JP2009029212A - 内燃機関の異常検出装置および異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸が電動発電機の回転軸と機械的に結合された内燃機関の気筒異常を正確に検出可能な内燃機関の異常検出装置および異常検出方法を提供する。
【解決手段】エンジン１５０のクランクシャフト１５６は、ダンパ１５７を介してプラネタリギヤ１２０のキャリア軸１２７に連結される。ダンパ１５７は、クランクシャフト１５６とキャリア軸１２７とが相対回転したときにその相対回転を抑制するための弾性力を発生するトーション部材を含む。制御装置１８０は、エンジン回転数センサの検出値から算出されたクランクシャフト１５６の回転角加速度を用いてエンジントルクを推定演算するとともに、その推定演算したエンジントルクを、ダンパ１５７の捻れ角度を基に算出したダンパ１５７の弾性力からなる補正項によって補正する。そして、制御装置１８０は、補正後の推定エンジントルクに基づいてエンジン１５０の異常を診断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の異常検出装置および異常検出方法に関し、特に、内燃機関を含む複数の動力源を含む動力出力装置に適用される内燃機関の異常検出装置および異常検出方法に関する。

従来、燃料噴射弁の詰まりや故障により爆発燃焼が行なわれなくなった異常気筒を検出する内燃機関の異常検出装置として、たとえば特開平２−４９９５５号公報（特許文献１）には、内燃機関の出力軸であるクランク軸の回転角速度を各気筒の燃焼行程に同期して検出し、その検出された回転角速度と角速度基準値との偏差に基づいて、不整失火を伴なう気筒異常を検出する内燃機関の気筒異常検出装置が開示される。

これによれば、内燃機関の気筒異常検出装置は、着目した気筒の回転数と基準値である前気筒の回転数との差が所定値よりも大きくなったとき、次の回転数の判定における基準値を、その回転数より該所定値だけ大きな値に設定する。したがって、いずれかの気筒に異常が生じている場合であって、その気筒の直前に爆発工程を迎える気筒に偶発的な失火が生じた場合でも、断続して異常状態の生じている気筒を正しく異常と判別することができる。
特開平２−４９９５５号公報 特開平６−２５７４８０号公報

しかしながら、特開平２−４９９５５号公報（特許文献１）に記載の気筒異常検出装置を、機械分配式のハイブリッド車両に適用した場合には、以下の理由から、内燃機関の異常を正確に検出できないという問題がある。

内燃機関および電動発電機を動力源として備えたハイブリッド車両には、内燃機関のクランク軸と電動発電機の回転軸と駆動軸とがプラネタリギヤを介して機械的に結合された構成のものがある。なお、プラネタリギヤは、上述した３つの回転軸のうち、２つの回転軸の回転数およびトルク（以下、両者をまとめて回転状態と称する。）が決定されると、残余の回転軸の回転状態が一義的に決まるという性質を有している。

このような構成を有するハイブリッド車両では、内燃機関から出力された動力を、駆動軸に機械的に伝達される動力と、電力として回生される動力とに分配し、さらに回生された電力を用いて電動発電機を力行することによって所望の動力を出力しながら走行することができる。また、電動発電機の動力を駆動軸から出力することができるため、電動発電機により出力される動力のみを用いて走行することもできる。

すなわち、ハイブリッド車両では、内燃機関のクランク軸と電動発電機の回転軸とが、相関をもった異なる回転数で回転可能な状態で結合されている。そのため、内燃機関のクランク軸の回転角速度に対しても、電動発電機の回転状態が大きく影響することになる。

しかしながら、クランク軸の回転角速度に基づいて気筒異常を検出する従来の気筒異常検出装置では、エンジンのみを動力源とする動力出力装置を適用対象としており、このような電動発電機がクランク軸の回転状態に及ぼす影響を考慮したものとはなっていない。その結果、内燃機関がその燃焼状態に応じて実際に発生するトルクを高い精度で推定することが困難となるため、内燃機関の気筒異常を正確に検出することができないという問題が生じる。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、出力軸が電動発電機の回転軸と機械的に結合された内燃機関の気筒異常を正確に検出可能な内燃機関の異常検出装置および異常検出方法を提供することである。

この発明によれば、内燃機関の異常検出装置は、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において内燃機関の異常を検出する。動力出力装置は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、電動発電機の回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力を電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、内燃機関の出力軸および入力軸の間に結合され、内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含む。内燃機関の異常検出装置は、内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて内燃機関の出力トルクを推定演算するトルク推定手段と、ダンパが内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制するように内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出されたダンパの弾性力に基づいて推定演算された内燃機関の出力トルクを補正するトルク補正手段と、補正された内燃機関の出力トルクに基づいて内燃機関の異常を診断する異常診断手段とを備える。

また、この発明によれば、内燃機関の異常検出方法は、内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて内燃機関の出力トルクを推定演算する第１のステップと、ダンパが内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制するように内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出されたダンパの弾性力に基づいて推定演算された内燃機関の出力トルクを補正する第２のステップと、補正された内燃機関の出力トルクに基づいて内燃機関の異常を診断する第３のステップとを備える。

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転状態の影響を受けて内燃機関の出力軸の回転状態に変動が生じた場合であっても、該電動発電機の影響をダンパが発生した弾性力として、内燃機関の出力軸の回転状態からこれを排除することができる。その結果、真に燃焼状態に応じて内燃機関が発生するトルクを高い精度で推定することができるため、内燃機関の異常を正確に検出することが可能となる。

好ましくは、ダンパは、内燃機関の出力軸と入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含む。トルク補正手段は、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度を取得する捻れ角度取得手段と、取得した捻れ角度に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力を算出する弾性力算出手段とを含む。

好ましくは、ダンパは、内燃機関の出力軸と入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含む。第２のステップは、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度を取得する第１のサブステップと、取得した捻れ角度に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力を算出する第２のサブステップとを含む。

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転状態の影響を、ダンパに含まれる弾性部材に発生する弾性力として精度良く見積もることができる。その結果、燃焼状態に応じて内燃機関が発生するトルクを高い精度で推定することが可能となる。

