JP5445347B2 - 車両の制御装置およびそれを備える車両ならびに内燃機関の異常判定方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両の制御装置およびそれを備える車両ならびに内燃機関の異常判定方法に関し、特に、車両における内燃機関の異常判定を実行する際の制御技術に関する。

近年、車両に対しては、多気筒エンジンにおける気筒毎の空燃比インバランスを検知するインバランスモニターや排気浄化装置における触媒劣化検出等、エンジンに対して高度なＯＢＤ（On Board Diagnosis）の実施が要求されている。

このエンジンのＯＢＤに関して、特開２００９−１２６４７８号公報（特許文献１）は、無段変速モードと固定変速比モードとの間で変速を行なうハイブリッド車両において、エンジンにおけるＯＢＤ要求に基づいてエンジンパワーを調整することが開示されている。これにより、ＯＢＤ要求によるエンジンパワーの増加を変速中に実施可能か否かについて適切に判断することができるとされる（特許文献１参照）。

特開２００９−１２６４７８号公報 特開２００８−２１３７２５号公報 特開２０００−２５７４９８号公報

エンジンのＯＢＤを実行する条件としては、エンジンパワーが適当な大きさ（大き過ぎず、かつ、小さ過ぎず）で一定である定常状態が望ましい。たとえば、エンジンパワーが中程度の領域において一定となるようにエンジンを定常状態に制御し、この定常状態においてＯＢＤを実行することが望ましい。

しかしながら、状況によっては、エンジンを定常状態に制御することができずにエンジンのＯＢＤを実行することができない場合も発生し得る。この点について、上記の公報では特に検討されていない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関のＯＢＤを確実に実行可能な車両の制御装置およびそれを備える車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、内燃機関のＯＢＤを確実に実行可能な、車両における内燃機関の異常判定方法を提供することである。

この発明によれば、車両の制御装置は、残存容量制御部と、出力制御部と、異常判定実行部とを備える。ここで、車両は、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを含む。残存容量制御部は、蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）を所定の目標に制御する。出力制御部は、内燃機関の異常判定（ＯＢＤ）の実行が要求されているとき、異常判定を実行可能な定常状態に内燃機関の出力を制御する。異常判定実行部は、出力制御部により内燃機関の出力が定常状態に制御されているとき、異常判定を実行する。そして、残存容量制御部は、異常判定実行部による異常判定が未実行のとき、出力制御部により制御された内燃機関の出力に基づいて残存容量の目標を変更する。

好ましくは、出力制御部は、異常判定の実行が要求されているとき、内燃機関の出力を増加させることによって定常状態を形成する。そして、残存容量制御部は、異常判定が未実行のとき、異常判定の非要求時に対して残存容量の目標を低くする。

さらに好ましくは、車両の制御装置は、入力許容電力制御部をさらに備える。入力許容電力制御部は、異常判定が未実行であり、かつ、出力制御部による内燃機関の出力の増加が要求されているとき、蓄電装置に入力される電力の制限値を示す入力許容電力（Ｗｉｎ）を拡大し、または入力許容電力による電力制限を無効化する。

また、好ましくは、出力制御部は、異常判定の実行が要求されているとき、内燃機関の出力を減少させることによって定常状態を形成する。そして、残存容量制御部は、異常判定が未実行のとき、異常判定の非要求時に対して残存容量の目標を高くする。

好ましくは、残存容量が規定量よりも多い場合、出力制御部は、異常判定の実行が要求されているとき、内燃機関の出力を減少させることによって定常状態を形成し、残存容量制御部は、異常判定が未実行のとき、異常判定の非要求時に対して残存容量の目標を高くする。一方、残存容量が規定量よりも少ない場合、出力制御部は、異常判定の実行が要求されているとき、内燃機関の出力を増加させることによって定常状態を形成し、残存容量制御部は、異常判定が未実行のとき、異常判定の非要求時に対して残存容量の目標を低くする。

好ましくは、残存容量制御部は、異常判定の実行後、異常判定の未実行時に変更された残存容量の目標を元の値に復帰させる。

また、この発明によれば、車両は、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置と、上述したいずれかの制御装置とを備える。

