JP2016118101A - 車両の故障判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気還流装置の故障判定を行う際に、失火を防止する。【解決手段】ＥＧＲ通路４２及びＥＧＲバルブ４３を備えたエンジン２を具備する車両に備えられた故障判定装置であって、シリーズモード中にＥＧＲバルブ４３を開閉制御した際の吸気圧センサ４４の検出値の変化に基づいてＥＧＲバルブ４３の故障判定をする故障判定手段を備え、エンジン２の始動から１回目の故障判定を規制する第１の所定時間Ｔ8よりも１回目の故障判定の終了から２回目の故障判定を規制する第２の所定時間Ｔａを長く設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関の故障判定技術に関する。

近年開発されているハイブリッド車において、内燃機関によってモータジェネレータを駆動して発電し、電気モータのみによって走行用の駆動輪を駆動する走行モード（シリーズモード）が可能な車両が開発されている。
更に、上記走行モードが可能なハイブリッド車において、当該走行モードの際に内燃機関の排気系の検出手段（空燃比センサ、酸素濃度センサ、触媒モニタ等）の故障判定を行う技術が開発されている。

例えば特許文献１では、内燃機関への燃料供給を停止してモータジェネレータにより内燃機関を強制的に駆動する所謂モータリングを行い、燃料供給の停止に伴う吸排気系の検出手段の検出値の変化に基づいて当該検出手段の故障判定を行う技術が開示されている。
また、上記走行モードが可能なハイブリッド車において、内燃機関の排気を吸気系に還流させる排気還流装置（ＥＧＲ装置）を備え、当該排気還流装置の故障判定を行う技術が開発されている。

例えば、特許文献２では、排気還流装置として、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気還流路と当該排気還流路を開閉する排気還流バルブとを備えており、シリーズモード時に上記モータリングを行い、排気還流バルブを開閉作動し、吸気通路内の圧力の変化に基づいて、排気還流バルブ等の排気還流装置の故障判定を行う。

特許第４０６７００１号公報 特許第４２７４２６６号公報

上記特許文献１や特許文献２の故障判定手段では、モータリングを行うので、電力を消費してしまうといった問題点がある。また、モータリングの不能な車両においても検出手段等の故障判定は要求されている。
そこで、例えば内燃機関の始動時に強制的に低負荷運転を行って、故障判定を行うことが考えられる。しかし、上記特許文献２のように、排気還流装置の故障判定を行う場合には、排気還流によって内燃機関の燃焼安定性が低下する虞がある。

更に、上記特許文献２のような排気還流装置の故障判定を行う場合、その判定精度を高めるために、排気の還流と検出を複数回行うことが一般的である。
しかしながら、このように排気還流装置の故障判定を吸気量の少ない低負荷運転時に複数回続けて行うと、故障判定の際に吸気通路に還流した排気が吸気通路に残留して、次に続く故障判定時に吸気中の排気の濃度が更に上昇し、内燃機関の燃焼安定性が更に不安定となって、失火してしまう虞がある。

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、吸気量の少ない低負荷運転時に排気還流装置の故障判定を行う際に、失火を防止する車両の故障判定装置を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本願発明の車両の故障判定装置は、車両に搭載され排気を吸気通路に還流させる排気還流路を備えた内燃機関と、前記排気還流路を開閉する排気還流バルブと、を具備する車両に備えられ、前記内燃機関の吸気圧を検出する検出手段と、前記内燃機関の運転中に、前記排気還流バルブを開閉制御した際の前記検出手段の検出値の変化に基づいて、前記排気還流バルブを故障判定する故障判定手段と、前記内燃機関の始動から１回目の前記故障判定手段による前記故障判定を、前記始動から第１の所定時間経過するまで規制する第１の故障判定規制手段と、前記内燃機関の運転中において前記故障判定手段による前記１回目の故障判定の終了から第２の所定時間経過するまで、前記内燃機関の始動から２回目の前記故障判定手段による故障判定を規制する第２の故障判定規制手段と、を備え、前記第２の所定時間は、前記第１の所定時間より長く設定されることを特徴とする。

