変化量算出処理において、今回サンプリングした下流側温度Ｔｏｕｔから前回サンプリングした下流側温度Ｔｏｕｔを引いた差を算出する。そして、算出した差を第２変化量ΔＴｏｕｔとしてメモリに記憶する。

次にエンジンコントロールユニット１１０は、第１変化量ΔＴｉｎの移動平均値を算出する（Ｓ３２）。具体的には、Ｓ３２の処理において、エンジンコントロールユニット１１０は、第１変化量ΔＴｉｎの長期移動平均値と、第１変化量ΔＴｉｎの短期移動平均値とを算出する。長期移動平均値は、指数平滑移動平均であり、例えば１０秒移動平均である。また、短期移動平均値も、指数平滑移動平均であり、例えば３秒移動平均である。

指数平滑移動平均は、次の式（１）に基づいて算出される。

なお、式（１）における「α」は平滑化係数である。平滑化係数αは、次の式（２）に基づいて算出される。

式（２）における「Ｎ」はサンプル数である。長期移動平均値を算出する場合には、１０秒間の間に第１変化量ΔＴｉｎを取得した回数が「Ｎ」になる。一方、短期移動平均値を算出する場合には、３秒間の間に第１変化量ΔＴｉｎを取得した回数が「Ｎ」になる。第１変化量ΔＴｉｎは６５ミリ秒毎に算出されるため、１０秒間の間には、第１変化量ΔＴｉｎは１５３回算出される。すなわち、長期移動平均値を算出する場合には、サンプル数は１５３個であるため、平滑化係数αは「０．０１３」になる。また、３秒間の間には、第１変化量ΔＴｉｎは４６回算出される。すなわち、短期移動平均値を算出する場合には、サンプル数は４６個であるため、平滑化係数αは「０．０４２６」になる。

式（１）における「Ｓ」は第１変化量ΔＴｉｎの指数平滑移動平均である。式（１）における「Ｙ」は第１変化量ΔＴｉｎである。下付文字「ｔ」及び下付文字「ｔ－１」は、算出された時期の違いを示している。すなわち、下付文字「ｔ－１」は前回算出された値であることを示している。なお、「Ｓ」の初期値は「０」である。

式（１）に示すように、指数平滑移動平均である長期移動平均値及び短期移動平均値は、第１変化量ΔＴｉｎに平滑化係数αを乗じた積と、前回算出した指数平滑移動平均Ｓに１から平滑化係数αを引いた差を乗じた積を加算した和である。

長期移動平均値を算出する場合には平滑化係数αを「０．０１３」にする。一方で、短期移動平均値を算出する場合には、平滑化係数αを「０．０４２６」にする。
このようにＳ３２の処理では、エンジンコントロールユニット１１０は、上流側温度Ｔｉｎの短期移動平均値を算出する第１平均値算出処理と、短期移動平均値よりも長い期間の指数平滑移動平均である長期移動平均値を算出する第２平均値算出処理とを実行する。

こうして長期移動平均値と短期移動平均値を算出すると、エンジンコントロールユニット１１０は、次にフィルタ温度を算出する（Ｓ３４）。ここでは、ＧＰＦ３４における前端から１０ミリメートルの部位の温度を前端側温度ＴＦｒとして算出する。また、ここでは、ＧＰＦ３４における後端から１０ミリメートルの部位の温度を後端側温度ＴＲｒとして算出する。すなわち、Ｓ３４の処理では、ＧＰＦ３４における中央よりも前端側の部位の温度である前端側温度ＴＦｒを推定する前端温度推定処理と、ＧＰＦ３４における中央よりも後端側の部位の温度である後端側温度ＴＲｒを推定する後端温度推定処理と、を実行する。

前端側温度ＴＦｒは、次の式（３）に基づいて算出される。

式（３）における「ｏｆｓ１」は前端用オフセット値である。また、式（３）における「ＫＦｒ」は前端用なまし係数である。式（３）における下付文字「ｔ」及び下付文字「ｔ－１」は、算出された時期の違いを示している。すなわち、下付文字「ｔ－１」は前回算出された値であることを示している。なお、前端側温度ＴＦｒの初期値は上流側温度Ｔｉｎである。

また、後端側温度ＴＲｒは、次の式（４）に基づいて算出される。

式（４）における「ｏｆｓ２」は後端用オフセット値である。また、式（４）における「ＫＲｒ」は後端用なまし係数である。式（４）における下付文字「ｔ」及び下付文字「ｔ－１」も、算出された時期の違いを示している。すなわち、下付文字「ｔ－１」は前回算出された値であることを示している。なお、後端側温度ＴＲｒの初期値は上流側温度Ｔｉｎである。

