JP4457939B2 - 内燃機関異常判定装置および内燃機関異常判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関異常判定装置および内燃機関異常判定方法に関する。

従来、内燃機関異常判定装置としては、モータジェネレータによりエンジンを始動した後、点火進角を調整することにより排気の温度を上昇させて排気浄化触媒の暖機を行い、その後エンジントルクを求め、該エンジントルクが判定基準トルク未満であるか否かを判定し、判定基準トルク以上のときには点火時期の調整に異常があると判断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５１１７８号公報

ところで、エンジンを始動するときには、通常、モータによりエンジンをモータリングし、エンジンが所定回転数に達したあと燃料噴射制御や点火制御を開始し、エンジンが完爆するのを待ってモータリングを終了する。このようにしてエンジンの始動を行うが、エンジンに何らかの異常が発生している場合には完爆に至らずモータリングが長期にわたって継続することがある。このため、モータリングが長期にわたって継続しているときには、エンジンに異常が発生したとして警告することが考えられる。一方、ハイブリッド自動車では、運転者のアクセル踏み込み量に基づいて駆動軸への要求駆動力を設定し、該要求駆動力に基づいてエンジンへの要求動力を設定し、その要求動力がエンジンから出力されるよう制御しているが、エンジンから出力される動力が要求動力に比べて低下している状態が長期にわたっている場合にも、エンジンに異常が発生したとして警告することも考えられる。

しかしながら、各種制御の学習値のバラツキ等により一時的にエンジントルクが低下することがある。そのような場合、エンジン始動時には、エンジンが完爆しているにもかかわらず完爆していないと判定し、その結果モータリング継続時間が長期化してエンジンに異常が発生したと誤って警告してしまうことがあった。また、ハイブリッド自動車では、エンジンから出力される動力が要求動力よりも低下している状態が長期化してしまい、やはりエンジンが正常であるにもかかわらず異常が発生したと誤って警告してしまうことがあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、各種制御の学習値のバラツキ等に起因する内燃機関異常の誤判定を防止することができる内燃機関異常判定装置および内燃機関異常判定方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の内燃機関異常判定装置は、
内燃機関をモータリング可能な電動機と、
前記内燃機関の始動時に該内燃機関が完爆するまで該内燃機関をモータリングするよう前記電動機を駆動制御する電動機制御手段と、
前記内燃機関をモータリングするモータリング継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行う異常判定手段と、
該異常判定手段による前記判定の途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する内燃機関運転制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この内燃機関異常判定装置では、内燃機関の始動時に内燃機関が完爆するまで内燃機関をモータリングするよう電動機を駆動制御し、該内燃機関がモータリングされるモータリング継続時間に基づいて内燃機関が異常か否かの判定を行う。そして、内燃機関の異常判定の途中で該内燃機関の出力低下が解消されるよう内燃機関の運転を制御する。このため、内燃機関の出力が各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下は内燃機関が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因する内燃機関異常の誤判定を防止することができる。なお、各種制御の学習値としては、例えば空燃比制御の学習値やアイドルスピードコントロールの学習値などが挙げられる。

本発明の第１の内燃機関異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記モータリング継続時間が予め定めた所定の異常決定時間を超えたとき前記内燃機関が異常であると判定し、前記内燃機関運転制御手段は、前記モータリング継続時間が前記異常決定時間より短い所定の予備時間を経過したあと前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御してもよい。ここで、「異常決定時間」は、例えばエンジン始動時に電動機によるモータリングをそれ以上行ってもエンジンが完爆する可能性がほとんどないという時間に設定すればよい。また、「予備時間」は、例えばエンジン始動時に電動機によるモータリングをその時間だけ継続すれば通常はエンジンが完爆するという時間に設定してもよい。