また、この発明によれば、異常判定方法は、車両における内燃機関の異常判定方法である。車両は、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを備える。異常判定方法は、内燃機関の異常判定（ＯＢＤ）が未実行のとき、蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の目標を変更するステップと、異常判定の実行が要求されているとき、異常判定を実行可能な定常状態に内燃機関の出力を制御するステップと、内燃機関の出力が定常状態に制御されているとき、異常判定を実行するステップとを含む。そして、残存容量の目標を変更するステップは、定常状態に制御された内燃機関の出力に基づいて残存容量の目標を変更するステップを含む。

この発明においては、内燃機関の異常判定（ＯＢＤ）が未実行のとき、異常判定を実行可能な定常状態に制御された内燃機関の出力に基づいて、蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の目標が変更される。これにより、蓄電装置の残存容量が制約となって内燃機関を定常状態に制御できない事態を回避できる。したがって、この発明によれば、内燃機関のＯＢＤを確実に実行することが可能となる。

この発明の実施の形態による制御装置を備える車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 ＯＢＤの実行に関するＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 Ｐｅ制御部によるエンジンパワーの補正を説明するための図である。 ＳＯＣ制御部によるＳＯＣ目標の補正を説明するための図である。 ＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２におけるＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 蓄電装置の入力許容電力を示した図である。 実施の形態２におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３におけるエンジンパワーの補正を説明するための図である。 実施の形態３におけるＳＯＣ目標の補正を説明するための図である。 実施の形態３におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態４におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。 この発明による制御装置を適用可能なハイブリッド車両の他の構成を示す全体ブロック図である。

以下、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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による制御装置を備える車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、減速機８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２と、ＭＧ−ＥＣＵ３４と、ＨＶ−ＥＣＵ３６とをさらに備える。

エンジン２は、複数のシリンダーを有する多気筒エンジンであり、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置４へ出力する。動力分割装置４は、エンジン２、モータジェネレータ６および減速機８に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割装置４として用いることができ、この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータ６の回転軸ならびに減速機８の入力軸にそれぞれ接続される。モータジェネレータ１０の回転軸は、減速機８の入力軸に連結される。

エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割装置４によってモータジェネレータ６と減速機８とに分配される。すなわち、エンジン２は、駆動軸１２を駆動するとともにモータジェネレータ６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータ６は、エンジン２によって駆動される発電機として動作する。また、モータジェネレータ６は、エンジン２の始動を行なう電動機としても動作する。モータジェネレータ１０は、駆動軸１２を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

蓄電装置１６は、車両走行用の電力を蓄える再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時、電力変換器１８および／または２０から電力を受けて充電される。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータ６，１０による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ６，１０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。

電力変換器１８は、モータジェネレータ６により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器２０は、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０へ出力する。なお、電力変換器１８は、エンジン２の始動時、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ６へ出力する。また、電力変換器２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、モータジェネレータ１０により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。なお、各電力変換器１８，２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータから成る。

モータジェネレータ６，１０は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ６は、エンジン２により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器１８へ出力する。また、モータジェネレータ６は、電力変換器１８から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン２の始動を行なう。モータジェネレータ１０は、電力変換器２０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ１０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器２０へ出力する。

エンジンＥＣＵ３２は、ＨＶ−ＥＣＵ３６からの動作指令に基づいて、エンジン２を駆動するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号をエンジン２へ出力する。また、エンジンＥＣＵ３２は、車両の起動を要求する操作（イグニッションスイッチやスタートスイッチ等の押下）が利用者により行なわれると、エンジン２のＯＢＤの実行を要求する信号を生成してＨＶ−ＥＣＵ３６へ出力する。

このＯＢＤは、車両の１トリップ中（車両システムが起動されてから停止するまで）に少なくとも１回、所定の実行条件が成立したときにエンジン２に関する所定の異常判定を自動的に実行するものである。一例として、この実施の形態１では、車両システムの起動後にまだＯＢＤが実行されておらず（ＯＢＤ未実行）、かつ、エンジン２の出力（エンジンパワー）が所定の範囲において定常状態に制御されているとき、エンジン２の気筒毎の空燃比インバランスを検知するインバランスモニターや、排気管に設けられる排気浄化装置の触媒劣化検出等の異常判定が実行される。