また、好ましくは、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、前記第２の所定時間を、前記１回目の故障判定において前記吸入空気量検出手段により検出された前記吸入空気量の積算値に基づいて設定するとよい。
また、好ましくは、前記第２の所定時間を、前記吸入空気量の積算値が大きくなるに伴って短く設定するとよい。

また、好ましくは、第２の故障判定規制手段は、更に、前記内燃機関の運転中において前記故障判定手段による故障判定を、当該故障判定の１回前の故障判定の終了から前記第２の所定時間経過するまで規制するとよい。
また、好ましくは、前記車両は、前記内燃機関により駆動されて発電可能である一方で駆動用バッテリから供給された電力で前記内燃機関を駆動可能なモータジェネレータと、前記駆動用バッテリから供給される電力で駆動輪を駆動する駆動用モータと、を具備し、前記内燃機関により前記モータジェネレータを駆動して発電しながら、前記駆動用モータにより前記駆動輪を駆動して走行する第１の走行モードが選択可能なハイブリッド車に備えられ、前記故障判定手段は、前記第１の走行モード中に前記故障判定を行うといよい。

本願発明の車両の故障判定装置によれば、排気還流バルブの故障判定の際に、内燃機関の始動から１回目の故障判定が規制される第１の所定時間よりも、１回目の故障判定終了から２回目の故障判定が規制される第２の所定時間が長く設定されるので、１回目の故障判定の終了後直ぐに２回目の故障判定が実施されることが規制される。
したがって、１回目の故障判定が終了したときに還流した排気が吸気通路に残留していたとしても、第２の所定時間の経過によって、２回目の故障判定の開始の際には、吸気通路内の排気濃度が低下する。これにより、２回目の故障判定の際に燃焼安定性が低下することを抑制し、内燃機関の失火を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車の概略構成図である。 本実施形態のエンジンの吸排気系の概略構成図である。 シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートの一部である。 シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートの残部である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車（以下、車両１という）の概略構成図である。
本実施形態の車両１は、エンジン２（内燃機関）の出力によって前輪３を駆動して走行可能であるとともに、前輪３（駆動輪）を駆動する電動のフロントモータ４(駆動用モータ)及び後輪５（駆動輪）を駆動する電動のリヤモータ６(駆動用モータ)を備えた４輪駆動車である。

エンジン２は、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動可能であるとともに、減速機７を介してモータジェネレータ９を駆動して発電させることが可能となっている。
フロントモータ４は、フロントインバータ１０を介して、車両１に搭載された駆動用バッテリ１１及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。減速機７には、エンジン２の出力軸と前輪３の駆動軸８との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ７ａが内蔵されている。

リヤモータ６は、リヤインバータ１２を介して駆動用バッテリ１１及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機１３を介して後輪５の駆動軸１４を駆動する。
モータジェネレータ９によって発電された電力は、フロントインバータ１０を介して駆動用バッテリ１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４及びリヤモータ６に電力を供給可能である。

駆動用バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有しており、更に、電池モジュールの充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）等を監視するバッテリモニタリングユニット１１ａを備えている。
フロントインバータ１０は、フロントモータコントロールユニット１０ａとジェネレータコントロールユニット１０ｂを有している。フロントモータコントロールユニット１０ａは、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づきフロントモータ４の出力を制御する。ジェネレータコントロールユニット１０ｂは、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づきモータジェネレータ９の発電量を制御する機能を有する。

リヤインバータ１２は、リヤモータコントロールユニット１２ａを有している。リヤモータコントロールユニット１２ａは、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づきリヤモータ６の出力を制御する機能を有する。
更に、モータジェネレータ９は、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づき、駆動用バッテリ１１から電力を供給されて、エンジン２を駆動することが可能となっており、エンジン２のスタータモータとしての機能を有する。

また、車両１には、駆動用バッテリ１１を外部電源によって充電する充電機２１が備えられている。
ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両１の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される。

