JP4063311B1 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車両における排気エミッションの悪化を回避する。
【解決手段】エンジンECUは、エンジンが再始動すると(S1000にてYES)、タイマをスタートさせるステップ(S1100)と、タイムアップすると(S1200にてYES)空燃比センサにより排気の空燃比を検出するステップ(S1300)と、空燃比センサにより検出された空燃比がリーン領域であると(S1400にてYES)、空燃比センサ応答性異常を検出するステップ(S1500)と、エンジン間欠運転許可フラグをオフにして間欠運転を不許可とするステップ(S1600)と、空燃比フィードバック制御のゲインを小さく変更するステップ(S1700)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図4Deterioration of exhaust emission in a hybrid vehicle is avoided.
When the engine is restarted (YES in S1000), the engine ECU detects the air-fuel ratio of the exhaust by an air-fuel ratio sensor when the timer is started (S1100) and when the time is up (YES in S1200). If step (S1300), the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is in the lean region (YES in S1400), an air-fuel ratio sensor response abnormality detection step (S1500), and the engine intermittent operation permission flag are turned off The program is executed including the step of disabling intermittent operation (S1600) and the step of changing the gain of the air-fuel ratio feedback control to a small value (S1700).
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御に関し、特に、排気エミッションを悪化させることを回避するために、ハイブリッド車両に搭載されたエンジンを制御する技術に関する。 The present invention relates to control of a hybrid vehicle, and more particularly to a technique for controlling an engine mounted on a hybrid vehicle in order to avoid deteriorating exhaust emission.
一般的に、エンジンの排気系には、排気ガスを浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータとして、三元触媒コンバータが広く使用されており、これは排気ガス中の一酸化炭素(CO)および未燃焼の炭化水素(HC)を酸化するとともに酸化窒素(NOx)を還元して、二酸化炭素(CO2)、水蒸気(H2O)、および窒素(N2)に変換させる。 In general, an exhaust system of an engine is provided with a catalytic converter for purifying exhaust gas. As the catalytic converter, a three-way catalytic converter has been widely used, which reduces nitrogen oxide (NOx) as well as oxidation of carbon monoxide in the exhaust gas (CO) and unburned hydrocarbons (HC) Thus, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and nitrogen (N 2 ) are converted.
この三元触媒コンバータによる浄化特性は、燃焼室内に形成される混合気の空燃比に依存し、それが理論空燃比近傍である時に三元触媒コンバータは最も有効に機能する。これは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の三成分を全て良好に浄化させることができないためである。したがって、三元触媒コンバータを有するエンジンには、その排気通路に、たとえば出力リニア型の酸素センサが設けられ、それにより測定される酸素濃度を使用して燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比(ストイキオメトリック・エア・フューエル・レシオ:以下、ストイキと記載する場合がある)にするように、フィードバック制御されている。 The purification characteristics of the three-way catalytic converter depend on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber, and the three-way catalytic converter functions most effectively when it is close to the stoichiometric air-fuel ratio. This is because if the air-fuel ratio is lean and the amount of oxygen in the exhaust gas is large, the oxidizing action becomes active but the reducing action becomes inactive, and if the air-fuel ratio is rich and the amount of oxygen in the exhaust gas is small, On the contrary, the reduction action becomes active, but the oxidation action becomes inactive, and all the above three components cannot be purified well. Therefore, an engine having a three-way catalytic converter is provided with, for example, an output linear type oxygen sensor in its exhaust passage, and the oxygen concentration measured thereby is used to calculate the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber. Feedback control is performed so that the fuel ratio becomes a stoichiometric air fuel ratio (hereinafter, sometimes referred to as stoichiometric).
また、燃料の燃焼エネルギで作動するエンジンと、電気エネルギで作動するモータとを車両走行時の動力源として備えているとともに、その動力源と駆動輪との間に自動変速機(動力分割機構を含む)が設けられているハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両においては、たとえば運転状態に応じてエンジンとモータとを使い分けて走行することにより、所定の走行性能を維持しつつ燃料消費量や排出ガス量を低減できる。具体的には、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行モード、モータのみを動力源として(エンジンを停止して)走行するモータ走行モード、エンジンおよびモータの両方を動力源として走行するエンジン+モータ走行モードなど、エンジンおよびモータの作動状態が異なる複数の運転モードを備えており、車速(または動力源回転数)およびアクセル操作量などの運転状態をパラメータとする動力源マップ等の予め定められたモード切換条件に従って自動的に切り換えられるようになっている。すなわち、車両が走行していてもエンジンが間欠運転される状態が発生する。 In addition, an engine that operates with the combustion energy of fuel and a motor that operates with electric energy are provided as a power source when the vehicle travels, and an automatic transmission (power split mechanism is installed between the power source and the drive wheels. Hybrid vehicles equipped with the above are put into practical use. In such a hybrid vehicle, for example, by using the engine and the motor properly according to the driving state, it is possible to reduce the fuel consumption amount and the exhaust gas amount while maintaining a predetermined traveling performance. Specifically, an engine running mode in which only the engine is used as a power source, a motor running mode in which the vehicle is run using only the motor as a power source (with the engine stopped), and an engine + motor that runs using both the engine and the motor as power sources. It has a plurality of operation modes with different operating states of the engine and the motor, such as a driving mode, and a power source map or the like that has a predetermined parameter such as a vehicle speed (or a power source rotation speed) and an operation amount of an accelerator is predetermined. Switching is automatically performed according to mode switching conditions. That is, the engine is intermittently operated even when the vehicle is running.
このようなハイブリッド車両においては、種々のセンサ信号やスイッチ信号を検出して、予め定められたエンジン停止条件が満足されるとエンジンを停止して、再びエンジンを再始動するように制御する必要がある(たとえば、このようなエンジンの運転状態は、上述の間欠運転される状態ともいえる)。このようなエンジンの停止と再始動とを繰返すハイブリッド車両に搭載されてるエンジンにおいても、上述のように排気ガスの浄化のために、燃焼室内の混合気が理論空燃比(目標空燃比)になるように、吸入空気量を検出して燃料噴射量をフィードバック制御している。 In such a hybrid vehicle, it is necessary to detect various sensor signals and switch signals, and control to stop the engine and restart the engine again when a predetermined engine stop condition is satisfied. There is (for example, it can be said that such an operating state of the engine is a state of intermittent operation described above). Even in an engine mounted on a hybrid vehicle that repeatedly stops and restarts the engine, the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes the stoichiometric air-fuel ratio (target air-fuel ratio) for purifying exhaust gas as described above. Thus, the intake air amount is detected and the fuel injection amount is feedback controlled.