ＭＧ−ＥＣＵ３４は、ＨＶ−ＥＣＵ３６からの動作指令に基づいて、モータジェネレータ６，１０を駆動するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号を電力変換器１８，２０へ出力する。

ＨＶ−ＥＣＵ３６は、車両の運転状態に基づいてエンジン２およびモータジェネレータ６，１０の動作指令を生成し、その生成した動作指令をエンジンＥＣＵ３２およびＭＧ−ＥＣＵ３４へ出力する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジン２のＯＢＤの実行を要求する信号をエンジンＥＣＵ３２から受けると、上述したＯＢＤを実行するための各種制御演算を行なう。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、その演算結果に基づいて、ＯＢＤの実行に伴なうエンジン２およびモータジェネレータ６，１０の動作指令を生成し、その生成した動作指令をエンジンＥＣＵ３２およびＭＧ−ＥＣＵ３４へ出力する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジン２のＯＢＤを実際に実行し、そのＯＢＤの結果を利用者に対して報知する。

図２は、ＯＢＤの実行に関するＨＶ−ＥＣＵ３６の機能ブロック図である。図２を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワー（Ｐｅ）制御部５２と、ＯＢＤ実行部５４と、ＳＯＣ制御部５６とを含む。

Ｐｅ制御部５２は、アクセル開度を示すアクセル開度信号ＡＣＣや車両の走行状態を示す各種信号（図示せず）に基づいて、エンジン２の出力を示すエンジンパワーＰｅを算出する。ここで、Ｐｅ制御部５２は、エンジン２のＯＢＤの実行を要求する信号をエンジンＥＣＵ３２から受けると、ＯＢＤを実行可能なエンジンパワーＰｅの領域（以下「ＯＢＤ実行領域」と称する。）においてエンジンパワーＰｅが定常状態となるようにエンジンパワーＰｅを補正する。

図３は、Ｐｅ制御部５２によるエンジンパワーＰｅの補正を説明するための図である。図３を参照して、横軸は、補正前のエンジンパワーＰｅ、すなわち走行状況に応じたエンジン２の出力要求を示す。縦軸は、Ｐｅ制御部５２による補正後のエンジンパワーＰｅを示す。エンジンパワーＰｅがＰｅ１からＰｅ２の領域は、ＯＢＤ実行領域であり、このＯＢＤ実行領域は、エンジンパワーＰｅが大き過ぎず、かつ、小さ過ぎない範囲で予め設定される。

そして、この実施の形態１では、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤの実行要求をエンジンＥＣＵ３２から受けると、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅをＰｅ２に増加させる（以下では、このＯＢＤ実行領域におけるエンジンパワーＰｅの増加をエンジンパワーＰｅの嵩上げとも称する。）。すなわち、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅを嵩上げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態（Ｐｅ２）に制御する。

再び図２を参照して、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅの補正に伴ない走行パワーが変化しないようにモータジェネレータ６の回生トルクを補正する。そして、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅの上記補正に伴なうエンジン２およびモータジェネレータ６の動作指令を生成し、その生成した動作指令をエンジンＥＣＵ３２およびＭＧ−ＥＣＵ３４へ出力する。

ＯＢＤ実行部５４は、ＯＢＤ実行領域においてＰｅ制御部５２によりエンジンパワーＰｅが定常状態に制御されているとき、上述したインバランスモニターや触媒劣化検出等のＯＢＤを実行し、そのＯＢＤの実行結果を利用者へ報知する。また、ＯＢＤ実行部５４は、ＯＢＤの実行完了／未実行を示す信号をＰｅ制御部５２およびＳＯＣ制御部５６へ出力する。

ＳＯＣ制御部５６は、蓄電装置１６の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１６の残存容量（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）を算出する。そして、ＳＯＣ制御部５６は、蓄電装置１６のＳＯＣを所定の目標に制御するように、エンジン２およびモータジェネレータ６の動作指令を生成し、その生成した動作指令をエンジンＥＣＵ３２およびＭＧ−ＥＣＵ３４へ出力する。

ここで、ＳＯＣ制御部５６は、ＯＢＤが未実行である旨の通知をＯＢＤ実行部５４から受けているとき、Ｐｅ制御部５２により制御されるエンジンパワーＰｅに基づいて蓄電装置１６のＳＯＣの目標を変更する。