本発明の第１の内燃期間異常判定装置において、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよい。内燃機関の出力の大きさは吸入空気量や燃料噴射量に依存しているため、少なくともこれらの一方を補正すれば一時的な出力低下については解消される。ここで、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関をモータリングするときの前記電動機のトルクの大きさに基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよいし、前記モータリング継続時間に基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよい。例えば、モータリングするときの電動機のトルク（換言すればエンジンの出力低下の程度）が大きいほど吸入空気量や燃料噴射量を大きく補正してもよいし、モータリング継続時間が長いほど吸入空気量や燃料噴射量を大きく補正してもよい。また、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を空燃比に基づいて補正してもよい。例えば、空燃比がリッチなときには燃料噴射量に対する吸入空気量の比が大きくなるように補正し、空燃比がリーンなときにはこの比が小さくなるように補正してもよい。

本発明の第２の内燃機関異常判定方法は、
（ａ）内燃機関の始動時に該内燃機関が完爆するまで該内燃機関をモータリングするよう電動機を駆動制御するステップと、
（ｂ）前記内燃機関をモータリングするモータリング継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行うステップと、
（ｃ）前記内燃機関が異常か否かの判定を行う途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御するステップと、
を含むことを要旨とする。

この内燃機関異常判定方法では、内燃機関の出力が各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下は内燃機関が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因する内燃機関異常の誤判定を防止することができる。なお、この内燃機関異常判定方法に、上述した内燃機関異常判定装置が備える各種の手段の機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本発明の第３の内燃機関異常判定装置は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続され電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の内燃機関異常判定装置であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関への要求動力に比べて前記内燃機関の出力が低下している状態の継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行う異常判定手段と、
該異常判定手段による前記判定の途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する内燃機関運転制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この内燃機関異常判定装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関への要求動力に比べて内燃機関の出力が低下している状態が継続している時間に基づいて内燃機関が異常か否かの判定を行う。そして、内燃機関の異常判定の途中で内燃機関の出力低下が解消されるよう内燃機関の運転を制御する。このため、内燃機関の出力が各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下は内燃機関が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因する内燃機関異常の誤判定を防止することができる。

本発明の第３の内燃機関異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記継続時間が予め定めた所定の異常決定時間を超えたとき前記内燃機関が異常であると判定し、前記内燃機関運転制御手段は、前記継続時間が前記異常決定時間より短い所定の予備時間を経過したあと前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御してもよい。

本発明の第３の内燃期間異常判定装置において、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよい。内燃機関の出力の大きさは吸入空気量や燃料噴射量に依存しているため、少なくともこれらの一方を補正すれば一時的な出力低下については解消される。ここで、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下の大きさに基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよいし、前記継続時間に基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正してもよい。例えば、内燃機関の出力低下が大きいほど吸入空気量や燃料噴射量を大きく補正してもよいし、内燃機関の出力低下状態の継続時間が長いほど吸入空気量や燃料噴射量を大きく補正してもよい。また、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を空燃比に基づいて補正してもよい。例えば、空燃比がリッチなときには燃料噴射量に対する吸入空気量の比が大きくなるように補正し、空燃比がリーンなときにはこの比が小さくなるように補正してもよい。

本発明の第４の内燃機関異常判定方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続され電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の内燃機関異常判定方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関への要求動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御するステップと、
（ｂ）前記内燃機関への要求動力に比べて前記内燃機関の出力が低下している状態の継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行うステップと、
（ｃ）途中で、前記内燃機関の出力低下を解消するよう前記内燃機関の運転を制御するステップと、
を含むことを要旨とする。