好ましくは、動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含む。捻れ角度取得手段は、電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度と歯車要素の歯数比とに基づいて入力軸の回転角度を算出する入力軸回転角度算出手段と、内燃機関の出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度算出手段と、検出された出力軸の回転角度と入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度として算出する捻れ角度算出手段とを含む。

好ましくは、第１のサブステップは、電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度と歯車要素の歯数比とに基づいて入力軸の回転角度を算出するステップと、内燃機関の出力軸の回転角度を検出するステップと、検出された出力軸の回転角度と入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度として算出するステップとを含む。

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸の間に成り立つ動作共線を用いることにより、該入力軸の回転角度を取得することができる。その結果、該入力軸の回転状態が内燃機関の出力軸に与える影響を容易かつ正確に見積もることができる。

好ましくは、捻れ角度取得手段は、算出された出力軸の回転角度と入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度を零点として補正する零点補正手段をさらに含む。

好ましくは、第１のサブステップは、算出された出力軸の回転角度と入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度を零点として補正するステップをさらに含む。

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、ダンパに含まれるトルクリミッタが働くことにより両軸の相対角度にずれが生じた場合であっても、無負荷運転状態のときの相対角度を零点として相対角度を補正することにより該入力軸の回転状態が内燃機関の出力軸に与える影響を容易かつ正確に見積もることができる。

好ましくは、動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含む。捻れ角度取得手段は、所定のサンプリング周期で電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度を取得し、サンプリング間隔における電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度の変化量を演算する回転角度変化量演算手段と、電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度の変化量と歯車要素の歯数比とに基づいて、該サンプリング間隔における入力軸の回転角度の変化量を算出する入力軸回転角度変化量算出手段と、該サンプリング間隔における内燃機関の出力軸の回転角度の変化量を演算する出力軸回転角度変化量算出手段と、演算された出力軸の回転角度の変化量と入力軸の回転角度の変化量との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度の変化量として算出する捻れ角度変化量算出手段とを含む。弾性力算出手段は、取得した捻れ角度の変化量に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力の変化量を算出する。トルク補正手段は、その算出されたダンパの弾性力の変化量に基づいて、該サンプリング間隔における内燃機関の出力トルクの変化量を補正する。異常診断手段は、補正された内燃機関の出力トルクの変化量に基づいて内燃機関の異常を診断する。

好ましくは、第１のサブステップは、所定のサンプリング周期で電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度を取得し、サンプリング間隔における電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度の変化量を演算するステップと、電動発電機の回転軸および駆動軸の回転角度の変化量と歯車要素の歯数比とに基づいて入力軸の回転角度の変化量を算出するステップと、該サンプリング間隔における内燃機関の出力軸の回転角度の変化量を演算するステップと、演算された出力軸の回転角度の変化量と入力軸の回転角度の変化量との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度の変化量として算出するステップとを含む。第２のサブステップは、取得した捻れ角度の変化量に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力の変化量を算出する。第２のステップは、その算出されたダンパの弾性力の変化量に基づいて、該サンプリング間隔における内燃機関の出力トルクの変化量を補正する。第３のステップは、補正された内燃機関の出力トルクの変化量に基づいて内燃機関の異常を診断する。

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸の間に成り立つ動作共線を用いることにより該入力軸の回転角度の変化量を取得することができる。その結果、該入力軸の回転状態が内燃機関の出力軸に与える影響を容易かつ正確に見積もることができる。

この発明によれば、出力軸が電動発電機の回転軸と機械的に結合された内燃機関が燃焼状態に応じて発生するトルクを高精度に推定することができる。この結果、推定されたトルクに基づいて内燃機関の気筒異常を正確に検出することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

（ハイブリッド車両の動力出力装置の構成）
図１は、この発明の実施の形態による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。

図１を参照して、動力出力装置１００は、動力伝達ギヤ１１１と、駆動軸１１２と、ディファレンシャルギヤ１１４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、プラネタリギヤ１２０と、動力取出ギヤ１２８と、チェーンベルト１２９と、エンジン（内燃機関）１５０と、レゾルバ１３９，１４９と、ダンパ１５７と、制御装置１８０とを備える。

エンジン１５０のクランクシャフト１５６は、ダンパ１５７を介してプラネタリギヤ１２０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続される。ダンパ１５７は、エンジン１５０のクランクシャフト１５６の捻れ振動の振幅を抑制し、クランクシャフト１５６をプラネタリギヤ１２０に接続する。

動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９を介して動力伝達ギヤ１１１に接続される。そして、動力取出ギヤ１２８は、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ（図示せず）から動力を受け、その受けた動力をチェーンベルト１２９を介して動力伝達ギヤ１１１に伝達する。動力伝達ギヤ１１１は、駆動軸１１２およびディファレンシャルギヤ１１４を介して駆動輪に動力を伝達する。

図２は、図１に示すプラネタリギヤ１２０およびそれに結合されるエンジン１５０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の拡大図である。

図２を参照して、プラネタリギヤ１２０は、キャリア軸１２７に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸１２５に結合されたサンギヤ１２１と、キャリア軸１２７と同軸のリングギヤ軸１２６に結合されたリングギヤ１２２と、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置され、サンギヤ１２１の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ１２３と、キャリア軸１２７の端部に結合され、各プラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支するプラネタリキャリア１２４とから構成されている。

このプラネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１、リングギヤ１２２およびプラネタリキャリア１２４にそれぞれ結合されたサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１２６およびキャリア軸１２７の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は、決定された２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。キャリア軸１２７は、エンジン１５０からの動力を受ける「入力軸」を構成する。

なお、サンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６には、それぞれの回転角度θｓ，θｒを検出するレゾルバ１３９，１４９が設けられている。

リングギヤ１２２には、動力の取出し用の動力取出ギヤ１２８が結合されている。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力伝達ギヤ１１１に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達がなされる。

モータジェネレータＭＧ１は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石１３５を有するロータ１３２と、回転磁界を形成する３相コイル１３４が巻回されたステータ１３３とを備える。

ロータ１３２は、プラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサンギヤ軸１２５に結合されている。ステータ１３３は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１９に固定されている。このモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石１３５による磁界と、３相コイル１３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２の回転との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作し、永久磁石１３５による磁界とロータ１３２の回転との相互作用により３相コイル１３４の両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。