また、前端用なまし係数ＫＦｒ及び後端側なまし係数ＫＲｒは、吸入空気量Ｇａに基づいて決定される。前端用なまし係数ＫＦｒ及び後端側なまし係数ＫＲｒは、吸入空気量Ｇａが多いほど小さい値になる。また、後端側なまし係数ＫＲｒは、前端用なまし係数ＫＦｒよりも小さい値になる。

前端用オフセット値ｏｆｓ１は、式（３）に基づいてＧＰＦ３４における前端から１０ミリメートルの部位の温度を算出することができるように、その大きさが設定されている。また、後端用オフセット値ｏｆｓ２は、式（４）に基づいてＧＰＦ３４における後端から１０ミリメートルの部位の温度を算出することができるように、その大きさが設定されている。すなわち、式（３）及び式（２）におけるなまし係数及びオフセット値は、あらかじめ行う実験やシミュレーションの結果と算出結果との乖離が極力小さくなるように、適合によって調整された値である。

Ｓ３４の処理を通じて前端側温度ＴＦｒと後端側温度ＴＲｒを算出すると、エンジンコントロールユニット１１０は、異常診断処理を実行するための前提条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ４０）。ここでの前提条件は、以下の条件（４）及び条件（５）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

条件（４）：エンジンコントロールユニット１１０に接続されている各種のセンサに異常が発生していない、すなわち全てのセンサが正常である旨の条件。
条件（５）：異常診断処理が完了していない旨の条件。

前提条件が成立している場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、フューエルカット運転中であるか否かを判定する（Ｓ４２）。フューエルカット運転は、燃料供給を停止した状態で機関出力軸であるクランク軸２６を回転させる運転態様のことである。この車両は、ハイブリッド車両であるため、エンジン１０を運転させる必要がない場合には、通常は機関運転が停止されてすぐにクランク軸２６が停止される。そこで、この車両では、異常診断処理を行うために、通常であれば機関運転を停止させる状態のときに、第１モータジェネレータ５２によってクランク軸２６を駆動して燃料供給を停止した状態でクランク軸２６を回転させる。これによってフューエルカット運転を実現している。

図４に示すフローチャートは、フューエルカット運転の実行を要求する指令であるＦＣ要求のＯＮとＯＦＦを切り替えるＦＣ要求処理にかかるルーチンを示している。このルーチンは、統括コントロールユニット１００によって繰り返し実行される。フューエルカット運転は、後述するように、このルーチンを通じてＦＣ要求がＯＮにされることによって実行される。

このルーチンを開始すると、統括コントロールユニット１００は、ＦＣ要求を操作するための前提条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ９０）。ここでの前提条件は、以下の条件（６）及び条件（７）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

条件（６）：制御装置５００に接続されている各種のセンサに異常が発生していない旨の条件。
条件（７）：クランク軸２６を回転させてフューエルカット運転を実現するのに必要な電力がバッテリに蓄えられている旨の条件。

前提条件が成立している場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）には、統括コントロールユニット１００は、スロットルバルブ１４がＯＦＦにされたか否かを判定する（Ｓ９２）。すなわち、アクセルの操作が解除されてスロットルバルブ１４が閉弁されたか否かを判定する。

スロットルバルブ１４がＯＦＦされたと判定した場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）には、統括コントロールユニット１００は、ＦＣ要求をＯＮにするとともに、ＦＣカウンタＦＣｃｎｔを「０」にリセットする（Ｓ９４）。Ｓ９４の処理を通じてＦＣ要求がＯＮにされると、エンジンコントロールユニット１１０は、エンジン１０における燃料供給を停止する。また、モータコントロールユニット１３０は、第１モータジェネレータ５２によってクランク軸２６を駆動する。これにより、フューエルカット運転が実行される。

次に、統括コントロールユニット１００は、フューエルカット運転中であるか否かを判定する（Ｓ９６）。なお、スロットルバルブ１４がＯＦＦされたと判定しなかった場合（Ｓ９２：ＮＯ）には、統括コントロールユニット１００は、Ｓ９４の処理を実行せずに処理をＳ９６へと進める。

Ｓ９６の処理において、フューエルカット運転中であると判定した場合（Ｓ９６：ＹＥＳ）には、統括コントロールユニット１００は、異常診断処理における判定が完了しているかを判定する（Ｓ９８）。なお、異常診断処理における判定とは、後述する異常判定又は正常判定である。

Ｓ９８において異常診断における判定が既に完了していると判定した場合（Ｓ９８：ＹＥＳ）には、統括コントロールユニット１００は、ＦＣ要求をＯＦＦにする（Ｓ１００）。これにより、フューエルカット運転は終了される。こうしてフューエルカット運転を終了させると、統括コントロールユニット１００は、この一連のルーチンを終了させる。

