JP7652005B2 - 故障判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ジェネレータに発電させるための駆動力を出力するエンジンに適用されるＥＧＲシステムの故障判定装置に関する。

従来、ジェネレータに発電させるための駆動力を出力するエンジンが適用される装置の一例として、エンジンとモータとジェネレータとを搭載したシリーズ・パラレル式のハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。この種のハイブリッド車両では、運転状態に応じて駆動源が使い分けられ、あるいは併用される。例えば、発進時や低速走行時には、低回転域でのトルクが大きいモータのみが使用される（ＥＶモード）。一方、バッテリ充電率の低下時や加速走行時には、モータの駆動力で走行しつつエンジンの駆動力によるジェネレータでの発電が実施される（シリーズモード）。また、エンジン効率の良い高速走行時には、エンジンの駆動力が主力として使用され、モータの駆動力は補助的に使用される（パラレルモード，ＥＮＧモード）。

また、上記のようなエンジンに適用されるＥＧＲシステムの故障判定に関し、ＥＧＲ弁を開閉させたときの吸気圧力の変化からＥＧＲ弁の固着を検出する技術が知られている。例えば、ＥＧＲ弁の開度を変化させたときの吸気圧力の変化を算出し、その変化量が閾値よりも小さい場合にＥＧＲ弁が固着しているものと判定することが提案されている（特許文献２参照）。

特開2014-088070号公報 特開2010-196684号公報

吸気圧力の変化に基づく故障判定の精度を向上させるためには、ＥＧＲガスを大量に還流させる必要がある。そのため、エンジンの作動状態によっては、故障判定を実施することで燃焼安定性が低下しやすくなってしまう課題がある。特に、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車両では、エンジンの燃焼状態の変化によってジェネレータでの発電量が不安定となり、バッテリ充電量の予測精度や航続可能距離の推定精度に悪影響を及ぼすおそれが生じる。なお、上記のようなハイブリッド車両に限らず、ＥＧＲシステムの故障判定に際してエンジンの燃焼安定性を低下させることは、可能な限り避けたい。

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、エンジンの燃焼安定性を維持しながらＥＧＲシステムの故障判定精度を改善できるようにした故障判定装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。

本件は、以下に開示する態様又は適用例として実現できる。開示の故障判定装置は、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
開示の故障判定装置は、ジェネレータに発電させるための駆動力を出力するエンジンに適用されるＥＧＲシステムの故障判定装置であって、前記ＥＧＲシステムが正常である場合に前記エンジンから前記ジェネレータに伝達されると推定されるエンジントルクを算出する第一算出手段と、前記エンジンから前記ジェネレータに伝達された実測値に相当し前記ジェネレータで電力に変換される吸収トルクを算出する第二算出手段と、前記エンジントルクと前記吸収トルクとを比較して、前記ＥＧＲシステムの排気還流路に介装されるＥＧＲ弁の故障判定を実行する判定手段と、を備える。前記判定手段は、前記ＥＧＲ弁の全閉指示状態において、前記エンジントルクと前記吸収トルクとの偏差の絶対値が所定偏差以上である場合に、前記ＥＧＲ弁が閉じ指令に対して閉作動しない開故障している可能性があると判定する。

開示の故障判定装置によれば、エンジンの燃焼安定性を維持しながらＥＧＲシステムの故障判定精度を改善できる。

実施例としての故障判定装置を説明するためのブロック図である。 故障判定の原理を説明するためのグラフである。 故障判定に係るフローチャート（診断フロー）である。 故障判定に係るフローチャート（診断フローの続き）である。 故障判定に係るフローチャート（診断フローの続き）である。 図５に示すフローチャートの変形例である。 他の故障判定に係るフローチャート（第二診断フロー）である。 他の故障判定に係るフローチャート（第二診断フローの続き）である。 他の故障判定に係るフローチャート（第二診断フローの続き）である。 図９に示すフローチャートの変形例である。

［１．車両］
実施例としての故障判定装置２０は、図１に示す車両１０に適用される。この車両１０は、エンジン１及びモータ３を駆動源として走行可能なプラグインハイブリッド車両（ハイブリッド車両）である。エンジン１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、燃料及び空気の混合気を燃焼室内で燃焼させることで回転軸を駆動する。また、エンジン１は、ジェネレータ２に発電させるための駆動力や、車両１０を走行させるための駆動力を出力可能である。

ジェネレータ２は、エンジン１の駆動力を用いて発電する発電機である。また、モータ３は、バッテリ４の電力で駆動輪を駆動する機能と、駆動輪の慣性回転を利用した発電により回生電力をバッテリ４に充電する機能とを兼ね備えた電動機兼発電機である。エンジン１，ジェネレータ２，モータ３の三者は、トランスアクスル５を介して接続される。トランスアクスル５の内部には、例えば変速ギヤやクラッチ装置等が内蔵される。エンジン１，ジェネレータ２，モータ３の作動状態は、例えば車両１０の走行状態や運転者の操作に応じて使い分けられ、あるいは併用される。