モータジェネレータＭＧ２は、外周面に複数個の永久磁石１４５を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する３相コイル１４４が巻回されたステータ１４３とを備える。ロータ１４２は、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合されたリングギヤ軸１２６に結合されており、ステータ１４３はケース１１９に固定されている。このモータジェネレータＭＧ２も、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電動機または発電機として動作する。

エンジン１５０は、燃料（例えばガソリン燃料）がシリンダ内に直接噴射される直噴式ガソリンエンジンである。クランクシャフト１５６には、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転数センサ（クランク角度センサ）１５９が設けられている。エンジン回転数センサ１５９は、クランクシャフト１５６の回転角度θｅを検出して制御装置１８０（図１）へ出力する。なお、エンジン１５０は、これに限らず、ポート噴射式のガソリンエンジンであってもよい。

再び図１を参照して、制御装置１８０は、レゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２５の回転角度θｓ、レゾルバ１４９からのリングギヤ軸１２６の回転角度θｒ、エンジン回転数センサ１５９からのクランクシャフト１５６の回転角度θｅ、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダルポジションＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａからのブレーキペダルポジションＢＰ、シフトポジションセンサ１８５からのシフトポジションＳＰ、モータジェネレータＭＧ１に取り付けられた電流センサ（図示せず）からのモータ電流ＭＣＲＴ１、およびモータジェネレータＭＧ２に取り付けられた電流センサ（図示せず）からのモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。

そして、制御装置１８０は、これらの各種入力信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の３相コイル１３４，１４４に流す電流を制御してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する。

また、制御装置１８０は、エンジン１５０の異常を検出する「内燃機関の異常検出装置」を構成する。制御装置１８０は、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓ、リングギヤ軸１２６の回転角度θｒおよびクランクシャフト１５６の回転角度θｅに基づいて、後述する方法によってエンジントルクを推定演算するとともに、その推定演算したエンジントルクに基づいてエンジン１５０の異常を検出する。

（ダンパ１５７の構成）
エンジン１５０のクランクシャフト１５６は、ダンパ１５７を介してプラネタリギヤ１２０のキャリア軸１２７に連結される。図３は、図２に示すダンパ１５７の一部切欠き平面図である。ダンパ１５７は、以下に述べるように、クランクシャフト１５６からの捻れ振動を抑制するトルク変動吸収機構を構成する。

図２および図３を参照して、ダンパ１５７は、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に連結してクランクシャフト１５６とともに回転駆動する駆動側ホイール１６０と、駆動側ホイール１６０と同軸上に相対回転可能に配設され、かつキャリア軸１２７に連結される従動側ホイール１６４と、駆動側ホイール１６０と従動側ホイール１６４とのそれぞれに対して所定の角度範囲内で相対回転可能に配設される中間部材１６２とを含む。

さらに、ダンパ１５７は、従動側ホイール１６４および中間部材１６２の窓内に配設されて円周方向に弾縮することで駆動側ホイール１６０と従動側ホイール１６４との間の変動トルクを抑制する弾性部材であるトーション部材１６１と、駆動側ホイール１６０と従動側ホイール１６４との間の変動トルクが所定値に達すると駆動側ホイール１６０から従動側ホイール１６４への動力の伝達を遮断するトルクリミッタ１５８とを含む。

このように構成されるダンパ１５７の作用について説明する。エンジン１５０のみが駆動した場合には、駆動側ホイール１６０がエンジン１５０の駆動に伴なって回転する。このとき、エンジン１５０の慣性による変動トルクが所定値よりも小さい場合には、トルクリミッタ１５８を介して中間部材１６２に回転トルクが伝達され、中間部材１６２が回転する。中間部材１６２の回転トルクはトーション部材１６１を介して従動側ホイール１６４に伝達され、変動トルクに応じてトーション部材１６１が弾縮しながら従動側ホイール１６４が回転する。このようにして、ダンパ１５７を介してキャリア軸１２７にエンジン１５０の駆動が伝達される。

そして、上記の状態からエンジン１５０の駆動トルクが大きくなり、駆動側ホイール１６０と従動側ホイール１６４との間の変動トルクが所定値に達すると、トルクリミッタ１５８における摩擦材が滑り出し、中間部材１６２と従動側ホイール１６４との間では所定値以上の変動トルクを伝達しなくなる。

このように、ダンパ１５７は、トーション部材１６１およびトルクリミッタ１５８が駆動側ホイール１６０と従動側ホイール１６４との相対回転を抑制することによって、複数の動力源（エンジン１５０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）によって生じる変動トルクを抑制しながら伝達する。

その一方で、このダンパ１５７を介してクランクシャフト１５６とキャリア軸１２７とが連結されていることによって、動力出力装置１００では、エンジンのみを動力源とした動力出力装置に適用される従来の気筒異常検出装置を用いた場合に、エンジン１５０の異常を正確に検出することができないという問題がある。

すなわち、従来の気筒異常検出装置では、上述したように、クランクシャフトの回転角速度に基づいてエンジンの異常を検出するように構成されている。エンジンのみを動力源とした動力出力装置では、実際のエンジントルクを、クランクシャフトに配されたクランク角度センサの検出値から算出したクランクシャフトの回転角加速度とエンジンのイナーシャとを乗算することによって、容易に推定演算することができるためである。

しかしながら、図１に示されるようなハイブリッド車両の動力出力装置１００では、クランクシャフト１５６の回転状態には、ダンパ１５７を介してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転状態が大きく影響する。すなわち、クランクシャフト１５６には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転状態がダンパ１５７の弾性力となって回転方向に作用することになる。そのため、クランクシャフト１５６の回転角加速度とエンジンのイナーシャとを乗算して得られる推定エンジントルクと実際のエンジントルクとの間には、ずれが生じてしまう。したがって、推定エンジントルクに基づいてエンジンの異常を検出する構成では、異常検出精度を確保することが困難となる。

