(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力が不要なときに自動的にエンジンを停止させるエンジン自動停止車両において、
エンジンの運転中の異常を検出し、異常検出回数の積算値が第１の設定値以上となったときに故障判定を行なう故障判定装置と、
前記積算値が、前記第１の設定値よりも小さく設定した１以上の第２の設定値以上となったときには、エンジンの自動停止をあらかじめ定めた期間禁止するエンジン停止禁止装置とを備えたことを特徴とする車両の自己診断装置。
【請求項２】
エンジン停止禁止装置は、あらかじめ定めた停止禁止時間が経過したとき、または異常検出の積算値が第１の設定値以上となったときのいずれかの条件を満たしたときにエンジンの停止禁止を解除するようにした請求項１に記載の車両の自己診断装置。
【請求項３】
エンジン自動停止車両は、アイドル運転を停車時に自動停止させるアイドルストップ車両である請求項１に記載の車両の自己診断装置。
【請求項４】
エンジン自動停止車両は、エンジンの他に動力源として回転電機を備え、エンジンによる駆動力が不要な運行状態のときにエンジンを停止させるようにしたハイブリッド車両である請求項１に記載の車両の自己診断装置。
【請求項５】
故障判定装置は、排気酸素センサまたは空燃比センサからの信号に基づいて燃料供給量をフィードバック制御する空燃比制御装置のモニタクランプ状態を検出したときに異常検出の積算を行う請求項１に記載の車両の自己診断装置。
【請求項６】
エンジン停止禁止装置は、エンジン停止禁止期間中にエンジンの負荷または回転速度を高めるエンジン制御装置を備える請求項５に記載の車両の自己診断装置。
【請求項７】
エンジン停止禁止装置は、エンジン停止禁止期間中は自動変速機のシフトスケジュールをエンジン回転が比較的上昇する方向に補正するシフトスケジュール補正装置を備える請求項５に記載の車両の自己診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン出力が不要なときにエンジンを自動的に停止させる機能を備えている車両の自己診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
車両の動力源としてエンジンとモータ（電動機と発電機とを兼ねる回転電機）とを併有し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車両が知られている（例えば、鉄道日本社発行「自動車工学」ＶＯＬ．４６  Ｎｏ．７    １９９７年６月号  ３９〜５２頁参照）。こうしたハイブリッド車両では、モータのみによる走行時や停車時などエンジン出力が不要なときにはエンジンを停止させるようにしている。また、ハイブリッド車両の他にも、いわゆるアイドルストップ車両では燃費を節約するために停車時にエンジンを停止させるようにしている。
【０００３】
ところで、エンジンの異常を自動的に検出して整備者が故障原因等を容易に把握できるようにした自己診断装置というものが知られているが、従来の自己診断装置を上述したようにエンジンを一時的に停止させる車両に適用すると的確な故障診断ができないという問題が生じる。すなわち、エンジン停止の直前に異常検出履歴を記憶するバックアップ回路を設け、エンジン始動後にその記憶内容を引き継ぐようにすることが考えられるが、このようにすると、エンジン停止により診断に要する時間が長くなり、また特にエンジン停止の間の雰囲気条件の変化等に原因して診断の精度が低下したり誤診断を起こしたりする可能性が生じて好ましくない。
【０００４】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、異常の蓋然性が生じた場合にはエンジンの停止を一時的に禁止することにより従来の問題点を解消することを目的にしている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、出力が不要なときに自動的にエンジンを停止させるエンジン自動停止車両において、エンジンの運転中の異常を検出し、異常検出回数の積算値が第１の設定値以上となったときに故障判定を行なう故障判定装置と、前記積算値が、前記第１の設定値よりも小さく設定した１以上の第２の設定値以上となったときには、エンジンの自動停止をあらかじめ定めた期間禁止するエンジン停止禁止装置とを備えた。
【０００６】
