(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブが開閉されるとともに燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、
前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、
前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、
前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、
前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されて前記電動機で電力を消費して前記駆動輪を駆動していると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われることで前記発電機が発電している際に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断手段とを備えていることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記スロットルバルブが所定時間以上開いている時に前記異常診断を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
スロットルバルブが開閉されるとともに燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段とを有する内燃機関の排気還流装置故障診断方法において、
前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されて前記電動機で電力を消費して前記駆動輪を駆動していると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われることで前記発電機が発電している際に前記排気供給手段の故障診断を実効するか否かを判断する診断開始判断工程と、
前記診断開始判断工程により、前記排気供給手段の故障診断を実効すると判断された場合に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断工程とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を併用するハイブリッド車両及びこのハイブリッド車両に用いられる内燃機関の内燃機関の排気還流装置故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン等の内燃機関を駆動源とする車両において、機関排気中のＮＯｘを低減するための装置として、機関排気の一部を吸気系へ還流させることにより、最高燃焼温度を下げて、ＮＯｘの生成を減少させる排気還流（ＥＧＲ）装置が知られている。この排気還流装置の故障によって所望の排気還流量が得られなくなるとＮＯｘ排出量を増大させる虞がある一方、所望の排気還流量より増大し過ぎると、燃焼が悪化し過ぎて運転性が悪化すると共にＨＣ，ＣＯ，黒煙等の排出量が増大し過ぎる虞があるため、所望の排気還流が行われているか否かを診断し得る故障診断装置を備えたものが知られている。
【０００３】
このような故障診断装置では、内燃機関の回転中にＥＧＲバルブを開閉することで、開閉前後のインテークマニホールド中の負圧の変化を測定し、その値が所定範囲であれば正常、所定範囲でなければ異常であると判定している。
【０００４】
定常運転中にＥＧＲバルブの開閉を行うと、燃焼変動によるトルクショックが生じるため、ドライバビリティが悪化する。このため、減速時における燃料カット中に故障診断を行なうことにより、定常運転中に排気還流装置の故障診断を行なうものに比してトルクショック等を抑制した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
近年、内燃機関と電動機と駆動源として併用する電動車、いわゆるハイブリッド車が実用化されている。このような電動車では、減速時においては内燃機関の燃料カットを行うと共に、最終的は内燃機関を停止し、電動機からの動力のみにより走行することがある。このため、減速時の燃料カット中に故障診断を行なおうとしても、故障診断を完了する前に内燃機関が回転停止してしまい、排気還流装置の故障診断を行なう機会を十分に確保できないことがあった。
【０００６】
このような問題を解決するために、減速時等に内燃機関の燃料カットが行なわれている最中に故障診断が開始されたものについては、燃料カットが終了し、内燃機関が回転停止する条件が揃っても、所定の故障診断が完了するまでは電動機によって内燃機関のモータリング（強制回転）を行い、インテークマニホールド内に負圧が発生するようにして、故障診断を継続する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。これにより、排気還流装置の故障診断を行なう機会を十分に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１４４６０９号公報