そこで、本実施の形態による動力出力装置１００は、エンジントルクの推定手段を、エンジン回転数センサ１５９の検出値から算出されたクランクシャフト１５６の回転角加速度を用いてエンジントルクを推定演算するとともに、その推定演算したエンジントルクを、ダンパ１５７の捻れ角度を基に算出したダンパ１５７の弾性力からなる補正項によって補正する構成とする。

このような構成とすることにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転状態が変動したことを受けてクランクシャフト１５６の回転状態に変動が生じた場合であっても、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からの影響をダンパ１５７に発生した弾性力として定量化することにより、クランクシャフト１５６の回転状態からこれを排除することが可能となる。その結果、真の燃焼状態に起因して発生するエンジン１５０の回転状態の変動のみを検出することができるため、エンジン１５０の異常を正確に検出することが可能となる。

以下に、本実施の形態に係るエンジントルクの推定方法について詳細に説明する。本実施の形態に係るエンジントルクの推定は、ダンパ１５７の捻れ角度を算出すること、その算出したダンパ捻れ角度を零点補正すること、および、零点補正後のダンパ捻れ角度に基づいて算出した補正項を用いてエンジントルクを推定演算することにより行なわれる。

［１］ ダンパ捻れ角度の算出
最初に、図４および図５を用いて、ダンパ１５７の捻れ角度を算出する方法について説明する。ダンパ捻れ角度は、以下に述べるように、キャリア軸１２７の回転角度を算出し、その算出したキャリア軸１２７の回転角度とエンジン回転数センサ１５９からのクランクシャフト１５６の回転角度との差分を求めることによって算出される。

図４に、ハイブリッド車両における共線図の一例を示す。図４を参照して、縦軸は各回転軸の回転数を示し、横軸は各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。

サンギヤ軸１２５（図中のＳ）とリングギヤ軸１２６（図中のＲ）とを両端にとり、位置Ｓと位置Ｒとの間を１：ρに内分する位置Ｃをキャリア軸１２７の位置とする。ρは、リングギヤ１２２の歯数に対するサンギヤ１２１の歯数の比である。

こうして定義された位置Ｓ，Ｃ，Ｒに、それぞれのギヤの回転軸の回転数をプロットする。プラネタリギヤ１２０は、このようにプロットされた３点が必ず一直線上に並ぶという性質を有している。なお、この直線は、動作共線と称され、２点が決まれば一義的に決まる。従って、動作共線を用いることにより、３つの回転軸の回転数から残余の回転軸の回転数を求めることができる。

図５（Ｉ）は、動力出力装置１００の運転状態が図４に示した共線図で表わされるときのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角度θｓ，θｒのタイミングチャートである。なお、回転角度θｓ，θｒは、レゾルバ１３９，１４９（図１）から出力される信号である。

そして、この図５（Ｉ）の回転角度θｓ，θｒをそれぞれ積算したときの積算値は、図５（ＩＩ）のように表わされる。サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６とは、時刻ｔ＝０ｓｅｃを起点として互いに反対方向に回転していることが分かる。

ここで、上述したように、これらの２軸とキャリア軸１２７とは、回転数が動作共線上に並ぶことを利用すれば、２軸の回転角度θｓ，θｒの積算値から、残余のキャリア軸１２７の回転角度θｃの積算値を求めることができる。

詳細には、図５（ＩＩＩ）に示されるように、例えば時刻ｔ＝０．０６ｓｅｃにおけるサンギヤ軸１２５の回転角度θｓおよびリングギヤ軸１２６の回転角度θｒを位置Ｓおよび位置Ｒにそれぞれにプロットし、回転角度θｒの積算値と回転角度θｓの積算値との間を直線で結ぶ。このとき、該直線上の位置Ｃにおける回転角度がキャリア軸１２７の回転角度θｃの積算値となる。そして、この回転角度θｃの積算値を３６０°で除することによって、回転角度θｃが得られる。

このように、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓおよびリングギヤ軸１２６の回転角度θｒと両軸のギヤ比とに基づいてキャリア軸１２７の回転角度θｃが算出される。算出された回転角度θｃは、図５（ＩＶ）中のラインＬＮ１で示されるような波形となる。

その一方で、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に設けられたエンジン回転数センサ１５９によって検出されるクランクシャフトの回転角度θｅは、図５（ＩＶ）のラインＬＮ２で表わされる。

最後に、このラインＬＮ１とラインＬＮ２と対比して、任意の時刻（例えばｔ＝０．０６ｓｅｃ）におけるキャリア軸１２７の回転角度θｃとクランクシャフト１５６の回転角度θｅとの差分を演算することにより、ダンパ１５７の捻れ角度θｄ（＝θｅ−θｃ）を求めることができる。

［２］ ダンパ捻れ角度の零点補正
次に、図６および図７を用いて、上記［１］によって算出したダンパ捻れ角度θｄを零点補正する方法について説明する。この零点補正は、エンジン１５０の駆動トルクが大きくなってダンパ１５７のトルクリミッタ１５８が働いた場合に、クランクシャフト１５６とキャリア軸１３７との間に発生する相対角度のずれを解消するために行なわれる。

具体的には、零点補正は、以下の方法によってダンパ捻れ角度の零点補正値を算出し、その算出した零点補正値を用いてダンパ捻れ角度θｄをオフセットすることにより行なわれる。

ダンパ捻れ角度の零点補正値は、エンジン１５０が、エンジントルクが略零とみなせる運転である無負荷運転を行なっているときのクランクシャフト１５６とキャリア軸１２７との相対角度として求められる。

図６は、エンジン１５０が無負荷運転状態である場合の共線図である。無負荷運転には、例えばエンジンの暖機要求に応じて実行されるアイドル運転が含まれる。

このときのキャリア軸１２７とクランクシャフト１５６との相対角度は、上記［１］で示したのと同様の手順に従って、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓおよびリングギヤ軸１２６の回転角度θｒと両軸のギヤ比とに基づいてキャリア軸１２７の回転角度θｃを算出し、その算出した回転角度θｃとエンジン回転数センサ１５９からのクランクシャフトの回転角度θｅとの差分を演算することによって求められる。

