JP2009257223A - 内燃機関装置およびこれを備えるハイブリッド車並びに異常判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な手法により内燃機関が備える排気ガス再循環装置の異常を判定する。
【解決手段】エンジンをアイドル運転している最中に排気系に取り付けられた空燃比センサにより検出される空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているか否かによりエンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じているか否かを判定し（Ｓ１１０）、失火が生じていると判定されたときには排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じていると判定する（Ｓ１２０，Ｓ１３０）。これにより、簡易な手法によりエンジンの排気系に取り付けられた排気ガス再循環装置の異常を判定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関装置およびこれを備えるハイブリッド車並びに異常判定方法に関し、詳しくは、排気を吸気側に再循環する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置およびこうした内燃機関装置と電動機とを備えるハイブリッド車並びに排気の吸気側への再循環流量を調整する排気流量調節バルブを有する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置における前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンの排気を浄化する触媒の上流側と下流側とに取り付けられた二つの酸素センサからの信号に基づいて排気ガス循環システムにおけるバルブの開固着を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、上流側酸素センサのリーン出力により主空燃比補正量がリッチ側に演算され、下流側酸素センサのリッチ出力により通常の制御で起こり得る範囲を超えて補助空燃比補正量がリーン側に演算されたときにバルブの開固着を判定している。ここで、上流側酸素センサのリーン出力は、未燃焼燃料と酸素とが排気されることに基づいており、下流側酸素センサのリッチ出力は未燃焼燃料と酸素とが触媒で反応して酸素が消費されることと主空燃比補正量がリッチ出力されることに基づいている。
特開平１０−１０３１３８号公報

しかしながら、上述の内燃機関装置では、エンジンの排気を浄化する触媒の上流側と下流側とに二つの酸素センサを取り付ける必要があると共にこの二つの酸素センサからの出力に基づいて主空燃比補正量と補助空燃比補正量とを演算する必要がある。

本発明の内燃機関装置およびこれを備えるハイブリッド車並びに異常判定方法は、簡易な手法により内燃機関が備える排気ガス再循環装置の異常を判定することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびこれを備えるハイブリッド車並びに異常判定方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
排気を吸気側に再循環する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関の排気系に取り付けられて排気中の酸素濃度に基づいて前記内燃機関の吸気における空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関をアイドル運転しているときに前記空燃比検出手段により検出される空燃比が所定のハンチングを生じるか否かに基づいて前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関をアイドル運転しているときに内燃機関の排気系に取り付けられた空燃比検出手段により検出された空燃比が所定のハンチングを生じているか否かに基づいて排気ガス再循環装置の異常を判定する。排気ガス再循環装置が正常に機能しているときには、内燃機関は空燃比のハンチングを生じることなくアイドル運転するが、排気ガス再循環装置が正常に機能しておらず、予期せずに排気が吸気系に再循環されているときに内燃機関をアイドル運転すると、気筒によっては失火を生じる場合がある。燃焼している気筒からの排気は理論空燃比近傍となるが、失火している気筒からの排気は未燃焼燃料と共に酸素が含まれることから大きくリーン側となる。したがって、理論空燃比近傍の空燃比の排気と大きくリーン側に振れた空燃比の排気とが規則的に或いは不規則的に排出され、空燃比がハンチングすることになる。本発明の内燃機関装置は、こうした空燃比のハンチングに基づいて排気ガス再循環装置の異常を判定するのである。この結果、空燃比検出手段からの検出値だけを用いて排気ガス再循環装置の異常を判定すること、即ち簡易な手法により排気ガス再循環装置の異常を判定することができる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記排気ガス再循環装置は排気の吸気側への再循環流量を調整する排気流量調節バルブを有し、前記異常判定手段は、前記検出される空燃比が前記所定のハンチングを生じているときには前記排気流量調節バルブの開固着による異常と判定する手段である、ものとすることもできる。ここで、開固着には、全開の固着も中間開度における固着も含まれる。

本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能に搭載された上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、排気を吸気側に再循環する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記内燃機関の排気系に取り付けられて排気中の酸素濃度に基づいて前記内燃機関の吸気における空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関をアイドル運転しているときに前記空燃比検出手段により検出される空燃比が所定のハンチングを生じるか否かに基づいて前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定手段と、を備える内燃機関装置と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記異常判定手段により前記排気ガス再循環装置が異常であると判定されたときには、前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

本発明のハイブリッド車では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を備えるから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、即ち、空燃比検出手段からの検出値だけを用いて排気ガス再循環装置の異常を判定することができる効果と同様の効果を奏することができる。しかも、排気ガス再循環装置が異常であると判定されたときには、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御するから、エミッションが悪化した状態での走行を回避することができる。

