JP4715766B2 - 昇圧システムの故障診断装置、昇圧回路の制御装置および車両 - Google Patents

Description

本発明は、昇圧システムの故障診断装置、昇圧回路の制御装置、および車両に関し、特に、大気圧に基づいて出力電圧を制御する昇圧システムの制御に関する。

近年、環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）などが注目されている。これらの車両は、動力源として電動機を搭載し、その電力源としてたとえば二次電池が用いられる。これらの車両の中には二次電池と電動機を駆動するインバータとの間に昇圧コンバータが設けられているものがある。二次電池から電動機に電力を供給するときに昇圧コンバータが電圧を昇圧することで、二次電池のバッテリの定格電圧が電動機の定格電圧よりも低くても電動機が動作可能になる。

たとえば特開２００６−５０８６３号公報（特許文献１）は昇圧コンバータを備える車両の例を開示する。この車両において昇圧コンバータは直流電源の電圧を昇圧して、電動機を駆動するインバータに電圧を供給する。車両は、電動機の回転速度とインバータの入力電圧とに基づいて電圧指令値を演算し、その電圧指令値に基づいて昇圧コンバータの出力電圧を制御する制御装置を備える。
特開２００６−５０８６３号公報 特開２００６−２２６１３６号公報

一般的に高電圧機器では気圧が下がるほど放電が生じる可能性が高くなる。電動機を備える車両においては、たとえば車両が高地を走行する場合に電動機の相間の絶縁抵抗が下がることが考えられる。気圧が低下した場合に電動機を保護するための方法としては、たとえば車両に大気圧センサを搭載して、大気圧センサの出力に基づいてインバータの入力電圧（すなわち昇圧コンバータの出力電圧）を制御する方法が考えられる。

しかしながら、このような方法を用いた場合には大気圧センサの信頼性が確保されていることが必要となる。特開２００６−５０８６３号公報は、気圧の変動を考慮した昇圧コンバータの制御方法について具体的に示していない。

本発明の目的は、大気圧に基づいて出力電圧を制御する昇圧システムの信頼性をより高めることが可能な故障診断装置、昇圧回路の制御装置、および、車両を提供することである。

本発明は要約すれば、昇圧システムの故障診断装置である。昇圧システムは、大気圧を検知して、第１の検知結果を出力する大気圧センサと、入力電圧を昇圧して出力電圧を出力する昇圧回路と、第１の検知結果に基づいて昇圧回路の出力電圧を制御する制御部とを含む。故障診断装置は、大気圧の変化に応じて変化する物理量を検知して、第２の検知結果を出力する他のセンサと、第１および第２の検知結果に基づいて、大気圧センサの故障を診断する診断部とを備える。

好ましくは、昇圧システムと、故障診断装置とは、内燃機関を有する車両に搭載される。他のセンサは、物理量として内燃機関の吸気圧を検知する。

より好ましくは、診断部は、内燃機関が停止した場合には、内燃機関の吸気圧が大気圧に実質的に等しくなった後に、大気圧センサの診断を開始する。

さらに好ましくは、診断部は、内燃機関が停止するまでの内燃機関の動作状況に基づいて、内燃機関が停止した時点から大気圧センサの診断を開始するまでの期間を定める。

より好ましくは、診断部は、内燃機関の動作時には、吸気圧が安定するための条件として予め定められた条件が成立した時に、大気圧センサを診断する。

さらに好ましくは、内燃機関は、自身の吸気量を調整するためのスロットルバルブを有する。診断部は、内燃機関の動作状況に基づいて内燃機関の吸気圧を推定する。予め定められた条件は、スロットルバルブの開度が所定値以上となり、かつ、診断部が推定した内燃機関の吸気圧と第２の検知結果との差が所定範囲内である状態が一定時間以上続くという条件である。

さらに好ましくは、内燃機関には、吸気量を計測するエアフローメータが設けられる。診断部は、所定の大気圧下で内燃機関が動作した場合における内燃機関の吸気量の理論値を予め保持する。診断部は、理論値とエアフローメータの計測値との差に基づき第２の検知結果を補正する。診断部は、補正結果に基づき大気圧センサの故障を診断する。

より好ましくは、診断部は、第１の検知結果と第２の検知結果との差が予め定められた許容範囲内にある場合には、大気圧センサが正常であると判定する。許容範囲は、内燃機関の停止時と内燃機関の動作時とで異なる。

さらに好ましくは、診断部は、第２の検知結果から第１の検知結果を減算して減算結果が許容範囲内にあるか否かを判定する。許容範囲の下限値は負の値である。許容範囲の上限値は、下限値の絶対値よりも小さい正の値である。

本発明の他の局面に従うと、車両であって、上述のいずれかに記載の昇圧システムの故障診断装置と、昇圧システムとを備える。

本発明のさらに他の局面に従うと、昇圧回路の制御装置であって、大気圧を検知して第１の検知結果を出力する大気圧センサと、大気圧の変化に応じて変化する物理量を検知して、第２の検知結果を出力する他のセンサと、第１および第２の検知結果に基づいて、昇圧回路の出力電圧を制御する昇圧制御部とを備える。

好ましくは、昇圧回路と、制御装置とは、内燃機関を有する車両に搭載される。他のセンサは、物理量として内燃機関の吸気圧を検知する。

より好ましくは、昇圧制御部は、第１の検知結果から第２の検知結果を減算した値の標準値を予め記憶する。昇圧制御部は、第１の検知結果と、第２の検知結果に標準値を加算した結果とのうちの小さいほうに基づいて、昇圧回路の出力電圧を制御する。

より好ましくは、昇圧制御部は、第２の検知結果が示す内燃機関の吸気圧が第１の検知結果が示す大気圧より低い場合には、第１の検知結果から漸減する変数を設定し、変数と昇圧回路の出力電圧の制限値との関係と、変数とに基づいて、昇圧回路の出力電圧を制御する。

より好ましくは、昇圧制御部は、第１および第２の検知結果に基づいて大気圧センサおよび他のセンサの故障を診断して、大気圧センサおよび他のセンサの少なくとも一方の故障を検出した場合には、大気圧センサおよび他のセンサがともに正常である場合に比較して、昇圧回路の出力電圧を低く設定する。