Ｓ９８において判定が完了していないと判定した場合（Ｓ９８：ＮＯ）には、統括コントロールユニット１００は、ＦＣカウンタＦＣｃｎｔをインクリメントする（Ｓ１０２）。そして、統括コントロールユニット１００は、ＦＣカウンタＦＣｃｎｔが閾値ＦＣｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４においてＦＣカウンタＦＣｃｎｔが閾値ＦＣｔｈ未満であると判定した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）には、統括コントロールユニット１００は、そのままこのルーチンを一旦終了させる。この場合には、フューエルカット運転が継続されることになる。

一方で、Ｓ１０４においてＦＣカウンタＦＣｃｎｔが閾値ＦＣｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）には、統括コントロールユニット１００は、ＦＣ要求をＯＦＦにする（Ｓ１００）。これにより、異常診断処理による判定が完了する前にＦＣカウンタＦＣｃｎｔが閾値ＦＣｔｈに達した場合には、フューエルカット運転は終了される。こうしてフューエルカット運転を終了させると、統括コントロールユニット１００は、この一連のルーチンを終了させる。

なお、フューエルカット運転を長時間継続させると、排気浄化装置の温度が低くなり、異常診断処理を適切に行うことができない。そのため、統括コントロールユニット１００は、ＦＣカウンタＦＣｃｎｔが閾値ＦＣｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）場合には、フューエルカット運転を終了させて異常診断処理を中断させる。

なお、Ｓ９０の処理において前提条件が成立していないと判定した場合（Ｓ９０：ＮＯ）には、統括コントロールユニット１００は、Ｓ９２～Ｓ１０４の処理を実行せずに、そのままこの一連のルーチンを終了させる。また、Ｓ９６の処理においてフューエルカット運転中ではないと判定した場合（Ｓ９６：ＮＯ）には、統括コントロールユニット１００は、Ｓ９８～Ｓ１０４の処理を実行せずに、そのままこの一連のルーチンを終了させる。フューエルカット運転は、このように統括コントロールユニット１００によって実行されるＦＣ要求処理を通じて実行される。

図３に戻り、Ｓ４２の処理においてフューエルカット運転中であると判定した場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、判定実行条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ４４）。ここでの判定実行条件は、以下の条件（８）～条件（１１）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

条件（８）：暖機が完了している旨の条件。
条件（９）：上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であり且つ前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒ以上である旨の条件。

条件（１０）：空燃比センサ８１によって検出された空燃比が理論空燃比で運転が行われたことを示す既定の範囲内である旨の条件。
条件（１１）：再生処理の影響がない旨の判定が行われている旨の条件。

なお、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることは、Ｓ３２の処理を通じて算出される短期移動平均値の微分値及び長期移動平均値の微分値との双方が既定値以上であることに基づいて判定される。なお、既定値の大きさは、これら微分値が既定値以上であることに基づいて上流側温度Ｔｉｎが上昇している傾向を示していることを判定することができる大きさに設定すればよい。なお、既定値の値は必ずしも正の値でなくてよい。

また、再生処理の影響がない旨の判定は、図５に示すルーチンを通じて行われる。図５は、再生後実行条件の判定処理の流れを示すフローチャートである。
このルーチンはエンジン１０の運転中にエンジンコントロールユニット１１０によって繰り返し実行される。図５に示すように、このルーチンを開始すると、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理実行中であるか否かを判定する（Ｓ７０）。Ｓ７０の処理において、再生処理実行中であると判定した場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理の影響があると判定する（Ｓ７４）。そして、エンジンコントロールユニット１１０はこのルーチンを一旦終了させる。

一方で、Ｓ７０の処理において、再生処理実行中ではないと判定した場合（Ｓ７０：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、前回は再生処理実行中であったか否かを判定する（Ｓ７２）。Ｓ７２の処理において、前回も再生処理実行中ではなかった旨の判定をした場合（Ｓ７２：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理の影響がないと判定する（Ｓ８６）。そして、エンジンコントロールユニット１１０はこのルーチンを一旦終了させる。

Ｓ７２の処理において、前回は再生処理実行中であった旨の判定をした場合（Ｓ７２：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ以上であるかを判定する（Ｓ７６）。Ｓ７６の処理において、吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ７６：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、計時カウンタＴｃｎｔをインクリメントする（Ｓ７８）。そして、エンジンコントロールユニット１１０は、計時カウンタＴｃｎｔが閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ８０）。

Ｓ８０の処理において、計時カウンタＴｃｎｔが閾値Ｔｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、計時カウンタＴｃｎｔを「０」にリセットする（Ｓ８２）。そして、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理の影響がないと判定する（Ｓ８６）。そして、エンジンコントロールユニット１１０はこのルーチンを一旦終了させる。

一方で、Ｓ８０の処理において、計時カウンタＴｃｎｔが閾値Ｔｔｈ未満であると判定した場合（Ｓ８０：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ７６の処理に戻る。また、Ｓ７６の処理において、吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ未満であると判定した場合（Ｓ７６：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、計時カウンタＴｃｎｔを「０」にリセットする（Ｓ８４）。そして、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ７６の処理に戻る。