エンジン１及びジェネレータ２は、クラッチを介してモータ３及び駆動輪に接続される。車両１０は、エンジン１及びジェネレータ２とモータ３及び駆動輪とを切り離して（クラッチを切断して）走行するシリーズモードを選択可能である。クラッチが切断された状態でエンジン１及びジェネレータ２を停止させることで、ＥＶモードが実現される。また、クラッチを接続すれば、パラレルモードやＥＮＧモードが実現されうる。

ジェネレータ２やモータ３で発電された電力は、バッテリ４に充電される。バッテリ４は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池であり、外部充電設備による充電（外部充電）も可能である。バッテリ４には、電力を直流と交流との間で変換する変換器１１が接続される。変換器１１は、外部充電時に充電口１２から供給される交流の電力を直流に変換してバッテリ４を充電する機能や、バッテリ４に蓄えられた直流の電力を交流に変換して車内コンセント１３に供給する機能を持つ。車内コンセント１３は、例えば100[V]の交流電力を50～60[Hz]の周波数で出力可能とされる。これにより、家庭用コンセントから供給される電力を利用してバッテリ４を充電でき、かつ、一般的な家電製品を車内コンセント１３に接続して使用できるようになっている。

上記のエンジン１には、ＥＧＲシステム６が適用される。ＥＧＲシステム６とは、エンジン１の気筒から排出される排気ガスの一部を吸気系に還流させるシステムである。エンジン１にＥＧＲシステム６を適用することで、気筒内の酸素濃度や燃焼温度を低下させることが可能となり、燃費や排気ガス性能を改善できる。本実施例のＥＧＲシステム６は、排気系と吸気系とを連通する排気還流路（ＥＧＲ通路）に介装されるＥＧＲ弁７を有する。ＥＧＲ弁７の開度を変更することで、排気系から吸気系に導入される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量（ＥＧＲ量）を調節可能である。

［２．故障判定装置］
故障判定装置２０は、少なくともＥＧＲ弁７の故障を判定する機能を持ったコンピュータ（ＥＣＵ，Electronic Control Unit）である。故障判定装置２０には、図示しないプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介してこれらが互いに通信可能に接続される。故障判定装置２０で実施される判定や制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存される。プログラムの実行時には、プログラムの内容がメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

本実施例の故障判定装置２０には、図１に示すように、エンジン１，ジェネレータ２，モータ３，バッテリ４，ＥＧＲ弁７，エンジン回転数センサ１４，エアフローセンサ１５，ジェネレータ回転数センサ１６，電流センサ１７が接続される。故障判定装置２０は、これらの各種装置から伝達される情報に基づき、ＥＧＲ弁７の故障を判定する。エンジン回転数センサ１４は、エンジン回転数（エンジン１の単位時間あたりの回転数，回転速度）を検出するセンサであり、エアフローセンサ１５は、エンジン１の吸気量を検出するセンサである。ジェネレータ回転数センサ１６は、ジェネレータ回転数（ジェネレータ２の単位時間あたりの回転数，回転速度）を検出するセンサであり、電流センサ１７はジェネレータ２の発電電流を検出するセンサである。

故障判定装置２０における故障判定の原理は二つある。
第一の原理は、スロットル開度を固定せずにＥＧＲ量を増加させることで気筒内の比熱比が変化し、エンジン１で発生する燃焼トルクが増大することである。図２に示すように、エンジントルクの増加率は、ＥＧＲ率が増加するほど（ＥＧＲ量が増えるほど）上昇する。したがって、ＥＧＲ弁７の開度変化を指令したときに、ジェネレータ２の吸収トルクの変化を観察することで、実際のＥＧＲ率の変動を推定でき、ＥＧＲ弁７の故障（閉故障や開故障）の有無を判定できる。なお、開故障とは、閉じ指令に対してＥＧＲ弁７が閉作動しない故障を意味し、閉故障とは、開き指令に対してＥＧＲ弁７が開作動しない故障を意味する。開故障には、例えば固着によって所定開度よりも閉じない故障や、開きっぱなしになってしまう故障が含まれる。同様に、閉故障には、例えば固着によって所定開度よりも開かない故障や、閉じっぱなしになってしまう故障が含まれる。

また、第二の原理は、スロットル開度を固定した状態でＥＧＲ量を増加させることで吸気中における新気の割合が減少し、エンジン１で発生する燃焼トルクが減少することである。つまり、スロットル開度を固定した状態でＥＧＲ弁７の開度変化を指令したときに、ジェネレータ２の吸収トルクの変化を観察することで、実際の燃焼トルクの変動を推定でき、ＥＧＲ弁７の故障（閉故障や開故障）の有無を判定できる。