本発明のさらに他の局面に従うと、車両であって、上述のいずれかに記載の昇圧回路の制御装置と、昇圧回路とを備える。

本発明によれば、大気圧センサの検知結果と大気圧の変化に応じて変化する物理量を検知する他のセンサの検知結果とに基づいて大気圧センサの故障診断を行なうので、昇圧システムの信頼性をより高めることが可能になる。

また、本発明によれば、大気圧センサの検知結果と、大気圧の変化に応じて変化する物理量を検知する他のセンサの検知結果とに基づいて、昇圧回路を制御するので、昇圧システムの信頼性をより高めることが可能になる。

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

図１は、本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両のブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、駆動源として、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを備える。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１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現する。ただしハイブリッド車両１００の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、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。

ハイブリッド車両１００は、さらに、減速機１８０と、動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００とを備える。減速機１８０はエンジン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。動力分割機構２００は、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する。このように減速機１８０と動力分割機構２００とは、内燃機関および電動機の少なくとも一方からの駆動力を車輪に伝達する。

ハイブリッド車両１００は、さらに、走行用バッテリ２２０と、インバータ２４０とを備える。走行用バッテリ２２０は、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。インバータ２４０は、走行用バッテリ２２０の直流電圧とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流電圧とを変換しながら電流制御を行なう。

ハイブリッド車両１００は、さらに、制御部３００と、大気圧センサ２５０とを備える。制御部３００は、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御する。制御部３００はハイブリッド車両１００の状態に応じてエンジン１２０と、モータジェネレータ１４０と、インバータ２４０と、走行用バッテリ２２０とを制御してハイブリッド車両１００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。

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やモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いためである。走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電圧を昇圧する。

大気圧センサ２５０はハイブリッド車両１００の現在位置における気圧を検出して、大気圧ＰＡを出力する。制御部３００は大気圧ＰＡに基づいて、昇圧コンバータ２４２の出力電圧を制御する。

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との両方に振分けるために遊星歯車機構（プラネタリギヤ）が使用される。モータジェネレータ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の回転力はプラネタリキャリア（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に、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させるときには、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。

ハイブリッド車両１００においてエンジン１２０の始動時には、ジェネレータ１４０Ｂによりエンジン１２０のクランクシャフトを回転させる動作が行なわれる。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は、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両１００の走行を行なう。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の動力が２経路に分けられる。２分割された動力の一方により駆動輪１６０の直接駆動が行なわれ、他方によりジェネレータ１４０Ｂが駆動されてジェネレータ１４０Ｂは発電する。このときに発生する電力でモータ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１４０Ａに供給して、モータ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の充電量が低下して充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やし走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加させる。

次に、ハイブリッド車両１００において、昇圧システムの故障診断装置、および昇圧回路の制御装置に関連する部分である、エンジン１２０および昇圧コンバータ２４２を説明する。

図２は、図１のエンジン１２０の概略構成図である。図２を参照して、エンジン１２０は、エアクリーナ１０２から吸入された空気とインジェクタ１０４から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ１０６により点火して燃焼させる内燃機関である。

混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン１０８が押し下げられ、クランクシャフト１１０が回転する。燃焼後の混合気（排気ガス）は、三元触媒１１２により浄化された後、車外に排出される。エンジン１２０に吸入される空気の量はスロットルバルブ１１４により調整される。

クランクシャフト１１０が回転すると、チェーンあるいはベルト等で連結された吸気側および排気側のカムシャフト（図示せず）が回転させられる。そして、吸気側および排気側のカムシャフトの回転により、エンジン１２０の気筒の上部に設けられた吸気バルブ１１６および排気バルブ１１８の開閉が行なわれる。排気バルブ１１８が開くことにより、気筒内の燃焼後の排気ガスは、外部に排気される。そして、吸気バルブ１１６が開くことにより、気筒内に混合気が流入する。

エンジン１２０の吸気側のカムシャフトには、さらにバルブタイミング可変機構１２２が設けられる。なお、排気側のカムシャフトにもバルブタイミング可変機構が設けられてもよい。バルブタイミング可変機構１２２は、吸気バルブ１１６の開閉のタイミングを可変とする機構である。

制御部３００には、エアフローメータ１２４と、吸気圧センサ１２６と、カムポジションセンサ１２８と、ノックセンサ２９４と、水温センサ３０２と、タイミングロータ２９０に対向して設けられたクランクポジションセンサ２９２と、スロットル開度センサ２８８と、車速センサ２８４と、イグニッションスイッチ２８６とが接続される。

エアフローメータ１２４は吸気量ＦＬを検出して検出結果を制御部３００に送信する。吸気圧センサ１２６は吸気マニホールド内の吸気圧ＰＩを検出して、検出結果を制御部３００に送信する。吸気圧ＰＩは大気圧ＰＡの変化に応じて変化する。

ノックセンサ２９４は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ２９４は、エンジン１２０の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ２９４は、電圧を表す信号を制御部３００に送信する。

水温センサ３０２は、エンジン１２０のウォータージャケット内の冷却水の温度を検出し、検出結果を表す信号を、制御部３００に送信する。

タイミングロータ２９０は、クランクシャフト１１０に設けられており、クランクシャフト１１０と共に回転する。タイミングロータ２９０の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ２９２は、タイミングロータ２９０の突起に対向して設けられている。タイミングロータ２９０が回転すると、タイミングロータ２９０の突起と、クランクポジションセンサ２９２とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ２９２のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ２９２は、起電力を表す信号を、制御部３００に送信する。制御部３００は、クランクポジションセンサ２９２から送信された信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出する。カムポジションセンサ１２８は、クランクポジションセンサ２９２と同様の構成を有し、左右バンクのインテークカムシャフトに固定されたタイミングロータにより実カムシャフト位置を検出する。

スロットル開度センサ２８８は、スロットル開度ＴＡを検出して、検出結果を制御部３００に送信する。車速センサ２８４は、車輪（図示せず）の回転数を検出して検出結果を表す信号を制御部３００に送信する。制御部３００は、車輪の回転数から車速を算出する。イグニッションスイッチ２８６は、エンジン１２０を始動させる際に運転者によりオン操作される。

アクセルポジションセンサ１５０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検知してアクセル開度を示す信号Ａｃｃを制御部３００に送信する。制御部３００は、各センサおよびイグニッションスイッチ２８６から送信された信号、制御部３００内のメモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１２０が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。