詳しくは、三元触媒コンバータの手前に設けられた酸素センサからの出力に基づいたフィードバック制御により混合気の空燃比がストイキ近傍に制御される。この酸素センサとして一般的なセンサ(たとえばジルコニア酸素センサ)は、一般に排気ガス中の酸素量が微小になると出力電圧値がステップ状に変化するものであり、酸素センサの出力電圧値は、ストイキ空燃比を境に、空燃比がストイキよりもリーン側では微小となり、空燃比がストイキよりもリッチ側では所定値以上に大きくなる。 Specifically, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled in the vicinity of the stoichiometric state by feedback control based on an output from an oxygen sensor provided in front of the three-way catalytic converter. A general sensor (for example, a zirconia oxygen sensor) as this oxygen sensor generally has a step-like change in output voltage value when the amount of oxygen in the exhaust gas becomes minute. The output voltage value of the oxygen sensor is stoichiometrically empty. The air-fuel ratio becomes minute on the lean side from the stoichiometric side and the air-fuel ratio becomes larger than a predetermined value on the rich side from the stoichiometric side.
そのために、空燃比のフィードバック制御では、酸素センサの出力電圧値が所定値以上になったら空燃比がストイキよりもリッチ側であるとして空燃比が増加するように目標空燃比を補正し、酸素センサの出力電圧値が所定値未満になったら空燃比がストイキよりもリーン側であるとして空燃比が減少するように目標空燃比を補正して、燃料噴射量等を制御する。 Therefore, in the air-fuel ratio feedback control, when the output voltage value of the oxygen sensor exceeds a predetermined value, the target air-fuel ratio is corrected so that the air-fuel ratio increases as the air-fuel ratio is richer than stoichiometric, and the oxygen sensor When the output voltage value becomes less than a predetermined value, the target air-fuel ratio is corrected so that the air-fuel ratio is decreased with the air-fuel ratio being leaner than the stoichiometry, and the fuel injection amount is controlled.
なお、酸素センサは、排気中に含まれる成分の酸素濃度に応じて出力値が変化するセンサであって、たとえば、出力値が空燃比と略リニアな関係となる空燃比センサであってもよいし、出力値が理論空燃比を境に大きく変化する酸素センサであってもよい。なお、このような酸素センサは排気センサと呼ばれることもある。以下においては、酸素センサ、空燃比センサおよび排気センサを区別することなく使用する。 The oxygen sensor is a sensor whose output value changes in accordance with the oxygen concentration of the component contained in the exhaust gas. For example, the oxygen sensor may be an air-fuel ratio sensor in which the output value has a substantially linear relationship with the air-fuel ratio. Alternatively, an oxygen sensor whose output value changes greatly with the theoretical air-fuel ratio as a boundary may be used. Such an oxygen sensor is sometimes called an exhaust sensor. In the following, an oxygen sensor, an air-fuel ratio sensor, and an exhaust sensor are used without distinction.
このようなハイブリッド車両においては、エンジンとモータと駆動軸とがクラッチ機構を介さずに機械的に接続されているために、エンジンは無負荷運転状態または低負荷運転状態においては、下流側排気センサの周囲のガス交換が十分に行なわれず下流側排気センサのセンサ出力値が実際の排気中の酸素濃度を正確に反映していないことがあり、その結果、空燃比学習や触媒劣化診断を十分な精度で行なえないことがあった。特開2006−63822号公報(特許文献1)は、下流側排気センサに起因する制御の乱れを抑制することができるエンジン制御システムを開示する。このエンジン制御システムは、駆動軸に対するエンジンの動力およびモータの動力の入出力を制御するハイブリッド車両に搭載されるエンジン制御システムであって、エンジンの排気を浄化する排気浄化触媒と、排気浄化触媒の下流側に設置された下流側排気センサと、下流側排気センサのセンサ出力値が実際の排気を正確に反映しないことのある所定の運転状態か否かを判定する運転状態判定手段と、運転状態判定手段によって所定の運転状態であると判定されたとき下流側排気センサのセンサ出力値に基づく制御の少なくとも一部を禁止する制御禁止手段とを備える。 In such a hybrid vehicle, since the engine, the motor, and the drive shaft are mechanically connected without a clutch mechanism, the engine is in a downstream exhaust sensor in a no-load operation state or a low-load operation state. As a result, the sensor output value of the downstream exhaust sensor does not accurately reflect the actual oxygen concentration in the exhaust gas. There were some things that could not be done with accuracy. Japanese Patent Laying-Open No. 2006-63822 (Patent Document 1) discloses an engine control system that can suppress control disturbance caused by a downstream exhaust sensor. This engine control system is an engine control system mounted on a hybrid vehicle that controls input / output of engine power and motor power to a drive shaft, and includes an exhaust purification catalyst for purifying engine exhaust, and an exhaust purification catalyst. A downstream exhaust sensor installed on the downstream side, an operating state determining means for determining whether or not the sensor output value of the downstream exhaust sensor is in a predetermined operating state that does not accurately reflect actual exhaust, and an operating state Control prohibiting means for prohibiting at least a part of the control based on the sensor output value of the downstream side exhaust sensor when the determination means determines that the vehicle is in the predetermined operating state.
このエンジン制御システムによると、駆動軸に対するエンジンの動力およびモータの動力の入出力を制御するハイブリッド車両に搭載され、下流側排気センサのセンサ出力値に基づく制御を実行する。このエンジン制御システムは、下流側排気センサのセンサ出力値が実際の排気を正確に反映しないことのある所定の運転状態のときには、この下流側排気センサのセンサ出力値に基づく制御の少なくとも一部を禁止する。したがって、下流側排気センサに起因する制御(空燃比学習制御、触媒劣化制御)の乱れを抑制することができる。
ハイブリッド車両においてエンジンの間欠運転中においては、エンジンが停止すると(燃料噴射が停止されるので)排気ガスがリーンになり、三元触媒コンバータ内の雰囲気(空燃比)が必ずリーンになる。エンジンが再始動されると、三元触媒コンバータの中がリーン雰囲気下ではNOxが還元浄化されないので排気エミッションが悪化することを回避するために、再始動時に燃料増量制御を実行して、三元触媒コンバータの中の空燃比をストイキ〜リッチとしている。 During the intermittent operation of the engine in the hybrid vehicle, the exhaust gas becomes lean when the engine is stopped (since fuel injection is stopped), and the atmosphere (air-fuel ratio) in the three-way catalytic converter is always lean. When the engine is restarted, NOx is not reduced and purified in a three-way catalytic converter in a lean atmosphere, so that the exhaust emission is not deteriorated. The air-fuel ratio in the catalytic converter is stoichiometric to rich.