詳細には、図７（Ｉ）は、動力出力装置１００の運転状態が図６に示した共線図で表わされるときのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角度θｓ，θｒのタイミングチャートである。なお、回転角度θｓ，θｒは、レゾルバ１３９，１４９（図１）からそれぞれ出力される信号である。

そして、この回転角度θｓ，θｒをそれぞれ積算したときの積算値を算出し、任意の時刻（例えばｔ＝０．０６ｓｅｃ）における該積算値を、図７（ＩＩＩ）に示されるように、位置Ｓおよび位置Ｒにそれぞれプロットすることにより、位置Ｃにおける回転角度θｃの積算値を求めることができる。

さらに、図７（ＩＶ）中のラインＬＮ３で表わされるキャリア軸１２７の回転角度θｃとラインＬＮ４で表わされるクランクシャフト１５６の回転角度θｅとの差分を演算することによって、キャリア軸１２７とクランクシャフト１５６との相対角度が得られる。この相対角度が、ダンパ捻れ角度θｄの零点補正値θｄ０となる。

θｄ０＝θｃ−θｅ （１）
式（１）により算出されたダンパ捻れ角度の零点補正値θｄ０は、制御装置１８０（図１）内部の記憶領域に格納され、ダンパ捻れ角度θｄの補正を行なう際に当該記憶領域から読み出されて用いられる。なお、零点補正値θｄ０は、エンジン１５０が無負荷運転状態となるごとに算出される。そして、記憶領域内の零点補正値が、その算出された零点補正値θｄ０に更新される。

そして、上記［１］で求めたダンパ捻れ角度θｄに対して、零点補正値θｄ０だけオフセットさせる補正を行なうことによって、ダンパ捻れ角度θｄｉを得ることができる。

θｄｉ＝θｄ−θｄ０ （２）
ここで、式（２）より得られたダンパ捻れ角度θｄｉは、補正値として妥当であるか否かが判定される。具体的には、ダンパ捻れ角度θｄｉが、ダンパ１５７の弾性力等を基に予め設定された所定の角度範囲内にあるか否かが判定される。そして、ダンパ捻れ角度θｄｉが当該角度範囲内にある場合には、補正値として妥当であると判断されて後述するエンジントルクの推定演算に用いられる。

一方、ダンパ捻れ角度θｄｉが当該角度範囲外である場合には、補正値として妥当でないと判断されて再度、ダンパ捻れ角度θｄの零点補正値θｄ０が算出される。

［３］ エンジントルクの推定演算手段
最後に、上記［２］で得られたダンパ捻れ角度θｄｉを用いて補正項を算出し、その算出した補正項によって推定エンジントルクを補正する手段について説明する。

エンジントルクＴｅは、通常、クランクシャフト１５６の回転角加速度ｄωｅ／ｄｔとエンジンのイナーシャＩｅとを乗算することにより推定することができる。

Ｔｅ＝Ｉｅ・ｄωｅ／ｄｔ （３）
ここで、上述したように、本実施の形態による動力出力装置１００では、クランクシャフト１５６は、ダンパ１５７を介してキャリア軸１２７に結合されていることから、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転状態の影響を受ける。そのため、式（３）により得られた推定トルクと実際のトルクとの間には、ずれが生じている。特に、エンジン１５０のトルク変動が大きく、トルクリミッタ１５８が働いた場合には、このずれは大きくなる。

そこで、本実施の形態では、次式に示すように、式（３）で算出した推定エンジントルクＴｅに対して、ダンパ１５７で発生する弾性力を補正項として加算することによって、エンジントルクを補正する。

ＴＥ＝Ｔｅ＋Ｔｆ＋Ｋｄａｍｐ・θｄｉ （４）
ただし、Ｔｆはフリクショントルク、Ｋｄａｍｐはダンパ１５７のトーション部材１６１のばね定数である。

なお、式（４）の右辺第２項のフリクショントルクＴｆは、ピストンとシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクである。具体的には、エンジン１５０の回転数、冷却水温および吸気圧との関係を規定した二次元マップを実験等によって予め作成しておき、当該マップを参照することにより、そのときのエンジン１５０の運転状態に対応するフリクショントルクＴｆが求められる。

図８は、本実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によって推定されたエンジントルクを、エンジンの気筒内圧力から算出した実際のエンジントルクと比較した結果を説明するための図である。

図８を参照して、上段には、筒内圧センサによって検出されたエンジン１５０の筒内圧力およびエンジン回転数センサ１５９からのクランクシャフト１５６の回転角度θｅに基づいて算出された実際のトルク（実トルク）が示される。また、中段には、上記［１］および［２］の手順に従って算出されたダンパ捻れ角度θｄｉが示される。

さらに、下段には、上段の実トルクを回転角度θｅが１８０°となる区間で平均して得られる実トルク（平均値）と、クランクシャフト１５６の回転角加速度ωｅとエンジン１５０のイナーシャＩｅとを乗算して得られた推定トルクＴｅと、該推定トルクＴｅを上記［３］の手順に従ってダンパ捻れ角度θｄｉに基づく補正項によって補正した推定トルクＴＥとが示される。

図８の上段および中段を比較して、エンジン１５０が失火状態となった場合および半失火状態となった場合にはそれぞれ、ダンパ捻れ角度θｄｉが急変していることが分かる。

そして、図８の下段に着目して、推定トルクＴｅと推定トルクＴＥとを比較すると、実トルク（平均値）に対する偏差は、推定トルクＴｅよりも推定トルクＴＥの方がより小さく抑えられていることが分かる。

特に、エンジン１５０に失火が生じて実トルクが略零に低下する時刻ｔ＝０．１ｓｅｃ付近では、推定トルクＴｅが実トルクから２０Ｎｍ程度ずれているのに対して、ダンパ捻れ角度θｄｉに基づいて補正された推定トルクＴＥは略零となり、実トルクに一致している。同じく、エンジン１５０が半失火状態となる時刻ｔ＝０．２ｓｅｃ付近においても、推定トルクＴＥは実トルクに正確に一致している。

以上に述べたように、本実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によれば、エンジン１５０の回転状態からモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の影響を排除することができるため、燃焼状態に応じて発生するエンジン１５０の出力トルクを高精度に推定することができる。その結果、エンジン１５０の異常を正確に検出することが可能となる。