この内燃機関異常判定方法では、内燃機関の出力が各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下は内燃機関が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因する内燃機関異常の誤判定を防止することができる。なお、この内燃機関異常判定方法に、上述した内燃機関異常判定装置が備える各種の手段の機能を実現するようなステップを追加してもよい。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である動力出力装置を搭載した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。こ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、動力出力装置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の上流側には、混合気の空燃比に応じて出力値が略リニアに変化するＡ／Ｆセンサ１５４が取り付けられている。混合気の空燃比は、このＡ／Ｆセンサ１５４の出力電圧から直接求めることができる。また、浄化装置１３４の下流側には、混合気の空燃比がリッチのときには約１Ｖ、リーンのときには約０Ｖというようにリッチかリーンかに応じて出力値が急激に変化するＯ２センサ１５６が取り付けられている。混合気の空燃比は、このＯ２センサ１５６の出力電圧と所定の閾値（例えば０．５Ｖ）との大小を比較することによりリッチかリーンかを判定することができる。

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が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、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，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，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１４８からの吸入空気量、混合気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ１５４からの検出信号，混合気のリッチ・リーンを検出するＯ２センサ１５６からの検出信号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が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンＥＣＵ２４からは、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。

図１に戻り、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。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。

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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。

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っている。

こうして構成された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、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にモータ運転モードからトルク変換運転モードや充放電運転モードに移行するときのようにエンジン２２の運転停止状態からエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動制御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を始動する際に実行される。

始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２のモータリングが開始されてからの時間ｔ，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。モータリングが開始されてからの時間ｔは、エンジン２２の始動要求がなされたときに計時が開始されるタイマの計時時間を入力するものとした。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求される要求トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１０２）。要求トルクＴ＊は、本実施形態では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、モータリングが開始されてからの時間ｔに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１０４）。ここで、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、本実施形態では、モータリングが開始されてからの時間ｔとトルク指令Ｔｍ１＊との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、時間ｔが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップの一例を図５に示す。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、図示するように、エンジン２２の始動要求がなされた時点（ｔ＝０）から徐々に大きくなって時間ｔ１以降に比較的大きな所定トルクＴ１となるよう設定されると共にその後に所定時間が経過した時間ｔ２から徐々に小さくなって時間ｔ３以降に所定トルクＴ２となるよう設定される。ここで、所定トルクＴ１および所定時間（時間ｔ１〜ｔ２）は、エンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させることができるトルクおよび時間として設定され、エンジン２２やバッテリ５０の性能などにより定められる。また、所定トルクＴ２は、モータリング消費電力を抑制しながらエンジン２２の回転数Ｎｅをさらに上昇させることができるトルクとして設定され、エンジン２２やバッテリ５０の性能などにより定められる。また、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、エンジン２２の回転数が所定の始動回転数Ｎｓｔａｒｔに達したあとはエンジン２２が始動回転数Ｎｓｔａｒｔで回転し続けるようなトルクに設定される。

次に、エンジン２２の回転数Ｎｅが予め定めた所定の始動回転数Ｎｓｔａｒｔ以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。いま、エンジン２２の始動指示がなされた直後を考えれば、エンジン２２の回転数Ｎｅは始動回転数Ｎｓｔａｒｔ未満であるから、ステップＳ１０６で否定的な判定がなされ、バッテリ５０の出力制限ＷｏｕｔとモータＭＧ１の消費電力（つまりトルク指令Ｔｍ１＊にモータ回転数Ｎｍ１を乗じた値）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力可能なトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（１）により計算すると共に（ステップＳ１１２）、要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（２）により計算する（ステップＳ１１４）。そして、各々計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１１６）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ１でエンジン２２をモータリングすることによって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する反力トルクをモータＭＧ２から出力されるトルクでキャンセルすると共に、リングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして出力することができる。

Tmax=(Wout-Tm1*/Nm1)/Nm2 …（１）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（２）

なお、式（２）は、図６の共線図を用いれば容易に導くことができる。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１でもあるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅでもあるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除した値でもあるリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｓ軸，Ｃ軸およびＲ軸上の矢印は各軸に負荷されるトルクを示す。いま、エンジン２２は運転停止状態にあるからキャリア３４にはエンジン２２のトルクが作用せず、サンギヤ３１に作用するモータＭＧ１のトルク（トルク指令Ｔｍ１＊）でもってエンジン２２のクランクシャフト２６が下支えされる。このときリングギヤ軸３２ａには反力トルクが作用するためこれをキャンセルするためにモータＭＧ２からキャンセルトルク（＝−Ｔｍ１＊／ρ）が出力される。

こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１１８）。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。そして、エンジン２２が完爆したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御が開始されていないときを考えると、エンジン２２は完爆していないためステップＳ１２２に進んでエンジン２２に異常が発生したか否かを判定するが、エンジン２２の燃料噴射制御等が開始されていないから異常発生の判定もなされていない段階であるため、ステップＳ１００に戻る。

こうしてステップＳ１００〜Ｓ１０６，Ｓ１１２〜Ｓ１２２の処理が繰り返し実行されているうちにエンジン２２の回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｓｔａｒｔ以上になると、ステップＳ１０６で肯定的な判定がなされ、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御等といった運転制御が実行されているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。いま、初めてエンジン２２の回転数Ｎｅが所定の始動回転数Ｎｓｔａｒｔ以上になったときを考えると、まだエンジン２２の運転制御は実行されていないため、この運転制御の開始をエンジンＥＣＵ２４に指示し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１２以降の処理を実行する。これにより、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転制御を開始すると共にエンジン異常判定処理ルーチン（図７参照）も開始する。また、この運転制御の開始前に空燃比制御やアイドルスピードコントロールなどの学習値がエンジンＥＣＵ２４の図示しない内部メモリに保存されていたときには、その学習値を読み出してエンジン２２の運転制御を行う。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊のトルクでエンジン２２をモータリングしている最中にエンジン２２の運転制御が行われた結果エンジン２２が完爆したと判定されると、ステップＳ１２０で肯定的な判定がなされ、エンジン２２が正常に稼働していることから異常判定終了の指示をエンジンＥＣＵ２４へ送信し（ステップＳ１２６）、本始動制御ルーチンを終了する。この異常判定終了の指示を受信したエンジンＥＣＵ２４は、実行中のエンジン異常判定処理ルーチンを終了する。なお、エンジン２２が完爆したか否かの判定は、本実施形態では、エンジン２２の回転数が始動回転数Ｎｓｔａｒｔよりも所定回転数だけ高い判定基準値Ｎｒｅｆを上回ったか否かで行うものとした。一方、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊のトルクでエンジン２２をモータリングしている最中にステップＳ１２０でエンジン２２が未だ完爆していないと判定されると、エンジンＥＣＵ２４からエンジン２２に異常が発生したことを示す異常発生信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ１２２）、かかる異常発生信号を受信していないときには再びステップＳ１００に戻る。一方、ステップＳ１２２で異常発生信号を受信したときには、図示しないウォーニングランプ等によりエンジン２２に異常が発生したことの警告を出力し（ステップＳ１２４）、本始動制御ルーチンを終了する。

次に、エンジン２２を始動する際にエンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン異常判定処理ルーチンについて説明する。図７は、エンジン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の始動前に実行される。

エンジン異常判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から運転制御の開始指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。この運転制御の開始指示は、上述した始動制御ルーチンのステップＳ１０８でハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４へ送信される信号である。エンジンＥＣＵ２４は、ステップＳ３０２で運転制御の開始指示を受信していないときにはそのまま本ルーチンを終了し、運転制御の開始指示を受信したときには、図示しない内部タイマをゼロリセットしたあと時間計測を開始する（ステップＳ３０４）。運転制御の開始指示を受信したということはモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングが開始されたということであるから、この時間計測の開始はモータリング継続時間の計測を開始したことを意味する。続いて、エンジン２２の吸入空気量の暫定増加量Ａ＊や燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊、燃料噴射量の暫定減少量Ｃ＊をゼロリセットすると共に吸入空気量および燃料噴射量の補正を実施する際に用いる補正係数Ｋ１，Ｋ２に初期値（ここでは値１）をセットする（ステップＳ３０６）。