このように、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理を実行したあと（Ｓ７２：ＹＥＳ）は、Ｓ７６～Ｓ８４の処理を実行する。そして、吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ以上である状態（Ｓ７６：ＹＥＳ）が既定期間以上継続した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）に再生処理の影響がなくなったと判定する（Ｓ８６）。

なお、閾値Ｔｔｈの大きさ及び既定量Ｇａｔｈの大きさは、Ｓ７６～Ｓ８４の処理を通じて異常診断処理に悪影響を及ぼさない水準まで排気浄化装置の温度が低下したことを判定することができるように設定されていればよい。

上述したように判定実行条件には、再生処理の影響がない旨の判定が行われている旨の条件が含まれている。すなわち、Ｓ８６の処理による影響がなくなった旨の判定は、再生処理を実行した後の異常診断処理の実行条件である再生後実行条件になっている。

図３に戻り、Ｓ４４の処理において、判定実行条件が成立していると判定した場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、異常診断処理を実行する（Ｓ５０）。一方で、Ｓ４０～Ｓ４４の処理において否定判定がなされた場合には、エンジンコントロールユニット１１０は、異常診断処理を実行せずにこのルーチンを一旦終了させる。

＜異常診断処理について＞
次に、図６を参照して異常診断処理の内容を説明する。図６は異常診断処理にかかるルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。エンジンコントロールユニット１１０は、異常診断処理が開始されると、このルーチンを繰り返し実行する。

このルーチンを開始すると、エンジンコントロールユニット１１０は、中止条件が成立したか否かを判定する（Ｓ５２）。中止条件は、異常診断処理の実行中に上流側温度Ｔｉｎが上昇した旨の条件である。異常診断処理は、後述する判定期間内の間は繰り返し実行される。そのため、中止条件は、判定期間内に、上流側温度Ｔｉｎが上昇した旨の条件である。なお、エンジンコントロールユニット１１０は、判定期間内に算出した第１変化量ΔＴｉｎが負の値ではないことに基づいて、上流側温度Ｔｉｎが上昇していると判定する。

中止条件が成立していないと判定した場合（Ｓ５２：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、判定期間内であるか否かを判定する（Ｓ５４）。Ｓ５４の処理において、判定期間内であると判定した場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、第２変化量ΔＴｏｕｔから第１変化量ΔＴｉｎを引いた差である差分Ｄｉｆを算出する（Ｓ５６）。そして、エンジンコントロールユニット１１０は、差分Ｄｉｆの積算値ΣＤｉｆを算出する。具体的には、前回算出した積算値ΣＤｉｆに今回Ｓ５６の処理を通じて算出した差分Ｄｉｆを加算する。そして、その和を新たな積算値ΣＤｉｆにすることによって積算値ΣＤｉｆを更新する。こうしてＳ５６及びＳ５８を通じてΣＤｉｆの算出を開始することにより、エンジンコントロールユニット１１０は、判定処理を開始する。なお、判定期間は、こうして判定処理を開始したときの上流側温度Ｔｉｎから、上流側温度Ｔｉｎが既定温度、たとえば２５℃低下するまでの期間である。

Ｓ５８の処理を通じて積算値ΣＤｉｆを算出すると、エンジンコントロールユニット１１０は、このルーチンを一旦終了させる。このルーチンを繰り返し実行することにより、判定期間内の間に算出された差分Ｄｉｆが積算されて積算値ΣＤｉｆが更新される。

図３を示して説明したように、異常診断処理は、フューエルカット運転中であることを条件（Ｓ４２：ＹＥＳ）に実行される。そのため、異常診断処理が行われている間に上流側温度Ｔｉｎは次第に低下する。上流側温度Ｔｉｎが既定温度低下すると、Ｓ５４の処理において、判定期間内ではないとの判定がなされる（Ｓ５４：ＮＯ）。

すると、エンジンコントロールユニット１１０は、判定パラメータＸｄを算出する（Ｓ６０）。エンジンコントロールユニット１１０は、積算値ΣＤｉｆを差分Ｄｉｆを積算した回数で割る。エンジンコントロールユニット１１０は、こうして算出した商を判定パラメータＸｄにする。すなわち、判定パラメータＸｄは、判定期間内における第２変化量ΔＴｏｕｔから第１変化量ΔＴｉｎを引いた差である差分Ｄｉｆの平均値である。

次に、エンジンコントロールユニット１１０は、判定パラメータＸｄが既定値Ｘｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ６２）。Ｓ６２の処理において判定パラメータＸｄが既定値Ｘｔｈ以下であると判定した場合（Ｓ６２：ＮＯ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、異常判定を行う（Ｓ６６）。

