JP5615328B2 - 車両駆動装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関及び電動機を備える車両駆動装置の制御装置に関し、特に機関への燃料供給を停止する燃料カット運転を行っているときに故障診断及び／または学習処理を実行する制御装置に関する。

特許文献１には、吸気弁の作動位相を変更する吸気弁作動位相可変機構を備える内燃機関と、該機関を駆動可能な電動機とを備える車両駆動装置の制御装置が示されている。この制御装置によれば、所定の機関停止条件が成立したときに、機関への燃料供給を停止した状態で機関を電動機によって所定回転数で回転させる燃料カットモータリングが所定時間に亘って行われ、該燃料カットモータリング実行中に吸気弁の作動位相が、変更可能な範囲で最も遅角側の位相（最遅角位相）に制御される。これにより、次の機関始動時において良好な始動性を得ることができる。

また例えば特許文献２，３などに示されるように内燃機関に装着されるセンサや付帯装置、例えば空燃比センサ（酸素濃度センサ）、クランク角度センサ、排気還流装置などの故障診断や作動特性の学習処理が、機関の燃料カット運転中において実行されることは、広く知られている。

特開２００８−１９０４９５号公報 特開平７−１８０６１５号公報 特開２００８−１１１３５４号公報

特許文献１に示された装置によれば、吸気弁作動位相可変機構の作動特性の学習を行うことは可能であるが、燃料カットモータリングは機関の停止直前に行われ、所定回転数はアイドリング回転数程度の低回転数であり、機関の掃気が不十分であることから、燃料カット運転において通常実行される故障診断または学習処理を行うことができない。また高速道路走行などでクルーズ走行が長時間継続すると、上記故障診断または学習処理を実行する頻度が低下するという課題がある。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、機関を駆動可能な電動機を備える車両駆動装置において、機関に装着されるセンサや付帯装置に関連する故障診断及び／または学習処理を確実に実行することができる制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両を駆動する内燃機関（１）と、前記機関を駆動可能に設けられた電動機（６２）とを備える車両駆動装置の制御装置において、前記機関に装着されたセンサ（１１，１５）及び付帯装置（４０）の少なくとも１つの故障診断、及び／または前記センサ及び付帯装置の少なくとも１つの作動特性を学習する学習処理を含む診断学習処理を、前記機関（１）への燃料供給が停止され、かつ前記機関が回転している状態で実行する診断学習手段と、前記車両の走行中において所定実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止するとともに前記電動機（６２）によって前記機関を駆動する燃料カットモータリングを実行するモータリング制御手段とを備え、前記付帯装置は、前記機関の吸気弁の作動位相（ＣＡＩＮ）を変更する弁作動特性可変機構を含み、前記診断学習手段は、前記燃料カットモータリングの実行中に前記診断学習処理を実行し、前記吸気弁の作動位相（ＣＡＩＮ）を最遅角位相（ＣＡＩＮＭＩＮ）に制御するときの制御量である最遅角位相制御量を学習する最遅角位相制御学習処理を、他の診断学習処理が終了した後に実行することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両駆動装置の制御装置において、前記機関の吸入空気流量（ＧＡＩＲ）を制御する吸入空気流量制御手段を備え、前記モータリング制御手段は、前記燃料カットモータリング実行中の機関回転数（ＮＥ）及び前記吸入空気流量（ＧＡＩＲ）の少なくとも一方を、前記診断学習手段が実行する診断学習処理に適した値に制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両駆動装置の制御装置において、前記モータリング制御手段は、前記診断学習手段によって実行すべき診断学習処理が完了した時点で前記燃料カットモータリングを終了し、前記診断学習処理の完了時点より前に前記燃料カットモータリングの実行時間（ＴＦＣＭ）が所定上限時間（ＴＦＣＭＭＡＸ）に達したときは、その時点で前記燃料カットモータリングを終了することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の車両駆動装置の制御装置において、前記モータリング制御手段は、前記診断学習手段によって実行すべき診断学習処理が完了したのちは、イグニションスイッチがオフされて前記機関が停止するまでの現運転期間中は前記燃料カットモータリングを実行しないことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の車両駆動装置の制御装置において、前記所定実行条件は、前記車両の走行速度が所定速度より高く、かつ前記診断学習処理の実行条件が成立している状態で、前記車両のクルーズ走行状態が所定時間以上継続するという条件を含むことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車両走行中において所定実行条件が成立したときに、機関への燃料供給を停止するとともに電動機によって機関を駆動する燃料カットモータリングが実行され、機関に装着されたセンサ及び／または付帯装置の診断学習処理が、燃料カットモータリング中に実行される。したがって、通常の車両減速走行時だけでなく、例えばクルーズ走行中においても故障診断及び／または学習処理を実行することができ、診断学習処理を確実に実行することができる。また、吸気弁の作動位相を最遅角位相に制御するときの制御量である最遅角位相制御量を学習する最遅角位相制御学習処理が、他の診断学習処理が終了した後に実行される。最遅角位相制御学習処理では、吸気弁作動位相を実際に最遅角位相に移行させる必要があるが、最遅角位相では気筒に吸入された空気の一部が吸気通路に戻されるため、機関の掃気状態が悪化する。したがって、吸気弁作動位相を比較的進角側の位相に設定して、機関の良好な掃気状態で実行すべき診断学習処理を先に実行し、その後に最遅角位相制御学習処理を実行することにより、吸気弁作動位相の変更を最小限に抑制して、診断学習処理を迅速に完了することができる。