ハイブリッドコントロールユニット２０の入力側には、駆動用バッテリ１１のバッテリモニタリングユニット１１ａ、フロントインバータ１０のフロントモータコントロールユニット１０ａとジェネレータコントロールユニット１０ｂ、リヤインバータ１２のリヤモータコントロールユニット１２ａ、エンジンコントロールユニット２２（故障判定手段、第１の故障判定規制手段、第２の故障判定規制手段）、及びアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ４０が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

一方、ハイブリッドコントロールユニット２０の出力側には、フロントインバータ１０のフロントモータコントロールユニット１０ａとジェネレータコントロールユニット１０ｂ、リヤインバータ１２のリヤモータコントロールユニット１２ａ、減速機７（クラッチ７ａ）、エンジンコントロールユニット２２が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、アクセル開度センサ４０等の上記各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両１の走行駆動に必要とする車両要求出力を演算し、エンジンコントロールユニット２２、フロントモータコントロールユニット１０ａ、ジェネレータコントロールユニット１０ｂ及びリヤモータコントロールユニット１２ａ、減速機７に制御信号を送信して、走行モード（（ＥＶモード：電気自動車モード）、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、エンジン２とフロントモータ４とリヤモータ６の出力、モータジェネレータ９の出力（発電電力）を制御する。また、ハイブリッドコントロールユニット２０は、後述するように、エンジン２に燃料供給をせずにモータジェネレータ９により強制的に駆動させるモータリングを実行するモータリング実行手段を含む。

ＥＶモード（第２の走行モード）では、エンジン２を停止し、駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して走行させる。
シリーズモード（第１の走行モード）では、減速機７のクラッチ７ａを切断し、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動する。そして、モータジェネレータ９により発電された電力及び駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン２の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を駆動用バッテリ１１に供給して駆動用バッテリ１１を充電する。

パラレルモードでは、減速機７のクラッチ７ａを接続し、エンジン２から減速機７を介して機械的に動力を伝達して前輪３を駆動させる。また、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動させて発電した電力及び駆動用バッテリ１１から供給される電力によってフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して走行させる。
ハイブリッドコントロールユニット２０は、高速領域のように、エンジン２の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、駆動用バッテリ１１の充電率ＳＯＣに基づいてＥＶモードとシリーズモードとの間で切換える。

ハイブリッドコントロールユニット２０は、更に、駆動用バッテリ１１の充電率ＳＯＣが許容範囲より低下したときには、エンジン２を強制的に駆動して発電させて駆動用バッテリ１１を充電させる機能を有している。
図２は、エンジン２の吸排気系の概略構成図である。
図２に示すように、本実施形態のエンジン２の吸気通路２５には、導入した吸気の塵埃を除去するエアクリーナ２６と吸気流量を制御するスロットルバルブ２７と、吸気量を検出するエアフローセンサ２８(吸入空気量検出手段)が備えられている。

スロットルバルブ２７は、エンジンコントロールユニット２２によって作動制御され、吸気通路２５の流路面積を調整することで吸気流量を制御する。詳しくは、エンジン２の負荷（要求出力トルク）が大きいほど流路面積を大きくし、負荷が小さくなる程流路面積を小さくするように制御される。
エンジン２の排気通路３１には、メイン排気浄化触媒３２と、ウォームアップ排気浄化触媒３３とが備えられている。

メイン排気浄化触媒３２及びウォームアップ排気浄化触媒３３は、例えば公知の三元触媒のように、エンジン２の排気を浄化するための触媒である。
メイン排気浄化触媒３２は、主として排気浄化を行うように大容量の触媒であり、例えば車両１のフロア下に配置されている。ウォームアップ排気浄化触媒３３は、小容量の触媒であって、メイン排気浄化触媒３２の上流側でありエンジン２の近傍に配置されている。ウォームアップ排気浄化触媒３３は、エンジン２の低温始動時などで、メイン排気浄化触媒３２の触媒温度が低下しているときに、エンジン２の排気によりすぐに触媒温度が上昇して排気浄化性能を確保することができる。

エンジン２には、ＥＧＲ装置４１(排気還流装置)が備えられている。ＥＧＲ装置４１は、排気を吸気通路２５に還流させるＥＧＲ通路４２（排気還流路)と、ＥＧＲ通路４２に介装されたＥＧＲバルブ４３（排気還流バルブ)とを備えて構成されている。
ＥＧＲ通路４２は、エンジン２とウォームアップ排気浄化触媒３３との間の排気通路３１と、エンジン２とスロットルバルブ２７との間の吸気通路２５とを連通している。