故障判定装置２０には、第一算出手段２１と第二算出手段２２と判定手段２３とが設けられる。第一算出手段２１は、エンジン１の駆動力でジェネレータ２が発電しているときに、エンジン１からジェネレータ２に伝達されるエンジントルクＡを算出するものである。エンジントルクＡは、例えばエンジン回転数及び吸気量に基づいて算出される。なお、エンジントルクＡの算出手法はこれに限定されない。例えば、車速やアクセル開度等に基づいて算出してもよいし、燃料噴射量や空燃比を加味して算出してもよい。

第二算出手段２２は、エンジン１の駆動力でジェネレータ２が発電しているときに、ジェネレータ２で電力に変換される（すなわち、バッテリ４の充電電力として回収される）吸収トルクＢを算出するものである。吸収トルクＢは、例えばジェネレータ回転数及び発電電流に基づいて算出される。なお、吸収トルクＢの算出手法はこれに限定されない。例えば、ジェネレータ２からバッテリ４に充電される電流値及び電圧値に基づいて算出してもよいし、ジェネレータ温度やバッテリ温度を加味して算出してもよい。

判定手段２３は、少なくともエンジントルクＡと吸収トルクＢとを比較してＥＧＲ弁７の故障判定を実行するものである。判定手段２３には、初期判定手段２４と第一判定手段２５と第二判定手段２６とが設けられる。初期判定手段２４は、ＥＧＲシステム６の排気還流路に介装されるＥＧＲ弁７が故障している可能性の有無を判定する。第一判定手段２５は、ＥＧＲ弁７の故障の可能性が認められた場合に、その可能性を精査してＥＧＲ弁７の故障の有無を判定する。また、第二判定手段２６は、第一判定手段２５でＥＧＲ弁７の故障（故障していること）が判定された場合に、その故障状態が開故障なのか閉故障なのかを判定する。

初期判定手段２４では、例えば吸収トルクＢからエンジントルクＡを減じた値である偏差Ｃに基づき、以下のような故障判定が実施される。
判定１．偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０以上である場合に、
ＥＧＲ弁７が故障している可能性があると判定する。
判定２．偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０未満である場合に、
ＥＧＲ弁７が故障していない（正常）と判定する。

これらの故障判定は、少なくともエンジン１がジェネレータ２を駆動しているとき（例えば、シリーズモード時，パラレルモード時，ＥＮＧモード時）に実施される。好ましくは、車両１０の外部給電中にエンジン１が始動したときに、故障判定が実施される。
外部給電とは、車内コンセント１３に接続される家電製品への給電を意味する。例えば、キャンプ場に駐車している車両１０の車内コンセント１３にホットプレートが接続され、バッテリ４の電力でホットプレートが使用されることがある。この場合、バッテリ４の充電量が低下するとエンジン１が作動し、ジェネレータ２による発電が開始されるとともに、故障判定が実施される。

初期判定手段２４でＥＧＲ弁７の故障の可能性があると判定された場合、第一判定手段２５では、例えば偏差Ｃに基づいて以下のような故障判定が実施される。
判定３．全閉指示状態で、偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０以上である場合に、
ＥＧＲ弁７が開故障している可能性が高いと判定する。
判定４．全閉指示状態で、偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０未満である場合に、
ＥＧＲ弁７が閉故障している可能性が高いと判定する。

これらの故障判定は、初期判定手段２４による判定時と比較して、エンジン１の点火時期をリタードさせた状態で判定することが好ましい。例えば、ＥＧＲシステム６の非作動時（ＥＧＲオフ時）に使用される点火時期マップに基づいて、エンジン１の点火時期が制御される。一般に、ＥＧＲシステム６の作動時におけるエンジン１の点火時期は、ＥＧＲシステム６の非作動時と比較して進角側に制御される。したがって、ＥＧＲシステム６の非作動時に使用される点火時期マップを参照してエンジン１の点火時期を設定することで、エンジン１の点火時期にリタード傾向が与えられる。

ＥＧＲ弁７が開故障している可能性が高いと判定された場合、第二判定手段２６は、ＥＧＲ開度を段階的に変化させることで生じる吸収トルクＢの変化量に基づいて、ＥＧＲ弁７の故障判定を実行する。このとき、スロットル開度が一定値に保持されてエンジン１の吸気量が一定になるように制御される。ここで、ＥＧＲ開度を変化させる前の吸収トルクをＢ_１とし、ＥＧＲ開度を変化させた後の吸収トルクをＢ_２とする。第二判定手段２６では、Ｂ_２からＢ_１を減じた変化量Ｄに基づき、以下のような故障判定が実施される。
判定５．変化量Ｄの絶対値が所定変化量Ｄ_０未満である場合に、
ＥＧＲ弁７が開故障していると判定する。
判定６．変化量Ｄの絶対値が所定変化量Ｄ_０以上である場合に、
直前の判定が誤判定だった（故障なし）と判定する。