図４は、ＳＯＣ制御部５６によるＳＯＣ目標の補正を説明するための図である。図４を参照して、縦軸は、ＳＯＣ目標の設定値を示し、横軸は時間の経過を示す。時刻ｔ０において、イグニッションスイッチが押下される等して車両システムが起動されると、この時点でＯＢＤは未実行であると判定され、ＳＯＣ制御部５６は、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ２に引き下げる。

すなわち、この実施の形態１においては、図３に示したように、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅを嵩上げする。これに伴ない、エンジン２の出力を用いて発電するモータジェネレータ６の発電量が増加するところ、この増加分を蓄電装置１６が受入可能でなければ、エンジンパワーＰｅを嵩上げすることができず、ＯＢＤが実行不可能となる。そこで、この実施の形態１においては、ＯＢＤ実行領域におけるエンジンパワーＰｅの嵩上げおよびそれに伴なう蓄電装置１６の充電電力の増加を見込んで、ＯＢＤが未実行のときは、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げておくこととしたものである。これにより、蓄電装置１６の充電許容量を増加させ、エンジンパワーＰｅを定常状態に制御できないためにＯＢＤが実行不可能となる事態を回避することができる。

そして、時刻ｔ１においてＯＢＤが完了すると、ＳＯＣの目標は、元のデフォルト値（Ｓ１）に戻される。

図５は、ＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ＯＢＤが完了しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。上述のように、ＯＢＤは、車両の１トリップ中（車両システムが起動されてから停止するまで）に少なくとも１回実行されるものであり、この実施の形態１では、イグニッションスイッチが押下される等して車両システムが起動されるとＯＢＤが未実行であるとされ、ＯＢＤが実行されるとＯＢＤが完了したものとされる。

ステップＳ１０においてＯＢＤが未実行であると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げる（ステップＳ２０）。具体的には、図４に示したように、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ２に引き下げる。次いで、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅがＯＢＤ実行領域に含まれているか否かを判定する（ステップＳ３０）。具体的には、図３に示したように、エンジンパワーＰｅがＰｅ１からＰｅ２の間であるか否かが判定される。

ステップＳ３０においてＯＢＤ実行領域であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅを嵩上げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御する（ステップＳ４０）。具体的には、図３に示したように、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅをＰｅ２に嵩上げする。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、予め定められたＯＢＤ処理（インバランスモニターや触媒劣化検出等）を実行する（ステップＳ５０）。

なお、ステップＳ３０においてＯＢＤ実行領域でないと判定されたときは（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ステップＳ４０，Ｓ５０に示される処理を実行することなくステップＳ７０へ処理を移行する。

一方、ステップＳ１０においてＯＢＤが完了していると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、通常制御を実行する（ステップＳ６０）。すなわち、ＳＯＣの目標が引き下げられている場合には、ＳＯＣの目標をデフォルト値に復帰させ、エンジンパワーＰｅが補正されている場合には、非補正の状態に復帰させる。

以上のように、この実施の形態１においては、エンジン２のＯＢＤが未実行のとき、エンジンパワーＰｅを嵩上げして定常状態に制御し、エンジンパワーＰｅの嵩上げに伴ない蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げる。これにより、蓄電装置１６のＳＯＣが制約となってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御できない事態を回避できる。したがって、この実施の形態１によれば、エンジン２のＯＢＤを確実に実行することができる。

［実施の形態２］
蓄電装置１６については、過電圧から保護するために、蓄電装置１６へ入力される電力（Ｗ）の上限を示す入力許容電力Ｗｉｎが設けられている。ここで、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅが嵩上げされると、モータジェネレータ６の発電量が増大することにより蓄電装置１６の入力電力も大きくなる。そして、この入力電力が入力許容電力Ｗｉｎによって制限されると、モータジェネレータ６の発電量が制限されるので、エンジンパワーＰｅを嵩上げできず定常状態に制御できなくなる。そこで、この実施の形態２においては、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅの嵩上げが要求されているときは、蓄電装置１６の入力許容電力Ｗｉｎが拡大または無効化される。

なお、入力許容電力Ｗｉｎを拡大または無効化しても、エンジンパワーＰｅは定常状態に制御されているので蓄電装置１６の電圧が急変することはなく、蓄電装置１６の電圧を監視することによって過電圧から保護することができる。

