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

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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。
請求項に記載の発明は、請求項1からの何れか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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