一方、ＥＧＲ弁７が閉故障している可能性が高いと判定された場合、第二判定手段２６は、ＥＧＲ弁７を所定開度に開弁する指示を出力する。その後、第二判定手段２６では偏差Ｃが再計算され、以下のような故障判定が実施される。
判定７．偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０以上である場合に、
ＥＧＲ弁７が閉故障していると判定する。
判定８．偏差Ｃの絶対値が所定偏差Ｃ_０未満である場合に、
直前の判定が誤判定だった（故障なし）と判定する。

上記の通り、第二判定手段２６における開故障の判定条件（判定５，６の条件）は、第二判定手段２６における閉故障の判定条件（判定７，８の条件）と相違する。このような判定条件の使い分けにより、開故障及び閉故障の判定精度が向上する。

［３．フローチャート］
（Ａ）図３～図５のフローチャート
図３～図５は、故障判定装置２０で実施される故障判定に係るフローチャート（診断フロー）である。このフローは、故障判定装置２０の内部において、所定の演算周期で繰り返し実行されうる。このフローを実施するためのエンジン１の運転状態（運転点）は不問とされ、エンジン回転数や負荷の大小に依存しない故障判定が可能となっている。

ステップＡ１では、車両１０の外部給電中にエンジン１が始動したか否かが判定される。また、ステップＡ２では、エンジン１がジェネレータ２を駆動している（例えば、クラッチが切断されたシリーズモード中である）か否かが判定される。いずれかの条件が成立するとステップＡ３に進み、いずれの条件も成立しない場合には本フローは終了（リターン）する。ステップＡ３では、第一算出手段２１でエンジントルクＡが算出され、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出される。続くステップＡ４では、吸収トルクＢからエンジントルクＡを減じた偏差Ｃが判定手段２３で算出される。

ステップＡ５では、初期判定手段２４において、偏差Ｃの絶対値|Ｃ|とあらかじめ設定された所定偏差Ｃ_０とが比較される。ここで、|Ｃ|＜Ｃ_０である場合にはステップＡ６に進み、ＥＧＲ弁７（ＥＧＲシステム６）の故障はないと判定されて本フローは終了する。一方、|Ｃ|≧Ｃ_０である場合には、何らかの故障の可能性があると判断されてステップＡ７に進み、第一判定手段２５による故障判定が継続される。

ステップＡ７では、エンジン１の点火時期を設定するための点火時期マップがＥＧＲオフ時（ＥＧＲ弁７の全閉時）のマップに固定される。続くステップＡ８では、ＥＧＲ開度が０％（全閉）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。その後、ステップＡ９では、第一算出手段２１でエンジントルクＡが算出され、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出される。続くステップＡ１０では、判定手段２３において、吸収トルクＢからエンジントルクＡを減じた偏差Ｃが算出される。

ステップＡ１１では、第一判定手段２５において、偏差Ｃの絶対値|Ｃ|と所定偏差Ｃ_０とが比較される。ここで、|Ｃ|＜Ｃ_０である場合には、ＥＧＲ弁７が閉故障している可能性が高いと判断され、図４に示すステップＡ１２に進む。一方、|Ｃ|≧Ｃ_０である場合には、ＥＧＲ弁７が開故障している可能性が高いと判断され、図５に示すステップＡ１８に進む。

図４に示すステップＡ１２～Ａ１７は、ＥＧＲ弁７の閉故障を精査するためのフローである。ステップＡ１２では、ＥＧＲ開度が所定のＫ％（開）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。ここで設定される開度は１００％（全開）であってもよいし、１００％よりも小さい開度であってもよい。その後、ステップＡ１３では、第一算出手段２１でエンジントルクＡが算出され、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出される。続くステップＡ１４では、判定手段２３において、吸収トルクＢからエンジントルクＡを減じた偏差Ｃが算出される。

ステップＡ１５では、第二判定手段２６において、偏差Ｃの絶対値|Ｃ|と所定偏差Ｃ_０とが比較される。ここで、|Ｃ|＜Ｃ_０である場合にはステップＡ１６に進み、直前の判定（ステップＡ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。一方、|Ｃ|≧Ｃ_０である場合にはステップＡ１７に進み、ＥＧＲ弁７が閉故障しているものと判断されて、本フローは終了する。