請求項２の発明は、上記エンジン停止禁止装置を、あらかじめ定めた停止禁止時間が経過したとき、または異常検出の積算値が第１の設定値以上となったときのいずれかの条件を満たしたときにエンジンの停止禁止を解除するようにした。
【０００７】
請求項３の発明は、上記請求項１の発明を、アイドル運転を停車時に自動停止させるアイドルストップ車両に適用する。
【０００８】
請求項４の発明は、上記請求項１の発明を、エンジンの他に動力源として回転電機を備え、エンジンによる駆動力が不要な運行状態のときにエンジンを停止させるようにしたハイブリッド車両に適用する。
【０００９】
請求項５の発明は、上記請求項１の発明の故障判定装置を、排気酸素センサまたは空燃比センサからの信号に基づいて燃料供給量をフィードバック制御する空燃比制御装置のモニタクランプ状態を検出したときに異常検出の積算を行うものとした。
【００１０】
請求項６の発明は、上記請求項５の発明のエンジン停止禁止装置を、エンジン停止禁止期間中にエンジンの負荷または回転速度を高めるエンジン制御装置を備えるものとした。
【００１１】
請求項７の発明は、上記請求項５の発明のエンジン停止禁止装置を、エンジン停止禁止期間中は自動変速機のシフトスケジュールをエンジン回転が比較的上昇する方向に補正するシフトスケジュール補正装置を備えるものとした。
【００１２】
【作用・効果】
上記請求項１以下の各発明において、故障判定装置はエンジン運転中の異常検出の積算値が第１の設定値に達したときに故障と判定する。この故障判定後はエンジンの自動停止はあらかじめ定めた停止条件が成立したとき、一般にエンジン出力が不要と判断される運転時に実行される。ただし、異常検出の積算値が第２の設定値以上となり、かつ第１の設定値未満である場合にはエンジン停止禁止装置により一時的に前記のエンジン停止制御が禁止される。これにより、異常が検出されて故障発生が予測される条件下では異常検出が継続されることになるため、異常が生じているときにはこれをより確実に検出して精度の高い故障判定を行うことが可能となる。
【００１３】
エンジン停止を禁止する期間としては、たとえば請求項２の発明に示したようにあらかじめ定めた時間が経過するまで、または異常検出の積算値が第１の設定値以上となるまでに設定することができる。積算値が第２の設定値以上となってからある程度以上の時間が経過しても第１の設定値に達しないときには、重篤な故障が発生していることはないとみなせるので、エンジン停止禁止を解除する。また、積算値が第１の設定値に達すれば故障判定がなされるので、それ以上エンジン停止を禁止しておく必要はなく、爾後のエンジン停止を許容することにより、エンジン停止禁止に伴い起こりうる燃費および排気性能の悪化を最小限に抑えることができる。
【００１４】
エンジン自動停止車両としては、請求項３または４の発明として示したように、アイドル運転を停車時に自動停止させるアイドルストップ車両、またはエンジンの他に動力源として回転電機を備え、エンジンによる駆動力が不要な運行状態のときにエンジンを停止させるようにしたハイブリッド車両などであり、本発明によればこれらの車両においてエンジンの自己診断をより適切に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項５の発明では、排気酸素センサまたは空燃比センサからの信号に基づいて燃料供給量をフィードバック制御する空燃比制御装置のモニタクランプ状態を検出したときに異常検出の積算を行う。モニタクランプとは、空燃比センサからの信号により目標空燃比からのずれを検出し、このずれに応じて目標空燃比に接近する方向にエンジンへの燃料供給量を補正する際に、たとえば燃料系システムの故障等に原因して補正係数がそれ以上の補正を行うことができない限界値に達して一定値化した状態である。制御周期ごとにこのモニタクランプが積算され、ある程度つまりこの場合第１の設定値を超えたときに故障と判定して、以後はたとえばオープンループによる空燃比制御に移行することになる。モニタクランプに代表される空燃比異常は精密な燃料制御を必要とするエンジンでは最優先で検出すべき異常であり、この故障判定を正確に行うことがエンジンの燃費や排気性能の悪化を最小限度に抑制する観点から重要である。したがって、本発明によりこの故障判定をより精度よく行って、本来の故障診断の目的をよりよく達成することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、上記請求項５の発明のエンジン停止禁止装置に、エンジン停止禁止期間中にエンジンの負荷または回転速度を高めるエンジン制御装置を備えるものとしている。モニタクランプが発生しているときにはエンジンの負荷または回転速度を高めるほどそれだけ異常として検出される頻度が上昇して、より短時間のうちに故障判定が可能となるので、故障判定の精度が高められる。