ＥＧＲバルブ４３は、エンジンコントロールユニット２２によって作動制御され、ＥＧＲ通路４２の流路面積を調整することで、吸気通路２５に還流する排気の流量を制御する。
ＥＧＲ通路４２の接続箇所とエンジン２との間の吸気通路２５には、吸気圧Ｐａを検出する吸気圧センサ４４（検出手段）を備えている。

また、エンジン２とウォームアップ排気浄化触媒３３との間の排気通路３１には、排気中の酸素濃度（排気成分）を検出するフロントＯ2センサ３４が設けられている。また、ウォームアップ排気浄化触媒３３とメイン排気浄化触媒３２との間の排気通路３１には、排気中の酸素濃度を検出するリヤＯ2センサ３５が設けられている。なお、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５は空燃比を検出する空燃比センサでもよい。

フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５は、夫々検出した酸素濃度を電圧値としてエンジンコントロールユニット２２に出力する。
また、吸気圧センサ４４は、検出した吸気圧Ｐａをエンジンコントロールユニット２２に出力する。
エンジンコントロールユニット２２は、エンジン２の制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される。エンジンコントロールユニット２２は、フロントＯ2センサ３４、リヤＯ2センサ３５、吸気圧センサ４４、エアフローセンサ２８、車両１の走行速度を検出する車速センサ４５等の各種センサから検出値を入力して、スロットルバルブ２７、ＥＧＲバルブ４３及び図示しない燃料噴射弁を作動制御して、エンジン２の空燃比制御を行う。

更に、本実施形態では、エンジンコントロールユニット２２は、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定機能を有するとともに、ＥＧＲバルブ４３の故障判定機能を有している。当該故障判定機能によりフロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５、ＥＧＲバルブ４３のいずれかが故障していることが判定された場合には、車両１の運転席に設けられた警告灯３６によって運転者に報知したり、エンジン２の出力が低下するように燃料噴射弁等の制御を行ったりする。

排気系センサ（フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５）の故障判定は、エンジン２の駆動軸の回転速度が所定値以上であり、かつエンジン２への燃料供給を停止している状態で行われ、当該燃料供給の停止に伴う各Ｏ2センサ３４、３５の検出値に基づいて故障判定が行われる。当該故障判定は、パラレルモード時においては、車両減速時における燃料供給停止時に行われる。更に、シリーズモード時においても、各Ｏ2センサ３４、３５の故障判定が可能となっている。

シリーズモード時における各Ｏ2センサ３４、３５の故障判定は、モータジェネレータ９によりエンジン２を強制駆動するモータリングを行いつつエンジン２への燃料供給を停止して行われる。これらの故障判定は、シリーズモードからエンジン２を停止するＥＶモードへの移行時に行うエンジン停止時モータリングと、シリーズモードを中断して行うシリーズ中モータリングのときに可能となっている。

図３、４は、シリーズモードにおける故障判定方法での各種制御信号の制御タイミングの一実施例を示すタイミングチャートである。
図３、４に示す本実施形態では、シリーズモードからＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードの順番に走行モードが切り換わった場合での、モータリング、エンジンの低負荷運転及び燃料供給停止の夫々の要求タイミングを示している。

図３、４に示すように、シリーズモードからＥＶモードへの切換え前にエンジン停止時モータリングが行われる。また、シリーズモード中にシリーズモードを一時中断してシリーズ中モータリングが行われる。また、本実施形態では、シリーズモード中において、低負荷運転を行ってＥＧＲ装置４１の故障判定が行われる。
本実施形態では、フロントＯ2センサ３４に対して１種類、リヤＯ2センサ３５に対して３種類の故障判定方法が、上記シリーズ中モータリングとエンジン停止時モータリングの２つの時期に実行される。詳しくは、フロントＯ2センサ３４に対しては、フロントＯ2センサレスポンス判定が実行される。リヤＯ2センサ３５に対しては、リヤＯ2センサ固着判定、リヤＯ2センサスロープ判定、リヤＯ2センサレスポンス判定が行われる。