図６は、実施の形態２におけるＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。なお、この図６においても、図２と同様に、ＯＢＤの実行に関する部分の機能が示される。図６を参照して、このＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６の構成において、Ｗｉｎ制御部５８をさらに含む。

Ｗｉｎ制御部５８は、蓄電装置１６のＳＯＣの算出値をＳＯＣ制御部５６から受け、その受けたＳＯＣの算出値に基づいて、蓄電装置１６の入力許容電力Ｗｉｎを設定する。そして、Ｗｉｎ制御部５８は、蓄電装置１６の入力電力が入力許容電力Ｗｉｎを超えると、入力電力を低減するようにモータジェネレータ６，１０の動作指令を生成してＭＧ−ＥＣＵ３４へ出力する。

ここで、Ｗｉｎ制御部５８は、ＯＢＤの実行完了／未実行を示す信号をＯＢＤ実行部５４から受け、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅが定常状態に制御されているか否か、すなわちエンジンパワーＰｅが嵩上げされているか否かを示す信号をＰｅ制御部５２から受ける。そして、ＯＢＤが未実行であり、かつ、エンジンパワーＰｅが嵩上げされているとき、Ｗｉｎ制御部５８は、入力許容電力Ｗｉｎを拡大（または無効化）する。

図７は、蓄電装置１６の入力許容電力Ｗｉｎを示した図である。図７を参照して、入力許容電力Ｗｉｎは、蓄電装置１６が入力可能な電力（Ｗ）の最大値である。なお、蓄電装置１６のＳＯＣが高いときは、過充電防止のために入力許容電力Ｗｉｎは制限される。

そして、この実施の形態２では、ＯＢＤが未実行であり、かつ、エンジンパワーＰｅが嵩上げされているとき、図７において矢印で示すように、入力許容電力Ｗｉｎが拡大（または無効化）される。これにより、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅの嵩上げに伴ない入力許容電力Ｗｉｎによって蓄電装置１６の入力電力が制限されることはなく、エンジンパワーＰｅの定常状態を確実に形成することが可能となる。

なお、出力許容電力Ｗｏｕｔは、蓄電装置１６が出力可能な電力（Ｗ）の最大値であり、蓄電装置１６のＳＯＣが低いときは、過放電防止のために出力許容電力Ｗｏｕｔは制限される。

図８は、実施の形態２におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図８を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３２，Ｓ３４をさらに含む。すなわち、ステップＳ３０においてＯＢＤ実行領域であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、エンジンパワーＰｅの嵩上げが要求されているか否かを判定する（ステップＳ３２）。

そして、エンジンパワーＰｅの嵩上げが要求されていると判定されると（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、蓄電装置１６の入力許容電力Ｗｉｎを拡大（または無効化）する（ステップＳ３４）。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、ステップＳ４０へ処理を進める。

なお、ステップＳ３２において、エンジンパワーＰｅの嵩上げが要求されていないと判定されたときは（ステップＳ３２においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、ステップＳ３４，Ｓ４０，Ｓ５０に示される処理を実行することなく、ステップＳ７０へ処理を移行する。

以上のように、この実施の形態２においては、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅの嵩上げが要求されているときは、蓄電装置１６の入力許容電力Ｗｉｎが拡大または無効化される。これにより、入力許容電力Ｗｉｎが制約となってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御できない事態を回避できる。したがって、この実施の形態２によれば、エンジン２のＯＢＤを確実に実行することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１では、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅを定常状態とするためにエンジンパワーＰｅをＰｅ２に嵩上げし、それに伴ない増加するモータジェネレータ６の発電量を蓄電装置１６で吸収可能とするために蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げることとした。この実施の形態３では、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅを定常状態とするためにエンジンパワーＰｅをＰｅ１に制御する（以下では、この動作をエンジンパワーＰｅの嵩下げとも称する。）。そして、エンジンパワーＰｅの嵩下げに伴ないモータジェネレータ６の発電量が減少することを見込んで、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き上げることとする。

この実施の形態３における車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００と同じである。また、実施の形態３におけるＨＶ−ＥＣＵの構成も、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。