図５に示すステップＡ１８～Ａ２５は、ＥＧＲ弁７の開故障を精査するためのフローである。ステップＡ１８では、この時点での吸収トルクＢの値がＢ_１に代入される。また、ステップＡ１９では、スロットル開度が固定（一定値に保持）されてエンジン１の吸気量が一定になるように制御される。ステップＡ２０では、ステップＡ１２と同様に、ＥＧＲ開度が所定のＫ％（開）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。ここで設定される開度は１００％（全開）であってもよいし、１００％よりも小さい開度であってもよい。また、ステップＡ１２での指示値と同一でなくてもよい。

ステップＡ２１では、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出され、その値がＢ_２に代入される。続くステップＡ２２では、判定手段２３において、吸収トルクＢの変化量Ｄ（Ｂ_２からＢ_１を減じたもの）が算出される。ステップＡ２３では、第二判定手段２６において、変化量Ｄの絶対値|Ｄ|と所定変化量Ｄ_０とが比較される。ここで、|Ｄ|＜Ｄ_０である場合にはステップＡ２４に進み、ＥＧＲ弁７が開故障しているものと判断されて、本フローは終了する。一方、|Ｄ|≧Ｄ_０である場合にはステップＡ２５に進み、直前の判定（ステップＡ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。

（Ｂ）図６のフローチャート
図６に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートの変形例（ステップＡ２６～Ａ２８を追加したもの）である。このフローチャートでは、ＥＧＲ開度を段階的に開いたときの吸収トルクＢの変化量Ｄに基づいて開故障の有無が判定されるとともに、開故障の開度が判定される。

図６のステップＡ２０で設定されるＥＧＲ開度は少なくとも１００％ではなく、例えば１０％とされる。その後、ステップＡ２３において|Ｄ|＜Ｄ_０である場合にはステップＡ２４に進み、ＥＧＲ弁７が１０％の開度で開故障していると判定される。つまり、ステップＡ２３の条件が成立した時点（|Ｄ|＜Ｄ_０になった時点）の開度が開故障の開度と判断される。一方、|Ｄ|≧Ｄ_０である場合にはステップＡ２６に進み、ＥＧＲ開度が全開（１００％）であるか否かが判定される。この条件は最初は不成立となり、ステップＡ２７へ進む。

ステップＡ２７では、この時点での吸収トルクＢの値がＢ_１に代入される。続くステップＡ２８では、ＥＧＲ開度がさらに大きく設定され、例えば２０％とされる。その後、ステップＡ２１で吸収トルクＢの値がＢ_２に代入され、ステップＡ２２で吸収トルクＢの変化量Ｄが算出され、ステップＡ２３でその絶対値|Ｄ|と所定変化量Ｄ_０とが比較される。ここで、|Ｄ|＜Ｄ_０である場合にはステップＡ２４に進み、ＥＧＲ弁７が２０％の開度で開故障していると判定される。

一方、|Ｄ|≧Ｄ_０である場合には、ＥＧＲ開度が全開（１００％）になるまで段階的に開放されて、ステップＡ２３の判定が繰り返される。ＥＧＲ開度が全開（１００％）であるにも関わらず、ステップＡ２３の条件が不成立になる場合には、ステップＡ２５において直前の判定（ステップＡ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。

（Ｃ）図７～図９のフローチャート
図７～図９は、他の故障判定に係るフローチャート（第二診断フロー）である。このフローは、故障判定装置２０の内部において、所定の演算周期で繰り返し実行されうる。このフローの故障判定は、エンジン１のスロットル開度を固定した状態で実施されるようになっており、エンジン１の運転状態（運転点）が制限される。

ステップＢ１では、車両１０の外部給電中にエンジン１が始動したか否かが判定される。また、ステップＢ２では、エンジン１がジェネレータ２を駆動しているか否かが判定される。いずれかの条件が成立するとステップＢ３に進み、いずれの条件も成立しない場合には本フローは終了する。ステップＢ３では、ＥＧＲ率が０％よりも大きい（すなわち、ＥＧＲシステム６が作動中である）か否かが判定される。ここで、ＥＧＲシステム６が作動中であればステップＢ４に進み、ＥＧＲ開度が０％（全閉）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示された後にステップＢ５に進む。また、ＥＧＲシステム６が作動中でなければ、そのままステップＢ５に進む。

ステップＢ５では、スロットル開度が固定（一定値に保持）されてエンジン１の吸気量が一定になるように制御される。また、ステップＢ６では、エンジン１の点火時期を設定するための点火時期マップがＥＧＲオフ時（ＥＧＲ弁７の全閉時）のマップに固定される。続くステップＢ７では、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出され、その値がＢ_３に代入される。ステップＢ８では、ＥＧＲ開度が所定のＫ_１％（開）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。ここで設定される開度Ｋ_１は０％（全閉）よりも大きく、かつ、１００％（全開）よりも小さい開度である。