より詳細には、Ｓ６６の処理においてエンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ６２における判定結果に基づいてフューエルカット運転が行われているときの第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が閾値以下であることを判定する。そして、この判定結果に基づいて、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置であるＧＰＦ３４が排気通路３０から取り外されている状態である旨の異常判定を行う。異常判定を行うと、エンジンコントロールユニット１１０は、このルーチンを終了させる。こうして異常診断処理は完了する。

また、Ｓ６２の処理において判定パラメータＸｄが既定値Ｘｔｈより大きいと判定した場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、正常判定を行う（Ｓ６４）。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ６２における判定結果に基づいてフューエルカット運転が行われているときの、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が閾値よりも大きいことを判定する。そして、この判定結果に基づいて、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置であるＧＰＦ３４が排気通路３０から取り外されていない旨の正常判定を行う。正常判定を行った場合にも、エンジンコントロールユニット１１０は、このルーチンを終了させる。こうして異常診断処理は完了する。

異常診断処理におけるＳ５４～Ｓ６６までの処理が、フューエルカット運転が行われているときの第１変化量ΔＴｉｎと、フューエルカット運転が行われているときの第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が閾値以下であることを判定する判定処理に相当する。

一方で、異常診断処理が完了する前に、Ｓ５２の処理において中止条件が成立したと判定した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）には、エンジンコントロールユニット１１０は、Ｓ５４～Ｓ６６の処理を行わずにこのルーチンを終了させる。すなわち、この場合には、エンジンコントロールユニット１１０は、判定処理を中断して異常処理を終了させる。

＜本実施形態の作用＞
排気浄化装置が取り外されている場合には、排気浄化装置に導入されるガスと排気浄化装置との熱交換が行われないため、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離は小さい。

これに対して、排気浄化装置が取り付けられている場合には、排気浄化装置に導入されるガスと排気浄化装置との熱交換により下流側温度Ｔｏｕｔが変化するため、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が大きくなる。

そのため、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が閾値以下であることに基づいて異常判定を行うことができる。
また、排気浄化装置に導入されるガスの温度と排気浄化装置の温度との乖離が大きいほどガスと排気浄化装置との熱交換が行われやすい。そのため、排気浄化装置が取り付けられている状態であれば、排気浄化装置に導入されるガスの温度と排気浄化装置の温度との乖離が大きいほど、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が大きくなる。

フューエルカット運転中は、燃焼室２０を通過した空気が排気浄化装置に導入される。この空気は排気よりも温度が低い。そのため、フューエルカット運転中に排気浄化装置に導入される空気の温度と排気浄化装置の温度との乖離の大きさは、排気と排気浄化装置の温度との乖離の大きさよりも大きい。

エンジンコントロールユニット１１０は、フューエルカット運転中であることを条件に（Ｓ４２：ＹＥＳ）異常診断処理を実行している。そしてエンジンコントロールユニット１１０は、判定処理において、フューエルカット運転が行われているときの第１変化量ΔＴｉｎと、フューエルカット運転が行われているときの第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離が閾値以下であることを判定する。そして、乖離が閾値以下であることが判定されたときに異常判定が行われる（Ｓ６２：ＹＥＳ，Ｓ６６）。

すなわち、エンジンコントロールユニット１１０によれば、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理が実行される。

また、フューエルカット運転中は、排気よりも温度が低く、且つ排気浄化装置よりも温度が低い空気が排気浄化装置に導入される。フューエルカット運転中に排気浄化装置に導入された空気は、排気浄化装置との熱交換によって暖められる。そのため、フューエルカット運転中は、下流側温度Ｔｏｕｔは緩やかに低下する。そのため、フューエルカット運転中の第２変化量ΔＴｏｕｔは第１変化量ΔＴｉｎよりも絶対値の小さな負の値になる。したがって、排気浄化装置が取り付けられていれば、判定期間内における第２変化量ΔＴｏｕｔから第１変化量ΔＴｉｎを引いた差の平均値である判定パラメータＸｄは正の値になる。

排気浄化装置が取り外されている場合には、空気と排気浄化装置との熱交換が行われないため、第２変化量ΔＴｏｕｔも絶対値の大きな負の値になる。そのため、判定パラメータＸｄは、排気浄化装置が取り付けられている場合よりも小さな正の値か、負の値になる。

これにより、判定パラメータＸｄが既定値Ｘｔｈ以下であることに基づいて異常診断を行うことができる。
しかし、判定期間内に何らかの理由により上流側温度Ｔｉｎが上昇した場合には、第１変化量ΔＴｉｎが正の値になる。この場合には、第２変化量ΔＴｏｕｔから第１変化量ΔＴｉｎを引いた差が大きな負の値になるため、判定パラメータＸｄが小さくなってしまう。

また、上流側温度Ｔｉｎが上昇すると、判定期間が長くなる。第１変化量ΔＴｉｎ及び第２変化量ΔＴｏｕｔは次第に小さくなる。そのため、判定期間が長くなると、判定パラメータＸｄは、小さくなる。