そして、モータリング継続時間が予め定めた所定の異常決定時間を超えたか否かを判定し（ステップＳ３０８）、超えていないときにはモータリング継続時間が異常決定時間よりも短い予備時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、異常決定時間および予備時間は、本実施形態では以下のようにして決定した。すなわち、運転停止状態にあるエンジン２２のモータリングをモータＭＧ１が開始してからエンジン２２の回転数Ｎｅが始動回転数Ｎｓｔａｒｔに上昇し燃料噴射制御や点火制御等を行ってエンジン２２が完爆して判定基準値Ｎｒｅｆを超えるまでの時間をエンジン２２が正常なときと異常なときとで繰り返し求め、正常なエンジン２２が判定基準値Ｎｒｅｆを超えるまでの時間の平均値を「予備時間」とし、正常なエンジン２２ならばそれ以上モータリングを行っても判定基準値Ｎｒｅｆを超える可能性がほとんどないという時間を「異常決定時間」に設定した。例えば、異常決定時間を数秒から数１０秒とし、予備時間をその半分としてもよい。

いま、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から運転制御の開始指示を受信した直後であるとすると、異常決定時間も予備時間も経過していないため、エンジンＥＣＵ２４はステップＳ３０８，Ｓ３１０で否定的な判定がなされ、その後ハイブリッド用電子制御ユニット７０から異常判定終了の指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ３２４）。この終了指示は、上述した始動制御ルーチンのステップＳ１２６でエンジン２２が完爆したとハイブリッド用電子制御ユニット７０が判定したときにエンジンＥＣＵ２４へ送信されるものであるため、この異常判定終了の指示を受信したということは、エンジン２２が正常に運転していることを意味する。そして、ステップＳ３２４でこの終了指示を受信していないときには、ステップＳ３０８に戻り、ステップＳ３２４でこの終了指示を受信していたときには、本ルーチンを終了する。

そして、ステップＳ３０８，Ｓ３１０，Ｓ３２４の処理を繰り返し実行している途中でモータリング継続時間が予備時間を超えると、ステップＳ３１０で肯定的な判定がなされ、エンジンの出力が一時的に低下しているおそれを解消するために、吸入空気量および燃料噴射量の補正を行う。すなわち、まず、吸入空気量の暫定増加量Ａ＊を予め定められた固定値に設定し（ステップＳ３１２）、続いて混合気の空燃比がリッチかリーンかをＡ／Ｆセンサ１５４からの検出信号とＯ２センサ１５６からの検出信号とに基づいて判定する（ステップＳ３１４）。この判定は、判定精度を高くするために両方の検出信号が共にリーンを示すときにリーンと判定し、両方の検出信号が共にリッチを示すときにリッチと判定し、両方の検出信号がこれ以外のケースに該当するときにはリッチでもリーンでもないと判定する。そして、ステップＳ３１４で混合気の空燃比がリーンだったときには、それまでの各種制御の学習値がリーン寄りになっている可能性があることから燃料噴射量を増加すべく暫定増加量Ｂ＊を予め定められた固定値に設定し（ステップＳ３１６）、混合気の空燃比がリッチだったときには、それまでの各種制御の学習値がリッチ寄りになっている可能性があることから燃料噴射量の暫定減少量Ｃ＊を予め定めた固定値に設定し（ステップＳ３１８）、リッチでもリーンでもなかったときには、燃料噴射量の増減を行わない。