【特許文献２】特許第４２７４２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したＥＧＲ故障診断方法では、次のような問題があった。すなわち、内燃機関の定常運転中に故障診断を行うと、トルクショックが生じ、ドライバビリティが低下するという問題があった。また、燃料カット中に故障診断を行うと、内燃機関が停止した場合、故障診断が中断し、故障診断の回数が減るという問題があった。さらに、故障診断を中断させないために、内燃機関が停止しても内燃機関を電動機によってモータリングさせる場合は、バッテリの電力を大量に消費するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、ＥＧＲ装置の故障を診断する場合に、ドライバビリティを低下させることなく適正な回数行い、バッテリの電力の消費を抑制することができる内燃機関を併用する電動車及びこの電動車に用いられる内燃機関の排気還流装置故障診断方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電動車及び内燃機関の排気還流装置故障診断方法は次のように構成されている。
【００１１】
前記の課題を解決する第１の発明に係るハイブリッド車両は、スロットルバルブが開閉されるとともに燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段と、前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されて前記電動機で電力を消費して前記駆動輪を駆動していると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われることで前記発電機が発電している際に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
前記の課題を解決する第２の発明に係るハイブリッド車両は、前記スロットルバルブが所定時間以上開いている時に前記異常診断を行うことを特徴とする。
【００１４】
前記の課題を解決する第３の発明に係る内燃機関の排気還流装置故障診断方法は、スロットルバルブが開閉されるとともに燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段とを有する内燃機関の排気還流装置故障診断方法において、前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されて前記電動機で電力を消費して前記駆動輪を駆動していると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われることで前記発電機が発電している際に前記排気供給手段の故障診断を実効するか否かを判断する診断開始判断工程と、前記診断開始判断工程により、前記排気供給手段の故障診断を実効すると判断された場合に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、内燃機関と駆動輪とが切り離された状態で故障診断を行うため、トルクショックが生じず、ドライバビリティは低下しない。また、スロットルバルブを一定開度にして燃料を供給しながら故障診断を行うので、診断が中断されることなく、また任意のタイミングで故障診断を行うことができるので、適正な回数の故障診断を行うことができる。さらに、内燃機関を電動機で強制回転させる必要が無いので、バッテリの電力を大量に消費することもない。また、発電機による発電を行いつつ、故障診断を行うことが可能となる。
【００１６】
第２の発明によれば、スロットルバルブが所定時間以上開いている際に故障診断を行うため正確な故障診断を行うことができる。
【００１８】
第３の発明によれば、内燃機関と駆動輪とが切り離された状態で故障診断を行うため、トルクショックが生じず、ドライバビリティは低下しない。また、スロットルバルブを一定開度にして燃料を供給しながら故障診断を行うので、診断が中断されることなく、また任意のタイミングで故障診断を行うことができるので、適正な回数の故障診断を行うことができる。さらに、内燃機関を電動機で強制回転させる必要が無いので、バッテリの電力を大量に消費することもない。また、発電機による発電を行いつつ、故障診断を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関と電動機を駆動源とするハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図。
【図２】同ハイブリッド自動車に組み込まれたＥＧＲ装置を示す構成図。
【図３】同ＥＧＲ装置の故障診断フローを示す説明図。