請求項２に記載の発明によれば、燃料カットモータリング実行中の機関回転数及び吸入空気流量の少なくとも一方が、実行する診断学習処理に適した値に制御されるので、診断学習処理の精度を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、実行すべき診断学習処理が完了した時点で燃料カットモータリングが終了し、完了時点より前に燃料カットモータリングの実行期間が所定上限時間に達したときは、その時点で燃料カットモータリングが終了するので、燃料カットモータリング実行時間が必要以上に長期化することを防止することができる。その結果、電動機によって機関を駆動するための電力消費を抑制し、燃費を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、実行すべき診断学習処理が完了したのちは、イグニションスイッチがオフされて機関が停止するまでの現運転期間中は燃料カットモータリングを実行しないように制御される。診断学習処理は、１運転期間（イグニッションスイッチオン時点からオフ時点までの期間）に１回実行すれば十分であるので、実行すべき診断学習処理が完了したのちは、燃料カットモータリングを行わないことにより、電動機の駆動に要する電力消費を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、燃料カットモータリングの所定実行条件は、車両の走行速度が所定速度より高く、かつ診断学習処理の実行条件が成立している前条件成立状態で、車両のクルーズ走行状態が所定時間以上継続するという条件を含む。クルーズ走行状態では車両走行速度が安定していて、所定実行条件成立状態が車両減速状態よりも安定的に継続する可能性が高く、しかも前条件が成立しているクルーズ走行状態が所定時間以上継続することを条件としているので、より安定した車両走行状態で燃料カットモータリングを実行し、診断学習処理を確実に完了することができる。

本発明の一実施形態にかかる車両駆動装置の構成を示す図である。 図１に示す車両駆動装置の運転モードを説明するための図である。 図１に示す内燃機関、モータ、及び発電機の制御系の構成を示す図である。 吸気弁及び排気弁のリフトカーブを示す図である。 燃料カットモータリングの実行条件を判定する処理のフローチャートである。 図５の処理による制御動作例を説明するためのタイムチャートである。 燃料カットモータリング中における吸入空気流量及び機関回転数の推移を示すタイムチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両駆動装置の構成を示す図であり、この車両駆動装置は、駆動源としての内燃機関（以下「エンジン」という）１及びモータ６１と、エンジン１及び高圧バッテリ６６の電力により駆動される発電機６２と、エンジン１及びモータ６１の駆動力を駆動輪５６に伝達する駆動力伝達機構５４とを備えている。エンジン１の出力軸５１は、クラッチ５２、駆動軸５３を介して駆動力伝達機構５４に接続され、モータ６１の出力軸６５は直接駆動力伝達機構５４に接続されている。モータ６１は回生動作を行うときは発電機として作動する。駆動力伝達機構５４は差動ギヤ機構を含む。

エンジン１の出力軸５１は、ギヤ対５７を介して発電機６２に接続されており、発電機６２はエンジン１の駆動力により発電を行うとともに、後述する燃料カットモータリングを行うときにエンジン１を駆動するモータとして作動する。