なお、エンジン１５０の回転状態は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転状態だけでなく、車両の走行路の状態（路面の凸凹状態等）からも影響を受けるが、本実施の形態によれば、駆動軸１１２の回転変動をダンパ１５７に発生した弾性力として、クランクシャフト１５６の回転状態からこれを排除することが可能となる。したがって、この場合においても、真の燃焼状態に基づくエンジン１５０の回転状態の変動のみを検出することができるため、エンジン１５０の異常を正確に検出することが可能となる。

さらに、本実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によれば、推定されたエンジン１５０の出力トルクに基づいてエンジン１５０の回転状態の変動を正確に検出することが可能となるため、検出されたエンジン１５０の回転状態の変動を燃料噴射制御および点火時期制御にフィードバックさせることで、燃焼状態の安定化を図ることができる。

なお、気筒毎にエンジントルクを推定する構成とすれば、気筒間のエンジントルクの偏差を抽出することができるため、複数の気筒に対して、個別に燃料噴射制御および点火時期制御を行なうことも可能となる。

図９は、本実施の形態によるエンジン１５０の異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。

図９を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置１８０は、レゾルバ１３９，１４９（図１）から出力される信号に基づいて、サンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６の回転角度θｓ，θｒをそれぞれ取得する（ステップＳ０１）。そして、制御装置１８０は、その取得した２軸の回転角度θｓ，θｒと両軸のギヤ比とに基づいてキャリア軸１２７の回転角度θｃを演算する（ステップＳ０２）。

次に、制御装置１８０は、エンジン回転数センサ１５９（図２）からクランクシャフトの回転角度θｅを取得する（ステップＳ０３）。そして、制御装置１８０は、キャリア軸１２７の回転角度θｃとクランクシャフト１５６の回転角度θｅとの差分を演算することにより、ダンパ１５７の捻れ角度θｄ（＝θｅ−θｃ）を演算する（ステップＳ０４）。

制御装置１８０は、さらに、記憶領域から零点補正値θｄ０を読出すと、ステップＳ０４で演算したダンパ捻れ角度θｄに対して、零点補正値θｄ０だけオフセットさせる補正を行なう（ステップＳ０５）。このとき、制御装置１８０は、補正後のダンパ捻れ角度θｄｉが予め設定された所定の角度範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ０６）。ダンパ捻れ角度θｄｉが所定の角度範囲内にある場合には、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度θｄｉが補正値として妥当であると判断し、処理をステップＳ０７へ進める。

一方、ダンパ捻れ角度θｄｉが所定の角度範囲外である場合には、制御装置１８０は、エンジン１５０を無負荷運転状態とするとともに、再度、零点補正値θｄ０の演算を行なう（ステップＳ１２）。そして、制御装置１８０は、記憶領域に格納されている零点補正値Δθｄを演算された零点補正値θｄ０に更新すると、処理をステップＳ０１に戻す。

ステップＳ０７においては、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度θｄｉに基づいてダンパ１５７で発生する弾性力を演算する。そして、制御装置１８０は、クランクシャフト１５６の回転角加速度ｄωｅ／ｄｔから推定したエンジントルクＴｅに対して、ダンパ１５７で発生する弾性力を補正項として加算することによって、エンジントルクＴｅを補正する（ステップＳ０８）。

最後に制御装置１８０は、補正後の推定エンジントルクＴＥが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０９）。推定エンジントルクＴＥが所定の閾値よりも小さい場合には、制御装置１８０は、エンジン１５０に失火を伴なう異常が発生していると判定する（ステップＳ１０）。一方、推定エンジントルクＴＥが所定の閾値以上である場合には、制御装置１８０は、エンジン１５０が正常であると判定する（ステップＳ１１）。

なお、制御装置１８０によるエンジン１５０の異常の検出は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行され、ＣＰＵは、図９に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、図９に示す各ステップを実行してエンジン１５０の異常を判定する。

したがって、ＲＯＭは、エンジン１５０の異常を検出する制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。

［変更例］
以下、本発明の実施の形態の変更例について説明する。本変更例に係るエンジントルクの推定は、所定のサンプリング間隔におけるエンジントルクの変化量を推定演算する点で、エンジントルクの絶対量を推定する先の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

詳細には、本変更例に係るエンジントルクの変化量の推定は、所定のサンプリング間隔におけるダンパ１５７の捻れ角度の相対角度Δθｄを算出すること、および、その算出した捻れ角度の相対角度Δθｄに基づいて算出した補正項を用いてサンプリング間隔のエンジントルクの変化量を推定演算することにより行なわれる。

最初に、図１０を用いて、ダンパ１５７の捻れ角度の相対角度を算出する方法について説明する。

図１０は、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓおよびリングギヤ軸１２６の回転角度θｒのタイミングチャートである。なお、回転角度θｓ，θｒは、レゾルバ１３９，１４９（図１）において、所定のサンプリング周期で検出されて出力される信号である。

図１０を参照して、時刻ｔ２におけるサンギヤ軸１２５の回転角度θｓは、前回のサンプリングタイミングである時刻ｔ１での検出値に対して、変化量Δθｓだけ増加している。また、時刻ｔ２におけるリングギヤ軸１２６の回転角度θｒは、前回のサンプリングタイミングである時刻ｔ１での検出値に対して、変化量Δθｒだけ減少している。

ここで、上述したように、各サンプリングタイミングにおいて、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓおよびリングギヤ軸１２６の回転角度θｒと、キャリア軸１２７の回転角度θｃは、動作共線上に並んでいる。したがって、サンプリング間隔（＝ｔ２−ｔ１）におけるサンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６の回転角度の変化量Δθｓ，Δθｒと両軸のギヤ比とに基づいて、該サンプリング間隔におけるキャリア軸１２７の回転角度θｃの変化量Δθｃを求めることができる。

その一方で、クランクシャフト１５６の回転角度θｅは、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に設けられたエンジン回転数センサ１５９により所定のサンプリング周期で検出されている。