続いて、補正係数Ｋ１，Ｋ２をそれぞれ設定する（ステップＳ３２０）。本実施形態では、モータＭＧ１の下支えトルクが大きいほど補正係数Ｋ１が大きくなるように定められた第１マップが予めエンジンＥＣＵ２４の内部メモリに記憶されている。モータＭＧ１はエンジン２２が始動回転数Ｎｓｔａｒｔで回転し続けるような下支えトルクをクランクシャフト２６に付与しているが、この下支えトルクが大きいということはエンジン２２の出力低下の程度が大きいということになるから、エンジン２２の出力を大きくするために補正係数Ｋ１を大きくするのである。また、本実施形態では、モータリング継続時間が長いほど補正係数Ｋ２が大きくなるように定められた第２マップが予めエンジンＥＣＵ２４の内部メモリに記憶されている。モータリング継続時間が長いということはエンジン２２の出力が不足していて判定基準値Ｎｒｅｆを超えるまでに至らないことがあるため、エンジン２２の出力を大きくするために補正係数Ｋ２を大きくするのである。このステップＳ３２０では、エンジンＥＣＵ２４は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をハイブリッド用電子制御ユニット７０から入力し、そのトルク指令Ｔｍ１＊に対応する補正係数Ｋ１を第１マップから求めると共に、タイマで計測しているモータリング継続時間に対応する補正係数Ｋ２を第２マップから求める。

そして、吸入空気量の確定増加量Ａ，燃料噴射量の確定増加量Ｂおよび確定減少量Ｃを、吸入空気量の暫定増加量Ａ＊，燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊および暫定減少量Ｃ＊に補正係数Ｋ１，Ｋ２を乗じることにより求め、これらの補正量Ａ，Ｂ，Ｃでもって吸入空気量や燃料噴射量の補正を行う（ステップＳ３２２）。すなわち、通常の運転制御における吸入空気量に確定増加量Ａを加算した値を今回の吸入空気量とし、この今回の吸入空気量が吸入されるようスロットルモータ１３６を駆動してスロットルバルブ１２４の開度を調整する。また、この今回の吸入空気量に見合った燃料噴射量を目標空燃比に基づいて算出し、該算出した燃料噴射量に確定増加量Ｂを加算した値又は確定減少量Ｃを減じた値を今回の燃料噴射量とし、この今回の燃料噴射量が燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６の開弁時間を調整する。つまり、予備時間経過後は、過去の各種制御の学習値のバラツキ等が原因でエンジン２２の出力が一時的に低下したためにエンジン２２が判定基準値Ｎｒｅｆを超えない（つまり完爆したと判定されない）ということも考えられるため、この一時的な出力低下を解消すべく、吸入空気量を増加し更には燃料噴射量の増減を行っている。その後、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から異常判定終了の指示を受信したか否かを判定し（ステップＳ３２４）、異常判定終了の指示を受信していないときには再びステップＳ３０８へ戻り、異常反転終了の指示を受信したときには本ルーチンを終了する。

そして、ステップＳ３０８〜ステップＳ３２４の処理を繰り返し実行している途中でモータリング継続時間が異常決定時間を超えると、エンジン２２の一時的な出力低下を解消する処置を施したにもかかわらずエンジン２２が判定基準値Ｎｒｅｆを超えなかったことになるため、エンジン２２に何らかの異常が発生しているものとして、ハイブリッド用電子制御ユニット７０へ異常発生信号を送信し（ステップＳ３２６）、本ルーチンを終了する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０はこの信号を受信すると、上述した始動制御ルーチンのステップＳ１２２でエンジン２２の異常発生ありと判定し、ステップＳ１２４で異常発生の警告を行う。

以上詳述した本実施形態のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の始動時にエンジン２２の出力が各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下はエンジン２２が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因するエンジン異常の誤判定を防止することができる。また、エンジン２２の一時的な出力の低下を解消する操作として、エンジン２２の出力に密接に関連する吸入空気量および燃料噴射量を補正するため、そのような一時的な出力低下が発生したとしても解消される。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態と同じ構成を備えたハイブリッド自動車２０に関するものであるため、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。なお、本実施形態のモータＭＧ１および動力分配統合機構３０が本発明の電力動力入出力手段に相当する。