ところで、この空燃比の検出する空燃比センサの応答性が良好でない場合(応答遅れ時間が発生する場合)において、エンジンの一時停止時に検出したリーン状態から再始動後のリッチ状態を検出するまでの応答遅れ時間にバラツキが発生することがある。このバラツキは、空燃比センサ個体の間や、同じ空燃比センサであっても経年変化や、同じ空燃比センサであっても異なる検出タイミングにおいても、発生し得る。このような、バラツキは、一時停止時に検出したリーン状態からリッチ状態を検出すると空燃比フィードバック制御の開始タイミングを決定しているため、フィードバック制御が安定しない要因ともなる。 By the way, when the responsiveness of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio is not good (when a response delay time occurs), the lean state detected when the engine is temporarily stopped until the rich state after restart is detected. Variations in response delay time may occur. This variation may occur between individual air-fuel ratio sensors, even with the same air-fuel ratio sensor, with aging, or with different detection timings even with the same air-fuel ratio sensor. Such variation is a factor in which the feedback control is not stable because the start timing of the air-fuel ratio feedback control is determined when the rich state is detected from the lean state detected during the temporary stop.
しかしながら、上述した特許文献1では、排気センサが実際の排気の状態を正確に反映していないときには、この排気センサを用いた制御(たとえばフィードバック制御)を禁止することが開示されているに過ぎない。なお、このようなフィードバック制御が禁止された場合には、オープンループ制御で空燃比をストイキ近傍になるように制御される場合がある。
However,
オープンループ制御の場合、空燃比をストイキ近傍にしようと制御するものの、フィードバック制御のように実際の空燃比を検出して、それと目標空燃比との差分値に基づいて制御を行なうものではない。すなわち、オープンループ制御においては、フィードバック制御用の補正係数は補正がない状態に保持される。このため、たとえば、空燃比が実際よりもリーン側にずれて検出されている場合であっても(実際にはリーンでなくなっているのに空燃比センサの応答遅れによりリーンであると検出している時間が長くなると)、フィードバック制御が禁止された状態が継続され、燃料の増量補正が過剰に実行される可能性もある。このとき、排気エミッションの悪化を招き、特に、エンジンの停止と再始動とを繰返すハイブリッド車両においては、再始動時に毎回このような排気エミッションの悪化を引き起こす可能性がある。 In the case of open loop control, control is performed so that the air-fuel ratio is close to the stoichiometric range, but actual control is not performed based on the difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio as in feedback control. That is, in the open loop control, the correction coefficient for feedback control is held in a state where there is no correction. For this reason, for example, even when the air-fuel ratio is detected to be deviated from the actual lean side (actually, it is detected that the air-fuel ratio is lean due to the response delay of the air-fuel ratio sensor even though it is not lean). If the time is longer), the state where the feedback control is prohibited continues, and there is a possibility that the fuel increase correction is performed excessively. At this time, exhaust emission is deteriorated. In particular, in a hybrid vehicle in which engine stop and restart are repeated, such exhaust emission may be deteriorated every time the engine is restarted.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気エミッションの悪化を回避する、ハイブリッド車両の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a control device for a hybrid vehicle that avoids deterioration of exhaust emission.
第1の発明に係る制御装置は、車両の走行源として、内燃機関と、内燃機関以外の動力源とを有するハイブリッド車両を制御する。この制御装置は、車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると内燃機関を再始動するように、内燃機関を制御するための制御手段と、内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検出するための検出手段と、検出された空燃比に基づいて、内燃機関の排気系に設けられた触媒機構による排気の浄化特性を最適化するために、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、内燃機関の一時的な停止後であって、内燃機関の再始動時において、検出手段の応答遅れが異常であるか否かを判定するための判定手段と、応答遅れが異常であると判定されると、制御手段による内燃機関の一時的な停止を禁止するための禁止手段とを含む。 The control device according to the first invention controls a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a power source other than the internal combustion engine as a travel source of the vehicle. The control device is configured to temporarily stop the internal combustion engine when the vehicle condition satisfies the temporary stop condition, and to control the internal combustion engine so as to restart the internal combustion engine when the restart condition is satisfied; Based on the detection means provided in the exhaust system of the internal combustion engine for detecting the air-fuel ratio of the exhaust, and the catalyst mechanism provided in the exhaust system of the internal combustion engine is optimized based on the detected air-fuel ratio Therefore, the feedback control means for performing feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and the response delay of the detection means when the internal combustion engine is restarted after the internal combustion engine is temporarily stopped. It includes determination means for determining whether or not there is an abnormality, and prohibition means for prohibiting the temporary stop of the internal combustion engine by the control means when it is determined that the response delay is abnormal.
第1の発明によると、排気の空燃比を検出するための検出手段である空燃比センサ、酸素センサ、排気センサ等と呼ばれるセンサには応答遅れが発生する。一方、この検出手段により検出された空燃比に基づいて目標空燃比(触媒機構による排気の浄化特性を最適化するための目標空燃比はストイキ)になるようにフィードバック制御される。このため、許容範囲を越えてしまうような異常な応答遅れが発生しているときにフィードバック制御の制御安定性が補償されないで、空燃比制御が発散して排気エミッションが悪化する可能性がある。そこで、このような応答遅れが異常であると判定された場合には、内燃機関の一時的な停止(および再始動)を禁止する。これにより、内燃機関が一時的に停止しないので、検出手段の応答遅れが異常であっても再始動時における排気エミッションの悪化を回避することができる。その結果、排気エミッションの悪化を回避する、ハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, a response delay occurs in sensors called an air-fuel ratio sensor, an oxygen sensor, an exhaust sensor and the like that are detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust. On the other hand, feedback control is performed on the basis of the air-fuel ratio detected by the detection means so that the target air-fuel ratio (the target air-fuel ratio for optimizing the exhaust gas purification characteristics by the catalyst mechanism is stoichiometric). For this reason, when an abnormal response delay that exceeds the allowable range occurs, the control stability of the feedback control is not compensated, and the air-fuel ratio control may diverge and exhaust emission may deteriorate. Therefore, when it is determined that such a response delay is abnormal, temporary stop (and restart) of the internal combustion engine is prohibited. Thereby, since the internal combustion engine is not temporarily stopped, it is possible to avoid the deterioration of exhaust emission at the time of restart even if the response delay of the detecting means is abnormal. As a result, it is possible to provide a control device for a hybrid vehicle that avoids deterioration of exhaust emission.