したがって、任意のサンプリング間隔におけるキャリア軸１２７の回転角度の変化量θｃとクランクシャフト１５６の回転角度の変化量Δθｃとの差分を演算することにより、該サンプリング間隔におけるダンパ１５７の捻れ角度の相対角度Δθｄ（＝Δθｃ−Δθｅ）を求めることができる。

そして、得られたダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄにダンパ１５７のトーション部材１６１のばね定数Ｋｄａｍｐを積算することにより、ダンパ１５７で発生する弾性力の変化量が算出される。また、今回のサンプリングタイミングｔ２においてクランクシャフト１５６の回転角速度から推定されるエンジントルクＴｅと、前回のサンプリングタイミングｔ１において推定されるエンジントルクＴｅとの差分を演算することにより、サンプリング間隔におけるエンジントルクの変化量ΔＴｅが算出される。

最後に、算出されたサンプリング間隔におけるエンジントルクの変化量ΔＴｅにダンパ１５７で発生する弾性力の変化量を補正項として加算することによって、該エンジントルクの変化量ΔＴｅが補正される。そして、補正後のエンジントルクの変化量ΔＴＥが予め設定された所定範囲内にあるか否かを判定して結果に基づいて、エンジン１５０の異常が判定される。

このように、本変更例では、任意のサンプリング間隔におけるダンパ１５７の捻れ角度の相対角度Δθｄに基づく補正項によって当該サンプリング間隔におけるエンジントルクの変化量を補正する構成としたことにより、前述の実施の形態で述べたようなダンパ捻れ角度の零点補正するための処理が不要となる。この結果、エンジン１５０の異常判定をより簡易に行なうことができる。

図１１は、本変更例によるエンジン１５０の異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。

図１１を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置１８０は、所定サンプリング周期でサンプリングするレゾルバ１３９，１４９（図１）から出力される信号に基づいて、サンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸１２６の回転角度θｓ，θｒをそれぞれ取得する（ステップＳ２１）。そして、制御装置１８０は、その取得した２軸の回転角度θｓ，θｒについて、前回のサンプリングタイミングにおける検出値からの変化量Δθｓ，Δθｒをそれぞれ演算する（ステップＳ２２）。

次に、制御装置１８０は、演算した２軸の回転角度の変化量Δθｓ，Δθｒと両軸のギヤ比とに基づいてキャリア軸１２７の回転角度の変化量Δθｃを演算する（ステップＳ２３）。

さらに、制御装置１８０は、エンジン回転数センサ１５９（図２）からクランクシャフトの回転角度θｅを取得すると、前回のサンプリングタイミングにおける検出値からの変化量Δθｅを演算する（ステップＳ２４）。そして、制御装置１８０は、キャリア軸１２７の回転角度の変化量Δθｃとクランクシャフト１５６の回転角度の変化量Δθｅとの差分を演算することにより、サンプリング間隔におけるダンパ１５７の捻れ角度の相対角度Δθｄ（＝Δθｅ−Δθｃ）を演算する（ステップＳ２５）。

このとき、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄが予め設定された所定の角度範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄが所定の角度範囲内にある場合には、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄが妥当であると判断し、処理をステップＳ２７へ進める。

一方、ダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄが所定の角度範囲外である場合には、制御装置１８０は、ダンパ１５７のトルクリミッタ１５８が働いたと判断して処理をステップＳ２１に戻す。

ステップＳ２７においては、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度の相対角度Δθｄに基づいてダンパ１５７で発生する弾性力の変化量を演算する。そして、制御装置１８０は、クランクシャフト１５６の回転角加速度ｄωｅ／ｄｔから推定したエンジントルクＴｅについて、前回のサンプリングタイミングにおけるエンジントルクＴｅからの変化量ΔＴｅを演算するとともに、その演算したエンジントルクの変化量ΔＴｅに対して、ダンパ１５７で発生する弾性力の変化量を補正項として加算することによって、エンジントルクＴｅの変化量を補正する（ステップＳ２８）。

最後に制御装置１８０は、補正後の推定エンジントルクの変化量ΔＴＥが所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２９）。推定エンジントルクの変化量ΔＴＥが所定の範囲内にある場合には、制御装置１８０は、エンジン１５０が正常であると判定する（ステップＳ３０）。一方、推定エンジントルクの変化量ΔＴＥが所定の範囲外である場合には、制御装置１８０は、エンジン１５０に失火を伴なう異常が発生していると判定する（ステップＳ３１）。

なお、制御装置１８０によるエンジン１５０の異常の検出は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行され、ＣＰＵは、図１１に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、図１１に示す各ステップを実行してエンジン１５０の異常を判定する。

したがって、ＲＯＭは、エンジン１５０の異常を検出する制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。

なお、本発明を適用するハイブリッド車両の構成としては、図１に示した構成の他、種々の構成が可能である。図１では、モータジェネレータＭＧ２がリングギヤ軸１２６も結合されているが、モータジェネレータＭＧ２が結合されていない構成であっても本発明を適用することができる。また、モータジェネレータＭＧ２がリングギヤ軸１２６ではなくエンジン１５０のクランクシャフト１５６に直接結合された構成をとることもできる。係る構成においてもモータジェネレータの回転状態の変動に伴なってエンジン１５０の回転状態が影響を受けるため、本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、内燃機関を含む複数の動力源を含む動力出力装置および当該動力出力装置を搭載する車両に適用することができる。