モータ６１及び発電機６２は、それぞれパワードライビングユニット（以下「ＰＤＵ」という）６３，６４に電気的に接続されており、ＰＤＵ６３はＰＤＵ６４及び高圧バッテリ６６に接続されている。ＰＤＵ６３，６４は、モータ制御用電子制御ユニット（以下「ＭＯＴ−ＥＣＵ」という）、図３参照）７０に接続され、それぞれモータ６１及び発電機６２の動作制御を行うとともに、高圧バッテリ６６の充電及び放電の制御を行う。

図２は、図１に示す車両駆動装置の運転モードを説明するための図であり、図２に示される構成要素は図１と同一であるので、符号は一部省略されている。なお、図２に示される破線は電力または駆動力の伝達経路を示す。

図２（ａ）は、高圧バッテリ６６から供給される電力によって駆動されるモータ６１の出力で走行する第１運転モードを示す。第１運転モードでは、エンジン１は停止し、クラッチ５２は解放（非締結）状態とされる。

図２（ｂ）は、クラッチ５２を解放状態として、エンジン１を作動させて発電機６２による発電を行い、その発電電力によって駆動されるモータ６１の出力で走行する第２運転モードを示す。第２運転モードでは、発電機６２による発電電力がモータ６１の消費電力より大きいときは、余剰電力によって高圧バッテリ６６の充電が行われる一方、発電機６２による発電電力がモータ６１の消費電力より小さいときは、不足電力は高圧バッテリ６６の放電によって補われる。

図２（ｃ）は、主としてエンジン１の出力によって走行する第３運転モードを示す。第３運転モードでは、クラッチ５２が締結されてエンジン１の出力が駆動力伝達機構５４に入力され、駆動輪５６に伝達される。第３運転モードでは、エンジン負荷の増減によって、余剰トルクまたは不足トルクが発生するので、余剰トルクが発生したときはモータ６１を発電機として作動させて高圧バッテリ６６の充電が行われる一方、不足トルクが発生したときはモータ６１の出力によってエンジン出力のアシストが行われる。

図２（ｄ）は、高圧バッテリ６６から供給される電力でモータ６１を駆動するとともに、発電機６２によってエンジン１の燃料カットモータリングを行う第４運転モードを示す。第４運転モードでは、車両減速時にはモータ６１を発電機として作動させ、発電機６２の駆動電力の供給及び高圧バッテリ６６の充電が行われる。第４運転モードは、後述するようにエンジン１に装着されたセンサ及び排気還流装置などの付帯装置の故障診断及び作動特性学習処理を行うための運転モードであり、比較的短時間で終了する。

図３はエンジン１及びモータ６１／発電機６２の制御系の構成を示す図であり、エンジン１はエンジン制御用電子制御ユニット（以下「ＥＮＧ−ＥＣＵ」という）５によって制御され、モータ６１／発電機６２は、ＰＤＵ６３，６４を介してＭＯＴ−ＥＣＵ７０により制御される。ＥＮＧ−ＥＣＵ５、ＭＯＴ−ＥＣＵ７０、及び駆動系制御用電子制御ユニット（ＰＴ−ＥＣＵ，図示せず）は、バス１００を介して相互に接続されており、相互に必要な情報を伝送する。図１に示すクラッチ５２は、ＰＴ−ＥＣＵによって締結／解放の制御が行われる。

エンジン１は吸気弁（図示せず）の弁リフト量及び開角を２段階に切り換える第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第２弁作動特性可変機構４２とを有する弁作動特性可変装置４０を備えている。

エンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁駆動装置４が取り付けられており、スロットル弁駆動装置４はＥＮＧ−ＥＣＵ５に接続されている。スロットル弁駆動装置４は、スロットル弁３を駆動するスロットルアクチュエータ及びスロットル弁開度センサを備えており、スロットル弁開度センサによる検出信号がＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給されるとともに、ＥＮＧ−ＥＣＵ５からの駆動信号によりスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤに制御される。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気通路２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＮＧ−ＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間及び開弁時期が制御される。

スロットル弁３の上流側には吸入空気流量ＧＡＩＲ［ｇ／ｓｅｃ］を検出する吸入空気流量センサ７が設けられている。またスロットル弁３の下流側には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８、及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が設けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給される。エンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ１０が装着されており、その検出信号はＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給される。