図３は、昇圧コンバータ２４２の構成、および、制御部３００に含まれる昇圧制御部３１０の構成を説明する図である。図３を参照して、昇圧制御部３１０は、昇圧コンバータ２４２を制御する。昇圧制御部３１０は、故障診断部３１１と、上限値設定部３１２と、コンバータ制御部３１３とを含む。

大気圧センサ２５０と、昇圧コンバータ２４２と、上限値設定部３１２と、コンバータ制御部３１３とは本発明における「昇圧システム」を構成する。故障診断部３１１は、本発明の「診断部」に対応する。上限値設定部３１２と、コンバータ制御部３１３とは本発明において、昇圧システムに含まれる「制御部」を構成する。

昇圧コンバータ２４２は、平滑コンデンサＣ１と、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

平滑コンデンサＣ１の両端は、走行用バッテリ２２０の正極および負極にそれぞれ接続される。リアクトルＬ１の一方端は平滑コンデンサＣ１の一方端に接続され、リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタは正母線ＭＰＬに接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタは負母線ＭＮＬに接続される。

正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの間には平滑コンデンサＣ２が接続される。電圧センサ１５２は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨを検出する。

故障診断部３１１は、エンジン１２０の停止時には大気圧センサ２５０が検知した大気圧ＰＡと、吸気圧センサ１２６が検知した吸気圧ＰＩとに基づいて、大気圧センサ２５０の故障を診断する。エンジン１２０の動作時には、故障診断部３１１は大気圧ＰＡ、吸気圧ＰＩだけでなく、スロットル開度センサ２８８が検知したスロットル開度ＴＡ、エンジン回転数Ｎｅ、アクセルポジションセンサ１５０からの信号Ａｃｃ、エアフローメータ１２４が検知した吸気量ＦＬ、制御部３００が点火プラグ１０６を制御するための点火信号、制御部３００がバルブタイミングを制御するための制御信号等も用いて大気圧センサ２５０の故障を診断する。故障診断部３１１の診断結果は上限値設定部３１２に送られる。

上限値設定部３１２は、大気圧ＰＡ、吸気圧ＰＩ、および故障診断部３１１の診断結果に基づいて、昇圧コンバータ２４２の出力電圧（電圧ＶＨ）の上限値ＶＬＭを設定する。大気圧センサ２５０が正常であると故障診断部３１１が診断した場合には、上限値設定部３１２は、大気圧ＰＡに応じた上限値ＶＬＭを設定する。大気圧が低下するほどモータジェネレータの相間の絶縁抵抗が下がるため、昇圧制御部３１０は上限値ＶＬＭを下げる。これにより平地におけるハイブリッド車両１００の動力性能の確保と、高地におけるモータジェネレータの保護とを両立させることができる。

また、故障診断部３１１が吸気圧センサ１２６の出力を用いて大気圧センサ２５０の故障診断を行なうことで、大気圧センサ２５０の出力の信頼性が高められて昇圧コンバータ２４２の出力電圧をより適切に制御することが可能になる。よって本実施の形態によれば昇圧システムの信頼性をより高めることが可能になる。

一方、大気圧センサ２５０に故障が生じていると故障診断部３１１が診断した場合には、上限値設定部３１２は上限値ＶＬＭを予め定められた範囲の中の最低値に設定する。この値は車両を走行させることが可能な最大の標高値における気圧、および、その気圧下でのモータジェネレータの耐圧に基づいて定められる。これにより、大気圧センサ２５０に故障が生じた場合にもモータジェネレータの動作を継続させることが可能になるので、ハイブリッド車両１００の走行への影響を小さくすることができる。

なお本実施の形態では、大気圧センサ２５０の出力と吸気圧センサ１２６の出力との比較により大気圧センサ２５０に故障が生じているかどうかが判定される。本実施の形態では大気圧センサ２５０と吸気圧センサ１２６とのいずれか一方が故障した場合には、故障したセンサの特定を行なわずに、大気圧センサが故障したものとして昇圧コンバータ２４２の制御を実行する。

コンバータ制御部３１３は、上限値ＶＬＭ、電圧ＶＨに基づいて信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２に信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれ出力する。コンバータ制御部３１３は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２を制御して、電圧ＶＨの値が上限値ＶＬＭを超えないように電圧ＶＨを制御する。

昇圧コンバータ２４２を昇圧回路として動作させる場合には、コンバータ制御部３１３はＩＧＢＴ素子Ｑ１をオフにした状態で、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のオンとオフとを行なう。ＩＧＢＴ素子Ｑ２がオンの状態においては、走行用バッテリ２２０の正極からリアクトルＬ１、ＩＧＢＴ素子Ｑ２を経由して走行用バッテリ２２０の負極に電流が流れる経路が形成される。この電流が流れている間に、リアクトルＬ１にエネルギが蓄積される。そして、ＩＧＢＴ素子Ｑ２をオフ状態にすると、リアクトルＬ１に蓄積されたエネルギはダイオードＤ１を介してインバータ２４０側に流れる。これにより平滑コンデンサＣ２の電極間の電圧が増大する。したがって、インバータ２４０に与えられる昇圧コンバータ２４２の出力電圧は昇圧される。

一方、昇圧コンバータ２４２を降圧回路として動作させる場合には、コンバータ制御部３１３はＩＧＢＴ素子Ｑ２をオフにした状態でＩＧＢＴ素子Ｑ１のオンとオフとを行なう。ＩＧＢＴ素子Ｑ１がオンの状態においては、インバータ２４０から回生される電流はＩＧＢＴ素子Ｑ１、リアクトルＬ１、走行用バッテリ２２０へと流れる。

図４は、図３に示す故障診断部３１１が実行する故障診断処理を説明するためのフローチャートである。図４および図３を参照して、故障診断部３１１はエンジン１２０が停止中か否かを判定する（ステップＳ１）。故障診断部３１１はたとえばクランクポジションセンサ２９２からの信号に基づいてエンジン１２０の回転数Ｎｅを算出し、算出結果に基づいてエンジン１２０が停止中か否かを判定する。

