ハイブリッド車両
【課題】空燃比センサの異常判定を行う。
【解決手段】
気体燃料が供給されるエンジン６と、エンジン６によって駆動されて発電を行うジェネレータ７と、ジェネレータ７での発電電力を蓄電するバッテリ９と、バッテリ９とジェネレータ７との少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータ４とを備えている。ジェネレータ７の出力と気体燃料の消費量とから決定される実際の燃費率を、目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの異常判定が行われる。空燃比センサが異常と判定されたときは、空燃比センサの出力特性を補正したり、エンジン回転数の増減補正等が行われる。
【解決手段】
気体燃料が供給されるエンジン６と、エンジン６によって駆動されて発電を行うジェネレータ７と、ジェネレータ７での発電電力を蓄電するバッテリ９と、バッテリ９とジェネレータ７との少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータ４とを備えている。ジェネレータ７の出力と気体燃料の消費量とから決定される実際の燃費率を、目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの異常判定が行われる。空燃比センサが異常と判定されたときは、空燃比センサの出力特性を補正したり、エンジン回転数の増減補正等が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとして、水素やＬＰＧ等の気体燃料が供給されて、点火プラグによって着火される火花点火式気体燃料エンジンが実用化されている。また、エンジンと走行用モータとを備えたハイブリッド車が増加する傾向にある。特許文献１には、ハイブリッド車用のエンジンとして。火花点火式気体燃料エンジンを用いるものが開示されている。特許文献２には、ハイブリッド車において、エンジン回転を高効率の範囲内でもって稼働させることが開示されている。
【０００３】
気体燃料が供給されて燃焼が行われる気体燃料エンジンにおいては、液体燃料が供給される液体燃料エンジンと同様に、排気通路にリニア酸素センサ等の空燃比センサが設けられて、この空燃比センサによって検出される実際の空燃比が目標空燃比となるように、燃料噴射量がフィードバック制御することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５００２４号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気体燃料エンジンにあっては、燃焼によって水蒸気が多く発生するため、特に冷機時には、水蒸気が排気通路内で液化して空燃比センサが被水し、空燃比センサに異常を生じさせる原因となる。この被水に起因する空燃比センサの異常は、実際の空燃比が例えば目標空燃比であったとしても目標空燃比よりもリーンであると誤検出したり（検出値がリーン側にずれるリーンずれ）、逆に、実際の空燃比が例えば目標空燃比であったとしても目標空燃比よりもリッチであると誤検出することになる（検出値がリッチ側にずれるリッチずれ）。そして、このようなリーンずれやリッチずれという空燃比センサの出力特性の好ましくない異常状態は、そのまま持続してしまうことになる。
【０００６】
異常となった空燃比センサの出力をそのまま用いてエンジン制御を続行すると、エンジン出力が所望状態(目標値）と相違することとなって、例えばジェネレータの発電量に過不足を生じたり、バッテリの充放電量に過不足を生じる等、ハイブリッド車両のシステム全体として好ましくない事態を生じることになる。また、エンジン単体としてみたときは、空燃比センサがリーンずれすると、空燃比をリッチにすべく燃料噴射量が増量されて、燃費悪化や異常燃焼(バックファイア）が生じ易くなる。また、空燃比センサがリッチ側にずれると、空燃比をリーンにすべく燃料噴射量が減量されて出力不足となる。このような空燃比センサの異常発生を防止するために、空燃比センサを防水カバー等で保護することも行われているが、必ずしも十分でなく、空燃比センサの異常発生を完全に避けることが難しいというのが実情である。
【０００７】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、空燃比センサの異常を検出できるようにしたハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
気体燃料が供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電を行うジェネレータと、該ジェネレータでの発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリと該ジェネレータとの少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータと、を備えたハイブリッド車両であって、
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記ジェネレータの出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率を決定する実燃費率決定手段と、
前記実燃費率決定手段で決定された実燃費率を目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの出力にずれを生じた異常を判定する異常判定手段と、
を備えているようにしてある。
【０００９】
上記解決手法によれば、ジェネレータの出力(トルクあるいは発電量に相当）はエンジン出力を反映したものとなるので、気体燃料の消費量とジェネレータの出力とから、エンジンの実際の燃費率を決定することができる。そして、実際の燃費率と目標燃費率と比較することにより、空燃比センサの出力に基づいて供給されている燃料量が適正であるか否か、つまり空燃比センサが正常であるのか異常であるのかを判断することが可能となる。
【００１０】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
少なくともエンジンの冷機状態において前記異常判定手段による異常判定が行われる、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、冷機状態というエンジン始動からの早い段階で空燃比センサの異常判定を行うことができる。また、冷機時は、空燃比センサが被水しやすいときで空燃比センサに異常発生しやすい環境ともなるので、空燃比センサの異常判定時期として極めて適切な時期とされる。
【００１１】
前記異常判定手段により異常と判定されたとき、前記空燃比センサの出力のずれを補償するように補正を行う補正手段をさらに備えている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、補正手段での補正によって、ハイブリッド車両のシステムを適正に作動させることができる。
【００１２】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記空燃比センサの出力特性を補正するように設定されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、空燃比センサの出力特性そのものを補正するので、つまり空燃比センサが正常に作動しているのと同じ状態となるように補正して、空燃比センサの異常を根本的に解消する上で好ましいものとなる。特に、エンジンの定常運転時に補正するようにして、この補正後の出力特性をそのままその後のエンジン制御等に有効に利用する上でも好ましいものとなる。