図９は、実施の形態３におけるエンジンパワーＰｅの補正を説明するための図である。図９を参照して、横軸は補正前のエンジンパワーＰｅを示し、縦軸はＰｅ制御部５２による補正後のエンジンパワーＰｅを示す。上述のように、エンジンパワーＰｅがＰｅ１からＰｅ２の領域は、ＯＢＤ実行領域である。

この実施の形態３では、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤの実行要求をエンジンＥＣＵ３２から受けると、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅをＰｅ１に嵩下げする。すなわち、Ｐｅ制御部５２は、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅを嵩下げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態（Ｐｅ１）に制御する。

図１０は、この実施の形態３におけるＳＯＣ目標の補正を説明するための図である。図１０を参照して、縦軸は、ＳＯＣ目標の設定値を示し、横軸は時間の経過を示す。時刻ｔ０において車両システムが起動されると、この時点でＯＢＤは未実行であると判断され、ＳＯＣ制御部５６は、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ３に引き上げる。

すなわち、この実施の形態３においては、図９に示したように、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅを嵩下げする。これに伴ない、エンジン２の出力を用いて発電するモータジェネレータ６の発電量が減少するので、蓄電装置１６のＳＯＣが低下し得る。そこで、この実施の形態３においては、ＯＢＤ実行領域におけるエンジンパワーＰｅの嵩下げおよびそれに伴なう蓄電装置１６のＳＯＣの低下を見込んで、ＯＢＤが未実行のときは、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き上げておくこととしたものである。

そして、時刻ｔ１においてＯＢＤが完了すると、ＳＯＣの目標は、元のデフォルト値（Ｓ１）に戻される。

図１１は、実施の形態３におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１１を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２０，Ｓ４０に代えてそれぞれステップＳ２５，Ｓ４５を含む。すなわち、ステップＳ１０においてＯＢＤが未実行であると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き上げる（ステップＳ２５）。具体的には、図１０に示したように、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ３に引き上げる。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ステップＳ３０へ処理を進める。

また、ステップＳ３０においてＯＢＤ実行領域であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅを嵩下げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御する（ステップＳ４５）。具体的には、図９に示したように、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅをＰｅ１に嵩下げする。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ステップＳ５０へ処理を進める。

以上のように、この実施の形態３においては、エンジン２のＯＢＤが未実行のとき、エンジンパワーＰｅを嵩下げして定常状態に制御し、エンジンパワーＰｅの嵩下げに伴ない蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き上げる。これにより、蓄電装置１６のＳＯＣが制約となってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御できない事態を回避できる。したがって、この実施の形態３によっても、エンジン２のＯＢＤを確実に実行することができる。

［実施の形態４］
この実施の形態４では、蓄電装置１６のＳＯＣが相対的に高いときは、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅを嵩下げするとともにＳＯＣの目標が引き上げられる。一方、蓄電装置１６のＳＯＣが相対的に低いときは、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅを嵩上げするとともにＳＯＣの目標が引き下げられる。

この実施の形態４における車両の全体構成も、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００と同じである。また、実施の形態４におけるＨＶ−ＥＣＵの構成も、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。

図１２は、実施の形態４におけるＯＢＤの実行に関する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１２を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ＯＢＤが完了しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。そして、ＯＢＤが未実行であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣが規定値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１２０）。なお、この規定値は、ＳＯＣの上下限内において相対的にＳＯＣが高いか低いかを区別するために予め決定される。

ステップＳ１２０においてＳＯＣが規定値よりも高いと判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き上げる（ステップＳ１３０）。具体的には、図１０に示したように、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ３に引き上げる。一方、ステップＳ１２０においてＳＯＣが規定値以下であると判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げる（ステップＳ１４０）。具体的には、図４に示したように、ＳＯＣの目標をデフォルト値のＳ１からＳ２に引き下げる。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅがＯＢＤ実行領域に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。具体的には、エンジンパワーＰｅがＰｅ１からＰｅ２の間であるか否かが判定される。ＯＢＤ実行領域であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６のＳＯＣが規定値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１６０）。

そして、ＳＯＣが規定値よりも高いと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅを嵩下げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御する（ステップＳ１７０）。具体的には、図９に示したように、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅをＰｅ１に嵩下げする。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、予め定められたＯＢＤ処理（インバランスモニターや触媒劣化検出等）を実行する（ステップＳ１９０）。