第2の発明に係る制御装置は、車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると内燃機関を再始動するように、内燃機関を制御するための制御手段と、内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検出するための検出手段と、検出された空燃比に基づいて、内燃機関の排気系に設けられた触媒機構による排気の浄化特性を最適化するために、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、内燃機関の一時的な停止後であって、内燃機関の再始動時において、検出手段の応答遅れが異常であるか否かを判定するための判定手段と、応答遅れが異常であると判定されると、フィードバック制御手段におけるゲインを変更するための変更手段とを含む。 The control device according to the second aspect of the invention controls the internal combustion engine such that the internal combustion engine is temporarily stopped when the vehicle state satisfies the temporary stop condition, and is restarted when the restart condition is satisfied. A control means provided in the exhaust system of the internal combustion engine for detecting the air-fuel ratio of the exhaust, and a catalyst mechanism provided in the exhaust system of the internal combustion engine based on the detected air-fuel ratio. In order to optimize the purification characteristics, feedback control means for performing feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and detection after the internal combustion engine is temporarily stopped and restarted Determining means for determining whether or not the response delay of the means is abnormal, and changing means for changing the gain in the feedback control means when it is determined that the response delay is abnormal.
第2の発明によると、検出手段が許容範囲を越えてしまうような異常な応答遅れが発生しているときにフィードバック制御の制御安定性が補償されないで、空燃比制御が発散して排気エミッションが悪化する可能性がある。そこで、このような応答遅れが異常であると判定された場合には、フィードバック制御手段におけるゲインを(たとえば小さく)変更する。これにより、空燃比フィードバック制御におけるゲインが大きくないので、たとえ内燃機関の再始動時において実際に排気の空燃比はリッチになっているにもかかわらず検出手段による応答遅れのためにリーンとなっていてフィードバック偏差が大きくても、制御量が大きく変化(ここでは燃料噴射量が大きく増加)されないので、空燃比フィードバック制御の発散を回避し易くできる。その結果、排気エミッションの悪化を回避する、ハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。 According to the second invention, the control stability of the feedback control is not compensated when an abnormal response delay that causes the detection means to exceed the allowable range occurs, and the air-fuel ratio control diverges and the exhaust emission is reduced. It can get worse. Therefore, when it is determined that such a response delay is abnormal, the gain in the feedback control means is changed (for example, small). As a result, since the gain in the air-fuel ratio feedback control is not large, even when the internal combustion engine is restarted, the exhaust air-fuel ratio is actually rich, but it is lean due to a response delay by the detection means. Even if the feedback deviation is large, the control amount is not significantly changed (here, the fuel injection amount is greatly increased), so that the divergence of the air-fuel ratio feedback control can be easily avoided. As a result, it is possible to provide a control device for a hybrid vehicle that avoids deterioration of exhaust emission.
第3の発明に係る制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、変更手段は、ゲインを小さく変更するための手段を含む。 In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the changing means includes means for changing the gain small.
第3の発明によると、フィードバック制御手段におけるゲインを小さく変更するため、たとえ内燃機関の再始動時において実際に排気の空燃比はリッチになっているにもかかわらず検出手段による応答遅れのためにリーンとなっていてフィードバック偏差が大きくても、燃料噴射量が大きく増加されることはない。このため、空燃比フィードバック制御の発散を回避し易くできる。 According to the third invention, in order to change the gain in the feedback control means to a small value, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas is actually rich when the internal combustion engine is restarted, the detection means delays the response. Even if it is lean and the feedback deviation is large, the fuel injection amount is not greatly increased. For this reason, it is possible to easily avoid the divergence of the air-fuel ratio feedback control.
第4の発明に係る制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、判定手段は、内燃機関の再始動から予め定められた時間が経過した時において、検出手段により検出された空燃比がリーン領域内にあると、応答遅れが異常であると判定するための手段を含む。 In the control device according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the determination unit is configured to detect by the detection unit when a predetermined time has elapsed since the restart of the internal combustion engine. If the detected air-fuel ratio is in the lean region, means for determining that the response delay is abnormal is included.
第4の発明によると、内燃機関の再始動から予め定められた時間が経過しても、検出手段により検出された空燃比がまだリーン領域内にあると、応答遅れ時間が長過ぎることに基づいて応答遅れが異常であると判定することができる。なお、この予め定められた時間には、内燃機関が再始動して、実際の空燃比が少なくともストイキであって十分にリッチ領域に入っているにも関わらず、検出手段により検出された空燃比がリーン領域に入っていることに基づいて、検出手段の応答遅れが異常であると判断できる時間が設定される。 According to the fourth invention, even if a predetermined time has elapsed since the restart of the internal combustion engine, if the air-fuel ratio detected by the detection means is still in the lean region, the response delay time is too long. Thus, it can be determined that the response delay is abnormal. Note that, at this predetermined time, the air-fuel ratio detected by the detecting means is detected even though the internal combustion engine is restarted and the actual air-fuel ratio is at least stoichiometric and sufficiently in the rich region. Is set to a time during which it is possible to determine that the response delay of the detection means is abnormal based on the fact that is in the lean region.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下においては、三元触媒コンバータ触媒を2つ備えたエンジンについて説明するが、1個以上の三元触媒コンバータを備えるエンジンであれば構わない。また、車両走行中にエンジンが間欠作動するものであればハイブリッドの方式も限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. In the following, an engine having two three-way catalytic converter catalysts will be described, but any engine having one or more three-way catalytic converters may be used. Further, the hybrid system is not limited as long as the engine intermittently operates while the vehicle is running.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図1に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関(以下、エンジンとして説明する)が、車両を走行させる駆動源であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であって、走行中にエンジンを停止させる場合がある、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。 With reference to FIG. 1, the control block diagram of the whole hybrid vehicle including the control apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The present invention is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. In the present invention, an internal combustion engine such as a gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) as a power source may be a drive source for driving a vehicle and a generator drive source. Furthermore, the drive source is an engine and a motor generator, and the vehicle is capable of traveling by the power of the motor generator, and the hybrid is provided with a battery for traveling that may stop the engine during traveling. It may be a vehicle. This battery is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, and the type thereof is not particularly limited. A capacitor may be used instead of the battery.