ステップＢ９では、第二算出手段２２で再び吸収トルクＢが算出され、その値がＢ_４に代入される。ステップＢ１０では、判定手段２３において、吸収トルクＢの変化量Ｄ（Ｂ_４からＢ_３を減じたもの）が算出される。ステップＢ１１では、第一判定手段２５において、変化量Ｄの絶対値|Ｄ|と所定変化量Ｄ_０とが比較される。ここで、|Ｄ|＜Ｄ_０である場合には、ＥＧＲ弁７が閉故障している可能性が高いと判断され、図８に示すステップＢ１２に進む。一方、|Ｄ|≧Ｄ_０である場合には、ＥＧＲ弁７が開故障している可能性が高いと判断され、図９に示すステップＢ１８に進む。

図８に示すステップＢ１２～Ｂ１７は、ＥＧＲ弁７の閉故障を精査するためのフローである。ステップＢ１２では、ＥＧＲ開度が０％（全閉）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。その後、ステップＢ１３では、第一算出手段２１でエンジントルクＡが算出され、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出される。続くステップＢ１４では、判定手段２３において、吸収トルクＢからエンジントルクＡを減じた偏差Ｃが算出される。

ステップＢ１５では、第二判定手段２６において、偏差Ｃの絶対値|Ｃ|と所定偏差Ｃ_０とが比較される。ここで、|Ｃ|＜Ｃ_０である場合（すなわち、エンジントルクＡと吸収トルクＢとがほぼ等しい場合）にはステップＢ１６に進み、ＥＧＲ弁７が閉故障しているものと判断されて、本フローは終了する。一方、|Ｃ|≧Ｃ_０である場合にはステップＢ１７に進み、直前の判定（ステップＢ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。

図９に示すステップＢ１８～Ｂ２３は、ＥＧＲ弁７の開故障を精査するためのフローである。ステップＢ１８では、ＥＧＲ開度が所定のＫ_２％（開）に設定され、その制御指令が故障判定装置２０からＥＧＲ弁７へと指示される。ここで設定される開度Ｋ_２は、例えばステップＢ８で設定される開度Ｋ_１よりも大きい開度である。ステップＢ１９では、第二算出手段２２で吸収トルクＢが算出され、その値がＢ_５に代入される。続くステップＢ２０では、判定手段２３において、吸収トルクＢの変化量Ｅ（Ｂ_５からＢ_４を減じたもの）が算出される。

ステップＢ２１では、第二判定手段２６において、変化量Ｅの絶対値|Ｅ|と所定変化量Ｅ_０とが比較される。ここで、|Ｅ|＜Ｅ_０である場合にはステップＢ２２に進み、ＥＧＲ弁７が開故障しているものと判断されて、本フローは終了する。一方、|Ｅ|≧Ｅ_０である場合にはステップＢ２３に進み、直前の判定（ステップＢ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。

（Ｄ）図１０のフローチャート
図１０に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートの変形例（ステップＢ２４～Ｂ２６を追加したもの）である。このフローチャートでは、ＥＧＲ開度を段階的に開いたときの吸収トルクＢの変化量Ｅに基づいて開故障の有無が判定されるとともに、開故障の開度が判定される。

図１０のステップＢ１８で設定されるＥＧＲ開度は、ステップＢ８で設定される開度Ｋ_１よりも大きく、かつ、少なくとも１００％ではない開度（例えば３０％）とされる。その後、ステップＢ２１において|Ｅ|＜Ｅ_０である場合にはステップＢ２２に進み、ＥＧＲ弁７が３０％の開度で開故障していると判定される。つまり、ステップＢ２１の条件が成立した時点（|Ｅ|＜Ｅ_０になった時点）の開度が開故障の開度と判断される。

一方、ステップＢ２１において|Ｅ|≧Ｅ_０である場合、ステップＢ２４に進み、ＥＧＲ開度が全開（１００％）であるか否かが判定される。この条件は最初は不成立となり、ステップＢ２５へ進む。ステップＢ２５では、この時点での吸収トルクＢの値がＢ_４に代入される。続くステップＢ２６では、ＥＧＲ開度がさらに大きく（例えば４０％に）設定される。その後、ステップＢ１９で吸収トルクＢの値がＢ_５に代入され、ステップＢ２０で吸収トルクＢの変化量Ｅが算出され、ステップＢ２１でその絶対値|Ｅ|と所定変化量Ｅ_０とが比較される。

ここで、|Ｅ|＜Ｅ_０である場合にはステップＢ２２に進み、ＥＧＲ弁７が４０％の開度で開故障していると判定される。一方、|Ｅ|≧Ｅ_０である場合には、ＥＧＲ開度が全開（１００％）になるまで段階的に開放されて、ステップＢ２１の判定が繰り返される。ＥＧＲ開度が全開（１００％）であるにも関わらず、ステップＢ２１の条件が不成立になる場合には、ステップＢ２３において直前の判定（ステップＢ１１の判定）が誤判定だった（すなわち、故障はない）として判定が取り消されて、本フローは終了する。