【００１３】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じてエンジン出力を増減補正するように設定されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、空燃比センサの出力に基づいて変化されるエンジン出力を補正することにより、請求項４に対応した効果とほぼ同様の効果を得ることができる。特に、エンジンの加速時等の過渡時の補正として好ましいものとなる。
【００１４】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記バッテリの充放電量を補正するように設定されている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、バッテリの充放電量の補正によって、エンジン出力の所望状態からのずれを解消して、ハイブリッド車両のシステムを適正に作動させることができる。
【００１５】
吸入空気量と燃料噴射量とから実際の空気過剰率を決定する実空気過剰率決定手段を備え、
前記実空気過剰率決定手段で決定された実空気過剰率と目標空気過剰率とを比較することにより、前記空燃比センサで検出される空燃比のずれの大きさが判定される、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、空燃比のずれの大きさを精度よく決定することができる。
【００１６】
前記ジェネレータの出力が目標出力に対してあらかじめ設定された所定値以上ずれていることを前提として、前記異常判定手段による異常判定が実行される、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、空燃比センサの異常判定を不必要に行わないようにする上で好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空燃比センサの異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明をハイブリッド車に適用した場合の一例を示す簡略平面図。
【図２】火花点火式気体燃料エンジンの一例を示す系統図。
【図３】バッテリ電力のみを利用した走行とエンジンにより発電を行いつつ走行するときの一例を示す図。
【図４】本発明の制御系統例をブロック図的に示す図。
【図５】空燃比とエンジン燃費率との関係を示す特性図。
【図６】エンジン回転数と燃費率との関係を示す特性図。
【図７】エンジンの定常運転時において、空燃比センサの出力特性を補正することによる各種制御値が変化する様子を示すタイムチャート。
【図８】エンジンの加速時において、エンジン出力を補正することによる各種制御値が変化する様子を示すタイムチャート。
【図９】空燃比のずれに応じて空燃比センサの出力特性を補正する具体例を示す特性図。
【図１０】空燃比のずれに応じてエンジン出力を補正する具体例を示す特性図。
【図１１】本発明の制御例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、車両としての自動車Ｖは、そのボディ（車体）が符合１で示され、左右前輪が符合２で示され、左右後輪が符合３で示される。４は、走行用モータで、この走行用モータ４が、デファレンシャルギア５Ａ、ドライブシャフト５Ｂを介して左右の前輪２に連結されている。すなわち、実施形態では、左右前輪２のみが駆動される前輪駆動車とされている。
【００２０】
ボディ１の前部には、走行用モータ４の他に、エンジン６，ジェネレータ７、インバータ８が配設されている。また、ボディ１の前後方向中間部から後部に渡っての床面下には、バッテリ９，燃料タンク１０が配設されている。エンジン６は、火花点火式気体燃料エンジンとされて、燃料タンク１０内に貯溜された気体燃料としての水素が供給されるようになっている。
【００２１】
ジェネレータ７は、エンジン６によって駆動されて発電を行うと共に、バッテリ９からの電力を受けてエンジン６を始動するための始動用モータとしても機能される。バッテリ９は、例えばリチウムイオン電池によって構成されて、高電圧（例えば３００〜５００Ｖ）かつ大容量となっている。バッテリ９の蓄電電力が走行用モータ４に供給されて走行され、最大蓄電量状態にあるバッテリ９のみの蓄電電力によって数十ｋｍ（例えば３０〜６０ｋｍ）走行可能とされている。さらに、ボディ１の後端部には、低電圧（例えば１２Ｖ）のバッテリ１１が搭載され、このバッテリ１１によって、点火プラグ、燃料噴射弁、ヘッドライト、ワイパ、オーディオ等の各種車載電気機器類に給電されるようになっている。
【００２２】
図２は、エンジン６とその吸・排気系の一例を示す。実施形態では、エンジン６は、バンケル式のロータリピストンエンジンとされて、直列に第１気筒ＲＡと第２気筒ＲＢとの２つの気筒を有する。各気筒ＲＡ、ＲＢの吸気ポートに個々独立して連なる分岐吸気通路２１Ａ、２１Ｂが１本の共通吸気通路２２に連なっている。この共通吸気通路２２には、スロットル弁２３が配設されている。また、各分岐吸気通路２１Ａ、２１Ｂには、ポート噴射用の第１燃料噴射弁２４Ａ、２４Ｂが配設されている。燃料噴射弁としては、さらに、気筒（作動室）内に直接燃料噴射を行う第２燃料噴射弁２５Ａ、２５Ｂが設けられている。
【００２３】
各気筒ＲＡ、ＲＢの排気ポートに個々独立して連なる分岐排気通路２６Ａ、２６Ｂが、１本の共通排気通路２７に連なっている。この共通排気通路２７には、空燃比センサ２８が配設されると共に、空燃比センサ２８の下流側において、排気ガス浄化触媒（実施形態ではＮＯｘ触媒）２９が配設されている。
【００２４】
共通吸気通路２２と共通排気通路２７とが、ＥＧＲ通路３０によって接続され、このＥＧＲ通路３０には、ＥＧＲ弁３１が接続されている。なお、ＥＧＲ通路３０は、スロットル弁２３の下流側において共通吸気通路２２に開口され、空燃比センサ２８の上流側において共通排気通路２７に開口されている。
【００２５】
各気筒ＲＡ、ＲＢは、２つの点火プラグ３３Ａ、３３Ｂを有している。第１燃料噴射弁２４Ａ、２４Ｂからの燃料噴射は、相対的に低回転・低負荷時に実行される。第２燃料噴射弁２５Ａ、２５Ｂからの燃料噴射は、相対的に高回転または高負荷時において行われる。空気と燃料噴射弁から噴射される燃料としての水素との混合気が、点火プラグ３３Ａ、３３Ｂによって着火される。混合気への着火によって燃焼が行われる。
【００２６】
図３は、バッテリ９の蓄電量に応じて車両Ｖの走行状況が変化される様子を示す。すなわち、バッテリ９の蓄電量が大きいとき（例えば蓄電量が４０％に低下するまで）は、エンジン６は停止（自動停止）されていて、バッテリ９からの電力供給のみによって走行用モータ４が駆動される（いわゆるプラグイン走行）。一方、バッテリ９の蓄電量が小さくなると（例えば蓄電量が４０％未満となったとき）は、エンジン６が起動されて（自動起動）、ジェネレータ７での発電が行われ、このジェネレータ７の発電電力が走行用モータ４に供給されると共に、余剰電力がバッテリ９へ供給される。ジェネレータ７の発電電力によってバッテリ９の蓄電量が増大されたとき（例えば蓄電量が７０％となったとき）は、エンジン４が自動停止される（プラグイン走行の再開）。このように、バッテリ９の蓄電量に応じて、エンジン６が自動的に停止と起動とを繰り返して、エンジン６が起動されているときには、ジェネレータ７によって発電しつつ、走行とバッテリ９への蓄電が行われる。なお、車両Ｖの減速時には、走行用モータ４による回生が行われて、回生による電力がバッテリ９に蓄電される。
【００２７】
図４は、本発明の制御系統例をブロック図的に示すものである。図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵは、走行用モータ４，エンジン６（特に燃料噴射弁）、ジェネレータ７、インバータ８を制御する。インバータ８を介して、バッテリ９と走行用モータ４との間での電力授受、ジェネレータ７とバッテリ９との間での電力授受、ジェネレータ７から走行用モータ４への電力供給、バッテリ９からバッテリ１１への電力供給等が行われる。
【００２８】