ハイブリッド車両は、エンジン120と、モータジェネレータ(MG)140とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ140を、モータジェネレータ140A(またはMG(2)140A)と、モータジェネレータ140B(またはMG(1)140B)と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ140Aがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ140Bがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。
The hybrid vehicle includes an
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン120やモータジェネレータ140で発生した動力を駆動輪160に伝達したり、駆動輪160の駆動をエンジン120やモータジェネレータ140に伝達したりする減速機180と、エンジン120の発生する動力を駆動輪160とモータジェネレータ140B(MG(1)140B)との2経路に分配する動力分割機構(たとえば、後述する遊星歯車機構)200と、モータジェネレータ140を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220の直流とモータジェネレータ140A(MG(2)140A)およびモータジェネレータ140B(MG(1)140B)の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ240と、走行用バッテリ220の充放電状態(たとえば、SOC(State Of Charge))を管理制御するバッテリ制御ユニット(以下、バッテリECU(Electronic Control Unit)という)260と、エンジン120の動作状態を制御するエンジンECU280と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ140およびバッテリECU260、インバータ240等を制御するMG_ECU300と、バッテリECU260、エンジンECU280およびMG_ECU300等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU320等を含む。
In addition to this, the hybrid vehicle transmits a power generated by the
本実施の形態において、走行用バッテリ220とインバータ240との間には昇圧コンバータ242が設けられている。これは、走行用バッテリ220の定格電圧が、モータ140A(MG(2)140A)やモータジェネレータ140B(MG(1)140B)の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ220からモータジェネレータ140A(MG(2)140A)やモータジェネレータ140B(MG(1)140B)に電力を供給するときには、昇圧コンバータ242で電力を昇圧する。
In the present embodiment,
なお、図1においては、各ECUを別構成としているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい(たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU300とHV_ECU320とを統合したECUとすることがその一例である)。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
動力分割機構200は、エンジン120の動力を、駆動輪160とモータジェネレータ140B(MG(1)140B)との両方に振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。モータジェネレータ140B(MG(1)140B)の回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。エンジン120の回転力はキャリア(C)に入力され、それがサンギヤ(S)によってモータジェネレータ140B(MG(1)140B)に、リングギヤ(R)によってモータジェネレータ140A(MG(2)140A)および出力軸(駆動輪160側)に伝えられる。回転中のエンジン120を停止させる時には、エンジン120が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ140B(MG(1)140B)で電気エネルギに変換して、エンジン120の回転数を低下させる。
In
図1に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、HV_ECU320は、モータジェネレータ140のモータジェネレータ140A(MG(2)140A)のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ140A(MG(2)140A)およびエンジンECU280を介してエンジン120を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ220のSOCが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合に、モータジェネレータ140A(MG(2)140A)のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ220のSOCを低下させることができる(その後の車両停止時に走行用バッテリ220を充電することができる)。
In a hybrid vehicle equipped with a hybrid system as shown in FIG. 1, if a predetermined condition is satisfied for the state of the vehicle,
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力を2経路に分け、一方で駆動輪160の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ140B(MG(1)140B)を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ140A(MG(2)140A)を駆動して駆動輪160の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ220からの電力をモータジェネレータ140A(MG(2)140A)に供給してモータジェネレータ140A(MG(2)140A)の出力を増大させて駆動輪160に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪160により従動するモータジェネレータ140A(MG(2)140A)がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ220に蓄える。なお、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加してモータジェネレータ140B(MG(1)140B)による発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加する。
Further, during normal travel, for example, the
また、走行用バッテリ220の目標SOCはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は60%程度に設定される。また、SOCの上限値と下限値とは、走行用バッテリ220のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を80%とし、下限値を30%として設定され、HV_ECU320は、MG_ECU300を介してSOCが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ140による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。
In addition, the target SOC of traveling
図2を参照して、動力分割機構200についてさらに説明する。動力分割機構200は、サンギヤ(S)202と(以下、単にサンギヤ202と記載する)、ピニオンギヤ204と、キャリア(C)206(以下、単にキャリア206と記載する)と、リングギヤ(R)208(以下、単にリングギヤ208と記載する)とを含む遊星歯車から構成される。
The
ピニオンギヤ204は、サンギヤ202およびリングギヤ208と係合する。キャリア206は、ピニオンギヤ204が自転可能であるように支持する。サンギヤ202はMG(1)140Bの回転軸に連結される。キャリア206はエンジン120のクランクシャフトに連結される。リングギヤ208はMG(2)140Aの回転軸および減速機180に連結される。
エンジン120、MG(1)140BおよびMG(2)140Aが、遊星歯車からなる動力分割機構200を介して連結されることで、エンジン120、MG(1)140BおよびMG(2)140Aの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
図3を参照して、このハイブリッド車両に搭載されたエンジン120について説明する。図3に示すように、エンジン120には、吸気系1152と、第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300を含む排気系1154とが、接続されている。なお、三元触媒コンバータは、2個に限定されないで1個以上であれば構わない。
With reference to FIG. 3,
吸気系1152は、吸気通路1110と、エアクリーナ1118と、エアーフローメータ1104と、スロットルモータ1114Aと、スロットルバルブ1112と、スロットルポジションセンサ1114Bとを含む。
エアクリーナ1118から吸気された空気は、吸気通路1110を通り、エンジン120に流通する。吸気通路1110の途中には、スロットルバルブ1112が設けられる。スロットルバルブ1112は、エンジンECU280からの制御信号に基づいて動作するスロットルモータ1114Aにより所望の空気量がエンジン120に供給されるように開閉される。このとき、スロットルバルブ1112の開度は、スロットルポジションセンサ1114Bにより検出することが可能である。エアクリーナ1118とスロットルバルブ1112との間における吸気通路には、エアーフローメータ1104が設けられており、吸入された空気量を検出する。エアーフローメータ1104は、吸入吸気量信号としてエンジンECU280に送信する。
