JP2018039347A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】掃気制御を完了する前に終了したときでも、次回のエンジン始動の際の異常診断をより正確に反映する。【解決手段】イグニッションオフされたときに、エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態でエンジンをモータによりモータリングする掃気制御を実行すると共に、エンジンを始動する際にはエンジンの始動に関する異常およびエンジンの始動直後の状態に関する異常について診断する始動時異常診断を実行するハイブリッド自動車において、掃気制御を完了する前に終了したときには、次回のエンジンを始動する際の始動時異常診断における少なくとも一部の異常診断項目についてマスクする。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンが冷間状態にあると判別されたときにエンジンを停止するときには、エンジンの燃焼室の掃気を実行した後にエンジンを停止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、冷間状態にあるエンジンを停止するときに掃気を実行することにより、燃焼室内の水分を除去し、エンジン停止中に点火プラグに水分が付着することによってその後のエンジンの始動性が低下するのを防止している。

特開２００８−８０９１４号公報

上述のハイブリッド自動車では、エンジンが冷間状態にあると判別されたときにエンジンを停止するときには掃気制御を実行するが、掃気制御の他の要件が成立していないときには実行を開始した掃気制御を完了する前に終了する場合がある。一方、ハイブリッド自動車では、エンジン始動の際には、エンジンの始動に関する異常診断や始動直後のエンジン出力に関する異常診断などを行なうものが多い。掃気制御を完了する前に終了したときには燃焼室内に水分が残留するため、点火プラグへの水分の付着や点火プラグの凍結などにより、次回のエンジン始動の際の異常診断で異常が検出され、本来の異常と一過性の異常とを切り分けることができない。

本発明のハイブリッド自動車は、掃気制御を完了する前に終了したときでも、次回のエンジン始動の際の異常診断をより正確に反映することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
前記エンジンをモータリング可能なモータと、
イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行すると共に、前記エンジンを始動する際には前記エンジンの始動に関する異常および前記エンジンの始動直後の状態に関する異常について診断する始動時異常診断を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記掃気制御を完了する前に終了したときには、次回の前記エンジンを始動する際の前記始動時異常診断における少なくとも一部の異常診断項目についてマスクする、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、イグニッションオフされたときに、エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態でエンジンをモータによりモータリングする掃気制御を実行する。また、エンジンを始動する際にはエンジンの始動に関する異常およびエンジンの始動直後の状態に関する異常について診断する始動時異常診断を実行する。一方、掃気制御を完了する前に終了したときには、次回のエンジンを始動する際の始動時異常診断における少なくとも一部の異常診断項目についてマスクする。ここで「異常診断項目についてマスクする」とは、対象の異常診断項目の診断結果を記憶するメモリ領域を書き込み禁止にしたり、対象の異常診断項目の診断結果を異常なしの状態として書き込んだり、対象の異常診断項目の診断を行なわないようにしたりすることを意味する。マスクする異常診断項目としては、エンジンを始動することができなかったことにより異常とする項目（エンジン始動不能異常）や、エンジン始動後の出力不足による異常とする項目（出力異常）などを挙げることができる。掃気制御を未完の状態で終了すると、エンジンの焼室内に水分が残留するため、点火プラグへの水分の付着や点火プラグの凍結などが生じる。この場合、エンジン始動不能異常が生じたり、エンジンを始動することができても複数気筒のうちに一部の気筒の点火プラグに水分付着や凍結が生じているときには出力不足が生じる。こうした異常は、時間の経過により解消するものであるから、こうした異常を診断結果として記憶しておく必要がない。本発明では、こうした理由により、始動時異常診断において検出される異常のうちの少なくとも一部の異常については診断結果として用いないのである。これにより、掃気制御を完了する前に終了したときでも、次回のエンジン始動の際の異常診断をより正確に反映することができる。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時処理の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、冷却水の流路に取り付けられた温度センサ２３ｂからの冷却水温Ｔｗなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エンジン２２を継続して運転している時間（運転継続時間）Ｔｏｎを計測したりしている。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，フラッシュメモリ、入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号ＩＧや、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との運転モードとしては、以下の（１）〜（３）のモードがある。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に
出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に０℃以下や−１０℃以下などの冷間時にエンジン２２の運転を停止する際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時処理の一例を示すフローチャートである。このイグニッションオフ時処理は、エンジン２２が運転されている最中に繰り返し実行される。

イグニッションオフ時処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、イグニッションスイッチ８０によりイグニッションオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）の操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１００）、イグニッションオフされていないときには、何もせずに処理を終了する。

イグニッションオフされたと判定したときには、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を禁止し（ステップＳ１１０）、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと運転継続時間ＴｏｎとをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力する（ステップＳ１２０）。そして、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１３０）、運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の暖気完了の温度より低い温度であり、閾値Ｔｏｎｒｅｆは、エンジン２２の暖気を完了するのに必要な時間より短い時間である。

ステップＳ１３０で冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であると判定されたり、ステップＳ１４０で運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ以上であると判定されたときには、掃気制御は不要と判断し、エンジン２２の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し（ステップＳ２２０）、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を許可して（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。