［４．効果］
（１）上記の実施例に係る故障判定装置２０は、第一算出手段２１，第二算出手段２２，判定手段２３を備える。第一算出手段２１は、エンジン１からジェネレータ２に伝達されるエンジントルクＡを算出する。第二算出手段２２は、ジェネレータ２で電力に変換される吸収トルクＢを算出する。判定手段２３は、エンジントルクＡと吸収トルクＢとを比較して、ＥＧＲシステム６の排気還流路に介装されるＥＧＲ弁７の故障判定を実行する。このような構成により、ＥＧＲガスを大量に還流させることなくＥＧＲ弁７の故障を判定できる。したがって、エンジン１の燃焼安定性を維持しながらＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（２）上記の判定手段２３（第一判定手段２５）は、ＥＧＲ弁７の全閉指示状態において、エンジントルクＡと吸収トルクＢとの偏差Ｃの絶対値|Ｃ|が所定偏差Ｃ_０以上である場合に、ＥＧＲ弁７が開故障している可能性がある（可能性が高い）と判定する（図３のステップＡ１１のＮｏ側ルート及び図５，図６）。このような構成により、ＥＧＲ弁７の開故障の可能性を精度よく検出することができ、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（３）上記の判定手段２３（第一判定手段２５）は、ＥＧＲ弁７の全閉指示状態において、エンジントルクＡと吸収トルクＢとの偏差Ｃの絶対値|Ｃ|が所定偏差Ｃ_０未満である場合に、ＥＧＲ弁７が閉故障している可能性がある（可能性が高い）と判定する（図３のステップＡ１１のＹｅｓ側ルート及び図４）。このような構成により、ＥＧＲ弁７の閉故障の可能性を精度よく検出することができ、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（４）上記の判定手段２３（第二判定手段２６）は、|Ｃ|≧Ｃ_０である場合に、ＥＧＲ開度を変化させることで生じる吸収トルクＢの変化量Ｄに基づいてＥＧＲ弁７の故障判定を実行する（図５及び図６のステップＡ２２，Ａ２３）。このような構成により、ＥＧＲ弁７の開故障の有無を精度よく判定でき、誤検出を減少させることができる。したがって、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（５）上記の判定手段２３（第二判定手段２６）は、吸収トルクＢの変化量Ｄに基づくＥＧＲ弁７の故障判定に際し、スロットル開度を保持した状態でＥＧＲ開度を変更させる（図５及び図６のステップＡ１９）。このような構成により、ＥＧＲ量の増加に起因するエンジン１の燃焼トルクの減少を精度よく把握できる。したがって、ＥＧＲ弁７の開故障の有無を精度よく判定でき、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（６）上記の判定手段２３（第二判定手段２６）は、吸収トルクＢの変化量Ｄに基づくＥＧＲ弁７の故障判定に際し、変化量Ｄの絶対値|Ｄ|が所定変化量Ｄ_０未満である場合に、ＥＧＲ弁７が開故障していると判定する（図５及び図６のステップＡ２３，Ａ２４）。このような構成により、ＥＧＲ弁７の開故障を精度よく判定でき、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（７）上記の判定手段２３（第二判定手段２６）は、吸収トルクＢの変化量Ｄに基づくＥＧＲ弁７の故障判定に際し、変化量Ｄの絶対値|Ｄ|が所定変化量Ｄ_０以上である場合に、直前の故障判定を誤判定として取り消す（図５及び図６のステップＡ２３，Ａ２５）。このような構成により、ＥＧＲ弁７の開故障の誤検出（すなわち、ＥＧＲ弁７が故障していないこと）を精度よく判定でき、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（８）上記の故障判定装置２０は、エンジン１及びジェネレータ２を搭載するプラグインハイブリッド車両１０に適用される。また、上記の判定手段２３は、車両１０の外部給電中にエンジン１が始動したときに、ＥＧＲ弁７の故障判定を強制的に実行する（図３のステップＡ１）。このような構成により、車両１０の走行状態やドライバビリティ（乗員が車両１０に抱く運転操作及び乗り心地の快適性や応答性のこと）に悪影響を与えることなく、ＥＧＲ弁７の故障を判定でき、ＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

（９）上記のエンジン１及びジェネレータ２は、クラッチを介してモータ３及び駆動輪に接続されるハイブリッド車両１０に搭載される。ハイブリッド車両１０は、エンジン１及びジェネレータ２とモータ３及び駆動輪とを切り離して走行可能なシリーズモードを選択可能であり、シリーズモード中に故障判定を実施できる。つまり、エンジン１の駆動力を駆動輪に伝達することなく、モータ３で駆動輪を駆動しつつ故障判定を実施できる。したがって、故障診断のためにエンジン１の作動状況を変更したとしてもドライバビリティに悪影響を及ぼさずに故障診断が実施できる。