この発明の実施の形態による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。 図１に示すプラネタリギヤおよびそれに結合されるエンジンおよびモータジェネレータの拡大図である。 図２に示すダンパの一部切欠き平面図である。 ハイブリッド車両における共線図の一例を示す図である。 動力出力装置の運転状態が図４に示した共線図で表わされるときのダンパ捻れ角度の算出手段を説明するための図である。 エンジンが無負荷運転状態である場合の共線図である。 動力出力装置の運転状態が図４に示した共線図で表わされるときのダンパ捻れ角度の零点補正値を算出手段を説明するための図である。 この発明の実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によって推定されたエンジントルクを、エンジンの気筒内圧力から算出した実際のエンジントルクと比較した結果を説明するための図である。 この発明の実施の形態によるエンジンの異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。 サンギヤ軸およびリングギヤ軸の回転角度のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態の変更例によるエンジンの異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１００ 動力出力装置、１１１ 動力伝達ギヤ、１１２ 駆動軸、１１４ ディファレンシャルギヤ、１１９ ケース、１２０ プラネタリギヤ、１２１ サンギヤ、１２２ リングギヤ、１２３ プラネタリピニオンギヤ、１２４ プラネタリキャリア、１２５ サンギヤ軸、１２６ リングギヤ軸、１２７ キャリア軸、１２８ 動力取出ギヤ、１２９ チェーンベルト、１３２ ロータ、１３３ ステータ、１３４，１４４ ３相コイル、１３５ 永久磁石、１３９，１４９ レゾルバ、１４２ ロータ、１４３ ステータ、１４５ 永久磁石、１５０ エンジン、１５６ クランクシャフト、１５７ ダンパ、１５８ トルクリミッタ、１５９ エンジン回転数センサ、１６０ 駆動側ホイール、１６１ トーション部材、１６２ 中間部材、１６４ 従動輪ホイール、１６４ａ アクセルペダルポジションセンサ、１６５ａ ブレーキペダルポジションセンサ、１８０ 制御装置、１８５ シフトポジションセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (10)

1. 内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において前記内燃機関の異常を検出する前記内燃機関の異常検出装置であって、
   前記動力出力装置は、
   前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の間に結合され、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含み、
   前記内燃機関の異常検出装置は、
   前記内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて前記内燃機関の出力トルクを推定演算するトルク推定手段と、
   前記ダンパが前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制するように前記内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出された前記ダンパの弾性力に基づいて前記推定演算された前記内燃機関の出力トルクを補正するトルク補正手段と、
   補正された前記内燃機関の出力トルクに基づいて前記内燃機関の異常を診断する異常診断手段とを備える、内燃機関の異常検出装置。
2. 前記ダンパは、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含み、
   前記トルク補正手段は、
   前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度を取得する捻れ角度取得手段と、
   取得した前記捻れ角度に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力を算出する弾性力算出手段とを含む、請求項１に記載の内燃機関の異常検出装置。
3. 前記動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
   前記捻れ角度取得手段は、
   前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度と前記歯車要素の歯数比とに基づいて前記入力軸の回転角度を算出する入力軸回転角度算出手段と、
   前記内燃機関の出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度算出手段と、
   検出された前記出力軸の回転角度と前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度として算出する捻れ角度算出手段とを含む、請求項２に記載の内燃機関の異常検出装置。
4. 前記捻れ角度取得手段は、算出された前記出力軸の回転角度と前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度を零点として補正する零点補正手段をさらに含む、請求項３に記載の内燃機関の異常検出装置。
5. 前記動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
   前記捻れ角度取得手段は、
   所定のサンプリング周期で前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度を取得し、サンプリング間隔における前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度の変化量を演算する回転角度変化量演算手段と、
   前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度の変化量と前記歯車要素の歯数比とに基づいて、該サンプリング間隔における前記入力軸の回転角度の変化量を算出する入力軸回転角度変化量算出手段と、
   該サンプリング間隔における前記内燃機関の出力軸の回転角度の変化量を演算する出力軸回転角度変化量算出手段と、
   演算された前記出力軸の回転角度の変化量と前記入力軸の回転角度の変化量との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度の変化量として算出する捻れ角度変化量算出手段とを含み、
   前記弾性力算出手段は、取得した前記捻れ角度の変化量に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力の変化量を算出し、
   前記トルク補正手段は、その算出された前記ダンパの弾性力の変化量に基づいて、該サンプリング間隔における前記内燃機関の出力トルクの変化量を補正し、
   前記異常診断手段は、補正された前記内燃機関の出力トルクの変化量に基づいて前記内燃機関の異常を診断する、請求項２に記載の内燃機関の異常検出装置。
6. 内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において前記内燃機関の異常を検出する前記内燃機関の異常検出方法であって、
   前記動力出力装置は、
   前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の間に結合され、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含み、
   前記内燃機関の異常検出方法は、
   前記内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて前記内燃機関の出力トルクを推定演算する第１のステップと、
   前記ダンパが前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制するように前記内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出された前記ダンパの弾性力に基づいて前記推定演算された前記内燃機関の出力トルクを補正する第２のステップと、
   補正された前記内燃機関の出力トルクに基づいて前記内燃機関の異常を診断する第３のステップとを備える、内燃機関の異常検出方法。
7. 前記ダンパは、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含み、
   前記第２のステップは、
   前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度を取得する第１のサブステップと、
   取得した前記捻れ角度に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力を算出する第２のサブステップとを含む、請求項６に記載の内燃機関の異常検出方法。
8. 前記動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
   前記第１のサブステップは、
   前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度と前記歯車要素の歯数比とに基づいて前記入力軸の回転角度を算出するステップと、
   前記内燃機関の出力軸の回転角度を検出するステップと、
   検出された前記出力軸の回転角度と前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度として算出するステップとを含む、請求項７に記載の内燃機関の異常検出方法。
9. 前記第１のサブステップは、算出された前記出力軸の回転角度と前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度を零点として補正するステップをさらに含む、請求項８に記載の内燃機関の異常検出方法。
10. 前記動力分割機構は、少なくとも３個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
    前記第１のサブステップは、
    所定のサンプリング周期で前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度を取得し、サンプリング間隔における前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度の変化量を演算するステップと、
    前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸の回転角度の変化量と前記歯車要素の歯数比とに基づいて前記入力軸の回転角度の変化量を算出するステップと、
    該サンプリング間隔における前記内燃機関の出力軸の回転角度の変化量を演算するステップと、
    演算された前記出力軸の回転角度の変化量と前記入力軸の回転角度の変化量との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度の変化量として算出するステップとを含み、
    前記第２のサブステップは、取得した前記捻れ角度の変化量に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力の変化量を算出し、
    前記第２のステップは、その算出された前記ダンパの弾性力の変化量に基づいて、該サンプリング間隔における前記内燃機関の出力トルクの変化量を補正し、
    前記第３のステップは、補正された前記内燃機関の出力トルクの変化量に基づいて前記内燃機関の異常を診断する、請求項７に記載の内燃機関の異常検出方法。

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