コントローラＵは、燃料噴射量制御や点火時期制御等の通常のエンジン制御を行う他、空燃比センサ２８の異常判定の制御と、異常と判定されたときの補正制御をも行う。このコントローラＵには、空燃比センサ２８からの信号が入力されるが、空燃比センサ２８はリニアセンサとされて、空燃比としての空気過剰率λを検出するためのものとなる。コントローラＵには、この他、各種センサあるいはスイッチＳ１〜Ｓ８からの信号が入力される。センサＳ１は、車速を検出するものである。センサＳ２は、アクセル開度を検出するものである。センサＳ３は、エンジン冷却水温度を検出するものである。センサＳ４は、エンジン回転数を検出するものである。スイッチＳ５は、ブレーキペダルが踏み込み操作されたことを検出するものである。センサＳ６は、吸入空気量を検出するものである。センサＳ７は、気体燃料消費量を検出するものであるが、実際に噴射された燃料噴射量（に対応した燃料噴射量信号）に基づいて算出するようにしてもよい。センサＳ８は、ジェネレータ７の出力を検出するものである（発電量でもってセンサの機能を兼用することもできる）。
【００２９】
コントローラＵによるエンジン６の自動停止と自動起動は、例えば次のような条件にしたがって行われる。まず、前述したように、バッテリ９の蓄電量に応じた自動停止と自動起動とが行われる。また、バッテリ９の蓄電量に応じてエンジンが自動起動されている条件下でも、アイドルストップによる自動停止と自動起動が行われる。すなわち、例えばアクセル開度が０、車速が０でしかもブレーキスイッチＳ５がＯＮのとき（ブレーキペダルが踏み込み操作されているとき）に、エンジン６が自動停止される。そして、自動停止状態からブレーキスイッチＳ５がＯＦＦになると、エンジン６が自動起動される。
【００３０】
ここで、エンジン６が運転されている状態において、このときの空燃比は、空気過剰率λでもって例えば２．２とされる（スロットル開度は、ポンピングロス低減のために例えば８０％というように大きな開度とされる）。なお、エンジン運転時の空気過剰率λは、Ｒａｗ・ＮＯｘ低減のために、２．２〜２．５の範囲に設定するのが好ましいものであり、実施形態では、出力確保をも加味して、空気過剰率λを２．２に設定してある。なお、エンジン回転数は、定常運転時である場合において、低速時には例えば２００ｒｐｍの定回転、中速時には例えば３０００ｒｐｍの定回転、高速時には例えば４０００ｒｐｍの定回転となるように、エンジン６は定回転でもって運転するようにしてある。勿論、燃料噴射量は、空燃比センサ２８の出力に基づいて、目標空燃比（目標空気過剰率）となるようにフィードバック制御される。
【００３１】
ここで、エンジン６は、目標出力となるように運転されるが、目標出力は、例えば、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいて基本出力を決定し、この基本出力を、バッテリ９の充電量（蓄電量）に応じて補正することにより、最終的な目標出力が決定される。すなわち、基本出力は、ジェネレータ７の発電量のみで現在の走行を持続できるような出力とされ、バッテリ９の充電量が少ないときは、バッテリ９の充電を行うべく、充電量に見合った分だけエンジン出力が増大補正される。逆に、バッテリ９の充電量が多いときは、走行用モータ４への給電のためにバッテリ９から放電させて、この放電量に見合った分だけエンジン出力が減少補正される。上記のようにして決定された目標出力は、極力高熱効率でもってエンジン運転が行われるように目標燃費率が決定され、この目標燃費率に応じて目標空燃比が決定される。そして、空燃比センサ２８で検出される空燃比が目標空燃比となるように、燃料噴射量がフィードバック制御される。
【００３２】
図６は、エンジンの空燃比と熱効率との関係を示す特性図で、熱効率が最大となる空気過剰率に対して、空気過剰率が大きくなっても小さくなっても熱効率が減少されることを示している。また、図７は、エンジン回転数と熱効率との関係を示す特性図で、実線は空燃比センサ２８の出力特性にずれを生じない正常時を示し、破線が出力特性がリッチ側にずれた場合を示し、一点鎖線が出力特性がリーン側にずれた場合を示す。この図６から明らかなように、リッチずれの場合は高熱効率点が低回転側に移行し、リーンずれの場合は高熱効率点が高回転側に移行される。
【００３３】
図７は、空燃比センサ２８の出力特性にずれを生じたときに、出力特性を補正する手法を示すものである。この図７において、空燃比センサ２８の出力特性として、実線は正常時の場合を示し、破線は正常時の出力特性よりもリーン側にずれさせた（オフセットさせた）リーン特性を示し、一点鎖線は正常時の出力特性よりもリッチ側にずれさせた（オフセットさせた）リッチ特性を示す。空燃比センサ２８に異常が生じて、検出する空燃比が実際の空燃比よりもリーン側を示すリーンずれの場合は、実際の燃料噴射量がリッチ側になるように増量されてしまうので、この場合は、出力特性が、一点鎖線で示すリッチ特性に補正される。逆に、空燃比センサ２８に異常が生じて、検出する空燃比が実際の空燃比よりもリッチ側を示すリッチずれの場合は、実際の燃料噴射量がリーン側になるように減量されてしまうので、この場合は、出力特性が、破線で示すリーン特性に補正される。このような空燃比センサ２８の出力特性の補正により、空燃比センサ２８が正常なときと全く同様にして、その後の制御を行うことができる。このような出力特性そのものの補正は、エンジン運転状態が安定している定常運転時に行うのが好ましいものとなる。
【００３４】
上記出力特性の補正において、補正度合は、空燃比センサ２８の出力特性のずれ度合に応じたものとされる。空燃比センサ２８の出力特性のずれの度合は、例えば、センサＳ６で検出される吸入空気量と気体燃料の消費量（燃料噴射量信号）とから実際の空気過剰率λを算出し、この算出された実際の空気過剰率と空燃比センサセンサ２８で検出された空気過剰率とを比較することにより決定することができる。
【００３５】
図９は、上述したような空燃比センサ２８の出力特性の補正によって、空燃比センサ２８が正常な場合と同じ制御状態に復帰される様子を示している。この図９において、２点鎖線が正常時の場合を示し、破線がリーンずれの場合を示し、実線がリッチずれの場合を示す。ｔ１時点までは空燃比センサ２８の出力にずれを生じた状態であり、このずれが検出された後のｔ１時点からｔ２時点の間に前述した空燃比センサ２８の出力特性のずれ判定およびずれに応じた出力特性の補正が行われる。そして、ｔ２時点以後は、補正された後の出力特性による制御が実行されて、空燃比センサ２８が正常な場合と同様の制御状態に復帰される。
【００３６】
図８は、空燃比センサ２８に異常が生じて出力特性にずれを生じたときに、エンジン回転数（つまりエンジン出力）を増減補正する場合を示す。この図８において、目標出力が実線で示され、リッチずれの出力特性が一点鎖線で示され、リーンずれの出力特性が破線で示される。目標出力を得るには、リーンずれの場合はエンジン回転数を減少すればよいことが理解され、またリッチずれの場合はエンジン回転数を増大させればよいことが理解される。このように、空燃比センサ２８の出力特性のずれに応じてエンジン回転数を増減補正することにより、エンジン出力を目標出力とすることができる。このようなエンジン回転数の補正は、加速時のようなエンジン過渡時に行うのが好ましいものとなる。
【００３７】
図１０は、上述した空燃比センサ２８の出力特性のずれに応じて、エンジン回転数を補正して、エンジン出力が目標出力を維持できるようにした場合を示す。この図１０において、ｔ１１時点が図９におけるｔ１時点に相当し、ｔ１２時点が図９におけるｔ２時点に相当する。ｔ１２時点までは、エンジン回転数の補正が行われていないために、エンジン出力が目標出力からずれたものとなるが、エンジン回転数の補正が実行されるｔ１２時点以後は、エンジン出力が目標出力と一致することになる。
【００３８】