ステップＳ１３０で冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であると判定され、且つ、ステップＳ１４０で運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であると判定されたときには、燃料噴射を停止した状態でエンジン２２をモータリングする掃気制御を開始する（ステップＳ１５０）。この掃気制御は、冷間時に燃焼室内の水分を排除し、エンジン停止中に燃焼室内に水分が残留することに起因する不都合（点火プラグの凍結や水分による錆の発生など）を抑制するために行なわれる。掃気制御は、掃気制御を実行する旨の制御信号をエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とに送信することにより、エンジンＥＣＵ２４により燃料噴射制御と点火制御とを停止し、モータＥＣＵ４０によりエンジン２２の回転数Ｎｅがそのときの回転数を保持するようにモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御することにより行なわれる。

掃気制御が開始されると、掃気制御の実行条件としての他の条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ１６０）、他の条件が成立しているときには掃気制御が完了するのを待つ（ステップＳ１７０）。ここで、他の条件としては、例えば、シフトポジションＳＰがＰポジション（後進ポジション）である条件や、バッテリ５０の電圧が所定電圧以上であると共に蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電容量以上であるなどのバッテリ５０が通常状態にある条件、システムの異常診断を行なっていない条件などを挙げることができる。掃気制御が完了すると、掃気制御を完了したことをフラッシュメモリに割り当てられた特殊操作履歴領域に記録する（ステップＳ１８０）。この特殊操作履歴は、販売店や整備工場などで読み出されて解析や開発などに用いられる。そして、エンジン２２の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し（ステップＳ２２０）、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を許可（禁止の解除）して（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。このように掃気制御を完了してシステム停止することにより、次回システム起動してエンジン２２を始動する際に、燃焼室内に水分が残留することに起因する不都合（点火プラグの凍結や水分による錆の発生など）を回避し、エンジン２２を良好に始動することができる。

ステップＳ１６０で掃気制御の実行条件としての他の条件が成立していないと判定すると、実行を開始した掃気制御の完了を待たずに直ちに終了（停止）し（ステップＳ１９０）、掃気制御を未完の状態で終了したことをフラッシュメモリの特殊操作履歴領域に記録する（ステップＳ２００）。上述したように、特殊操作履歴は、販売店や整備工場などで読み出されて解析や開発などに用いられる。そして、次回のエンジン始動時に実行される異常診断項目のうち一部の異常診断項目をマスクし（ステップＳ２１０）、エンジン２２の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し（ステップＳ２２０）、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を許可（禁止の解除）して（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。ここで、マスクする異常診断項目としては、例えば、エンジンを始動することができなかったことによる異常（エンジン始動不能異常）や、エンジン始動後の出力不足による異常（出力異常）などを挙げることができる。掃気制御を未完の状態で終了するため、エンジン２２の焼室内に水分が残留し、点火プラグへの水分の付着や点火プラグの凍結などが生じる。この場合、エンジン始動不能異常が生じたり、エンジンを始動することができても複数気筒のうちの一部の気筒の点火プラグに水分付着や凍結が生じているときには出力不足が生じる。こうした異常は、時間の経過により解消するから、異常として取り扱わなくても問題が生じない。こうした理由により、ステップＳ２１０では、次回のエンジン始動時に実行される異常診断項目のうち一部の異常診断項目の診断結果については反映されないようにマスクするのである。異常診断項目のマスクは、対象の異常診断項目の診断結果を記憶するメモリ領域を書き込み禁止にしたり、対象の異常診断項目の診断結果を異常なしの状態として書き込んだり、対象の異常診断項目の診断を行なわないようにしたり、することなどにより行なうことができる。このように、次回のエンジン始動時に実行される異常診断項目のうち一部の異常診断項目をマスクすると、次回のエンジン始動時に異常診断が行なわれたときに、エンジン始動不能異常や出力異常の状態であっても、異常として取り扱われない。この場合、ガス欠によるエンジン始動不能異常や出力異常と同様にモータ走行により走行したり、点火プラグへの水の付着の判定を行なって出力異常の要因を切り分けてその結果に従ってモータ走行したりし、掃気制御を未完の状態で終了したことによりエンジン２２の始動性が良好でない旨をメータ表示したりする。なお、点火プラグへの水の付着の判定はエンジン始動時にショートしているか否かの判定により行なうことができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であり、且つ、エンジン２２の運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であるときには、掃気制御を実行するが、この掃気制御の実行を開始しても、掃気制御を実行する他の条件が成立していないときには、直ちに掃気制御を終了する。そして、次回のエンジン始動時に実行される異常診断項目のうちの一部の異常診断項目をマスクする。これにより、掃気制御を未完で終了したことによってエンジン２２の焼室内に水分が残留し、点火プラグへの水分の付着や点火プラグの凍結などにより生じる次回のエンジン始動時の異常を異常として取り扱わないようにすることができる。この結果、掃気制御を完了する前に終了したときでも、次回のエンジン始動の際の異常診断をより正確に反映することができる。

実施例では、エンジン２２と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２とプラネタリギヤ３０とを備えるハイブリッド自動車２０としたが、エンジンと、エンジンをモータリングするモータとを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ａ クランクポジションセンサ、２３ｂ 温度センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   前記エンジンをモータリング可能なモータと、
   イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行すると共に、前記エンジンを始動する際には前記エンジンの始動に関する異常および前記エンジンの始動直後の状態に関する異常について診断する始動時異常診断を実行する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記掃気制御を完了する前に終了したときには、次回の前記エンジンを始動する際の前記始動時異常診断における少なくとも一部の異常診断項目についてマスクする、
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。

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