【００１７】
請求項７の発明は、上記請求項５の発明のエンジン停止禁止装置に、エンジン停止禁止期間中は自動変速機のシフトスケジュールをエンジン回転が比較的上昇する方向に補正するシフトスケジュール補正装置を備えるものとしている。自動変速機のシフトスケジュールをエンジン回転が比較的上昇する方向に補正することにより、シフトスケジュール変更前に比較して同一運転条件下でのエンジン回転数が上昇するので、請求項６の発明と同様にして故障検出精度を高めることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず図１−図２に本願発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す。これは走行条件に応じてエンジンまたはモータの何れか一方または双方の動力を用いて走行するパラレル方式のハイブリッド車両である。この車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されている。モータ１とエンジン２は所定の回転比を有する減速装置（図示せず）を介して相互駆動可能に連結されている。また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無段変速機５の入力軸が互いに連結されている。
【００１９】
クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。
【００２０】
モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ４は主として車両の力行と減速時の回生運転に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。ただしクラッチ３締結時には、モータ１を車両の力行と制動に用いることもでき、モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。クラッチ３は電磁式のパウダークラッチであり、電流制御によりその伝達トルクを調節することができる。
【００２１】
モータ１，４，１０はそれぞれ、インバータ１１，１２，１３により駆動される。なお、モータ１，４，１０に直流電動モータを用いる場合には、インバータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。インバータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介して強電バッテリ１５に接続されており、強電バッテリ１５の直流電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換して強電バッテリ１５を充電する。インバータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を強電バッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。
【００２２】
１６は本発明の故障判定装置やエンジン停止禁止装置など各種制御回路の機能を備えたコントローラであり、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ３の伝達トルク、モータ１，４，１０の回転数や出力トルク、無段変速機５の変速比、エンジン２の燃料噴射量・噴射時期、点火時期などを制御する。
【００２３】
コントローラ１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルペダルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転数センサ２７、スロットル開度センサ２８が接続される。セレクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲおよびドライブＤの何れかのレンジに切り換えるセレクトレバー（図示せず）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，Ｄのいずれかのスイッチがオンする。
【００２４】
アクセルペダルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ２５は強電バッテリ１５の温度を検出する。バッテリＳＯＣ検出装置２６は強電バッテリ１５の実容量の代表値であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を検出する。また、エンジン回転数センサ２７はエンジン２の回転数を検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度を検出する。
【００２５】
コントローラ１６にはさらに、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、可変動弁装置３２などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置３１を駆動してエンジン２の点火時期制御を行う。また、コントローラ１６は可変動弁装置３２を制御してエンジン２の吸・排気弁の作動状態を調節する。なお、コントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００２６】
以上は本発明が適用可能なハイブリッド車両の基本的な構成例を示したものであり、本発明ではこのハイブリッド車両のように運行中にエンジンが自動停止される車両におけるエンジンの自己診断精度を向上させることを目的としている。以下にこのためのコントローラ１６の制御内容の実施形態につき図３以下の各図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図３は本発明によるエンジン停止禁止制御の概要を示す流れ図である。この制御はコントローラ１６による車両・エンジン制御の一環として周期的に実行される。この制御では、当初にエンジン停止禁止フラグ＃ＥＧＯＰＲ、モニタクランプ回数のカウンタ積算値Ｎ、エンジン停止禁止開始からの経過時間のタイマ値Ｔをそれぞれ０に初期化する（ステップ３０１）。前記＃ＥＧＯＰＲは図示しないエンジン停止制御において参照され、＃ＥＧＯＰＲが０のときはエンジン停止を許可、１のときはエンジン停止を禁止する。
【００２８】
次に診断条件および領域条件の成否を判定する（ステップ３０２，３０３）。診断条件とは、エンジンが診断可能な運転状態にあるか否かであり、たとえば診断の途中で運転者のキースイッチ操作等により強制的にエンジンが停止したときには以後の診断が不可能となるので前記の＃ＥＧＯＰＲ、Ｎ、Ｔを初期化して次回以降の診断に備える（ステップ３０４）。また、この制御では空燃比フィードバック制御の異常状態を示すモニタクランプを検出することが前提であるので、領域条件として空燃比フィードバック制御が行われる運転条件か否かをエンジン回転センサ２７やスロットル開度センサ２８等からの運転状態信号に基づいて判定し、たとえば減速燃料カット時などエンジンが空燃比フィードバック制御を行わない運転領域にあることを検出したときには診断を行わない。
【００２９】
上記診断条件および領域条件が成立したときには、次にモニタクランプを検出する（ステップ３０５）。モニタクランプは、上述したように空燃比補正がリッチ側またはリーン側の限界となったときに空燃比補正係数を一定値にクランプする処理である。一般にエンジンの空燃比フィードバック制御では、次式で示したように燃料供給量Ｔｅを、エンジン回転数と吸入空気量とに基づいてマップ検索から定めた基本燃料量Ｔｐに冷却水温等により定めた各種補正係数Ｃｏと空燃比補正係数ＡＬＰＨＡとを乗じて決定している。
【００３０】
Ｔｅ＝Ｔｐ・Ｃｏ・ＡＬＰＨＡ
空燃比補正係数ＡＬＰＨＡは、排気酸素センサまたは空燃比センサにより検出した実空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、実空燃比が目標空燃比に接近するようにＴｅに対する補正量を付与する。その補正範囲はたとえば１．２５〜０．７５に設定してあり、仮に空燃比センサの故障等により空燃比がリッチ側に偏ってＡＬＰＨＡ≦０．７５となり、またはリーン側に偏ってＡＬＰＨＡ≧１．２５となったときには、それ以上の補正は不可能であるのでＡＬＰＨＡ＝１にクランプして一時的にフィードバック制御を停止する。
【００３１】