本発明の排気ガス再循環装置の異常判定方法は、
排気の吸気側への再循環流量を調整する排気流量調節バルブを有する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置における前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定方法であって、
前記内燃機関をアイドル運転している状態で前記内燃機関の排気中の酸素濃度に基づいて検出される空燃比が所定のハンチングを生じたときに前記排気流量調節バルブに開固着による異常が生じていると判定する、
ことを特徴とする。

この本発明の排気ガス再循環装置の異常判定方法では、内燃機関をアイドル運転している状態で内燃機関の排気中の酸素濃度に基づいて検出される空燃比が所定のハンチングを生じたときに排気流量調節バルブに開固着による異常が生じていると判定する。排気流量調節バルブが正常に機能しているときには、内燃機関は空燃比のハンチングを生じることなくアイドル運転するが、排気流量調節バルブが開固着しているときには、排気が吸気系に再循環されるから、内燃機関をアイドル運転すると、気筒によっては失火を生じる場合がある。燃焼している気筒からの排気は理論空燃比近傍となるが、失火している気筒からの排気は未燃焼燃料と共に酸素が含まれることから大きくリーン側となり、空燃比が理論空燃比近傍と大きくリーン側とに振れることになる。本発明の排気ガス再循環装置の異常判定方法は、こうした空燃比のハンチングに基づいて排気流量調節バルブが開固着しているのを判定するのである。この結果、空燃比検出手段からの検出値だけを用いて排気流量調節バルブに開固着による異常が生じているのを判定すること、即ち簡易な手法により排気流量調節バルブに開固着による異常が生じているのを判定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。この浄化装置１３４の後段には、排気を吸気側に再循環するためのＥＧＲ管１５２を含む排気ガス再循環装置が取り付けられており、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸入側に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，排気中の酸素濃度に基づいて空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ１４７からの吸入空気量，ＥＧＲ管１５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１５６からのＥＧＲガス温度などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，吸気側に供給する排気の供給量を調節するＥＧＲバルブ１５４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関装置の動作、特にエンジン２２をアイドル運転しているときに排気ガス再循環装置の異常を判定する際の動作について説明する。図３は、エンジン２２をアイドル運転している最中にエンジンＥＣＵ２４により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２がアイドル運転されて所定時間（例えば５秒）経過したときなどに実行される。

異常判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、所定時間（例えば３秒や５秒）に亘る空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力し（ステップＳ１００）、入力した空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているか否かによりエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン２２をアイドル運転をしているときには、エンジンＥＣＵ２４はアイドル運転用の学習値に基づいて吸入空気量と燃料噴射量を制御している。このため、通常は、入力した空燃比ＡＦにハンチングは生じることがない。しかし、ＥＧＲバルブ１５４に異常が生じ、その異常が開固着の場合、アイドル運転中にも排気ガスが再循環されることになり、吸入空気量に比して再循環される排気ガス量が多くなる結果、エンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じる。このときの空燃比ＡＦは、燃焼している気筒からの排気に対しては理論空燃比に近い値となり、失火している気筒からの排気に対しては酸素濃度が高いために極端にリーン側の値となることから、大きくハンチングすることになる。実施例では、こうした空燃比ＡＦのハンチングが生じているか否かによりエンジン２２のいずれかの気筒が失火しているか否かを判定するのである。

空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じていないときには、ＥＧＲバルブ１５４に異常は生じていないと判断して本ルーチンを終了する。一方、空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているときには、ＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じていると判断し、ＥＧＲバルブ１５４の開固着異常をダイアグなどに出力し（ステップＳ１３０）、エンジン停止要求をハイブリッド用電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。エンジン停止要求を受信したハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４にエンジン停止信号を送信すると共に異常が生じたことを警告ランプなどにより運転者に報知し、モータ運転モードによる走行制御を実行する。なお、モータ運転モードによる走行制御は、エンジン２２の運転を停止した状態で、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようモータＭＧ２を制御するものとなる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関装置によれば、エンジン２２をアイドル運転している最中に空燃比センサ１３５ａにより検出される空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているか否かによりエンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じているか否かを判定し、この失火の判定により排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じているか否かを判定することができるから、簡易な手法によりエンジン２２の排気系に取り付けられた排気ガス再循環装置の異常を判定することができる。しかも、ＥＧＲバルブ１５４の開固着による異常を判定したときには、エンジン２２を停止してモータ運転モードによる走行制御を実行するから、ＥＧＲバルブ１５４の開固着によるエミッションの悪化を抑制することができる。もとより、ＥＧＲバルブ１５４の開固着による異常を判定したときには異常を出力するから異常を知らしめることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する内燃機関装置では、エンジン２２をアイドル運転している最中の空燃比ＡＦにより失火の有無を判定し、この失火の有無の判定により排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じているか否かを判定するものとしたが、エンジン２２をアイドル運転している最中の空燃比ＡＦが所定の幅以上をもってハンチングしたときに、失火の判定を行なうことなく、排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じているか否かを判定するものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じていると判定したときには、エンジン２２を停止してモータ運転モードにより走行するものとしたが、ＥＧＲバルブ１５４の開固着によってもエンジン２２のいずれもの気筒が燃焼する運転状態でエンジン２２を運転して走行するものとしてもよい。これは、エンジン２２をある程度の回転数で運転することにより、ＥＧＲバルブ１５４に開固着による異常を生じても、排気ガスの再循環量（排気ガスの環流量）の吸入空気量に対する割合を小さくして失火しないようにすることができることに基づく。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。さらに、図６に例示するハイブリッド自動車３２０のように、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂとは異なる異なる車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸に出力する構成としても構わない。