ＥＮＧ−ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１、及びエンジン１の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸（図示せず）の回転角度を検出するカム角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば６度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でカムパルスを発生し、各気筒の吸気行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でＴＤＣパルスを発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ１２より出力されるカムパルスと、クランク角度位置センサ１１より出力されるＣＲＫパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相（吸気弁作動位相）ＣＡＩＮを検出することができる。

排気通路１３には、比例型酸素濃度センサ１５（以下「ＬＡＦセンサ１５」という）、排気浄化装置としての三元触媒１４、及び二値型酸素濃度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１６が設けられており、ＬＡＦセンサ１５及びＯ２センサ１６の検出信号はＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給され、エンジン１で燃焼する混合気の空燃比制御に適用される。

ＥＮＧ−ＥＣＵ５には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２１が接続されており、その検出信号がＥＮＧ−ＥＣＵ５に供給される。スロットル弁３はスロットル弁駆動装置４により開閉駆動され、スロットル弁開度ＴＨはアクセルペダル操作量ＡＰに応じてＥＮＧ−ＥＣＵ５により制御される。なお、本実施形態では当該車両の走行速度（車速）ＶＰは、モータ６１の回転速度に所定の係数を乗算して算出されるが、通常の車速センサを設けて検出するようにしてもよい。

弁作動特性可変装置４０は、吸気弁のリフト量及び開角を第１作動特性と第２作動特性とに切り換える第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第２弁作動特性可変機構４２と、第１弁作動特性可変機構４１を駆動するための油圧制御機構４３と、第２弁作動特性可変機構４２を駆動するための電動アクチュエータ４４とを備えている。油圧制御機構４３及び電動アクチュエータ４４の作動はＥＮＧ−ＥＣＵ５により制御される。

弁作動特性可変装置４０によれば、吸気弁は、図４に実線Ｌ１で示す第１作動特性と、実線Ｌ２で示す第２作動特性とを中心として、カムの作動位相ＣＡＩＮの変化に伴って破線Ｌ３，Ｌ４で示す最進角位相から、一点鎖線Ｌ５，Ｌ６で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。なお、排気弁は実線Ｌ７で示す一定の作動特性で駆動される。図４から明らかなように、本実施形態では吸気弁の閉弁時期ＣＡＩＶＣが圧縮行程の開始後となるように設定され、アトキンソンサイクル運転が行われる。
なお、図示は省略しているが、エンジン１には付帯装置として周知の排気還流機構及び蒸発燃料処理装置が設けられている。

ＥＮＧ−ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６、弁作動特性可変装置４０などに駆動信号を供給する出力回路を備えている。
ＭＯＴ−ＥＣＵ７０は、当該車両の走行状態及びエンジン１の運転状態に応じて、ＰＤＵ６３，６４を介してモータ６１及び発電機６２の作動制御を行う。

本実施形態では、車両走行中に上述したように車両駆動装置を第４運転モードで作動させて、所定の故障診断処理及び学習処理（以下「所定診断学習処理」という）を実行する。以下の説明では、第４運転モードで実行される燃料カットモータリングを「ＦＣモータリング」という。

図５はＦＣモータリングの実行条件を判定する処理のフローチャートであり、この処理はＥＮＧ−ＥＣＵ５において所定時間毎に実行される。
ステップＳ１１では、ＦＣモータリング実行条件フラグＦＦＣＭＣＮＤが「１」であるか否かを判別する。下記の条件Ａ１）〜Ａ４）がすべて満たされるときにＦＣモータリング実行条件が成立していると判定され、ＦＣモータリング実行条件フラグＦＦＣＭＣＮＤが「１」に設定される。

Ａ１）車速ＶＰが所定車速ＶＰＴＨより高い。
Ａ２）エンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＴＨより高い。
Ａ３）変速装置のシフトレバー位置がＤレンジまたはＢレンジ（駆動レンジ）にある。
Ａ４）三元触媒１４の昇温制御を実行していない。
上記所定車速ＶＰＴＨは、本実施形態ではヒステリシス特性を伴って判定されるように、所定上側車速ＶＰＴＨＨと、所定下側車速ＶＰＴＨＬとが設定されており、所定上側車速ＶＰＴＨＨは例えば７０ｋｍ／ｈに設定され、所定下側車速ＶＰＴＨＬは例えば５０ｋｍ／ｈに設定される。

ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、診断学習実行条件フラグＦＯＢＤＬＣＮＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。下記条件Ｂ１）〜Ｂ７）がすべて満たされるときに診断学習実行条件が成立していると判定され、診断学習実行条件フラグＦＯＢＤＬＣＮＤが「１」に設定される。

Ｂ１）吸気温ＴＡが所定吸気温ＴＡＴＨより高い。
Ｂ２）エンジン１の始動完了時点からの経過時間が所定時間を超えている。
Ｂ３）低圧バッテリ（図示せず、センサやＥＣＵに電源を供給するバッテリ）の出力電圧ＶＢＡＴ１２（平均的には１２Ｖ程度）が所定下限電圧より高い。
Ｂ４）所定診断学習処理の対象となるセンサまたは所定診断学習処理で使用されるセンサの活性化が完了している。
Ｂ５）所定診断学習処理の実行が許可されている。
Ｂ６）所定診断学習処理が完了していない。
Ｂ７）所定診断学習処理の実行が保留されていない。

ステップＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ＦＣモータリングキャンセル要求フラグＦＦＣＭＣＬが「０」であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。ＦＣモータリングキャンセル要求フラグＦＦＣＭＣＬは、後述するステップＳ２７の判別結果が肯定（ＹＥＳ）であるときにステップＳ２８で「１」に設定される。

ステップＳ１１〜Ｓ１３の何れかの答が否定（ＮＯ）であるときは、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱ及びＦＣモータリングキャンセル要求フラグＦＦＣＭＣＬをともに「０」に設定し（ステップＳ１４）、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱを「１」に設定し（ステップＳ１５）、当該車両が減速中（車速ＶＰが減少中）であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、当該車両がクルーズ走行中（車速ＶＰがほぼ一定の走行状態）であるか否かを判別する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちクルーズ走行中であるときは、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴをカウントアップし（ステップＳ１９）、次いでＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値が所定閾値ＣＩＮＴＴＨ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０）。

本実施形態では、クルーズ走行中においてはエンジン１を一時的に停止させて第１運転モード（モータ６１のみを駆動源とする運転モード）による運転が行われるが、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱが「１」に設定されているときは、第１運転モードへの移行が禁止される。その禁止されている期間を示すパラメータとしてＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値が使用される。

ステップＳ２０の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ２５に進んで、ＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱを「０」に設定し、ＦＣモータリングを実行しない。ステップＳ２０の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ２２に進む。

一方ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち車速ＶＰが減少しているときは、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値を「０」に設定し（ステップＳ１７）、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、第１診断学習終了フラグＦＯＢＤＬＥＮＤ１が「１」であるか否かを判別する。第１診断学習終了フラグＦＯＢＤＬＥＮＤ１は、第２弁作動特性可変機構４２の最遅角位相学習処理以外の診断学習処理が完了したとき「１」に設定される。最遅角位相学習処理は、吸気弁の作動位相ＣＡＩＮを最遅角位相ＣＡＩＮＭＩＮに制御するときの、電動アクチュエータ４４へ供給する制御量（具体的には供給電流値）を学習する処理である。

ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、吸気弁作動位相ＣＡＩＮを最遅角位相ＣＡＩＮＭＩＮへ移動する、すなわち最遅角位相学習処理を開始する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２の答が否定（ＮＯ）であるときは、直ちにステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、第２診断学習終了フラグＦＯＢＤＬＥＮＤ２が「１」であるか否かを判別する。第２診断学習終了フラグＦＯＢＤＬＥＮＤ２は、すべての診断学習処理が完了したとき「１」に設定される。
最初はステップＳ２４の答は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ２６に進んでＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱを「１」に設定し、ＦＣモータリングを実行する。

ステップＳ２７では、ＦＣモータリングの開始時点からの経過時間（ＦＣモータリング実行時間）ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸ以上であるか否かを判別する。最初はステップＳ２７の答は否定（ＮＯ）であり、直ちに処理を終了する。その後ＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸに達するとステップＳ２７からＳ２８に進み、ＦＣモータリングキャンセル要求フラグＦＦＣＭＣＬを「１」に設定する。これにより、診断学習処理がすべて終了していなくてもＦＣモータリングが終了する。