このように、判定期間内に上流側温度Ｔｉｎが上昇すると、排気浄化装置が取り付けられていたとしても異常判定が行われやすくなってしまう。
これに対して、エンジンコントロールユニット１１０は、判定期間内に上流側温度Ｔｉｎが上昇したと判定すると、中止条件が成立したと判定（Ｓ５４：ＹＥＳ）して判定処理を中断する。これにより異常判定が行われることなく異常診断処理が終了する。

再生処理を実行したあとは、排気浄化装置が高温になっている。また、粒子状物質の酸化反応が継続していることもある。このような状態で判定処理を実行すると、第２変化量ΔＴｏｕｔが不安定になり、的確な異常判定を行うことができないおそれがある。

エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理を実行したあとは、図５を参照して説明したように、再生処理を終了させてから再生後実行条件が成立するまでの期間は判定処理を実行しない。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理の影響を受けやすい終了直後の期間は判定処理を実行せずに異常判定を行わない。

＜本実施形態の効果＞
（１）エンジンコントロールユニット１１０は、フューエルカット運転中であることを条件に異常診断処理を実行する。これによって、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、排気浄化装置が取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理が実行される。したがって、エンジンコントロールユニット１１０は、より高い精度の異常判定を実現できる。

（２）判定実行条件には、「条件（９）：上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であり且つ前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒ以上である旨の条件。」が含まれている。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることを条件に判定処理を開始する。

フューエルカット運転中に排気浄化装置に導入された空気は、排気浄化装置との熱交換によって暖められる。
なお、上流側温度Ｔｉｎが上昇しているときには、排気浄化装置が前端から導入される排気によって暖められているため、排気浄化装置には、前端側ほど温度が高くなり且つ後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている蓋然性が高い。

こうした後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている場合には、後端側ほど温度が高くなる温度勾配が生じている場合や、温度勾配が生じていない場合と比較して、排気浄化装置に導入された空気が暖まりにくい。すなわち、後端側ほど温度が低くなる温度勾配が生じている場合には、後端側ほど温度が高くなる温度勾配が生じている場合や、温度勾配が生じていない場合と比較して、そもそも下流側温度Ｔｏｕｔが低い。そのため、第２変化量ΔＴｏｕｔは小さい。一方で、フューエルカット運転中は、上流側温度Ｔｉｎは、大気温度に向かって次第に低下する。そのため、フューエルカット運転中の第１変化量ΔＴｉｎは大きい。

上述したように、排気浄化装置が取り外されている場合には、こうしたガスと排気浄化装置との熱交換が行われないため、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離は小さい。

すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置が取り付けられている場合に第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離の大きさが大きくなりやすい状態のときに判定処理を開始する。ひいては、このエンジンコントロールユニット１１０は、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離の大きさが、排気浄化装置が取り付けられている場合と、排気浄化装置が取り外されている場合とで、大きく異なる状態において判定処理を実行する。そのため、このエンジンコントロールユニット１１０は、より高い精度の異常判定を実現できる。

（３）上述したように、判定実行条件には、「条件（９）：上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であり且つ前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒ以上である旨の条件。」が含まれている。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒ以上であることを条件に判定処理を開始する。

これによっても、エンジンコントロールユニット１１０は、排気浄化装置が取り付けられている場合に第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔとの乖離の大きさが大きくなりやすい状態のときに判定処理を開始するようになっている。したがって、エンジンコントロールユニット１１０は、高い精度の異常判定を実現できる。

（４）上述したように、判定実行条件には、「条件（１０）：空燃比センサ８１によって検出された空燃比が理論空燃比で運転が行われたことを示す既定の範囲内である旨の条件。」が含まれている。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、空燃比センサ８１によって検出された空燃比が既定の範囲内であることを条件に判定処理を開始する。

排気浄化装置に導入されるガスに燃料の成分が含まれていると、排気浄化装置内で燃料の成分が酸化反応を生じさせてその反応熱で下流側温度Ｔｏｕｔが変化するおそれがある。こうした要因による下流側温度Ｔｏｕｔの変動があると、的確な異常判定を行うことができない。

そこで、このエンジンコントロールユニット１１０は、空燃比センサ８１で検出された空燃比が既定の範囲外になっている場合には、判定処理を実行しない。
これにより、エンジンコントロールユニット１１０は、的確な異常判定を行うことができないおそれがあるときに、判定処理を実行してしまうことを抑制できる。

（５）上述したように、判定期間内に上流側温度Ｔｉｎが上昇すると、排気浄化装置が取り付けられていたとしても異常判定が行われやすくなってしまう。
これに対して、エンジンコントロールユニット１１０は、判定期間内に上流側温度Ｔｉｎが上昇した場合には、判定処理を中断する。これにより、このエンジンコントロールユニット１１０は、誤った異常判定がなされることを抑制できる。