一方、ステップＳ１６０においてＳＯＣが規定値以下であると判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジンパワーＰｅを嵩上げすることによってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御する（ステップＳ１８０）。具体的には、図３に示したように、ＯＢＤ実行領域において、走行状況に応じたエンジン２の出力要求に拘わらずエンジンパワーＰｅをＰｅ２に嵩上げする。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ステップＳ１９０へ処理を進め、ＯＢＤ処理が実行される。

なお、ステップＳ１５０においてＯＢＤ実行領域でないと判定されたときは（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、ステップＳ２１０へ処理を移行する。

一方、ステップＳ１１０においてＯＢＤが完了していると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、通常制御を実行する（ステップＳ２００）。すなわち、ＳＯＣの目標が変更されている場合には、ＳＯＣの目標をデフォルト値に復帰させ、エンジンパワーＰｅが補正されている場合には、非補正の状態に復帰させる。

以上のように、この実施の形態４においても、蓄電装置１６のＳＯＣが制約となってエンジンパワーＰｅを定常状態に制御できない事態を回避できる。したがって、この実施の形態４によっても、エンジン２のＯＢＤを確実に実行することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、動力分割装置４によりエンジン２の動力を駆動軸１２とモータジェネレータ６とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。

図１３は、この発明による制御装置を適用可能なハイブリッド車両の他の構成を示す全体ブロック図である。図１３を参照して、ハイブリッド車両２００は、エンジン２０２と、モータジェネレータ２０４と、無段変速機（ＣＶＴ）２０６と、車輪２０８と、電力変換器２１０と、蓄電装置２１２とを備える。

エンジン２０２の出力は、ＣＶＴ２０６を介して車輪２０８へ伝達される。モータジェネレータ２０４は、必要に応じてトルクを発生し、走行トルクをアシストする。また、モータジェネレータ２０４は、必要に応じてエンジン２０２の出力の一部を用いて発電し、蓄電装置２１２の充電電力を生成する。

そして、このハイブリッド車両２００においても、ＯＢＤ実行領域において、たとえば、エンジンパワーＰｅをＰｅ２に嵩上げすることによって定常状態を形成し、エンジンパワーＰｅの増加分をモータジェネレータ２０４の発電に用いるとともに蓄電装置１６のＳＯＣの目標を引き下げることで、ＯＢＤを確実に実行することができる。

さらに、この発明は、ハイブリッド車両でない従来タイプのエンジン車にも適用可能である。たとえば、図１３において、モータジェネレータ２０４をオルタネータに置き換え、蓄電装置２１２を補機バッテリに置換えても、この発明を実施することができる。

また、上記の実施の形態１では、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅをＰｅ２に嵩上げし、実施の形態３では、ＯＢＤ実行領域においてエンジンパワーＰｅをＰｅ１に嵩下げするものとしたが、ＯＢＤ実行領域において、エンジンパワーＰｅをＰｅ１とＰｅ２との間の任意の一定値とすることによって定常状態を形成してもよい。

なお、上記において、エンジン２，２０２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ６，２０４は、この発明における「発電機」の一実施例に対応する。また、ＳＯＣ制御部５６は、この発明における「残存容量制御部」の一実施例に対応し、Ｐｅ制御部５２は、この発明における「出力制御部」の一実施例に対応する。さらに、ＯＢＤ実行部５４は、この発明における「異常判定部」の一実施例に対応し、Ｗｉｎ制御部５８は、この発明における「入力許容電力制御部」の一実施例に対応する。

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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２，２０２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０，２０４ モータジェネレータ、８ 減速機、１２ 駆動軸、１４，２０８ 車輪、１６，２１２ 蓄電装置、１８，２０，２１０ 電力変換器、３２ エンジンＥＣＵ、３４ ＭＧ−ＥＣＵ、３６，３６Ａ ＨＶ−ＥＣＵ、５２ Ｐｅ制御部、５４ ＯＢＤ実行部、５６ ＳＯＣ制御部、５８ Ｗｉｎ制御部、１００，２００ ハイブリッド車両、２０６ 無段変速機。

Claims (9)