図１１は、空燃比センサ２８の出力特性のずれに対応してコントローラＵが行う制御例を示すフローチャートであり、以下このフローチャートについて説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。また、図１１の制御は、エンジン始動後からただちに実行されるようになっている（冷機時から実行）。まず、Ｑ１において、各種センサやスイッチ２８、Ｓ１〜Ｓ８からの信号が読み込まれる。この後、Ｑ２において、ジェネレータ７の出力と目標出力とのずれが許容範囲以上の大きいものであるか否か（例えば２％以上の偏差があるか否か）が判別される。このＱ２の判別でＮＯのときは、空燃比センサ２８は正常であるとして、Ｑ１に戻る。
【００３９】
Ｑ２の判別でＹＥＳのときは、空燃比センサ２８の異常が考えられるときである。このときは、Ｑ３において、ジェネレータ７の出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率が算出される。この後、Ｑ４において、実際の燃費率が目標燃費率よりも大きいか否か（目標燃料量よりも実際の消費量の方が多いか否か）が判別される。このＱ４の判別でＮＯのときは、燃費率が悪化していないときであり、このときは空燃比センサ２８は正常であるとしてＱ１にリターンされる。なお、Ｑ４の判別においては、目標燃費率に所定の許容燃費率（例えば２％）を減算した値を、実際の燃費率との比較値としてもよい。
【００４０】
Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、空燃比センサ２８の出力にずれを生じている異常時であると判定された場合となる。このときは、Ｑ５において、吸入空気量と気体燃料消費量（燃料噴射量）とから、実際の空気過剰率λが算出される。この後Ｑ６において、実際の空気過剰率が、目標空気過剰率よりも小さいか否かが判別される。このＱ６の判別でＹＥＳのときは、実際の空気過剰率が目標空気過剰率よりもリッチになっているときであり（リーンずれ発生）、このときは、Ｑ８〜Ｑ１０の補正処理が行われる。すなわち、Ｑ７において、空気過剰率のリッチの度合が判定された後、Ｑ８において、エンジン回転数が一定（ほぼ一定）の定常運転状態であるか否かが判別される。このＱ８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ９において、Ｑ７で判定されたリッチ度合分に応じて、空燃比センサ２８の出力特性の補正が行われる（図７、図９で説明した補正の実行）。この後、Ｑ１０において、実際の燃費率が目標燃費率よりも大きいか否かが判別される。このＱ１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６に戻る。また、Ｑ１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１にリターンされる。
【００４１】
前記Ｑ８の判別でＮＯのとき、つまり加速時は、Ｑ１１において、Ｑ７で判定されたリッチ度合分に応じて、エンジン回転数が減少補正される（図８、図１０で説明した補正）。この後、Ｑ１２において、ジェネレータ７の出力と目標エンジン出力とが一致したか否かが判別される。このＱ１２の判別でＮＯのときは、Ｑ１１へ戻る。また、Ｑ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１０へ移行される。
【００４２】
前記Ｑ６の判別でＮＯのときは、Ｑ１３において、実際の空気過剰率が目標空気過剰率よりも大きいか否かが判別される。このＱ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１４〜Ｑ１８の処理によって、空燃比センサ２８のリッチずれに応じた補正が行われる。なお、このＱ１４〜Ｑ１８の処理は、Ｑ７〜Ｑ１２の処理に対応しているので、その重複した説明は省略する。
【００４３】
前記Ｑ１３の判別でＮＯのときは、経年変化による燃費率の悪化に起因するものであり、空燃比センサ２８は正常であるとして、そのままリターンされる。なお、Ｑ２のステップを無くして、Ｑ１からただちにＱ３へと移行するように設定してもよい。ただし、Ｑ２のステップを設けておくことにより、処理負担の大きくなる空燃比センサ２８の異常判定を行う機会を低減する上で好ましいものとなる。
【００４４】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。まず、空燃比センサ２８の出力のずれに応じて、バッテリ９の充放電量を補正するようにしてもよい。すなわち、リッチずれの場合はエンジン出力が不足のときなので、このときは、不足分を出力をバッテリ９からの放電によって補うようにすればよい。逆に、リーンずれの場合は、エンジン出力が過大なので、このときは、過大分の出力を吸収すべく、バッテリ９の充電を行うようにすればよい。エンジン６によって車輪駆動を行うものであってもよく、この場合、エンジン６のみによる車輪駆動と、走行用モータ４のみによる車輪駆動と、エンジン６と走行用モータ４の両方による車輪駆動との態様を適宜切換えるものであってもよい。エンジン６は、往復動型エンジンであってもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば水素を燃料とするハイブリッド車両に適用して好適である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖ：車両
４：走行用モータ
６：エンジン
７：ジェネレータ
９：バッテリ
１０：燃料タンク
２４Ａ、２４Ｂ：燃料噴射弁（ポイント噴射用）
２５Ａ、２５Ｂ：燃料噴射弁（直噴用）
２８：空燃比センサ
３３Ａ、３３Ｂ：点火プラグ
Ｕ：コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとして、水素やＬＰＧ等の気体燃料が供給されて、点火プラグによって着火される火花点火式気体燃料エンジンが実用化されている。また、エンジンと走行用モータとを備えたハイブリッド車が増加する傾向にある。特許文献１には、ハイブリッド車用のエンジンとして。火花点火式気体燃料エンジンを用いるものが開示されている。特許文献２には、ハイブリッド車において、エンジン回転を高効率の範囲内でもって稼働させることが開示されている。
【０００３】
気体燃料が供給されて燃焼が行われる気体燃料エンジンにおいては、液体燃料が供給される液体燃料エンジンと同様に、排気通路にリニア酸素センサ等の空燃比センサが設けられて、この空燃比センサによって検出される実際の空燃比が目標空燃比となるように、燃料噴射量がフィードバック制御することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５００２４号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気体燃料エンジンにあっては、燃焼によって水蒸気が多く発生するため、特に冷機時には、水蒸気が排気通路内で液化して空燃比センサが被水し、空燃比センサに異常を生じさせる原因となる。この被水に起因する空燃比センサの異常は、実際の空燃比が例えば目標空燃比であったとしても目標空燃比よりもリーンであると誤検出したり（検出値がリーン側にずれるリーンずれ）、逆に、実際の空燃比が例えば目標空燃比であったとしても目標空燃比よりもリッチであると誤検出することになる（検出値がリッチ側にずれるリッチずれ）。そして、このようなリーンずれやリッチずれという空燃比センサの出力特性の好ましくない異常状態は、そのまま持続してしまうことになる。
【０００６】