図３に示す故障判定用低負荷モータリング要求は、各排気系センサ及びＥＧＲバルブ４３の故障判定で要求されるモータリング及び低負荷運転の要求タイミング及び時間を表すものであり、図３中のＯＮがモータリングあるいは低負荷運転の要求がされていることを示す。
上記４種類の排気系センサの故障判定方法のうち、フロントＯ2センサレスポンス判定は、排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときと、リーンからリッチへ変化したときの両方で、フロントＯ2センサ３４の検出値が所定量変化する時間を計測し、その計測時間が閾値Ｔ1以上であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ1以上である場合には、フロントＯ2センサ３４の応答性が異常であると判定する。

リヤＯ2センサ固着判定は、リヤＯ2センサ３５の検出値が固着、即ち全く変化しないような状態を判定するものであり、排気中の空燃比がリッチからリーンおよびリーンからリッチへ変化する運転を実施したときに、リヤＯ2センサ３５の検出値が変化しない場合には、リヤＯ2センサ３５が固着状態であり故障であると判定する。
リヤＯ2センサスロープ判定は、リヤＯ2センサ３５の検出値の変化率を判定するものであり、この判定については排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときに判定される。本判定では、リヤＯ2センサ３５の検出値が中間域の所定の変化量変化する時間を計測して、その計測時間が閾値Ｔ3以上であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ3以上である場合には、リヤＯ2センサ３５の変化率が異常であると判定する。

リヤＯ2センサレスポンス判定は、リヤＯ2センサ３５の初期応答性を含む検出値の変化率を判定するものであり、この判定についても排気中の空燃比がリッチからリーンへ変化したときに判定される。本判定では、燃料供給停止からリヤＯ2センサ３５の検出値が所定値まで変化する時間を計測して、その計測時間が閾値Ｔ4以内であるか否かを判別し、当該閾値Ｔ4を超えた場合には、リヤＯ2センサ３５の応答性が異常であると判定する。

ＥＧＲ故障判定は、ＥＧＲバルブ４３が正常に作動して排気還流が行われるか否かを判定するものであり、ＥＧＲバルブ４３を開閉作動して、当該開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが変化するか否かで判別する。ＥＧＲバルブ４３の開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが所定値Ｐ1以上変化すれば正常であり、変化なしあるいは所定値Ｐ1未満の変化であれば異常であると判定する。

ストイキF/B継続タイマは、エンジン２においてストイキ運転状態が所定時間Ｔ5継続し、排気中の空燃比が安定した状態であるか計測するタイマであり、シリーズモード開始、あるいはシリーズ中モータリング終了からタイマを計測開始して、所定時間Ｔ5経過するまでモータリングの動作を禁止して故障判定を規制することで、精度のよい故障判定が可能となる。

モータリング要求時間は、上記各故障判定方法のモータリング要求に応じて必要とするモータリング要求時間である。上記のようにリヤＯ2センサレスポンス判定用の閾値Ｔ4が他の判定用の閾値Ｔ1〜Ｔ3よりも長いので、リヤＯ2センサレスポンス判定を行う場合にはモータリング要求時間が長くＴm1に設定され、リヤＯ2センサレスポンス判定以外の故障判定方法を行う場合にはモータリング要求時間が短くＴm2に設定される。

モータリング実行タイマは、モータリングの実行時間を設定するタイマであり、モータリング開始から計測を開始し、上記のモータリング要求時間（Ｔm1あるいはＴm2）経過した時点でモータリングの終了とする。
車速は、車速センサ４５により検出された車両１の走行速度であるが、この車速が所定速度Ｖ1以下では、上記排気系センサ３４、３５及びＥＧＲバルブ４３の故障判定が規制される。