Air taken in from
エンジン120は、冷却水通路1122と、シリンダブロック1124と、インジェクタ1126と、ピストン1128と、クランクシャフト1130と、水温センサ1106と、クランクポジションセンサ1132とを含む。
シリンダブロック1124の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン1128が設けられる。ピストン1128上部の燃焼室に吸気通路1110を通って、インジェクタ1126から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火時期が制御された点火プラグの点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン1128が押し下げられる。このとき、ピストン1128の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト1130の回転運動に変換される。なお、エンジン120の回転数NEは、クランクポジションセンサ1132により検出された信号に基づいてエンジンECU280が検出する。
シリンダブロック1124内には、冷却水通路1122が設けられており、ウォータポンプ(図示せず)の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路1122内の冷却水は、冷却水通路1122に接続されたラジエータ(図示せず)へと流通して冷却ファン(図示せず)により放熱される。冷却水通路1122の通路上には水温センサ1106が設けられており、冷却水通路1122内の冷却水の温度を検出する。水温センサ1106は、検出した水温を、エンジン冷却水温の検出信号としてエンジンECU280に送信する。
A cooling
排気系1154は、排気通路1108と、エンジン120の熱による昇温を図るために、たとえばエンジン120のエキゾーストマニホールドと一体的に構成された第1の三元触媒コンバータ1200と、たとえばアンダーフロアに設けられた第2の三元触媒コンバータ1300とを含む。これらの第1の三元触媒コンバータ1200の上流側および第2の三元触媒コンバータ1300の上流側(第1の三元触媒コンバータ1200の下流側)にそれぞれ空燃比センサが設けられる。さらに、これらの第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300の温度を検出する温度センサを設けてもよい。
このように、エンジン120の排気側に接続された排気通路1108は、第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300に接続されている。すなわち、エンジン120において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、まず、第1の三元触媒コンバータ1200に流入する。第1の三元触媒コンバータ1200に流入した排気ガス中に含まれるHC、COは、第1の三元触媒コンバータ1200において酸化される。また、第1の三元触媒コンバータ1200に流入した排気ガス中に含まれるNOxは、第1の三元触媒コンバータ1200において、還元される。この第1の三元触媒コンバータ1200は、エンジン120の近くに設置され(上述したように、エキゾーストマニホールドと一体化される場合もある)、エンジン120の冷間始動時においても速やかに昇温されて触媒機能を発現する。
As described above, the
さらに、排気ガスは、その浄化を目的として、第1の三元触媒コンバータ1200から第2の三元触媒コンバータ1300に送られる。この第1の三元触媒コンバータ1200と第2の三元触媒コンバータ1300とは、基本的には同じ構造および機能を有するものである。
Further, the exhaust gas is sent from the first three-way
第1の三元触媒コンバータ1200の上流側に設けられた第1の空燃比センサ1210、第1の三元触媒コンバータ1200の下流側であって第2の三元触媒コンバータ1300の上流側に設けられた第2の空燃比センサ1310は、第1の三元触媒コンバータ1200または第2の三元触媒コンバータ1300を通過する排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する。酸素の濃度を検出することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検出することができる。
First air-
第1の空燃比センサ1210および第2の空燃比センサ1310は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されてエンジンECU280に入力される。したがって、第1の空燃比センサ1210の出力信号から第1の三元触媒コンバータ1200の上流における排気ガスの空燃比を検出することができ、第2の空燃比センサ1310の出力信号から第2の三元触媒コンバータ1300の上流における排気ガスの空燃比を検出することができる。これらの第1の空燃比センサ1210および第2の空燃比センサ1310は、空燃比がリーンのときには、たとえば0.1V程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには0.9V程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比のしきい値とを比較して、エンジンECU280による空燃比制御が行なわれる。
The first air-
第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300は、空燃比がほぼ理論空燃比のときにHC、COを酸化しつつNOxを還元する機能、すなわちHC、COおよびNOxを同時に浄化する機能を有する。
The first three-way
本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU280は、空燃比センサの応答性が異常であるか否かを判断して(応答遅れ時間が大きいときに応答性が異常であると判断)、空燃比センサの応答性が異常である時には、エンジン120の間欠運転を禁止するとともに、空燃比フィードバック制御のゲインの大きさを変化させる。これらについて、以下に詳しく説明する。
エンジン120がHV_ECU320の指令により停止して排気ガスがリーンになり、第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300の中の空燃比が必ずリーンになっている。このような場合においては、HV_ECU320からエンジン120の再始動指令を受けるとエンジン120が再始動されるがリーン雰囲気下ではNOxが還元浄化されないで排気エミッションが悪化する。このため、エンジン120の再始動時には、始動時燃料増量制御を実行して、第1の三元触媒コンバータ1200および第2の三元触媒コンバータ1300の中の空燃比をストイキ〜リッチとしている。
The
ところが、空燃比センサの応答遅れが大きいときにこのような始動時燃料増量制御を実行すると、空燃比制御が安定しないで、排気エミッションが悪化する。このため、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU280は、応答遅れ時間が大きいときに応答性が異常であると判断された時には、エンジン120の間欠運転を禁止するとともに、空燃比フィードバック制御のゲインの大きさを小さく変化させるようにしている。なお、以下の説明においては、第1の空燃比センサ1210の応答性が異常であるか否かを判断して異常処理を行なうようにしているが、第1の空燃比センサ1210に加えて/代えて第2の空燃比センサ1310の応答性に基づいて異常処理を行なうようにしてもよい。
However, if such start-up fuel increase control is executed when the response delay of the air-fuel ratio sensor is large, the air-fuel ratio control is not stabilized and exhaust emission deteriorates. Therefore,
このような本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ECUに含まれるCPU(Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてCPUで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。 Such a control device according to the present embodiment is read out from a CPU (Central Processing Unit) and a memory included in the ECU and executed by the CPU even in hardware mainly composed of a digital circuit or an analog circuit. It can also be realized by software mainly composed of programs to be executed. In general, it is said that it is advantageous in terms of operation speed when realized by hardware, and advantageous in terms of design change when realized by software. Below, the case where a control apparatus is implement | achieved as software is demonstrated. Note that a recording medium on which such a program is recorded is also an embodiment of the present invention.