エンジン１２０が停止していない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、故障診断部３１１はエンジン１２０の停止時に吸気マニホールドの圧力が実質的に１気圧に戻る時間を算出する（ステップＳ２）。ステップＳ２において故障診断部３１１はエンジン１２０の動作状況（エンジン１２０の負荷率およびスロットル開度ＴＡ）と、エンジンの動作状況と吸気マニホールドの圧力との関係が定められたマップとに基づいて、吸気マニホールドの圧力を求める。このマップは１気圧下で実験により求められた、負荷率とスロットル開度と吸気マニホールドの負圧との関係が定義され、故障診断部３１１はこのマップを記憶している。なお、エンジン停止直前の負圧が小（負荷率が大）、かつ、スロット開度が大となるほど吸気マニホールドの圧力が実質的に１気圧に戻る時間は短く設定される。

一方、エンジン１２０が停止中の場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、故障診断部３１１は、エンジン停止期間がステップＳ２で算出された時間以上であるか否かを判定する。エンジン停止期間が算出された時間よりも短い場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はステップＳ１５に進む。エンジン停止期間がステップＳ２で算出された時間以上の場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、故障診断部３１１はエンジン気圧推定値ＰＩＮＧを更新する（ステップＳ４）。エンジン気圧推定値ＰＩＮＧは大気圧センサ２５０の検知結果である大気圧ＰＡと対比されるために算出される。ステップＳ４では、故障診断部３１１は吸気圧センサ１２６が検出した吸気圧ＰＩをエンジン気圧推定値ＰＩＮＧに設定する。

ステップＳ５において、故障診断部３１１はエンジン気圧推定値ＰＩＮＧと大気圧センサ２５０が検出した大気圧ＰＡとの差がα１以上、かつβ１より小さいか否かを判定する。α１，β１は予め定められる。ステップＳ３においてＹＥＳの場合、吸気圧はほぼ大気圧に等しくなるので大気圧センサ２５０、吸気圧センサ１２６がともに正常であればエンジン気圧推定値ＰＩＮＧと大気圧ＰＡとの差は０に近くなる。エンジン１２０の吸気圧が大気圧に実質的に等しくなった後に大気圧センサ２５０の診断を開始することで、正確な診断が可能になる。さらに、エンジンの動作状況に応じて吸気マニホールドの圧力が実質的に１気圧に戻る時間を算出することで、より正確な診断が可能になる。

図５は、圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）に基づく大気圧センサ２５０の故障診断処理を説明するための図である。図５および図４を参照して、（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がα１以上かつβ１より小さい範囲内である場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、大気圧センサ２５０は正常であると判定される（ステップＳ６）。圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がα１よりも小さいときには吸気圧ＰＩが大気圧ＰＡに対して低い状態（気圧過小状態）を示し、圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がβ１以上の場合には吸気圧ＰＩが大気圧ＰＡよりも高い状態（気圧過大状態）を示す。これらの状態はいずれも大気圧センサ２５０が故障していることを示す。圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がα１より小さい場合、または、β１以上の場合（ステップＳ５においてＮＯ）、大気圧センサ２５０が異常であると判定する（ステップＳ７）。

続いてエンジン動作時における大気圧センサ２５０の故障診断処理を説明する。ステップＳ２に続くステップＳ８では、故障診断部３１１はスロットル開度ＴＡが所定値γより大きく、かつ、吸気圧センサの値（ＰＩ）と推定した吸気圧の値との差が所定範囲内となる状態が所定時間継続しているか否かを判定する。ステップＳ８における判定条件は、エンジン１２０の動作中に吸気圧が安定するための条件として予め定められた条件である。このような条件が成立する場合に大気圧センサの故障診断を行なうことで、エンジン動作中における大気圧センサの故障診断が実現可能になる。

図６は、スロットル開度ＴＡと、吸気圧の推定値ＰＭＴＡとの関係を説明する図である。図６を参照して、複数の曲線はエンジン回転数Ｎｅを変化させたときのスロットル開度ＴＡと推定値ＰＭＴＡとの関係を示す。この関係はたとえば実験結果に基づいて定められる。

スロットル開度ＴＡがγ以下の場合にはスロットル開度ＴＡの変化に応じて吸気圧が大きく変化し、エンジン回転数Ｎｅが異なると吸気圧も大きく異なる。スロットル開度ＴＡがγより大きい場合には、スロットル開度ＴＡの変化に伴う吸気圧の変化は小さくなるとともに、エンジン回転数Ｎｅの違いによる吸気圧のばらつきも小さくなる。スロットル開度ＴＡがγより大きい領域は、吸気圧の推定値を大気圧センサの故障診断に用いることが可能な領域である。

図７は、推定値ＰＭＴＡと、吸気圧ＰＩの時間変化を説明する図である。図７を参照して、推定値ＰＭＴＡは所定の時間間隔で更新される。推定値ＰＭＴＡは推定開始時には大きく変動するが、時間が経過するにつれて安定する。吸気圧センサ１２６が検知した吸気圧ＰＩも測定開始時に大きく変動するが時間が経過するにつれて安定する。推定値ＰＭＴＡと吸気圧ＰＩとがともに安定した状態では、推定値ＰＭＴＡと吸気圧ＰＩとはΔＰの差を保ちながら推移する。

図８は、図４のステップＳ８の処理をより詳細に説明するためのフローチャートである。図８を参照して、故障診断部３１１はスロットル開度ＴＡがγよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。スロットル開度ＴＡがγ以下である場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、故障診断部３１１はカウント値ＣＮＴを設定し（ステップＳ２５）、全体の処理はステップＳ２１に戻る。なおステップＳ２５において設定されるカウント値ＣＮＴは固定値である。

スロットル開度ＴＡがγより大きい場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、故障診断部３１１は推定値ＰＭＴＡと吸気圧ＰＩ（実測値）との圧力差ΔＰを算出する（ステップＳ２２）。故障診断部３１１は圧力差ΔＰを算出すると、今回算出した圧力差ΔＰ（今回のΔＰ）と前回算出した圧力差ΔＰ（前回のΔＰ）との差の絶対値が所定値以下か否かを判定する（ステップＳ２３）。今回のΔＰと前回のΔＰとの差の絶対値が所定値以下の場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、推定値ＰＭＴＡと吸気圧ＰＩとはともに安定している。この場合、故障診断部３１１はカウント値ＣＮＴを１つ減らす（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理が終了すると故障診断部３１１はカウント値ＣＮＴが０以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。