異常となった空燃比センサの出力をそのまま用いてエンジン制御を続行すると、エンジン出力が所望状態(目標値）と相違することとなって、例えばジェネレータの発電量に過不足を生じたり、バッテリの充放電量に過不足を生じる等、ハイブリッド車両のシステム全体として好ましくない事態を生じることになる。また、エンジン単体としてみたときは、空燃比センサがリーンずれすると、空燃比をリッチにすべく燃料噴射量が増量されて、燃費悪化や異常燃焼(バックファイア）が生じ易くなる。また、空燃比センサがリッチ側にずれると、空燃比をリーンにすべく燃料噴射量が減量されて出力不足となる。このような空燃比センサの異常発生を防止するために、空燃比センサを防水カバー等で保護することも行われているが、必ずしも十分でなく、空燃比センサの異常発生を完全に避けることが難しいというのが実情である。
【０００７】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、空燃比センサの異常を検出できるようにしたハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
気体燃料が供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電を行うジェネレータと、該ジェネレータでの発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリと該ジェネレータとの少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータと、を備えたハイブリッド車両であって、
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記ジェネレータの出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率を決定する実燃費率決定手段と、
前記実燃費率決定手段で決定された実燃費率を目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの出力にずれを生じた異常を判定する異常判定手段と、
を備えているようにしてある。
【０００９】
上記解決手法によれば、ジェネレータの出力(トルクあるいは発電量に相当）はエンジン出力を反映したものとなるので、気体燃料の消費量とジェネレータの出力とから、エンジンの実際の燃費率を決定することができる。そして、実際の燃費率と目標燃費率と比較することにより、空燃比センサの出力に基づいて供給されている燃料量が適正であるか否か、つまり空燃比センサが正常であるのか異常であるのかを判断することが可能となる。
【００１０】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
少なくともエンジンの冷機状態において前記異常判定手段による異常判定が行われる、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、冷機状態というエンジン始動からの早い段階で空燃比センサの異常判定を行うことができる。また、冷機時は、空燃比センサが被水しやすいときで空燃比センサに異常発生しやすい環境ともなるので、空燃比センサの異常判定時期として極めて適切な時期とされる。
【００１１】
前記異常判定手段により異常と判定されたとき、前記空燃比センサの出力のずれを補償するように補正を行う補正手段をさらに備えている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、補正手段での補正によって、ハイブリッド車両のシステムを適正に作動させることができる。
【００１２】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記空燃比センサの出力特性を補正するように設定されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、空燃比センサの出力特性そのものを補正するので、つまり空燃比センサが正常に作動しているのと同じ状態となるように補正して、空燃比センサの異常を根本的に解消する上で好ましいものとなる。特に、エンジンの定常運転時に補正するようにして、この補正後の出力特性をそのままその後のエンジン制御等に有効に利用する上でも好ましいものとなる。
【００１３】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じてエンジン出力を増減補正するように設定されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、空燃比センサの出力に基づいて変化されるエンジン出力を補正することにより、請求項４に対応した効果とほぼ同様の効果を得ることができる。特に、エンジンの加速時等の過渡時の補正として好ましいものとなる。
【００１４】
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記バッテリの充放電量を補正するように設定されている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、バッテリの充放電量の補正によって、エンジン出力の所望状態からのずれを解消して、ハイブリッド車両のシステムを適正に作動させることができる。
【００１５】
吸入空気量と燃料噴射量とから実際の空気過剰率を決定する実空気過剰率決定手段を備え、
前記実空気過剰率決定手段で決定された実空気過剰率と目標空気過剰率とを比較することにより、前記空燃比センサで検出される空燃比のずれの大きさが判定される、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、空燃比のずれの大きさを精度よく決定することができる。
【００１６】
前記ジェネレータの出力が目標出力に対してあらかじめ設定された所定値以上ずれていることを前提として、前記異常判定手段による異常判定が実行される、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、空燃比センサの異常判定を不必要に行わないようにする上で好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空燃比センサの異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明をハイブリッド車に適用した場合の一例を示す簡略平面図。
【図２】火花点火式気体燃料エンジンの一例を示す系統図。
【図３】バッテリ電力のみを利用した走行とエンジンにより発電を行いつつ走行するときの一例を示す図。
【図４】本発明の制御系統例をブロック図的に示す図。
【図５】空燃比とエンジン燃費率との関係を示す特性図。
【図６】エンジン回転数と燃費率との関係を示す特性図。
【図７】エンジンの定常運転時において、空燃比センサの出力特性を補正することによる各種制御値が変化する様子を示すタイムチャート。
【図８】エンジンの加速時において、エンジン出力を補正することによる各種制御値が変化する様子を示すタイムチャート。
【図９】空燃比のずれに応じて空燃比センサの出力特性を補正する具体例を示す特性図。
【図１０】空燃比のずれに応じてエンジン出力を補正する具体例を示す特性図。
【図１１】本発明の制御例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、車両としての自動車Ｖは、そのボディ（車体）が符合１で示され、左右前輪が符合２で示され、左右後輪が符合３で示される。４は、走行用モータで、この走行用モータ４が、デファレンシャルギア５Ａ、ドライブシャフト５Ｂを介して左右の前輪２に連結されている。すなわち、実施形態では、左右前輪２のみが駆動される前輪駆動車とされている。
【００２０】
ボディ１の前部には、走行用モータ４の他に、エンジン６，ジェネレータ７、インバータ８が配設されている。また、ボディ１の前後方向中間部から後部に渡っての床面下には、バッテリ９，燃料タンク１０が配設されている。エンジン６は、火花点火式気体燃料エンジンとされて、燃料タンク１０内に貯溜された気体燃料としての水素が供給されるようになっている。
【００２１】