図4を参照して、本実施の形態に係る制御装置を実現するために、エンジンECU280が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。
With reference to FIG. 4, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)1000にて、エンジンECU280は、エンジン120が再始動を開始したか否かを判断する。一般的には、HV_ECU320からのエンジン120の作動指令に基づいてエンジンECU280により、一時的に作動を停止しているエンジン120がスタータモータによりクランキングされて、空気が吸入されて燃料が噴射され混合気が継続的に着火するとエンジン120が再始動したと判断される。エンジン120が再始動したと判断されると(S1000にてYES)、処理はS1100へ移される。もしそうでないと(S1000にてNO)、処理はS1000へ戻され、エンジン120が再始動されるまで待つ。なお、S1000にてNOの場合には、この処理(サブルーチン)を終了させるようにしてもよい。
In step (hereinafter, step is referred to as S) 1000,
S1100にて、エンジンECU280は、タイマをスタートさせる。なお、このタイマは、設定時間ΔTが経過するとタイムアップする。この設定時間ΔTは、エンジン120が再始動して、実際の空燃比が少なくともストイキであって十分にリッチ領域に入っているにも関わらず、第1の空燃比センサ1210により検出された空燃比がリーン領域に入っていることに基づいて、第1の空燃比センサ1210が応答遅れ異常であると判断できる時間が設定される。したがって、この設定時間ΔTは、第1の空燃比センサ1210の特性や、第1の空燃比センサ1210が設置された位置に基づいて、適宜変更される値である。
In S1100,
S1200にて、エンジンECU280は、ΔTが設定されたタイマがタイムアップしたか否かを判断する。タイマがタイムアップすると(S1200にてYES)、処理はS1300へ移される。もしそうでないと(S1200にてNO)、処理はS1200へ戻されて、タイムアップを待つ。
In S1200,
S1300にて、エンジンECU280は、排気ガスの空燃比を検出する。このとき、エンジンECU280は、第1の空燃比センサ1210から入力された信号に基づいて、排気ガスの空燃比を検出する。
In S1300,
S1400にて、エンジンECU280は、検出された空燃比がリーン領域内であるか否かを判断する。検出された空燃比がリーン領域内であると(S1400にてYES)、処理はS1500へ移される。もしそうでないと(S1400にてNO)、この処理は終了する。すなわち、第1の空燃比センサ1210の応答遅れはないと判断されて、第1の空燃比センサ1210の応答遅れがあるときの異常処理(S1500〜S1700)が実行されない。
In S1400,
S1500にて、エンジンECU280は、第1の空燃比センサ1210の応答性異常を検出する。S1600にて、エンジンECU280は、エンジン120の間欠運転許可フラグをオフにする。すなわち、エンジン120の間欠運転を許可しないで禁止する。S1700にて、エンジンECU280は、空燃比フィードバック制御のゲインを変化させる。このとき、フィードバックゲインが大きい状態では、偏差(目標空燃比とリーン側に検出されている検出空燃比との差)に対して制御量が大きく操作されてしまう(燃料噴射量がより大きく増量される)。第1の空燃比センサ1210の応答性異常を検出された場合には、この偏差自体が正確ではないので、ゲインを小さく変化して、フィードバック制御系における発散を防止する。なお、S1600の処理とS1700の処理とは選択的に実行されるようにしても構わない。
In S1500,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU280により制御されるエンジン120の動作について、図5を参照して説明する。
The operation of
[第1の空燃比センサの応答性が正常]
図5の時刻T(1)において、エンジン120が再始動されて(S1000にてYES)、ΔTが設定されたタイマがスタートされる(S1100)。エンジン120が再始動されてから設定時間ΔTが経過した時刻T(2)において(S1200にてYES)、第1の空燃比センサ1210により空燃比が検出される。
[Normal response of first air-fuel ratio sensor]
At time T (1) in FIG. 5,
検出された空燃比がリーン領域内にないと(S1400にてNO)、この処理は終了して、第1の空燃比センサ1210の応答遅れはないと判断される。したがって、第1の空燃比センサ1210の応答遅れがあるときの異常処理(S1500〜S1700)は実行されない。
If the detected air-fuel ratio is not within the lean region (NO in S1400), this process ends and it is determined that there is no response delay of first air-
このときの状態が、図5に実線により示される空燃比の変化である。エンジン120が再始動された時刻T(1)から設定時間ΔTが経過した時刻T(2)において、十分にリッチ領域の値を第1の空燃比センサ1210が検出している。このため、エンジン間欠運転許可フラグはセットされたまま(オンのまま)である。
The state at this time is the change in the air-fuel ratio indicated by the solid line in FIG. The first air-
[第1の空燃比センサの応答性が異常]
上述の動作と同じように、図5の時刻T(1)において、エンジン120が再始動されて(S1000にてYES)、ΔTが設定されたタイマがスタートされる(S1100)。エンジン120が再始動されてから設定時間ΔTが経過した時刻T(2)において(S1200にてYES)、第1の空燃比センサ1210により空燃比が検出される。
[The response of the first air-fuel ratio sensor is abnormal]
Similar to the above-described operation, at time T (1) in FIG. 5,
検出された空燃比がリーン領域内にあると(S1400にてYES)、第1の空燃比センサ1210の応答性異常(許容できない応答遅れが発生しているという異常)が検出される(S1500)。 If the detected air-fuel ratio is within the lean region (YES in S1400), the response abnormality of first air-fuel ratio sensor 1210 (abnormality in which an unacceptable response delay has occurred) is detected (S1500). .
このときの状態が、図5に点線により示される空燃比の変化である。エンジン120が再始動された時刻T(1)から設定時間ΔTが経過した時刻T(2)において、まだリーン領域の値を第1の空燃比センサ1210が検出している。なお、第1の空燃比センサ1210が検出される空燃比の値は、図5の時刻t(4)でストイキ領域、時刻t(4)以降でリッチ領域に入っている。すなわち、第1の空燃比センサ1210は応答性の異常であって、第1の空燃比センサ1210そのものが異常であるわけではない。第1の空燃比センサ1210の応答性の異常と第1の空燃比センサ1210そのものが異常とを切り分けるには、たとえば、以下のように処理するようにしても構わない。
(1)エンジンECU280は、タイムアップ後の時刻T(3)以降においても第1の空燃比センサ1210により検出された空燃比を監視(モニタ)して、検出された空燃比がリッチ領域に入ったことを確認することにより(たとえば、図5の時刻T(4))、空燃比センサ1210そのものが異常ではないと判断できる。
(2)エンジンECU280は、タイマにかかわらず、エンジン120の再始動後において第1の空燃比センサ1210により検出された空燃比を監視(モニタ)して、検出された空燃比がリーン領域であっても時間の経過とともにリッチ領域側に変化していることを確認することにより(たとえば、図5の時刻T(2)近傍)、空燃比センサ1210そのものが異常ではないと判断できる。
The state at this time is a change in the air-fuel ratio indicated by the dotted line in FIG. The first air-
(1) The
(2) Regardless of the timer, the
第1の空燃比センサ1210の応答遅れがあるときの異常処理として、エンジン間欠運転許可フラグはセットされた状態からリセットされた状態に変更される(オンからオフに切換えられる)(S1600)。これを図5のエンジン間欠運転許可フラグの点線で示す。
As an abnormal process when there is a response delay of the first air-
さらに、空燃比フィードバックゲインが小さく変化されて、第1の空燃比センサ1210に応答性異常が発生している時にフィードバック偏差が大きくでも制御量が大きく操作されてフィードバック制御が発散されることを回避できる。
Further, when the air-fuel ratio feedback gain is changed to a small value and the responsiveness abnormality occurs in the first air-
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECUによると、ハイブリッド車両において間欠運転されるエンジンの排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの応答性の異常を的確に検出することができる。空燃比センサの応答性の異常を検出すると、エンジンの間欠運転を禁止する。これにより、エンジンの排気エミッションが悪化することを回避することができる。さらに、空燃比センサの応答性の異常を検出すると、空燃比フィードバック制御の制御ゲインを変化させる。これにより、エンジンの空燃比フィードバック制御が発散することを回避することができる。 As described above, according to the engine ECU that is the control device according to the present embodiment, the abnormality in the responsiveness of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas of the engine that is intermittently operated in the hybrid vehicle is accurately detected. can do. When an abnormality in the response of the air-fuel ratio sensor is detected, intermittent engine operation is prohibited. Thereby, it is possible to avoid deterioration of the exhaust emission of the engine. Further, when an abnormality in the responsiveness of the air-fuel ratio sensor is detected, the control gain of the air-fuel ratio feedback control is changed. Thereby, it is possible to avoid the divergence of the air-fuel ratio feedback control of the engine.