この制御では、上記モニタクランプを検出するたびに積算値Ｎを加算し（ステップ３０６）、加算結果と設定値ＣＭＣ１とを比較し、Ｎ≧ＣＭＣ１となるまで上記モニタクランプ検出処理を繰り返す（ステップ３０８）。前記設定値ＣＭＣ１は本発明の第２の設定値に相当するものであり、故障発生が予測されるモニタクランプ発生回数の基準値として１以上の適宜の値に設定する。ここで、もしＮ≧ＣＭＣ１となったときにはエンジン停止禁止フラグ＃ＥＧＯＰＲに１をセットしてエンジンの停止を禁止したのち、積算値Ｎと設定値ＣＭＣ２（ただしＣＭＣ２＞ＣＭＣ１）とを比較する（ステップ３０９，３１０）。前記設定値ＣＭＣ２は本発明の第１の設定値に相当するもので、モニタクランプ発生回数に対して最終的な故障判定を行うための基準値である。なお、＃ＥＧＯＰＲ＝１となって以後は積算値Ｎと設定値ＣＭＣ１との比較を行う必要はないので、ＣＭＣ１による比較の前段で＃ＥＧＯＰＲを参照し（ステップ３０７）、＃ＥＧＯＰＲ＝１のときはＣＭＣ１との比較を迂回して直接ＣＭＣ２との比較処理に移るようにしている。
【００３２】
設定値ＣＭＣ２はモニタクランプ発生回数に対する本来の故障判定基準値であるから、Ｎ≧ＣＭＣ２となったときにはＮＧ判定処理、たとえば自己診断装置のモニタランプ点灯等の処理を行ったのち、フラグ＃ＥＧＯＰＲをリセットしてエンジン停止の禁止を解除するとともに積算値Ｎ、タイマ値Ｔを０に初期化して故障診断を終了する（ステップ３１４）。これに対して、Ｎ＜ＣＭＣ２である間はタイマ値Ｔの更新（加算）を行い、Ｔが基準値ＴＭＣＯＮに達するまでは上記処理を繰り返す（ステップ３１１，３１２）。
【００３３】
もしモニタクランプ数の積算値Ｎが設定値ＣＭＣ２に達する前にタイマ値Ｔが基準値ＴＭＣＯＮに達した場合、これはモニタクランプの発生数がＣＭＣ１を超えて以降のモニタクランプの発生頻度が低いことを意味しており、現状では深刻な故障状態ではないと判断できるので、フラグ＃ＥＧＯＰＲをリセットしてエンジン停止の禁止を解除し、積算値Ｎ、タイマ値Ｔを０に初期化したのち診断処理の当初（ステップ３０２）に戻り新たに診断処理を開始する（ステップ３１３）。もしタイマ値Ｔが基準値ＴＭＣＯＮに達する以前に積算値Ｎが設定値ＣＭＣ２以上となった場合には上述した通りＮＧ判定処理（ステップ３１４）を行う。
【００３４】
図４または図５に、上記エンジン停止禁止制御による制御動作例を示す。これらは何れも空燃比補正係数ＡＬＰＨＡが１（図では「１００％」と示してある）よりも小さい限界値に達するリッチ異常のケースを示している。また、ＣＭＣ＝１に設定してあるので、最初のモニタクランプ発生に伴いフラグ＃ＥＧＯＰＲに１をセットしてエンジン（ＥＮＧ）の停止を禁止している。
【００３５】
図４は、最初のモニタクランプによりエンジン停止禁止として以後、モニタクランプ積算値Ｎが設定値ＣＭＣ２に達する以前にタイマ値Ｔが基準値ＴＭＣＯＮに達した場合を示しており、この場合は上述したように診断ＮＧ処理を行うことなくエンジン停止の禁止を解除（＃ＥＧＯＰＲ＝０）している。これに対して、図５は、最初のモニタクランプによりエンジン停止禁止として以後、タイマ値Ｔが基準値ＴＭＣＯＮに達する以前にモニタクランプ積算値Ｎが設定値ＣＭＣ２に達した場合を示しており、この場合はＮ＝ＣＭＣ２となった時点でＮＧ判定し、エンジン停止の禁止を解除している。
【図面の簡単な説明】
【図１】、
【図２】本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す概略構成図。
【図３】本発明による制御の一実施形態を示す流れ図。
【図４】、
【図５】上記実施形態の制御による制御動作例の説明図。
【符号の説明】
１      モータ
２      エンジン
３      クラッチ
４      モータ（回転電機）
５      無段変速機
９      油圧装置
１０      油圧発生用モータ
１５      バッテリ
１６      コントローラ
１９      ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０      キースイッチ
２１      セレクトレバースイッチ
２２      アクセルペダルセンサ
２３      ブレーキスイッチ
２４      車速センサ
２５      バッテリ温度センサ
２６      バッテリＳＯＣ検出装置
２７      エンジン回転数センサ
２８      スロットル開度センサ
３３      補助バッテリ
【図１】
0003614021.tif 000002
【図２】
0003614021.tif 000003
【図３】
0003614021.tif 000004
【図４】
0003614021.tif 000005
【図５】
0003614021.tif 000006