ジェネレータ７は、エンジン６によって駆動されて発電を行うと共に、バッテリ９からの電力を受けてエンジン６を始動するための始動用モータとしても機能される。バッテリ９は、例えばリチウムイオン電池によって構成されて、高電圧（例えば３００〜５００Ｖ）かつ大容量となっている。バッテリ９の蓄電電力が走行用モータ４に供給されて走行され、最大蓄電量状態にあるバッテリ９のみの蓄電電力によって数十ｋｍ（例えば３０〜６０ｋｍ）走行可能とされている。さらに、ボディ１の後端部には、低電圧（例えば１２Ｖ）のバッテリ１１が搭載され、このバッテリ１１によって、点火プラグ、燃料噴射弁、ヘッドライト、ワイパ、オーディオ等の各種車載電気機器類に給電されるようになっている。
【００２２】
図２は、エンジン６とその吸・排気系の一例を示す。実施形態では、エンジン６は、バンケル式のロータリピストンエンジンとされて、直列に第１気筒ＲＡと第２気筒ＲＢとの２つの気筒を有する。各気筒ＲＡ、ＲＢの吸気ポートに個々独立して連なる分岐吸気通路２１Ａ、２１Ｂが１本の共通吸気通路２２に連なっている。この共通吸気通路２２には、スロットル弁２３が配設されている。また、各分岐吸気通路２１Ａ、２１Ｂには、ポート噴射用の第１燃料噴射弁２４Ａ、２４Ｂが配設されている。燃料噴射弁としては、さらに、気筒（作動室）内に直接燃料噴射を行う第２燃料噴射弁２５Ａ、２５Ｂが設けられている。
【００２３】
各気筒ＲＡ、ＲＢの排気ポートに個々独立して連なる分岐排気通路２６Ａ、２６Ｂが、１本の共通排気通路２７に連なっている。この共通排気通路２７には、空燃比センサ２８が配設されると共に、空燃比センサ２８の下流側において、排気ガス浄化触媒（実施形態ではＮＯｘ触媒）２９が配設されている。
【００２４】
共通吸気通路２２と共通排気通路２７とが、ＥＧＲ通路３０によって接続され、このＥＧＲ通路３０には、ＥＧＲ弁３１が接続されている。なお、ＥＧＲ通路３０は、スロットル弁２３の下流側において共通吸気通路２２に開口され、空燃比センサ２８の上流側において共通排気通路２７に開口されている。
【００２５】
各気筒ＲＡ、ＲＢは、２つの点火プラグ３３Ａ、３３Ｂを有している。第１燃料噴射弁２４Ａ、２４Ｂからの燃料噴射は、相対的に低回転・低負荷時に実行される。第２燃料噴射弁２５Ａ、２５Ｂからの燃料噴射は、相対的に高回転または高負荷時において行われる。空気と燃料噴射弁から噴射される燃料としての水素との混合気が、点火プラグ３３Ａ、３３Ｂによって着火される。混合気への着火によって燃焼が行われる。
【００２６】
図３は、バッテリ９の蓄電量に応じて車両Ｖの走行状況が変化される様子を示す。すなわち、バッテリ９の蓄電量が大きいとき（例えば蓄電量が４０％に低下するまで）は、エンジン６は停止（自動停止）されていて、バッテリ９からの電力供給のみによって走行用モータ４が駆動される（いわゆるプラグイン走行）。一方、バッテリ９の蓄電量が小さくなると（例えば蓄電量が４０％未満となったとき）は、エンジン６が起動されて（自動起動）、ジェネレータ７での発電が行われ、このジェネレータ７の発電電力が走行用モータ４に供給されると共に、余剰電力がバッテリ９へ供給される。ジェネレータ７の発電電力によってバッテリ９の蓄電量が増大されたとき（例えば蓄電量が７０％となったとき）は、エンジン４が自動停止される（プラグイン走行の再開）。このように、バッテリ９の蓄電量に応じて、エンジン６が自動的に停止と起動とを繰り返して、エンジン６が起動されているときには、ジェネレータ７によって発電しつつ、走行とバッテリ９への蓄電が行われる。なお、車両Ｖの減速時には、走行用モータ４による回生が行われて、回生による電力がバッテリ９に蓄電される。
【００２７】
図４は、本発明の制御系統例をブロック図的に示すものである。図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵは、走行用モータ４，エンジン６（特に燃料噴射弁）、ジェネレータ７、インバータ８を制御する。インバータ８を介して、バッテリ９と走行用モータ４との間での電力授受、ジェネレータ７とバッテリ９との間での電力授受、ジェネレータ７から走行用モータ４への電力供給、バッテリ９からバッテリ１１への電力供給等が行われる。
【００２８】
コントローラＵは、燃料噴射量制御や点火時期制御等の通常のエンジン制御を行う他、空燃比センサ２８の異常判定の制御と、異常と判定されたときの補正制御をも行う。このコントローラＵには、空燃比センサ２８からの信号が入力されるが、空燃比センサ２８はリニアセンサとされて、空燃比としての空気過剰率λを検出するためのものとなる。コントローラＵには、この他、各種センサあるいはスイッチＳ１〜Ｓ８からの信号が入力される。センサＳ１は、車速を検出するものである。センサＳ２は、アクセル開度を検出するものである。センサＳ３は、エンジン冷却水温度を検出するものである。センサＳ４は、エンジン回転数を検出するものである。スイッチＳ５は、ブレーキペダルが踏み込み操作されたことを検出するものである。センサＳ６は、吸入空気量を検出するものである。センサＳ７は、気体燃料消費量を検出するものであるが、実際に噴射された燃料噴射量（に対応した燃料噴射量信号）に基づいて算出するようにしてもよい。センサＳ８は、ジェネレータ７の出力を検出するものである（発電量でもってセンサの機能を兼用することもできる）。
【００２９】
コントローラＵによるエンジン６の自動停止と自動起動は、例えば次のような条件にしたがって行われる。まず、前述したように、バッテリ９の蓄電量に応じた自動停止と自動起動とが行われる。また、バッテリ９の蓄電量に応じてエンジンが自動起動されている条件下でも、アイドルストップによる自動停止と自動起動が行われる。すなわち、例えばアクセル開度が０、車速が０でしかもブレーキスイッチＳ５がＯＮのとき（ブレーキペダルが踏み込み操作されているとき）に、エンジン６が自動停止される。そして、自動停止状態からブレーキスイッチＳ５がＯＦＦになると、エンジン６が自動起動される。
【００３０】
ここで、エンジン６が運転されている状態において、このときの空燃比は、空気過剰率λでもって例えば２．２とされる（スロットル開度は、ポンピングロス低減のために例えば８０％というように大きな開度とされる）。なお、エンジン運転時の空気過剰率λは、Ｒａｗ・ＮＯｘ低減のために、２．２〜２．５の範囲に設定するのが好ましいものであり、実施形態では、出力確保をも加味して、空気過剰率λを２．２に設定してある。なお、エンジン回転数は、定常運転時である場合において、低速時には例えば２００ｒｐｍの定回転、中速時には例えば３０００ｒｐｍの定回転、高速時には例えば４０００ｒｐｍの定回転となるように、エンジン６は定回転でもって運転するようにしてある。勿論、燃料噴射量は、空燃比センサ２８の出力に基づいて、目標空燃比（目標空気過剰率）となるようにフィードバック制御される。
【００３１】
ここで、エンジン６は、目標出力となるように運転されるが、目標出力は、例えば、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいて基本出力を決定し、この基本出力を、バッテリ９の充電量（蓄電量）に応じて補正することにより、最終的な目標出力が決定される。すなわち、基本出力は、ジェネレータ７の発電量のみで現在の走行を持続できるような出力とされ、バッテリ９の充電量が少ないときは、バッテリ９の充電を行うべく、充電量に見合った分だけエンジン出力が増大補正される。逆に、バッテリ９の充電量が多いときは、走行用モータ４への給電のためにバッテリ９から放電させて、この放電量に見合った分だけエンジン出力が減少補正される。上記のようにして決定された目標出力は、極力高熱効率でもってエンジン運転が行われるように目標燃費率が決定され、この目標燃費率に応じて目標空燃比が決定される。そして、空燃比センサ２８で検出される空燃比が目標空燃比となるように、燃料噴射量がフィードバック制御される。
【００３２】