図４に示すシリーズ中モータリング禁止タイマは、モータリングを終了した時点から計測を開始して所定時間Ｔ6またはＴ7計測するまで、次のモータリングを禁止するためのタイマである。
シリーズ中低負荷運転禁止タイマは、シリーズ運転開始から計測を開始して所定時間Ｔ8(第１の所定時間)計測するまで、低負荷運転を禁止するためのタイマである。また、シリーズ中低負荷運転禁止タイマは、低負荷運転を終了した時点から計測を開始して所定時間Ｔａ（第２の所定時間）計測するまで、次の低負荷運転を禁止するためのタイマでもある。シリーズ運転開始から計測を開始して所定時間Ｔ8計測するまで、または低負荷運転を終了した時点から計測を開始して所定時間Ｔａ計測するまでは、低負荷運転が禁止される。

故障判定動作要求は、ストイキF/B継続タイマ及びシリーズ中モータリング禁止タイマ、シリーズ中低負荷運転禁止タイマによる規制の解除を条件とした上での、エンジン停止時モータリング、シリーズ中モータリング、低負荷運転の動作要求を示す。
故障判定要求燃料カットは、ハイブリッドコントロールユニット２０から入力したモータリング要求開始タイミングから、上記モータリング実行タイマがモータリング要求時間（Ｔm1またはＴm2）に到達するまでの間をオンとし、燃料供給を停止する。

ＨＥＶ要求燃焼トルクは、ハイブリッドコントロールユニット２０から要求されるエンジン２の出力トルクである。
ＥＧＲモニタ完了判定は、ＥＧＲバルブ４３の故障判定が終了したことを示し、故障判定終了時にオンとなり、車両電源オフ時あるいはエンジン２停止時にオフとなる。
エンストモードは、エンジン２の駆動軸が回転停止している状態がオン、回転している状態をオフに表す。

そして、本実施形態では、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定をシリーズモードで行う際に、シリーズモードからＥＶモードへの切替え時におけるエンジン停止時モータリング時と、シリーズ中モータリング時の両方で故障判定が可能であり、これらのモータリングのうち、各故障判定方法に適したモータリング時に故障判定が行われる。

シリーズ中モータリング時での故障判定は、モータジェネレータ９によりエンジン２を強制駆動するモータリングを行ないながら、エンジン２への燃料供給を停止し、排気中の酸素濃度（あるいは空燃比）のリッチからリーンへの変化を検出して、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定を行い、またその後モータリングからシリーズ運転に復帰する際にエンジン２への燃料供給を再開したときに、排気中の酸素濃度（あるいは空燃比）のリーンからリッチへの変化を検出して、フロントＯ2センサ３４及びリヤＯ2センサ３５の故障判定を行う。これにより、シリーズ中モータリング時での故障判定では、モータリング時間を確保できれば、全ての上記故障判定方法を実行することができる。

また、エンジン停止時モータリング時での故障判定では、排気中の空燃比がリッチからリーンへの変化する状態で可能な故障判定方法であり、リヤＯ2センサ３５のスロープ判定及びレスポンス判定が可能となる。
本実施形態では、シリーズ中モータリング時には、エンジン停止時モータリング時では判定不能であるフロントＯ2センサレスポンス判定を行い、ＥＶモードへの切替え時におけるエンジン停止時モータリング時には、いずれのモータリング時でも故障判定可能なリヤＯ2センサスロープ判定とリヤＯ2センサレスポンス判定を行う。

本実施形態のＥＧＲ故障判定は、シリーズモード中において、モータジェネレータ９の発電負荷を低減させた低負荷運転時に行われる。詳しくは、ＥＧＲ故障判定を実行する際に、モータジェネレータ９の発電電力を低下させ、ＨＥＶ要求燃焼トルクをシリーズ運転時に通常設定される第１の所定トルクＮ1よりも低い第２の所定トルクＮ2に設定する。また、このときエンジン回転速度はシリーズモード時に通常設定される第１の回転速度Ｒ1よりも低い第２の所定回転速度Ｒ2になる。シリーズ中モータリング及びエンジン停止時モータリングの際には、エンジン回転速度は、第２の回転速度Ｒ2より低い第３の回転速度Ｒ3に設定される。なお、このエンジンコントロールユニット２２におけるＥＧＲ故障判定が本願発明の故障判定手段に該当する。