カウント値ＣＮＴが０より大きい場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、処理はステップＳ２１に戻る。一方、カウント値ＣＮＴが０以下の場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、全体の処理は終了する。カウント値ＣＮＴが０以下の場合には、推定値ＰＭＴＡと吸気圧ＰＩとが安定した状態のまま一定時間が経過したことになる。つまりステップＳ８の処理が終了するのは、スロットル開度ＴＡがγより大きく、かつ、圧力差ΔＰの変化（今回のΔＰと前回のΔＰとの差）が所定値以下となる状態（圧力差ΔＰが一定の状態）が所定時間続く場合である。

なお、今回のΔＰと前回のΔＰとの差が所定値より大きい場合（ステップＳ２３においてＮＯ）、故障診断部３１１は予め定められたカウント値ＣＮＴを設定する（ステップＳ２５）。

再び図４および図３を参照して、ステップＳ８においてスロットル開度ＴＡが所定値γより大きく、かつ、吸気圧センサ１２６の値（吸気圧ＰＩ）と吸気圧の推定値との差が所定範囲内にある状態が所定時間継続している場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、故障診断部３１１はエンジン気圧推定値ＰＩＮＧを更新する。

故障診断部３１１は、１気圧下でのエンジン１２０の動作状況に基づき定められる吸気量の理論値を予め記憶する。エンジン１２０の動作状況を示す情報は、エンジン回転数Ｎｅ、信号Ａｃｃが示すアクセル開度、制御部３００から点火プラグ１０６に送られる点火信号が示す点火タイミング、バルブタイミング等である。故障診断部３１１は、エアフローメータ１２４からの吸気量ＦＬと吸気量の理論値とを用いてエンジン気圧推定値ＰＩＮＧを補正する。

具体的には、故障診断部３１１は、吸気量ＦＬと吸気量の理論値とから、吸気圧センサ１２６の値（吸気圧ＰＩ）と１気圧下でエンジン１２０を動作させたときの吸気圧ＰＩＡ（理論値）との差を求め、この差を１気圧に加算してエンジン気圧推定値ＰＩＮＧを算出する。つまりエンジン気圧推定値ＰＩＮＧは、以下の式（１）に従って算出される。

ＰＩＮＧ＝１気圧＋（ＰＩ−ＰＩＡ）…（１）
式（１）が示すエンジン気圧推定値ＰＩＮＧについてより詳しく説明する。

図９は、図４のステップＳ９におけるエンジン気圧推定値ＰＩＮＧの算出式を説明する図である。図９において、吸気はスロットルバルブ１１４、吸気マニホールド１８２を通り吸気ポートに流れる。吸気マニホールド１８２の外部の気圧を１気圧とし、吸気マニホールド１８２の内部の圧力を吸気圧ＰＩＡとすると圧力差は（１気圧−ＰＩＡ）となる。

本実施の形態では吸気マニホールド１８２の吸気圧が変化しても吸気マニホールド１８２の内部の吸気圧と、大気圧との差は常に（１気圧−ＰＩＡ）に保たれているものとする。よって大気圧が１気圧から変動した場合におけるエンジン気圧推定値ＰＩＮＧは式（１）に従って算出される。

図４，図５を参照して、ステップＳ１１では故障診断部３１１（図３）は、エンジン気圧推定値ＰＩＮＧと大気圧センサ２５０が検出した大気圧ＰＡとの差がα２以上、かつ、β２より小さい範囲内か否かを判定する。α２，β２はα１，β１と同様に予め定められる。図５に示すように、エンジンの動作時における圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）の許容範囲はエンジン停止中における圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）の許容範囲よりも広い。エンジン動作時には吸気圧ＰＩがばらつきやすいが、圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）の許容範囲をエンジンの停止時の許容範囲よりも広げることで大気圧センサ２５０の故障診断時に誤判定が生じるのを防ぐことができる。

故障診断部３１１は（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がα２以上かつβ２より小さい場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、大気圧センサ２５０が正常であると判定する（ステップＳ６）。一方、故障診断部３１１は、（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がα２より小さい場合、または（ＰＩＮＧ−ＰＡ）がβ２以上の場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、大気圧センサ２５０が異常であると判定する（ステップＳ７）。

なお、β１の絶対値はα１の絶対値より小さく、β２の絶対値はα２の絶対値より小さい。大気圧センサ２５０が異常であるときに大気圧ＰＡに代えてエンジン気圧推定値ＰＩＮＧを用いて上限値ＶＬＭを設定した場合には、β１が大きいほど上限値ＶＬＭも高くなるので、モータジェネレータの絶縁耐圧を超える電圧がモータジェネレータに印加される可能性がある。β１の絶対値をα１の絶対値より小さくすることで、モータジェネレータの故障が生じる可能性をより低くすることが可能になる。β２を大きくした場合も同様である。

なお、ステップＳ８において、故障診断部３１１はスロットル開度ＴＡが所定値γより大きく、かつ、吸気圧ＰＩと推定値ＰＭＴＡとの差が所定範囲内にある状態が所定時間継続しているという条件が満たされてない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、大気圧センサ２５０の出力が急変した（時間に対して大気圧センサ２５０の出力が不連続に変化した）か否かを判定する（ステップＳ１０）。車両の通常の使用時には、車両外部の気圧が急激に変化する確率は低いと考えられる。大気圧センサ２５０の出力が急変した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、故障診断部３１１は大気圧センサが異常であると判定する（ステップＳ７）。一方、大気圧センサ２５０の出力が急変していない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理はステップＳ１５に進む。

続いて、上限値設定部３１２の処理について説明する。
図１０は、エンジン停止時におけるモータジェネレータ内部の気圧ＰＭと、大気圧ＰＡと、吸気圧ＰＩとの関係を説明する図である。なお、図１０に示す関係は、たとえば理想的な環境下（たとえば１気圧下）で実験により求められる。図１０を参照して、気圧ＰＭはモータジェネレータの内部の気圧の推定値を示す。気圧ＰＭは大気圧ＰＡよりもＸだけ低い。また吸気圧ＰＩは大気圧ＰＡよりＹだけ低い。すなわち、気圧ＰＭは（ＰＩ＋Ｙ−Ｘ）に等しくなる。

なお図１０では大気圧ＰＡは実際の大気圧よりも高く示されるが、大気圧センサ２５０が検知した大気圧と実際の大気圧との関係は図１０に示すように限定されるものではない。

モータジェネレータの絶縁特性はモータジェネレータ内部の気圧により決定される。ただしモータジェネレータ内部の気圧は、大気圧センサ２５０の搭載位置やモータジェネレータの気密性等に依存して理想状態での値からずれる。本実施の形態では、大気圧ＰＡおよび吸気圧ＰＩからモータジェネレータ内部の気圧ＰＭを算出して、算出結果に基づき昇圧コンバータ２４２を制御する。