（６）上述したように、判定実行条件には「条件（１１）：再生処理の影響がない旨の判定が行われている旨の条件。」が含まれている。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、再生処理を実行したあとは、再生処理を終了させてから再生後実行条件が成立するまでの期間は判定処理を実行しない。エンジンコントロールユニット１１０は、こうして再生処理の影響を受けやすい終了直後の期間は判定処理を実行しない。これによって異常判定を行わない。そのため、エンジンコントロールユニット１１０は、誤った異常診断がなされることを抑制できる。

（７）再生処理が終了してから機関運転がある程度継続されれば、排気浄化装置や排気通路３０の温度が排気温度に近い温度に収束する。また、排気浄化装置における粒子状物質の酸化反応も収束する。すなわち、再生処理の影響が判定処理に及ばなくなる。

そこで、エンジンコントロールユニット１１０は、上述したように、再生処理が終了してから吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ以上の状態（Ｓ７６：ＹＥＳ）での機関運転が既定期間以上継続した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）に、再生後実行条件が成立したと判定する。こうした態様によって、再生処理の影響が判定処理に及ばなくなったときに、判定処理を開始することができる。

＜変更例＞
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。

・判定パラメータＸｄとして、積算値ΣＤｉｆを、差分Ｄｉｆを算出した回数で割って算出した平均値を用いる例を示した。これに対して、他の方法で算出した値を判定パラメータＸｄにしてもよい。判定パラメータＸｄは、第１変化量ΔＴｉｎと第２変化量ΔＴｏｕｔの乖離の大きさを示す指標値になる値であればよい。たとえば、判定パラメータＸｄを積算値ΣＤｉｆそのものにしてもよい。

・判定実行条件に、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることを含む例を示したが、判定実行条件は上記の実施形態で例示したものに限らない。たとえば、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることを判定実行条件にしなくてもよい。

・また、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることを判定するための条件は、長期移動平均値と短期移動平均値とを用いる方法に限らない。たとえば、２種類の移動平均値ではなく、１種類の移動平均値のみを用いて、その移動平均値の微分値が正であることに基づいて上昇傾向であると判定するようにしてもよい。

・前端側温度ＴＦｒと後端側温度ＴＲｒとを比較して前端側温度ＴＦｒの方が高いことを判定実行条件の一つにする例を示したが、これを省略してもよい。
・上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であることと、前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒよりも高いこととの論理和条件を判定実行条件の１つにする例を示した。これに対して、上流側温度Ｔｉｎが上昇傾向であること、前端側温度ＴＦｒが後端側温度ＴＲｒよりも高いことのいずれか一方を判定実行条件の１つにするようにしてもよい。

・判定実行条件の１つに、「条件（１０）：空燃比センサ８１によって検出された空燃比が理論空燃比で運転が行われたことを示す既定の範囲内である旨の条件。」を含めた例を示した。判定実行条件は適宜変更可能である。たとえば、条件（１０）を省略してもよい。

・判定期間中に、上流側温度Ｔｉｎが上昇したときに判定処理を中断するようにしたが、こうした中止条件を省略してもよい。
・判定期間内に算出した第１変化量ΔＴｉｎが負の値ではないことに基づいて、上流側温度Ｔｉｎが上昇していると判定して判定処理を中断する例を示したが、これに限らない。たとえば、第１変化量ΔＴｉｎが正の値になったときに、上流側温度Ｔｉｎが上昇していると判定するようにしてもよい。

・再生処理を実行したあとは、再生後実行条件が成立するまで判定処理を実行しないようにしたが、これを省略してもよい。
・再生処理が終了してから吸入空気量Ｇａが既定量Ｇａｔｈ以上の状態での機関運転が既定期間以上継続した場合に、再生後実行条件が成立したと判定する例を示したが、これに限らない。たとえば、再生処理が終了してから一定の時間が経過したら再生後実行条件が成立したと判定してもよい。

・再生処理の実行を許可する所定の条件としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、上記条件（１）～条件（３）の３つの条件に関しては、それらのうちの２つのみを含んでもよく、またたとえば１つのみを含んでもよい。なお、所定の条件に上記３つの条件以外の条件が含まれてもよく、また上記３つの条件のいずれも含まなくてもよい。

・堆積量ＤＰＭの推定処理としては、図２において例示したものに限らない。たとえば、ＧＰＦ３４の上流側と下流側との圧力の差と吸入空気量Ｇａとに基づき堆積量ＤＰＭを推定してもよい。具体的には、圧力の差が大きい場合に小さい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定し、圧力の差が同一であっても、吸入空気量Ｇａが小さい場合に大きい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定すればよい。ここで、ＧＰＦ３４の下流側の圧力を一定値とみなす場合、差圧に代えて上記圧力Ｐｅｘを用いることができる。