【図４】同ＥＧＲ装置の故障診断におけるタイムチャートを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る内燃機関と電動機を駆動源とするハイブリッド自動車（内燃機関を併用する電動車）１０の構成の概略を示す構成図、図２は同ハイブリッド自動車１０に組み込まれたＥＧＲ装置２７を示す構成図、図３はハイブリッド自動車１０に組み込まれたＥＧＲ装置２７の故障診断フローを示す説明図、図４は同故障診断におけるタイムチャートを示す説明図である。
【００２１】
ハイブリッド自動車１０は、車体１１を備えている。車体１１には、エンジン（内燃機関）２０、前輪駆動部３０、後輪駆動部４０、高圧バッテリ（蓄電池）５０、燃料タンク６０、車両全体を制御するＥＣＵ（制御部・故障診断制御手段）１００等が搭載されている。
【００２２】
エンジン２０は、エンジン本体２１と、このエンジン本体２１に外気を導入するとともに塵埃を除去するエアクリーナ２２と、このエアクリーナ２２からエンジン本体２１にかけて外気を案内するマニホールド（吸気系）２３と、エンジン本体２１の排出側に接続された排出管２４と、この排出管２４の途中に設けられた触媒２５と、排出管２５の出口付近に設けられたマフラー２６と、エンジン本体２１と触媒２４との間の排気をマニホールド２３に戻すＥＧＲ装置２７とを備えている。
【００２３】
エンジン本体２１には出力軸２１ａが設けられ、駆動力が出力される。
【００２４】
マニホールド２３内には、図２に示すように、スロットルバルブ２３ａが配置されており、ＥＣＵ１００からの信号によって開度が制御される。スロットルバルブ２３ａの開度により燃料供給量が制御される。
【００２５】
ＥＧＲ装置２７は、排出管２４に接続されたＥＧＲ配管２７ａと、マニホールド２３内の圧力を測定する圧力センサ（圧力測定手段）２８と、ＥＣＵ１００からのＥＧＲ信号に基づいて開閉し、排気をマニホールド２３内に戻すＥＧＲバルブ２９とを備えている。
【００２６】
前輪駆動部３０は、出力軸２１ａに接続された動力分配統合機構３１と、動力分配統合機構３１の出力軸に接続されエンジン２０の駆動力により発電する発電機３２と、発電機３２の出力に接続されたインバータ３３と、このインバータ３３の出力及び動力分配統合機構３１の入力軸に接続された前輪モータ（電動機）３４と、動力分配統合機構３１の出力軸に接続され、エンジン２０あるいは前輪モータ３４の駆動力が伝達される前駆動軸３５と、この前駆動軸３５に接続された前輪３６とを備えている。なお、インバータ３３は高圧バッテリ５０に接続されている。
【００２７】
動力分配統合機構３１は、内部に減速機構３１ａやエンジン２０から前駆動軸３５への動力を伝達・非伝達に切替可能なクラッチ（クラッチ機構）３１ｂとを備えている。このクラッチ３１ｂにより、エンジン２０から前駆動軸３５への動力を伝達させる場合は、パラレルモードとなり、前輪モータ３４、後述する後輪モータ４２、エンジン２０の両方の駆動力による走行となる。一方、エンジン２０から前駆動軸３５への動力を遮断（非伝達）とする場合は、シリーズモードとなり、前輪モータ３４、後述する後輪モータ４２の駆動力による走行となる。なお、後述するＥＧＲ故障診断はシリーズモードの場合に行われる。
【００２８】
後輪駆動部４０は、高圧バッテリ５０に接続されたインバータ４１と、このインバータ４１の出力に接続された後輪モータ４２と、この後輪モータ４２の出力軸に接続された減速機構４３と、この減速機構４３に接続された後駆動軸４４と、この後駆動軸４４に接続された後輪４５とを備えている。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、走行制御、充電制御、ＥＧＲ制御、ＥＧＲ故障診断（排気還流装置故障診断）制御等を行う機能を有している。ＥＧＲ故障診断は、次のような診断条件が揃った場合に行われる。すなわち、ハイブリッド自動車１０の走行モードがシリーズモード（エンジン２０から前駆動軸３５への動力を遮断）であって、スロットルバルブ２３ａの開度が一定となる条件が成立した時に行われる。診断開始条件は、エンジン本体２０の水温、充填効率、トルク負荷、起動からの経過時間等の諸条件を加えるようにしてもよい。また、スロットルバルブ２３ａの開度は、発電機３２が発電可能である回転数を維持することとすれば、発電を行いつつ、故障診断を行うことができる。
【００３０】
なお、故障診断を行うタイミングは、上記諸条件が揃う減速時に行われることが考えられるが、低負荷走行時であってシリーズモードであれば、任意のタイミングでスロットルバルブ２３ａの開度を一定にする制御を行い、ＥＧＲ故障診断を行ってもよい。
【００３１】
このように構成されたハイブリッド自動車１０では、図３の示す工程により、ＥＧＲ装置２７の故障診断を行う。なお、図４はタイムチャートを示す。
【００３２】
ハイブリッド自動車１０を起動する（ＳＴ１０）。これにより、カウントＮｍがリセットされる（ＳＴ１１）。次に、シリーズモードか否かが判定される（ＳＴ１２）。シリーズモードでない場合はＳＴ１２に戻る。シリーズモードの場合には、故障診断を開始する診断条件を満たしているか否かが判定される（ＳＴ１３）。診断条件を満たしていなければＳＴ１２に戻る。