［５．その他］
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。

上記の実施例では、プラグインハイブリッド自動車に適用された故障判定装置２０を例示したが、本件の適用対象はこの種の車両１０に限定されない。少なくともジェネレータ２に発電させるための駆動力を出力するエンジン１にＥＧＲシステム６が適用されたものであれば、上記の実施例と同様の制御を適用可能である。具体的には、ＥＧＲシステム６が適用されたエンジン１でジェネレータ２を駆動しうる船舶，プラント，発電施設等が本件の適用対象となりうる。これらの適用対象においても、エンジントルクＡと吸収トルクＢとを比較することで、ＥＧＲ弁７の故障を精度よく検出でき、エンジン１の燃焼安定性を維持しながらＥＧＲシステム６の故障判定精度を改善できる。

１ エンジン
２ ジェネレータ
３ モータ
４ バッテリ
５ トランスアクスル
６ ＥＧＲシステム
７ ＥＧＲ弁
１０ 車両（プラグインハイブリッド車両，ハイブリッド車両）
１１ 変換器
１２ 充電口
１３ 車内コンセント
１４ エンジン回転数センサ
１５ エアフローセンサ
１６ ジェネレータ回転数センサ
１７ 電流センサ
２０ 故障判定装置
２１ 第一算出手段
２２ 第二算出手段
２３ 判定手段
２４ 初期判定手段
２５ 第一判定手段
２６ 第二判定手段
Ａ エンジントルク
Ｂ 吸収トルク
Ｃ 偏差
Ｃ_０ 所定偏差
Ｄ 変化量
Ｄ_０ 所定変化量
Ｅ 変化量
Ｅ_０ 所定変化量

Claims (8)

1. ジェネレータに発電させるための駆動力を出力するエンジンに適用されるＥＧＲシステムの故障判定装置であって、
   前記ＥＧＲシステムが正常である場合に前記エンジンから前記ジェネレータに伝達されると推定されるエンジントルクを算出する第一算出手段と、
   前記エンジンから前記ジェネレータに伝達された実測値に相当し前記ジェネレータで電力に変換される吸収トルクを算出する第二算出手段と、
   前記エンジントルクと前記吸収トルクとを比較して、前記ＥＧＲシステムの排気還流路に介装されるＥＧＲ弁の故障判定を実行する判定手段と、
   を備え、
   前記判定手段が、前記ＥＧＲ弁の全閉指示状態において、前記エンジントルクと前記吸収トルクとの偏差の絶対値が所定偏差以上である場合に、前記ＥＧＲ弁が閉じ指令に対して閉作動しない開故障している可能性があると判定する
   ことを特徴とする、故障判定装置。
2. 前記判定手段が、前記ＥＧＲ弁の全閉指示状態において、前記エンジントルクと前記吸収トルクとの偏差の絶対値が前記所定偏差未満である場合に、前記ＥＧＲ弁が開き指令に対して開作動しない閉故障している可能性があると判定する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の故障判定装置。
3. 前記判定手段が、請求項１に記載の条件が成立した場合に、ＥＧＲ開度を変化させることで生じる前記吸収トルクの変化量に基づいて前記ＥＧＲ弁の故障判定を実行する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の故障判定装置。
4. 前記判定手段が、請求項３に記載の故障判定に際し、スロットル開度を保持した状態で前記ＥＧＲ開度を変更させる
   ことを特徴とする、請求項３に記載の故障判定装置。
5. 前記判定手段が、請求項４に記載の故障判定に際し、前記変化量の絶対値が所定変化量未満である場合に、前記ＥＧＲ弁が開故障していると判定する
   ことを特徴とする、請求項４に記載の故障判定装置。
6. 前記判定手段が、請求項４に記載の故障判定に際し、前記変化量の絶対値が所定変化量以上である場合に、直前に実施した故障判定を誤判定として取り消す
   ことを特徴とする、請求項４または５に記載の故障判定装置。
7. 前記エンジン及び前記ジェネレータが、ハイブリッド車両に搭載されるとともに、
   前記判定手段が、前記ハイブリッド車両の外部給電中に前記エンジンが始動したときに、前記ＥＧＲ弁の故障判定を強制的に実行する
   ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の故障判定装置。
8. 前記エンジン及び前記ジェネレータが、クラッチを介してモータ及び駆動輪に接続されるハイブリッド車両に搭載され、
   前記ハイブリッド車両が、前記エンジン及び前記ジェネレータと前記モータ及び前記駆動輪とを切り離して走行するシリーズモードを選択可能であり、
   前記判定手段が、前記シリーズモード中に前記故障判定を実行する
   ことを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の故障判定装置。

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