・排気通路３０における三元触媒３２とＧＰＦ３４のレイアウトは、ＧＰＦ３４が三元触媒３２の上流側に設けられているレイアウトであってもよい。
・ＧＰＦ３４としては、三元触媒が担持されたフィルタに限らず、フィルタのみであってもよい。また、ＧＰＦ３４としては、排気通路３０のうちの三元触媒３２の下流に設けられるものに限らない。また、ＧＰＦ３４を備えること自体必須ではない。たとえば排気浄化装置が三元触媒３２のみからなる場合であっても、上述したように、三元触媒３２の暖機のため停止処理を実行することがあり得る。排気浄化装置が取りはずれている状態であるか否かを異常診断処理を通じて判定するものであればよい。

・Ｓ２４のトルク補償処理を実行しない車両であってもよい。
・Ｓ２２の停止処理は、停止気筒以外の気筒における空燃比のリッチ化を含んでいなくてもよい。たとえば、ＧＰＦ３４の再生処理の場合、ＧＰＦ温度が十分高くなり、酸素を供給すれば、粒子状物質の燃焼が生じる状態になっていれば、停止処理においてリッチ化を行わなくても燃焼を継続させて再生を進行させることができる。

・エンジンコントロールユニット１１０としては、処理回路とメモリとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、エンジンコントロールユニット１１０は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、たとえば、車両の動力発生装置がエンジン１０のみの車両であってもよい。

・エンジン１０が、４つの気筒を備えた直列４気筒エンジンである例を示したが、エンジンコントロールユニット１１０が制御するエンジン１０は、これに限られるものではない。すなわち、エンジン１０は、４気筒エンジンに限らない。また、エンジン１０は、バンクごとに排気浄化装置が設けられるＶ型エンジン、水平対向型エンジンあるいはＷ型エンジンであってもよい。この場合、停止処理は、１サイクル中にバンクの各々で少なくとも１つの気筒への燃料供給が停止されるように構築されるとよい。これにより、Ｖ型エンジンなどの各バンクの排気浄化装置に十分な酸素を送り込むことが可能となる。

・なお、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

１０…エンジン
１２…吸気通路
１４…スロットルバルブ
１６…ポート噴射弁
２０…燃焼室
２２…筒内噴射弁
２６…クランク軸
３０…排気通路
３２…三元触媒
３４…ＧＰＦ
５２…第１モータジェネレータ
５４…第２モータジェネレータ
６０…駆動輪
８０…エアフローメータ
８１…空燃比センサ
８２…クランク角センサ
８７…上流側温度センサ
８９…下流側温度センサ
９０…第１回転角センサ
９２…第２回転角センサ
１００…統括コントロールユニット
１０１…アクセルポジションセンサ
１１０…エンジンコントロールユニット
１３０…モータコントロールユニット
５００…制御装置

Claims (6)

1. 排気通路に排気浄化装置が設けられた内燃機関に適用され、
   燃料供給を停止した状態で機関出力軸を回転させるフューエルカット運転を実行することのある内燃機関の制御装置であり、
   前記排気浄化装置よりも上流側の排気の温度である上流側温度の単位時間当たりの変化量である第１変化量を算出する第１変化量算出処理と、
   前記排気浄化装置よりも下流側の排気の温度である下流側温度の単位時間当たりの変化量である第２変化量を算出する第２変化量算出処理と、
   前記フューエルカット運転が行われているときの前記第１変化量と、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第２変化量との乖離が閾値以下であることを判定する判定処理と、
   前記判定処理において前記乖離が前記閾値以下であることが判定された場合に、前記排気浄化装置が取り外されている状態である旨の異常判定を行う異常診断処理と、を実行する
   内燃機関の制御装置。
2. 前記判定処理は、前記判定処理を開始したときの前記上流側温度から前記上流側温度が既定温度低下するまでの判定期間内における前記第２変化量から前記第１変化量を引いた差の平均値が既定値以下であることに基づいて、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第１変化量と、前記フューエルカット運転が行われているときの前記第２変化量との前記乖離が前記閾値以下であることを判定する処理である
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記上流側温度が上昇傾向であることを条件に前記判定処理を開始する
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記上流側温度の短期移動平均値を算出する第１平均値算出処理と、
   前記短期移動平均値よりも長い期間の前記上流側温度の移動平均値である長期移動平均値を算出する第２平均値算出処理と、を実行し、
   前記短期移動平均値の微分値及び前記長期移動平均値の微分値との双方が既定値以上であることに基づいて前記上流側温度が上昇傾向であると判定する
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記排気浄化装置における中央よりも前端側の部位の温度である前端側温度を推定する前端温度推定処理と、
   前記排気浄化装置における中央よりも後端側の部位の温度である後端側温度を推定する後端温度推定処理と、を実行し、
   前記前端側温度が前記後端側温度以上であることを条件に前記判定処理を開始する
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側に設けられたセンサによって検出された空燃比が既定の範囲内であることを条件に前記判定処理を開始する
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

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