図１１は、昇圧コンバータ２４２の出力の上限値ＶＬＭとモータジェネレータの気圧ＰＭとの関係を説明する図である。図１１を参照して、上限値ＶＬＭはモータジェネレータの気圧ＰＭが低下する（言い換えれば標高値が大きくなる）にしたがってＶＡ，ＶＢ，ＶＣの順に段階的に変化する。たとえば気圧ＰＭが１００ＫＰａの場合には上限値ＶＬＭはＶＡとなる。

上限値設定部３１２は大気圧センサ２５０および吸気圧センサ１２６が正常である場合には、大気圧センサ２５０が検知したＰＡと、吸気圧センサ１２６が検知した吸気圧ＰＩに上記の圧力差Ｙを加算した基準値（＝ＰＩ＋Ｙ）のうちの低いほうを基準として気圧ＰＭを算出し、算出結果に基づいて上限値ＶＬＭを設定する。

図１０を参照しながらより具体的に説明すると、理想状態では気圧ＰＭは（ＰＩ＋Ｙ−Ｘ）に等しく、かつ、（ＰＡ−Ｘ）に等しい。しかし、大気圧ＰＡが変動したり吸気圧ＰＩが変動したりすると、（ＰＩ＋Ｙ−Ｘ）と（ＰＡ−Ｘ）とが異なりうる。そこで上限値設定部３１２は（ＰＩ＋Ｙ−Ｘ）と（ＰＡ−Ｘ）のうちのより低いほうを気圧ＰＭとする。別の言い方をすれば、上限値設定部３１２は基準値（＝ＰＩ＋Ｙ）と大気圧ＰＡとのうちより低いほうの値を選択し、その値にＸを減じて気圧ＰＭを算出する。そして上限値設定部３１２は気圧ＰＭに基づいて上限値ＶＬＭを設定する。（ＰＩ＋Ｙ−Ｘ）と（ＰＡ−Ｘ）のうちのより低いほうが気圧ＰＭに設定されることで、モータジェネレータの耐圧を超える電圧がモータジェネレータに印加される可能性をさらに低くすることができる。

一方、大気圧センサおよび吸気圧センサのいずれかが故障した場合には、上限値設定部３１２は上限値ＶＬＭを予め定められる範囲の最低値（電圧値ＶＣ）に固定する。

図１２は、上限値設定部３１２の処理を説明するフローチャートである。図１２を参照して、上限値設定部３１２は大気圧ＰＡがエンジン気圧推定値ＰＩＮＧと圧力差Ｙとの和（ＰＩＮＧ＋Ｙ）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３１）。ここでエンジン気圧推定値ＰＩＮＧはエンジン始動により変動する値である。大気圧ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）よりも小さい場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、上限値設定部３１２は以下の式（２）に従ってモータジェネレータの気圧ＰＭを算出する（ステップＳ３２）。

ＰＭ＝（ＰＡ−Ｘ） …（２）
大気圧ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）以上となる場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、上限値設定部３１２は以下の式（３）に従って、モータジェネレータの気圧ＰＭを算出する（ステップＳ３３）。

ＰＭ＝（ＰＡ＋Ｙ−Ｘ） …（３）
ステップＳ３２（またはステップＳ３３）の処理の後、上限値設定部３１２は故障診断部３１１の診断結果に基づき、大気圧センサが異常か否かを判定する（ステップＳ３６）。大気圧センサ２５０が異常の場合（ステップＳ３６においてＹＥＳ）、上限値設定部３１２は上限値ＶＬＭを最低値（ＶＣ）に設定する（ステップＳ３７）。大気圧センサ２５０が正常の場合（ステップＳ３６においてＮＯ）、上限値設定部３１２は算出したモータジェネレータの気圧ＰＭに基づいて上限値ＶＬＭを設定する（ステップＳ３８）。ステップＳ３７（またはステップＳ３８）の処理が終了すると、全体の処理はステップＳ３１に戻る。

＜変形例＞
図１３は、変形例における気圧ＰＭの算出処理を説明する図である。図１３を参照して、変形例では大気圧ＰＡよりも吸気圧ＰＩが低い場合、気圧ＰＭを一定の時間（周期Δｔ）ごとに徐々に低下させることで上限値ＶＬＭが急に小さくなることを抑制する。さらに変形例では気圧ＰＭの低減量（大気圧ＰＡと気圧ＰＭとの差）はΔＰｍａｘを超えないように定められる。変形例において気圧ＰＭは昇圧コンバータ２４２の制御に用いられる変数となる。変形例によればモータジェネレータの保護を可能にしつつ、モータジェネレータの出力の急変による車両の挙動への影響を防ぐことが可能になる。

図１４は、変形例における上限値設定部３１２の処理を説明するフローチャートである。なお、図１４に示すフローチャートはエンジンが動作していないときの上限値設定部３１２の処理を示す。

図１４を参照して、上限値設定部３１２は大気圧ＰＡがエンジン気圧推定値ＰＩＮＧと圧力差Ｙとしきい値αの和よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４１）。ここでしきい値αは、気圧ＰＭを低下させる処理において用いられる値である。しきい値αはＰＡと（ＰＩＮＧ＋Ｙ）との差分しきい値であり、圧力値のばらつきを考慮して設定される正の値である。

ステップＳ４１においてＹＥＳの場合、すなわち、ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）＋αより大きい場合には、上限値設定部３１２は、気圧ＰＭを減少させるためにΔＰ０を大きくする（ステップＳ４２）。ステップＳ４２において、上限値設定部３１２は前回の処理において求められたΔＰ０に固定値Ｐ１を加えて新たなΔＰ０を算出する。

ステップＳ４３において、上限値設定部３１２は、ΔＰ０が最大値ΔＰｍａｘよりも大きいか否かを判定する。なお、最大値ΔＰｍａｘは、過補正とならない任意の値に設定される。ΔＰ０が最大値ΔＰｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ４３においてＹＥＳ）、上限値設定部３１２は、ΔＰ０を最大値ΔＰｍａｘに設定する（ステップＳ４４）。そして上限値設定部３１２は、以下の式（４）に従って、気圧ＰＭを算出する（ステップＳ４５）。