図６は、エンジンの空燃比と熱効率との関係を示す特性図で、熱効率が最大となる空気過剰率に対して、空気過剰率が大きくなっても小さくなっても熱効率が減少されることを示している。また、図７は、エンジン回転数と熱効率との関係を示す特性図で、実線は空燃比センサ２８の出力特性にずれを生じない正常時を示し、破線が出力特性がリッチ側にずれた場合を示し、一点鎖線が出力特性がリーン側にずれた場合を示す。この図６から明らかなように、リッチずれの場合は高熱効率点が低回転側に移行し、リーンずれの場合は高熱効率点が高回転側に移行される。
【００３３】
図７は、空燃比センサ２８の出力特性にずれを生じたときに、出力特性を補正する手法を示すものである。この図７において、空燃比センサ２８の出力特性として、実線は正常時の場合を示し、破線は正常時の出力特性よりもリーン側にずれさせた（オフセットさせた）リーン特性を示し、一点鎖線は正常時の出力特性よりもリッチ側にずれさせた（オフセットさせた）リッチ特性を示す。空燃比センサ２８に異常が生じて、検出する空燃比が実際の空燃比よりもリーン側を示すリーンずれの場合は、実際の燃料噴射量がリッチ側になるように増量されてしまうので、この場合は、出力特性が、一点鎖線で示すリッチ特性に補正される。逆に、空燃比センサ２８に異常が生じて、検出する空燃比が実際の空燃比よりもリッチ側を示すリッチずれの場合は、実際の燃料噴射量がリーン側になるように減量されてしまうので、この場合は、出力特性が、破線で示すリーン特性に補正される。このような空燃比センサ２８の出力特性の補正により、空燃比センサ２８が正常なときと全く同様にして、その後の制御を行うことができる。このような出力特性そのものの補正は、エンジン運転状態が安定している定常運転時に行うのが好ましいものとなる。
【００３４】
上記出力特性の補正において、補正度合は、空燃比センサ２８の出力特性のずれ度合に応じたものとされる。空燃比センサ２８の出力特性のずれの度合は、例えば、センサＳ６で検出される吸入空気量と気体燃料の消費量（燃料噴射量信号）とから実際の空気過剰率λを算出し、この算出された実際の空気過剰率と空燃比センサセンサ２８で検出された空気過剰率とを比較することにより決定することができる。
【００３５】
図９は、上述したような空燃比センサ２８の出力特性の補正によって、空燃比センサ２８が正常な場合と同じ制御状態に復帰される様子を示している。この図９において、２点鎖線が正常時の場合を示し、破線がリーンずれの場合を示し、実線がリッチずれの場合を示す。ｔ１時点までは空燃比センサ２８の出力にずれを生じた状態であり、このずれが検出された後のｔ１時点からｔ２時点の間に前述した空燃比センサ２８の出力特性のずれ判定およびずれに応じた出力特性の補正が行われる。そして、ｔ２時点以後は、補正された後の出力特性による制御が実行されて、空燃比センサ２８が正常な場合と同様の制御状態に復帰される。
【００３６】
図８は、空燃比センサ２８に異常が生じて出力特性にずれを生じたときに、エンジン回転数（つまりエンジン出力）を増減補正する場合を示す。この図８において、目標出力が実線で示され、リッチずれの出力特性が一点鎖線で示され、リーンずれの出力特性が破線で示される。目標出力を得るには、リーンずれの場合はエンジン回転数を減少すればよいことが理解され、またリッチずれの場合はエンジン回転数を増大させればよいことが理解される。このように、空燃比センサ２８の出力特性のずれに応じてエンジン回転数を増減補正することにより、エンジン出力を目標出力とすることができる。このようなエンジン回転数の補正は、加速時のようなエンジン過渡時に行うのが好ましいものとなる。
【００３７】
図１０は、上述した空燃比センサ２８の出力特性のずれに応じて、エンジン回転数を補正して、エンジン出力が目標出力を維持できるようにした場合を示す。この図１０において、ｔ１１時点が図９におけるｔ１時点に相当し、ｔ１２時点が図９におけるｔ２時点に相当する。ｔ１２時点までは、エンジン回転数の補正が行われていないために、エンジン出力が目標出力からずれたものとなるが、エンジン回転数の補正が実行されるｔ１２時点以後は、エンジン出力が目標出力と一致することになる。
【００３８】
図１１は、空燃比センサ２８の出力特性のずれに対応してコントローラＵが行う制御例を示すフローチャートであり、以下このフローチャートについて説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。また、図１１の制御は、エンジン始動後からただちに実行されるようになっている（冷機時から実行）。まず、Ｑ１において、各種センサやスイッチ２８、Ｓ１〜Ｓ８からの信号が読み込まれる。この後、Ｑ２において、ジェネレータ７の出力と目標出力とのずれが許容範囲以上の大きいものであるか否か（例えば２％以上の偏差があるか否か）が判別される。このＱ２の判別でＮＯのときは、空燃比センサ２８は正常であるとして、Ｑ１に戻る。
【００３９】
Ｑ２の判別でＹＥＳのときは、空燃比センサ２８の異常が考えられるときである。このときは、Ｑ３において、ジェネレータ７の出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率が算出される。この後、Ｑ４において、実際の燃費率が目標燃費率よりも大きいか否か（目標燃料量よりも実際の消費量の方が多いか否か）が判別される。このＱ４の判別でＮＯのときは、燃費率が悪化していないときであり、このときは空燃比センサ２８は正常であるとしてＱ１にリターンされる。なお、Ｑ４の判別においては、目標燃費率に所定の許容燃費率（例えば２％）を減算した値を、実際の燃費率との比較値としてもよい。
【００４０】
Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、空燃比センサ２８の出力にずれを生じている異常時であると判定された場合となる。このときは、Ｑ５において、吸入空気量と気体燃料消費量（燃料噴射量）とから、実際の空気過剰率λが算出される。この後Ｑ６において、実際の空気過剰率が、目標空気過剰率よりも小さいか否かが判別される。このＱ６の判別でＹＥＳのときは、実際の空気過剰率が目標空気過剰率よりもリッチになっているときであり（リーンずれ発生）、このときは、Ｑ８〜Ｑ１０の補正処理が行われる。すなわち、Ｑ７において、空気過剰率のリッチの度合が判定された後、Ｑ８において、エンジン回転数が一定（ほぼ一定）の定常運転状態であるか否かが判別される。このＱ８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ９において、Ｑ７で判定されたリッチ度合分に応じて、空燃比センサ２８の出力特性の補正が行われる（図７、図９で説明した補正の実行）。この後、Ｑ１０において、実際の燃費率が目標燃費率よりも大きいか否かが判別される。このＱ１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６に戻る。また、Ｑ１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１にリターンされる。
【００４１】
前記Ｑ８の判別でＮＯのとき、つまり加速時は、Ｑ１１において、Ｑ７で判定されたリッチ度合分に応じて、エンジン回転数が減少補正される（図８、図１０で説明した補正）。この後、Ｑ１２において、ジェネレータ７の出力と目標エンジン出力とが一致したか否かが判別される。このＱ１２の判別でＮＯのときは、Ｑ１１へ戻る。また、Ｑ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１０へ移行される。
【００４２】
前記Ｑ６の判別でＮＯのときは、Ｑ１３において、実際の空気過剰率が目標空気過剰率よりも大きいか否かが判別される。このＱ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１４〜Ｑ１８の処理によって、空燃比センサ２８のリッチずれに応じた補正が行われる。なお、このＱ１４〜Ｑ１８の処理は、Ｑ７〜Ｑ１２の処理に対応しているので、その重複した説明は省略する。