ステップＳ２４の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ２５に進み、ＦＣモータリングを終了する。またステップＳ１８の答が否定（ＮＯ）、すなわち当該車両が加速しているときは、ステップＳ２１に進み、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値を「０」に設定して、ステップＳ２５に進む。

図６は、図５の処理による制御動作例を説明するためのタイムチャートであり、図６（ａ）〜（ｆ）は、それぞれＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱ、燃料カットフラグＦＦＣ、ＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱ、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値、エンジン回転数ＮＥ、及び車速ＶＰの推移を示す。

時刻ｔ１においてＦＣモータリング実行条件及び診断学習実行条件が成立し、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱが「０」から「１」に変化する。その後、時刻ｔ２からクルーズ走行が開始され、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴのカウントアップが開始される。時刻ｔ３においてＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値が所定閾値ＣＩＮＴＴＨに達すると、ＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱが「１」に設定され、ＦＣモータリングが開始される。時刻ｔ４において、所定診断学習処理がすべて完了すると、診断学習実行条件フラグＦＯＢＤＬＣＮＤが「０」に戻されて、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱが「０」となり、ＦＣモータリングが終了する。

ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱが「１」に設定されている期間では、第１運転モード（エンジン１を停止し、モータ６１を駆動源とする運転モード）が禁止される。図６（ｅ）において時刻ｔ２から「０」に向かって減少する破線は、第１運転モードの禁止が行われなかった場合におけるエンジン回転数ＮＥの推移を示している。

なお、図６に示す動作例では、時刻ｔ４において、ＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸに達していないため、所定診断学習処理がすべて完了した時刻ｔ４において、ＦＣモータリングが終了するが、所定診断学習処理がすべて完了する前にＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸに達したときは、その時点でＦＣモータリングが終了する。所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸは、所定診断学習処理をすべて完了するのに必要な時間に若干の余裕時間を加算して設定されている。

所定診断学習処理は１運転期間（イグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの期間）において１回実行されればよいので、所定診断学習処理がすべて完了して、診断学習実行条件フラグＦＯＢＤＬＣＮＤが「０」となった後は当該運転期間中は「１」となることはないため、ＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱも「０」に維持される。

所定診断学習処理がすべて完了する前にＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸに達してＦＣモータリングが終了したときは、次にＦＣモータリング実行可能フラグＦＤＥＣＦＣＦＩＲＱが「１」となり、その後ＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱが「１」となったときに、ＦＣモータリングを実行し、完了していない診断学習処理を実行する。

図７は、ＦＣモータリング中における吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥの推移を示すタイムチャートであり、本実施形態ではＦＣモータリングの開始時点からの経過時間、すなわちＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭに応じて、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを変更することにより、吸入空気流量ＧＡＩＲを第１流量値ＧＡＩＲ１と、第２流量値ＧＡＩＲ２に制御するとともに（図７（ａ））、発電機６２の回転数を変更することにより、エンジン回転数ＮＥを第１回転数ＮＥ１から第４回転数ＮＥ４まで徐々に減少させる制御を行う（図７（ｂ））。

図７に示す第１診断学習期間ＴＦＣＤＬ１では例えば、クランク角度位置センサ１１の作動特性学習処理やＬＡＦセンサ１５の故障診断処理などを実行し、第２診断学習期間ＴＦＣＤＬ２では例えば、排気還流機構の故障診断処理や第２弁作動特性可変機構４２の最遅角位相学習処理を実行する。なお、図５の処理で説明したように、本実施形態では最遅角位相学習処理は最後に実行される。