ＰＭ＝ＰＡ−Ｘ−ΔＰ０ …（４）
ΔＰ０が最大値ΔＰｍａｘ以下の場合（ステップＳ４３においてＮＯ）、上限値設定部３１２は、式（４）に従って、気圧ＰＭを算出する（ステップＳ４５）。

一方、ステップＳ４１においてＮＯの場合、すなわち、ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）＋α以下の場合には、気圧ＰＭが下がりすぎている可能性がある。上限値設定部３１２は気圧ＰＭが下がりすぎたと判定したときに気圧ＰＭを戻す（ステップＳ４６〜Ｓ４９）。具体的には、まずステップＳ４６において、上限値設定部３１２は、ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）−βより小さいか否かを判定する（ステップＳ４６）。βはしきい値であり、圧力値のばらつきを考慮して設定される正の値である。

ステップＳ４６においてＮＯの場合、すなわち、ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）−β以上の場合には、上限値設定部３１２は、式（４）に従って気圧ＰＭを算出する（ステップＳ４５）。一方、ステップＳ４６においてＹＥＳの場合、すなわち、ＰＡが（ＰＩＮＧ＋Ｙ）−βより小さい場合には、上限値設定部３１２は、気圧ＰＭが下がりすぎたと判定する。そして上限値設定部３１２は、ΔＰ０を小さくして気圧ＰＭを戻す。ステップＳ４７において、上限値設定部３１２は前回の処理において求められたΔＰ０から固定値Ｐ２を減算して新たなΔＰ０を算出する。ステップＳ４８において、上限値設定部３１２は、ΔＰ０が０より小さいか否かを判定する。ΔＰ０が０より小さい場合（ステップＳ４８においてＹＥＳ）、上限値設定部３１２は、ΔＰ０を０に設定する（ステップＳ４９）。そして上限値設定部３１２は、式（４）に従って、気圧ＰＭを算出する（ステップＳ４５）。一方、ΔＰ０が０以上の場合（ステップＳ４８においてＮＯ）、上限値設定部３１２は、式（４）に従って、気圧ＰＭを算出する（ステップＳ４５）。

仮にΔＰ０が負の値である場合には、気圧ＰＭは（ＰＡ−Ｘ）よりも大きくなるので、モータジェネレータに印加される電圧も気圧ＰＭが（ＰＡ−Ｘ）に等しいときの電圧よりも高く設定される。しかしΔＰ０が０より小さくならないように設定されることで、気圧ＰＭは（ＰＡ−Ｘ）以下となる。モータジェネレータに印加される電圧は気圧ＰＭが（ＰＡ−Ｘ）に等しいときの電圧以下となるので、モータジェネレータをより確実に保護することができる。

なお、図１４に示すステップＳ３６〜Ｓ３８の処理は図１２に示すステップＳ３６〜Ｓ３８の処理とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は以後繰返さない。ステップＳ３７またはステップＳ３７の処理が終了すると、全体の処理はステップＳ４１に戻る。

上限値設定部３１２は、エンジンが動作している場合には、図１４のフローチャートと同様の処理を実行する。ただしエンジンの動作時には上限値設定部３１２は、ステップＳ４１におけるしきい値αを（α＋γ）に設定し、ステップＳ４６におけるしきい値βを（β＋γ）に設定する。ここでγは、エンジン動作時における圧力値のばらつき許容のための補正量である。

このように本実施の形態では、大気圧センサの検知結果と、大気圧の変化に応じて変化するエンジンの吸気圧を検知する吸気圧センサの検知結果とに基づいて大気圧センサの故障診断を行なうので、昇圧システムの信頼性をより高めることが可能になる。

また、本実施の形態では、大気圧センサの検知結果と、吸気圧センサの検知結果とに基づいて昇圧回路を制御するので、昇圧システムの信頼性をより高めることが可能になる。

なお、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムに適用した例を示した。しかし本発明は、発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド自動車にも適用できる。

また、本実施の形態では昇圧コンバータが直流電源とモータジェネレータを駆動するインバータとの間に設けられる例を示した。しかし、本発明は、モータジェネレータ以外の負荷（たとえば補機）を駆動するために昇圧コンバータが設けられる場合にも適用できる。

また、本実施の形態では、大気圧センサの故障を診断するためにエンジンの吸気圧センサを用いた例を示した。しかし、本発明において大気圧センサの故障を診断するために用いられるセンサは、大気圧の変化に応じて変化する物理量を検知するセンサであればよく、たとえばエアフローメータでもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本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。

本発明の実施の形態に従うハイブリッド車両のブロック図である。 図１のエンジン１２０の概略構成図である。 昇圧コンバータ２４２の構成、および、制御部３００に含まれる昇圧制御部３１０の構成を説明する図である。 図３に示す故障診断部３１１が実行する故障診断処理を説明するためのフローチャートである。 圧力差（ＰＩＮＧ−ＰＡ）に基づく大気圧センサの故障診断処理を説明するための図である。 スロットル開度ＴＡと、吸気圧の推定値ＰＭＴＡとの関係を説明する図である。 推定値ＰＭＴＡと、吸気圧ＰＩの時間変化を説明する図である。 図４のステップＳ８の処理をより詳細に説明するためのフローチャートである。 図４のステップＳ９におけるエンジン気圧推定値ＰＩＮＧの算出式を説明する図である。 エンジン停止時におけるモータジェネレータ内部の気圧ＰＭと、大気圧ＰＡと、吸気圧ＰＩとの関係を説明する図である。 昇圧コンバータ２４２の出力の上限値ＶＬＭとモータジェネレータの気圧ＰＭとの関係を説明する図である。 上限値設定部３１２の処理を説明するフローチャートである。 変形例における気圧ＰＭの算出処理を説明する図である。 変形例における上限値設定部３１２の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１００ ハイブリッド車両、１０２ エアクリーナ、１０４ インジェクタ、１０６ 点火プラグ、１０８ ピストン、１１０ クランクシャフト、１１２ 三元触媒、１１４ スロットルバルブ、１１６ 吸気バルブ、１１８ 排気バルブ、１２０ エンジン、１２２ バルブタイミング可変機構、１２４ エアフローメータ、１２６ 吸気圧センサ、１２８ カムポジションセンサ、１４０ モータジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０Ｂ ジェネレータ、１５０ アクセルポジションセンサ、１５２ 電圧センサ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、１８２ 吸気マニホールド、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、２５０ 大気圧センサ、２８４ 車速センサ、２８６ イグニッションスイッチ、２８８ スロットル開度センサ、２９０ タイミングロータ、２９２ クランクポジションセンサ、２９４ ノックセンサ、３００ 制御部、３０２ 水温センサ、３１０ 昇圧制御部、３１１ 故障診断部、３１２ 上限値設定部、３１３ コンバータ制御部、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＮＬ 負母線、ＭＰＬ 正母線、Ｑ１，Ｑ２ ＩＧＢＴ素子。