【００４３】
前記Ｑ１３の判別でＮＯのときは、経年変化による燃費率の悪化に起因するものであり、空燃比センサ２８は正常であるとして、そのままリターンされる。なお、Ｑ２のステップを無くして、Ｑ１からただちにＱ３へと移行するように設定してもよい。ただし、Ｑ２のステップを設けておくことにより、処理負担の大きくなる空燃比センサ２８の異常判定を行う機会を低減する上で好ましいものとなる。
【００４４】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。まず、空燃比センサ２８の出力のずれに応じて、バッテリ９の充放電量を補正するようにしてもよい。すなわち、リッチずれの場合はエンジン出力が不足のときなので、このときは、不足分を出力をバッテリ９からの放電によって補うようにすればよい。逆に、リーンずれの場合は、エンジン出力が過大なので、このときは、過大分の出力を吸収すべく、バッテリ９の充電を行うようにすればよい。エンジン６によって車輪駆動を行うものであってもよく、この場合、エンジン６のみによる車輪駆動と、走行用モータ４のみによる車輪駆動と、エンジン６と走行用モータ４の両方による車輪駆動との態様を適宜切換えるものであってもよい。エンジン６は、往復動型エンジンであってもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば水素を燃料とするハイブリッド車両に適用して好適である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖ：車両
４：走行用モータ
６：エンジン
７：ジェネレータ
９：バッテリ
１０：燃料タンク
２４Ａ、２４Ｂ：燃料噴射弁（ポイント噴射用）
２５Ａ、２５Ｂ：燃料噴射弁（直噴用）
２８：空燃比センサ
３３Ａ、３３Ｂ：点火プラグ
Ｕ：コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料が供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電を行うジェネレータと、該ジェネレータでの発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリと該ジェネレータとの少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータと、を備えたハイブリッド車両であって、
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記ジェネレータの出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率を決定する実燃費率決定手段と、
前記実燃費率決定手段で決定された実燃費率を目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの出力にずれを生じた異常を判定する異常判定手段と、
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】
請求項１において、
少なくともエンジンの冷機状態において前記異常判定手段による異常判定が行われる、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記異常判定手段により異常と判定されたとき、前記空燃比センサの出力のずれを補償するように補正を行う補正手段をさらに備えている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記空燃比センサの出力特性を補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じてエンジン出力を増減補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記バッテリの充放電量を補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
吸入空気量と燃料噴射量とから実際の空気過剰率を決定する実空気過剰率決定手段を備え、
前記実空気過剰率決定手段で決定された実空気過剰率と目標空気過剰率とを比較することにより、前記空燃比センサで検出される空燃比のずれの大きさが判定される、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記ジェネレータの出力が目標出力に対してあらかじめ設定された所定値以上ずれていることを前提として、前記異常判定手段による異常判定が実行される、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１】
気体燃料が供給されるエンジンと、該エンジンによって駆動されて発電を行うジェネレータと、該ジェネレータでの発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリと該ジェネレータとの少なくとも一方から電力を受けて駆動される走行用モータと、を備えたハイブリッド車両であって、
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記ジェネレータの出力と気体燃料の消費量とから実際の燃費率を決定する実燃費率決定手段と、
前記実燃費率決定手段で決定された実燃費率を目標燃費率と比較することにより、前記空燃比センサの出力にずれを生じた異常を判定する異常判定手段と、
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】
請求項１において、
少なくともエンジンの冷機状態において前記異常判定手段による異常判定が行われる、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記異常判定手段により異常と判定されたとき、前記空燃比センサの出力のずれを補償するように補正を行う補正手段をさらに備えている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記空燃比センサの出力特性を補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じてエンジン出力を増減補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項３において、
前記補正手段は、空燃比のずれに応じて前記バッテリの充放電量を補正するように設定されている、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
吸入空気量と燃料噴射量とから実際の空気過剰率を決定する実空気過剰率決定手段を備え、
前記実空気過剰率決定手段で決定された実空気過剰率と目標空気過剰率とを比較することにより、前記空燃比センサで検出される空燃比のずれの大きさが判定される、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記ジェネレータの出力が目標出力に対してあらかじめ設定された所定値以上ずれていることを前提として、前記異常判定手段による異常判定が実行される、ことを特徴とするハイブリッド車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１８５３７（Ｐ２０１２−２１８５３７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５１０４（Ｐ２０１１−８５１０４）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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