なお、図4に示したフローチャートにおいて、エンジン120の再始動からΔT経過した時の空燃比がリーンであることに基づいて空燃比センサの応答性の異常を判断しているが、空燃比センサの応答性の異常を判断する処理はこの処理に限定されない。
In the flowchart shown in FIG. 4, the abnormality of the air-fuel ratio sensor response is determined based on the fact that the air-fuel ratio is lean when ΔT has elapsed since the
また、タイマがタイムアップするまでの間においても空燃比センサにより検出された値を監視しておいて、リーンへの変化が検出されると、空燃比センサの応答性が異常でないと判断するようにしても構わない。 Further, the value detected by the air-fuel ratio sensor is monitored until the timer expires, and if a change to lean is detected, it is determined that the responsiveness of the air-fuel ratio sensor is not abnormal. It doesn't matter.
さらに、空燃比センサの応答性が異常であると判断された履歴をダイアグ(Diagnosis)として記憶させるようにしてもよいし、運転者に報知するためにインストルメントパネルの特定のランプを点灯または点滅させるようにしても構わない。 Furthermore, the history of determining that the response of the air-fuel ratio sensor is abnormal may be stored as a diagnosis, and a specific lamp on the instrument panel is turned on or blinked to notify the driver. It does not matter if you make it.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
120 エンジン、140 モータジェネレータ、160 駆動輪、180 減速機、200 動力分割機構、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 昇圧コンバータ、260 バッテリECU、280 エンジンECU、300 MG_ECU、320 HV_ECU、1104 エアーフローメータ、1106 水温センサ、1108 排気通路、1110 吸気通路、1112 スロットルバルブ、1114A スロットルモータ、1114B スロットルポジションセンサ、1118 エアクリーナ、1122 冷却水通路、1124 シリンダブロック、1126 インジェクタ、1128 ピストン、1130 クランクシャフト、1132 クランクポジションセンサ、1152 吸気系、1154 排気系、1200 第1の三元触媒コンバータ、1300 第2の三元触媒コンバータ。
120 Engine, 140 Motor Generator, 160 Drive Wheel, 180 Reducer, 200 Power Dividing Mechanism, 220 Travel Battery, 240 Inverter, 242 Boost Converter, 260 Battery ECU, 280 Engine ECU, 300 MG_ECU, 320 HV_ECU, 1104
Claims (7)
前記車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると前記内燃機関を再始動するように、前記内燃機関を制御するための制御手段と、
前記内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検出するための検出手段と、
前記検出された空燃比に基づいて、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒機構による排気の浄化特性を最適化するために、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、
前記内燃機関の一時的な停止後であって、前記内燃機関の再始動時において、前記検出手段の応答遅れが異常であるか否かを判定するための判定手段と、
前記応答遅れが異常であると判定されると、前記制御手段による内燃機関の一時的な停止を禁止するための禁止手段とを含む、制御装置。 A control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a power source other than the internal combustion engine as a travel source of the vehicle,
Control means for controlling the internal combustion engine to temporarily stop the internal combustion engine when the vehicle condition satisfies a temporary stop condition and restart the internal combustion engine when the restart condition is satisfied;
A detecting means provided in an exhaust system of the internal combustion engine for detecting an air-fuel ratio of the exhaust;
Feedback for performing feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio in order to optimize the exhaust gas purification characteristics by the catalyst mechanism provided in the exhaust system of the internal combustion engine based on the detected air-fuel ratio. Control means;
Determination means for determining whether or not the response delay of the detection means is abnormal after the internal combustion engine is temporarily stopped and when the internal combustion engine is restarted;
And a prohibiting means for prohibiting temporary stop of the internal combustion engine by the control means when it is determined that the response delay is abnormal.
前記車両の状態が一時停止条件を満足すると内燃機関を一時的に停止し、再始動条件が成立すると前記内燃機関を再始動するように、前記内燃機関を制御するための制御手段と、
前記内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検出するための検出手段と、
前記検出された空燃比に基づいて、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒機構による排気の浄化特性を最適化するために、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、
前記内燃機関の一時的な停止後であって、前記内燃機関の再始動時において、前記検出手段の応答遅れが異常であるか否かを判定するための判定手段と、
前記応答遅れが異常であると判定されると、前記フィードバック制御手段におけるゲインを変更するための変更手段とを含む、制御装置。 A control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a power source other than the internal combustion engine as a travel source of the vehicle,
Control means for controlling the internal combustion engine to temporarily stop the internal combustion engine when the vehicle condition satisfies a temporary stop condition and restart the internal combustion engine when the restart condition is satisfied;
A detecting means provided in an exhaust system of the internal combustion engine for detecting an air-fuel ratio of the exhaust;
Feedback for performing feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio in order to optimize the exhaust gas purification characteristics by the catalyst mechanism provided in the exhaust system of the internal combustion engine based on the detected air-fuel ratio. Control means;
Determination means for determining whether or not the response delay of the detection means is abnormal after the internal combustion engine is temporarily stopped and when the internal combustion engine is restarted;
And a changing unit for changing a gain in the feedback control unit when it is determined that the response delay is abnormal.
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