1. 車両の制御装置であって、
   前記車両は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを含み、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の残存容量を所定の目標に制御する残存容量制御部と、
   前記内燃機関の異常判定の実行が要求されているとき、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御する出力制御部と、
   前記出力制御部により前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行する異常判定実行部とを備え、
   前記残存容量制御部は、前記異常判定実行部による前記異常判定が未実行のとき、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を低くし、
   前記出力制御部は、前記内燃機関の出力を所定値まで増加させることによって前記定常状態を形成する、車両の制御装置。
2. 前記異常判定が未実行であり、かつ、前記出力制御部による前記内燃機関の出力の増加が要求されているとき、前記蓄電装置に入力される電力の制限値を示す入力許容電力を拡大し、または前記入力許容電力による電力制限を無効化する入力許容電力制御部をさらに備える、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 車両の制御装置であって、
   前記車両は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを含み、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の残存容量を所定の目標に制御する残存容量制御部と、
   前記内燃機関の異常判定の実行が要求されているとき、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御する出力制御部と、
   前記出力制御部により前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行する異常判定実行部とを備え、
   前記残存容量制御部は、前記異常判定実行部による前記異常判定が未実行のとき、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を高くし、
   前記出力制御部は、前記内燃機関の出力を所定値まで減少させることによって前記定常状態を形成する、車両の制御装置。
4. 車両の制御装置であって、
   前記車両は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを含み、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の残存容量を所定の目標に制御する残存容量制御部と、
   前記内燃機関の異常判定の実行が要求されているとき、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御する出力制御部と、
   前記出力制御部により前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行する異常判定実行部とを備え、
   前記異常判定実行部による前記異常判定が未実行の場合に前記残存容量が規定量よりも多いとき、
   前記残存容量制御部は、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を高くし、
   前記出力制御部は、前記内燃機関の出力を第１の所定値まで減少させることによって前記定常状態を形成し、
   前記異常判定実行部による前記異常判定が未実行の場合に前記残存容量が前記規定量以下のとき、
   前記残存容量制御部は、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を低くし、
   前記出力制御部は、前記内燃機関の出力を、前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値まで増加させることによって前記定常状態を形成する、車両の制御装置。
5. 前記残存容量制御部は、前記異常判定の実行後、前記異常判定の未実行時に変更された前記残存容量の目標を元の値に復帰させる、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
6. 内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置と、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置とを備える車両。
7. 車両における内燃機関の異常判定方法であって、
   前記車両は、
   前記内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを備え、
   前記異常判定方法は、
   前記内燃機関の異常判定が未実行のとき、前記異常判定の非要求時に対して前記蓄電装置の残存容量の目標を低くするステップと、
   前記異常判定の実行が要求されているとき、前記内燃機関の出力を所定値まで増加させることによって、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御するステップと、
   前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行するステップとを含む、内燃機関の異常判定方法。
8. 車両における内燃機関の異常判定方法であって、
   前記車両は、
   前記内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを備え、
   前記異常判定方法は、
   前記内燃機関の異常判定が未実行のとき、前記異常判定の非要求時に対して前記蓄電装置の残存容量の目標を高くするステップと、
   前記異常判定の実行が要求されているとき、前記内燃機関の出力を所定値まで減少させることによって、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御するステップと、
   前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行するステップとを含む、内燃機関の異常判定方法。
9. 車両における内燃機関の異常判定方法であって、
   前記車両は、
   前記内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置とを備え、
   前記異常判定方法は、
   前記内燃機関の異常判定が未実行の場合に前記蓄電装置の残存容量が規定量よりも多いとき、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を高くするステップと、
   前記異常判定が未実行の場合に前記残存容量が前記規定量以下のとき、前記異常判定の非要求時に対して前記残存容量の目標を低くするステップと、
   前記異常判定の実行が要求されている場合に前記残存容量が前記規定量よりも多いとき、前記内燃機関の出力を第１の所定値まで減少させることによって、前記異常判定を実行可能な定常状態に前記内燃機関の出力を制御するステップと、
   前記異常判定の実行が要求されている場合に前記残存容量が前記規定量以下のとき、前記内燃機関の出力を、前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値まで増加させることによって、前記内燃機関の出力を前記定常状態に制御するステップと、
   前記内燃機関の出力が前記定常状態に制御されているとき、前記異常判定を実行するステップとを含む、内燃機関の異常判定方法。

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