図７に示すように吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥを変化させつつ、上記診断学習処理を実行する理由は下記の通りである。
１）クランク角度位置センサ１１の作動特性学習処理：エンジン回転数ＮＥが高い方が多くのサンプリング値が短時間に得られ、学習精度を高めることができることから第１診断学習期間ＴＦＣＤＬ１で実行する。
２）ＬＡＦセンサ１５の故障診断処理：良好な掃気状態が必要なために吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥが高い方が望ましいことから、第１診断学習期間ＴＦＣＤＬ１で実行する。
３）排気還流機構の故障診断処理：吸入空気流量ＧＡＩＲが高いと吸気脈動が発生しやすく診断精度が低下するために、吸入空気流量ＧＡＩＲが比較的低い第２診断学習期間ＴＦＣＤＬ２で実行する。
４）最遅角位相学習処理：吸気弁作動位相ＣＡＩＮを最遅角位相まで変化させる必要があり、エンジンの回転トルクは最遅角位相へ向かう方向に作用する。そのためエンジン回転数ＮＥが高い状態では、可動部材が最遅角位相を規制するストッパに強く突き当てられて電動アクチュエータ４４の発熱が大きくなる。したがってエンジン回転数ＮＥが比較的低い第２診断学習期間ＴＦＣＤＬ２で実行する。
診断学習処理を行わない通常の運転時ではエンジン１を停止させるところを、診断学習処理では発電機６２のモータリングによりエンジン１の回転を維持させ、診断学習処理終了後は基本的にエンジン１を停止させる。そのために、吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥを、ＦＣモータリングの開始時点からの時間経過（ＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭの増加）に伴って減少させるように制御している。

以上のように本実施形態では、車両走行中において所定実行条件が成立したときに、エンジン１の燃料供給を停止するとともに発電機６２によってエンジン１を駆動するＦＣモータリングが実行され、エンジン１に装着されたセンサ及び付帯装置の故障診断または作動特性学習処理が、ＦＣモータリング中に実行される。したがって、通常の車両減速走行時だけでなく、例えばクルーズ走行中においても故障診断及び／または学習処理を実行することができ、故障診断等を確実に実行することができる。

また図７に示すように、ＦＣモータリング実行中のエンジン回転数ＮＥ及び吸入空気流量ＧＡＩＲが、実行する故障診断または学習処理に適した値に制御されるので、故障診断または学習処理の精度を高めることができる。

また所定診断学習処理がすべて完了する前にＦＣモータリング実行時間ＴＦＣＭが所定上限時間ＴＦＣＭＭＡＸに達したときは、その時点でＦＣモータリングを終了させることにより、ＦＣモータリング実行時間が必要以上に長期化することを防止することができる。その結果、高圧バッテリ６６の電力消費を抑制し、燃費を向上させることができる。

また所定診断学習処理が完了した後は、その運転期間中はＦＣモータリングを実行しないように制御される。所定診断学習処理は、１運転期間に１回実行すれば十分であるので、所定診断学習処理が完了したのちは、ＦＣモータリングを行わないことにより、発電機６２の駆動に要する電力消費を抑制することができる。

また第２弁作動特性可変機構４２の最遅角位相学習処理が、他の診断学習処理が終了した後に実行されるので、以下に説明するように診断学習処理全体を迅速に完了することができる。最遅角位相学習処理では、吸気弁作動位相ＣＡＩＮを実際に最遅角位相ＣＡＩＮＭＩＮに移行させる必要があるが、最遅角位相ＣＡＩＮＭＩＮでは気筒に吸入された空気の一部が吸気通路に戻されるため、エンジン１の掃気状態が悪化する。したがって、吸気弁作動位相ＣＡＩＮを比較的進角側の位相に設定して、エンジン１の良好な掃気状態で実行すべき診断学習処理を先に実行し、その後に最遅角位相学習処理を実行することにより、吸気弁作動位相ＣＡＩＮの変更を最小限に抑制して、診断学習処理を迅速に完了することができる。

また図５の処理では、ＦＣモータリング要求フラグＦＦＣＭＲＥＱは、車速ＶＰが所定車速ＶＰＴＨより高く、かつ診断学習実行条件フラグＦＯＢＤＬＣＮＤが「１」に設定されている前条件成立状態で、ＥＶ干渉カウンタＣＩＮＴの値が所定閾値ＣＩＮＴＴＨ以上であること（図５，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１８〜Ｓ２０）、すなわち車両のクルーズ走行状態が所定時間以上継続していることを条件として「１」に設定される。クルーズ走行状態では車速ＶＰが安定していて、車速ＶＰが所定車速ＶＰＴＨより高い状態が、車両減速状態よりも安定的に継続する可能性が高く、しかも前条件が成立しているクルーズ走行状態が所定時間以上継続することを条件としているので、より安定した車両走行状態でＦＣモータリングを実行し、診断学習処理を確実に完了することができる。