実施例では、本発明の内燃機関装置をハイブリッド自動車２０に搭載するものとしたが、ハイブリッド自動車に搭載するものに限定されるものではなく、走行用のモータを搭載しない通常の自動車に搭載するものとしてもよく、自動車以外の車両や船舶などの移動体に搭載されるものとしてもよく、あるいは、建設機械などの移動しない機械などの動力源として用いられるものとしてもよい。また、内燃機関装置における排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定方法としても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ＥＧＲ管１５２とＥＧＲバルブ１５４とを有する排気ガス再循環装置が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、空燃比センサ１３５ａが「空燃比検出手段」に相当し、エンジン２２をアイドル運転している最中に空燃比センサ１３５ａにより検出される空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているか否かによりエンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じているか否かを判定し、この失火の判定により排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じているか否かを判定する図３の異常判定処理ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「異常判定手段」に相当する。また、ＥＧＲバルブ１５４が「排気流量調節バルブ」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、ＥＧＲバルブ１５４の開固着による異常が判定されたときにはエンジン２２の運転を停止してモータ運転モードによる走行制御を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなどとしてもよく、排気を吸気側に再循環する排気ガス再循環装置が取り付けられたものであれば如何なるものとしても構わない。「空燃比検出手段」としては、空燃比センサ１３５ａに限定されるものではなく、内燃機関の排気系に取り付けられて排気中の酸素濃度に基づいて内燃機関の吸気における空燃比を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、エンジン２２をアイドル運転している最中に検出される空燃比ＡＦに大きなハンチングが生じているか否かによってエンジン２２のいずれかの気筒に失火が生じているか否かを判定すると共にこの失火の判定により排気ガス再循環装置のＥＧＲバルブ１５４が開固着による異常が生じているか否かを判定するものに限定されるものではなく、内燃機関をアイドル運転しているときに検出される空燃比が所定のハンチングを生じるか否かに基づいて排気ガス再循環装置の異常を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置やこれを搭載するハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４７ バキュームセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、１５２ ＥＧＲ管、１５４ ＥＧＲバルブ、１５６ 温度センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３３０ オートマチックトランスミッション、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 排気を吸気側に再循環する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置であって、
   前記内燃機関の排気系に取り付けられて排気中の酸素濃度に基づいて前記内燃機関の吸気における空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記内燃機関をアイドル運転しているときに前記空燃比検出手段により検出される空燃比が所定のハンチングを生じるか否かに基づいて前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 請求項１記載の内燃機関装置であって、
   前記排気ガス再循環装置は、排気の吸気側への再循環流量を調整する排気流量調節バルブを有し、
   前記異常判定手段は、前記検出される空燃比が前記所定のハンチングを生じているときには、前記排気流量調節バルブの開固着による異常と判定する手段である、
   内燃機関装置。
3. 走行用の動力を出力可能に搭載された請求項１または２記載の内燃機関装置と、
   走行用の動力を出力可能な電動機と、
   前記異常判定手段により前記排気ガス再循環装置が異常であると判定されたときには、前記内燃機関の運転を停止して前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
4. 排気の吸気側への再循環流量を調整する排気流量調節バルブを有する排気ガス再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置における前記排気ガス再循環装置の異常を判定する異常判定方法であって、
   前記内燃機関をアイドル運転している状態で前記内燃機関の排気中の酸素濃度に基づいて検出される空燃比が所定のハンチングを生じたときに前記排気流量調節バルブに開固着による異常が生じていると判定する、
   ことを特徴とする異常判定方法。

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