図４に示すように、ＥＶモードからシリーズモードに切り換わると、シリーズ中低負荷運転禁止タイマが所定値Ｔ8からカウントダウンし、０となったときに車速が所定速度Ｖ1以上であることを条件としてＥＧＲバルブ４３の故障判定が行われる。
ＥＧＲバルブ４３の故障判定は、上記のようにＥＧＲバルブ４３を開閉作動させ、当該開閉作動に伴って吸気圧Ｐａが変化するか否かで判別するが、このＥＧＲバルブ４３の開閉を複数回（例えば３回）行って、全て所定値Ｐ1以上変化した場合のみ正常であると判定する。上記ＥＧＲモニタ完了判定は、この吸気圧Ｐａが所定値Ｐ1以上変化した回数をカウントし、所定の複数回行われればオンとなり、ＥＧＲ故障判定が終了される。

更に、本実施形態においては、シリーズモードにおいて、シリーズ中低負荷運転が終了すると、シリーズ中低負荷運転禁止タイマが所定時間Ｔａからカウントダウンし、０となったときに次のＥＧＲバルブ４３の故障判定が許可される。この所定時間Ｔａは、上述の所定時間Ｔ8よりも大きい値である。
したがって、本実施形態では、エンジンが始動してから所定時間Ｔ8経過するまでは、エンジン２が始動してからの１回目のシリーズ中低負荷運転が規制されるとともに、１回目のシリーズ中低負荷運転が終了してから所定時間Ｔａ経過するまでは、２回目のシリーズ中低負荷運転が規制される。ここで、所定時間Ｔａが所定時間Ｔ8より大きく設定されているので、１回目のＥＧＲ故障判定の後、直ぐに２回目のシリーズ中低負荷運転を伴うＥＧＲ故障判定が規制される。

これにより、１回目のＥＧＲ故障判定の際に還流した排気が吸気通路に残っていたとしても、２回目のＥＧＲ故障判定の際に失火することを防止できる。これは、ＥＧＲ故障判定の際に行うシリーズ中低負荷運転では吸気流量を絞るので、排気還流量が少なくとも失火し易いといった問題点に対し、本実施形態では、シリーズ運転開始によるエンジン始動から１回目のシリーズ中低負荷運転を規制する時間である所定時間Ｔ8よりも長い所定時間Ｔａ経過するまでは、次のシリーズ中低負荷運転を規制することで、吸気通路２５内の排気を十分に減らした上で、２回目のシリーズ中低負荷運転を開始許可するので、２回目のＥＧＲ故障判定に行うシリーズ中低負荷運転において失火し難くなる。一方、エンジン始動から１回目のシリーズ中低負荷運転を規制する時間である所定時間Ｔ8は、１回目のシリーズ中低負荷運転終了から２回目のシリーズ中低負荷運転まで規制する所定時間Ｔａより小さく設定することで、１回目のシリーズ中低負荷運転での失火を防止した上で１回目のＥＧＲ故障判定を早期に実施することができる。

なお、エンジン２が始動してから３回目以降のＥＧＲ故障判定についても、２回目のＥＧＲ故障判定と同様に、その前に実施されたＥＧＲ故障判定のシリーズ中低負荷運転終了から所定時間Ｔａ経過するまで開始が規制される。これにより、３回目以降のＥＧＲ故障判定についても失火を防止することができる。
また、エンジンコントロールユニット２２は、シリーズモードにおいて、エアフローセンサ２８から入力した吸入空気量を積算しており、上記２回目以降のシリーズ中低負荷運転開始を規制する所定時間Ｔａを、一定の値でなく当該吸入空気量の積算値に基づいて変更するとよい。詳しくは、１回目のシリーズ中低負荷運転における吸入空気量を積算し、当該吸入空気量の積算値から所定時間Ｔａを設定する。当該吸入空気量の積算値と所定時間Ｔａとの関係は、エンジンコントロールユニット２２にあらかじめ記憶されており、積算値が大きくなるに伴って所定時間Ｔａが短くなるように設定される。