本実施形態では、発電機６２が特許請求の範囲に記載した「電動機」に相当し、排気還流機構、蒸発燃料処理装置、及び弁作動特性可変装置４０が付帯装置に相当し、スロットル弁３及びスロットル弁駆動装置４が吸入空気流量制御手段の一部を構成し、ＥＮＧ−ＥＣＵ５が診断学習手段、モータリング制御手段の一部、及び吸入空気流量制御手段の一部を構成し、ＭＯＴ−ＥＣＵ７０がモータリング制御手段の一部を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、弁作動特性可変装置４０を備えるエンジン１を含む車両駆動装置を示したが、本発明は、弁作動特性可変装置４０を備えておらず、通常の吸気弁の駆動機構を備える内燃機関を含む車両駆動装置の制御装置にも適用可能である。

また上述した実施形態では、ＦＣモータリング中に複数の故障診断処理及び学習処理を実行する例を示したが、本発明は燃料カット運転中に少なくとも１つの故障診断処理または学習処理を実行する場合に適用可能である。

また上述した実施形態では、ＦＣモータリング中において吸入空気流量ＧＡＩＲ及びエンジン回転数ＮＥを図７に示すように両方とも変更するようにしたが、何れか一方のみを変更し、他方を一定値に維持するようにしてもよい。

また上述した実行形態では、アトキンソンサイクル運転を行うエンジン１を含む車両駆動装置を示したが、本発明は通常の吸気弁作動特性で運転する内燃機関を含む車両駆動装置の制御装置にも適用可能である。

１ 内燃機関
３ スロットル弁（吸入空気流量制御手段）
４ スロットル弁駆動装置（吸入空気流量制御手段）
５ エンジン制御用電子制御ユニット（診断学習手段、モータリング制御手段、吸入空気流量制御手段）
６２ 発電機（電動機）
７０ モータ制御用電子制御ユニット（モータリング制御手段）

Claims (5)

1. 車両を駆動する内燃機関と、前記機関を駆動可能に設けられた電動機とを備える車両駆動装置の制御装置において、
   前記機関に装着されたセンサ及び付帯装置の少なくとも１つの故障診断処理、及び／または前記センサ及び付帯装置の少なくとも１つの作動特性を学習する学習処理を含む診断学習処理を、前記機関への燃料供給が停止され、かつ前記機関が回転している状態で実行する診断学習手段と、
   前記車両の走行中において所定実行条件が成立したときに、前記機関への燃料供給を停止するとともに前記電動機によって前記機関を駆動する燃料カットモータリングを実行するモータリング制御手段とを備え、
   前記付帯装置は、前記機関の吸気弁の作動位相を変更する弁作動特性可変機構を含み、
   前記診断学習手段は、前記燃料カットモータリングの実行中に前記診断学習処理を実行し、前記吸気弁の作動位相を最遅角位相に制御するときの制御量である最遅角位相制御量を学習する最遅角位相制御学習処理を、他の診断学習処理が終了した後に実行することを特徴とする車両駆動装置の制御装置。
2. 前記機関の吸入空気流量を制御する吸入空気流量制御手段を備え、
   前記モータリング制御手段は、前記燃料カットモータリング実行中の機関回転数及び前記吸入空気流量の少なくとも一方を、前記診断学習手段が実行する診断学習処理に適した値に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置の制御装置。
3. 前記モータリング制御手段は、前記診断学習手段によって実行すべき診断学習処理が完了した時点で前記燃料カットモータリングを終了し、前記診断学習処理の完了時点より前に前記燃料カットモータリングの実行時間が所定上限時間に達したときは、その時点で前記燃料カットモータリングを終了することを特徴とする請求項１または２に記載の車両駆動装置の制御装置。
4. 前記モータリング制御手段は、前記診断学習手段によって実行すべき診断学習処理が完了したのちは、イグニションスイッチがオフされて前記機関が停止するまでの現運転期間中は前記燃料カットモータリングを実行しないことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両駆動装置の制御装置。
5. 前記所定実行条件は、前記車両の走行速度が所定速度より高く、かつ前記診断学習処理の実行条件が成立している状態で、前記車両のクルーズ走行状態が所定時間以上継続するという条件を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両駆動装置の制御装置。

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