【００３３】
診断条件を満たした場合、ＥＧＲ故障診断工程が開始される。最初に、マニホールド２３の圧力をマニホールド圧力Ｐ１を測定する（ＳＴ１４）。次に、ＥＧＲバルブ２９を開き、排気をマニホールド２３に導入する（ＳＴ１５）。所定時間経過後に、マニホールド２３の圧力をマニホールド圧力Ｐ２を測定し、ＥＧＲバルブ２９を閉じる（ＳＴ１６）。そして、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が所定の値Ｐ０よりも小さいか否かを判定する（ＳＴ１７）。差圧が所定の値Ｐ０をよりも小さい場合は、ＥＧＲ装置２７が機能していないと判定され、カウンタＮｍに１が加えられる（ＳＴ１８）。次に、カウンタＮｍが３であるか否かが判定され（ＳＴ１９）、カウンタＮｍが３ではない場合にはＳＴ１２に戻る。カウンタＮｍが３の場合は故障と判断され（ＳＴ２０）、ＥＧＲ故障診断工程が終了する（ＳＴ４０）。
【００３４】
ＳＴ１７において、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が所定の値Ｐ０以上の場合には、カウンタＮｍがリセットされ、（ＳＴ３０）、良好であると判定される（ＳＴ１７）。
【００３５】
上述したように、本実施の形態に係るハイブリッド自動車１０によれば、エンジン２０と前輪３６とが切り離された状態で故障診断を行うため、トルクショックが生じず、ドライバビリティは低下しない。また、スロットルバルブ２３ａを一定開度にして燃料を供給しながら故障診断を行うので、診断が中断されることなく、また任意のタイミングで故障診断を行うことができるので、適正な回数の故障診断を行うことができる。さらに、エンジン２０を前輪モータ３４で強制回転させる必要が無いので、高圧バッテリ５０の電力を大量に消費することもない。
【００３６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、
ハイブリッド自動車を例示したが、列車等の自動車以外の車両の形態としてもよい。この
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。  
（１）スロットルバルブの開閉により燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段と、前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われている際に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断手段とを備えていることを特徴とするハイブリッド車両。
（２）前記スロットルバルブが所定時間以上開いている時に前記異常診断を行うことを特徴とする（１）に記載のハイブリッド車両。
（３）前記スロットルバルブが開いて前記発電機が発電している時に前記異常診断を行うことを特徴とする（１）又（２）に記載のハイブリッド車両。
（４）スロットルバルブの開閉により燃料供給量が制御され、駆動輪に連結された駆動軸及び発電機に駆動力を出力可能な内燃機関と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、前記発電機又は前記蓄電池からの電力によって駆動され、前記駆動軸に駆動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達を断切するクラッチ機構と、前記吸気系の圧力を測定する圧力測定手段とを有する内燃機関の排気還流装置故障診断方法において、前記クラッチ機構により前記内燃機関から前記駆動軸への駆動力伝達が遮断されると共に前記スロットルバルブが開いて燃料供給が行われている際に前記排気供給手段の故障診断を実効するか否かを判断する診断開始判断工程と、前記診断開始判断工程により、前記排気供給手段の故障診断を実効すると判断された場合に、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記排気供給手段の異常診断を行う故障診断工程とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置故障診断方法。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ハイブリッド自動車、２０…エンジン（内燃機関）、２３…マニホールド（吸気系）、２３ａ…スロットルバルブ、２７…ＥＧＲ装置、２８…圧力センサ（圧力測定手段）、２９…ＥＧＲバルブ、３０…前輪駆動部、３１…動力分配統合機構、３１ｂ…クラッチ（クラッチ機構）、３２…発電機、３４…前輪モータ（電動機）、４０…後輪駆動部、５０…高圧バッテリ（蓄電池）、１００…ＥＣＵ（制御部・故障診断制御手段）。
【図１】
0005913892.tif 000002
【図２】
0005913892.tif 000003
【図３】
0005913892.tif 000004
【図４】
0005913892.tif 000005