Claims (13)

1. 内燃機関を有する車両に搭載された昇圧システムの故障診断装置であって、
   前記昇圧システムは、
   大気圧を検知して、検知した大気圧を第１の検知結果として出力する大気圧センサと、
   入力電圧を昇圧して出力電圧を出力する昇圧回路と、
   前記第１の検知結果に基づいて前記昇圧回路の出力電圧を制御する制御部とを含み、
   前記故障診断装置は、
   大気圧の変化に応じて変化する物理量として前記内燃機関の吸気圧を検知して、検知した物理量を第２の検知結果として出力する他のセンサと、
   前記第１および第２の検知結果に基づいて、前記大気圧センサの故障を診断する診断部とを備え、
   前記診断部は、前記内燃機関が停止するまでの前記内燃機関の動作状況に基づいて、前記内燃機関が停止した時点から前記大気圧センサの診断を開始するまでの期間を定める、昇圧システムの故障診断装置。
2. 前記診断部は、前記内燃機関が停止した場合には、前記内燃機関の吸気圧が大気圧に実質的に等しくなった後に、前記大気圧センサの診断を開始する、請求項１に記載の昇圧システムの故障診断装置。
3. 前記診断部は、前記内燃機関の動作時には、前記吸気圧が安定するための条件として予め定められた条件が成立した時に、前記大気圧センサを診断する、請求項１に記載の昇圧システムの故障診断装置。
4. 前記内燃機関は、自身の吸気量を調整するためのスロットルバルブを有し、
   前記診断部は、予め定められた、前記スロットルバルブの開度に対する前記吸気圧の変化率および前記スロットルバルブの前記開度に基づいて前記内燃機関の吸気圧を推定し、
   前記開度が所定値より大きい場合における前記変化率は、前記開度が前記所定値より小さい場合における前記変化率よりも小さく定められ、
   前記予め定められた条件は、前記スロットルバルブの開度が所定値以上となり、かつ、前記診断部が推定した前記内燃機関の吸気圧と前記第２の検知結果との差が所定範囲内である状態が一定時間以上続くという条件である、請求項３に記載の昇圧システムの故障診断装置。
5. 前記内燃機関には、前記内燃機関の吸気量を計測するエアフローメータが設けられ、
   前記診断部は、所定の大気圧下で前記内燃機関が動作した場合における前記内燃機関の吸気量の理論値を予め保持し、前記理論値と前記エアフローメータの計測値との差に基づき、前記所定の大気圧下における前記吸気圧の理論圧と前記第２の検知結果との圧力差を算出し、前記所定の大気圧と前記理論圧との圧力差が前記大気圧によらず一定であるとの条件に従って前記圧力差と前記第２の検知結果とに基づき前記第１の検知結果と比較するための比較値を算出して、前記第１の検知結果および前記比較値に基づき前記大気圧センサの故障を診断する、請求項３に記載の昇圧システムの故障診断装置。
6. 前記診断部は、前記第１の検知結果と前記第２の検知結果との差が予め定められた許容範囲内にある場合には、前記大気圧センサが正常であると判定し、
   前記許容範囲は、前記内燃機関の停止時と前記内燃機関の動作時とで異なる、請求項１に記載の昇圧システムの故障診断装置。
7. 前記診断部は、前記第２の検知結果から前記第１の検知結果を減算して減算結果が前記許容範囲内にあるか否かを判定し、
   前記許容範囲の下限値は負の値であり、
   前記許容範囲の上限値は、前記下限値の絶対値よりも小さい正の値である、請求項６に記載の昇圧システムの故障診断装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の昇圧システムの故障診断装置と、
   前記昇圧システムとを備える、車両。
9. 内燃機関を有する車両に搭載された昇圧回路の制御装置であって、
   大気圧を検知して、検知した大気圧を第１の検知結果として出力する大気圧センサと、
   大気圧の変化に応じて変化する物理量として前記内燃機関の吸気圧を検知して、検知した物理量を第２の検知結果を出力する他のセンサと、
   前記第１および第２の検知結果に基づいて、前記大気圧センサおよび前記他のセンサの故障を診断するとともに前記昇圧回路の出力電圧を制御する昇圧制御部とを備え、
   前記昇圧制御部は、前記内燃機関が停止するまでの前記内燃機関の動作状況に基づいて、前記内燃機関が停止した時点から前記大気圧センサの診断を開始するまでの期間を定める、昇圧回路の制御装置。
10. 前記昇圧制御部は、前記第１の検知結果から前記第２の検知結果を減算した値の標準値を予め記憶し、前記第１の検知結果と、前記第２の検知結果に前記標準値を加算した結果とのうちの小さいほうに基づいて、前記昇圧回路の出力電圧を制御する、請求項９に記載の昇圧回路の制御装置。
11. 前記昇圧制御部は、前記第２の検知結果が示す前記内燃機関の吸気圧が前記第１の検知結果が示す大気圧より低い場合には、前記第１の検知結果から漸減する変数を設定し、前記変数と前記昇圧回路の出力電圧の制限値との関係と、前記変数とに基づいて、前記昇圧回路の出力電圧を制御する、請求項９に記載の昇圧回路の制御装置。
12. 前記昇圧制御部は、前記大気圧センサおよび前記他のセンサの少なくとも一方の故障を検出した場合には、前記大気圧センサおよび前記他のセンサがともに正常である場合に比較して、前記昇圧回路の出力電圧を低く設定する、請求項９に記載の昇圧回路の制御装置。
13. 請求項９から１２のいずれか１項に記載の昇圧回路の制御装置と、
    前記昇圧回路とを備える、車両。

Images