このように、シリーズ中低負荷運転の終了から次のシリーズ中低負荷運転の開始が規制される時間である所定時間Ｔａは、シリーズ中低負荷運転での吸気流量の積算値に基づいて設定されるので、シリーズ中低負荷運転終了時に吸気通路２５に残留する排気量に応じて失火を回避するのに必要な時間経過するまで、次のシリーズ中低負荷運転の開始を規制することができる。また、シリーズ中低負荷運転での吸気流量の積算値が大きい、即ちこのシリーズ中低負荷運転終了時の排気の残留量が少ない程、次のシリーズ中低負荷運転の開始を規制する所定時間Ｔａを短くすることで、次のシリーズ中低負荷運転時における失火を回避しつつ、次のシリーズ中低負荷運転の開始を早めてＥＧＲ故障判定を早急に終了させることができる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものでない。例えば、上記各種故障判定、故障判定の規制及び故障判定に伴う各種制御をハイブリッドコントロールユニット２０で行ってもよい。また、本実施形態では、ＥＶモード、シリーズモード及びパラレルモードの切換え可能なプラグインハイブリッド車に本願発明を適用しているが、ハイブリッド車でない車両にも適用することができる。本願発明は、エンジンの低負荷運転を行ってＥＧＲ故障判定を行う故障判定装置を備えた車両に広く適用可能である。このようなハイブリッド車でない車両の場合、エンジンが始動してからの故障判定のための低負荷運転を行う際の規制時間を１回目より２回目を長くすればよい。

１ 車両
２ エンジン(内燃機関)
４ フロントモータ（駆動用モータ）
６ リヤモータ（駆動用モータ）
９ モータジェネレータ
１１ 駆動用バッテリ
２２ エンジンコントロールユニット（故障判定手段、第１の故障判定規制手段、第２の故障判定規制手段）
２８ エアフローセンサ (吸入空気量検出手段)
４２ ＥＧＲ通路（排気還流路)
４３ ＥＧＲバルブ（排気還流バルブ)
４４ 吸気圧センサ（検出手段）

Claims (5)

1. 車両に搭載され排気を吸気通路に還流させる排気還流路を備えた内燃機関と、前記排気還流路を開閉する排気還流バルブと、を具備する車両に備えられ、
   前記内燃機関の吸気圧を検出する検出手段と、
   前記内燃機関の運転中に、前記排気還流バルブを開閉制御した際の前記検出手段の検出値の変化に基づいて、前記排気還流バルブを故障判定する故障判定手段と、
   前記内燃機関の始動から１回目の前記故障判定手段による前記故障判定を、前記始動から第１の所定時間経過するまで規制する第１の故障判定規制手段と、
   前記内燃機関の運転中において前記故障判定手段による前記１回目の故障判定の終了から第２の所定時間経過するまで、前記内燃機関の始動から２回目の前記故障判定手段による故障判定を規制する第２の故障判定規制手段と、を備え、
   前記第２の所定時間は、前記第１の所定時間より長く設定されることを特徴とする車両の故障判定装置。
2. 前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、
   前記第２の所定時間は、前記１回目の故障判定において前記吸入空気量検出手段により検出された前記吸入空気量の積算値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両の故障判定装置。
3. 前記第２の所定時間は、前記吸入空気量の積算値が大きくなるに伴って短く設定されることを特徴とする請求項２に記載の車両の故障判定装置。
4. 第２の故障判定規制手段は、更に、前記内燃機関の運転中において前記故障判定手段による故障判定を、当該故障判定の１回前の故障判定の終了から前記第２の所定時間経過するまで規制することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の故障判定装置。
5. 前記車両は、前記内燃機関により駆動されて発電可能である一方で駆動用バッテリから供給された電力で前記内燃機関を駆動可能なモータジェネレータと、前記駆動用バッテリから供給される電力で駆動輪を駆動する駆動用モータと、を具備し、
   前記内燃機関により前記モータジェネレータを駆動して発電しながら、前記駆動用モータにより前記駆動輪を駆動して走行する第１の走行モードが選択可能なハイブリッド車であって、
   前記故障判定手段は、前記第１の走行モード中に前記故障判定を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両の故障判定装置。

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