図８は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御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が稼働中であるときに所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。この駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まずアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された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Ｔｒ＊を図４から導出すると共に、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算する（ステップＳ５０２）。続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ５０４）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ５０６）。また、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を計算する（ステップＳ５０８）。なお、トルク指令Ｔｍ２＊はバッテリ５０の入出力制限によって決まる上下限の範囲内に収まるように制限される。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信する（ステップＳ５１０）。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行う。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。

続いて、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とエンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅとの差分ΔＰｅを求め（ステップＳ５１２）、その差分ΔＰｅが予め定めた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ５１４）。ここで、閾値は、本実施形態では、エンジン２２が正常に運転しているときには通常取り得ない値に設定されている。ただし、エンジン２２が各種制御の学習値のバラツキにより一時的に出力が低下している場合には、差分ΔＰｅが閾値を超えることもある。また、エンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅは、エンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの積として算出することができる。このうち、回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ１４０の検出信号から求めることができ、トルクＴｅはモータＭＧ１のトルクＴｍ１と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとから求めることができる。

いま、エンジン２２が学習値のバラツキもなく正常に運転しているときを考えると、差分ΔＰｅは閾値を超えないことからステップＳ５１４で肯定的な判定がなされ、エンジン２２へ異常判定終了の指示を出力し（ステップＳ５１６）、本ルーチンを終了する。この異常判定終了の指示は、後述する異常判定開始指示と対をなすものであるが、前回までの駆動制御ルーチンにおいてエンジンＥＣＵ２４へ異常判定開始指示を出力していなかった場合にはエンジンＥＣＵ２４において考慮されない指示となる。

こうしてステップＳ５０２〜Ｓ５１６の処理が繰り返し実行されているうちにエンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅが低下して差分ΔＰｅが閾値を超えると、ステップＳ５１４で肯定的な判定がなされ、エンジンＥＣＵ２４が既に異常判定処理ルーチンを実行しているか否かを判定する（ステップＳ５１８）。いま、初めて差分ΔＰｅが閾値を超えたときを考えると、まだエンジンＥＣＵ２４では異常判定処理ルーチンが開始されていないため、ステップＳ５１８で否定的な判定がなされ、異常判定処理の開始をエンジンＥＣＵ２４に指示し（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジンＥＣＵ２４は、後述するエンジン異常判定処理ルーチンを開始する。そして、次回の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ５０２〜Ｓ５１２の処理のあと、ステップＳ５１４で依然として差分ΔＰｅが閾値を超えているときには、ステップＳ５１８で肯定的な判定がなされたあと、エンジンＥＣＵ２４からエンジン２２の異常発生を示す異常発生信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ５２２）、異常発生信号を受信していないときには本ルーチンを終了し、異常発生信号を受信したときには図示しないウォーニングランプ等によりエンジン２２に異常が発生したことの警告を出力し（ステップＳ５２４）、本ルーチンを終了する。一方、エンジンＥＣＵ２４がエンジン異常判定処理ルーチンを実行することによりエンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅが回復したときには、差分ΔＰｅが閾値を超えなくなるため、ステップＳ５１４で否定的な判定がなされ、エンジンＥＣＵ２４へ異常判定終了の指示が出力され（ステップＳ５１６）、本ルーチンを終了する。

次に、エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン異常判定処理ルーチンについて説明する。図１０は、エンジン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、所定タイミングごと（例えば数ｍｓｅｃごと）にエンジンＥＣＵ２４によって繰り返し実行される。

エンジン異常判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から異常判定の開始指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ７０２）。この異常判定の開始指示は、上述した駆動制御ルーチンのステップＳ５２０でハイブリッド用電子制御ユニット７０がエンジンＥＣＵ２４へ送信する信号である。エンジンＥＣＵ２４は、ステップＳ７０２で異常判定の開始指示を受信していないときにはそのまま本ルーチンを終了し、異常判定の開始指示を受信したときには、図示しない内部タイマをゼロリセットしたあと時間計測を開始する（ステップＳ７０４）。異常判定の開始指示を受信したときということは差分Ｐｅが閾値を超えない状態から超えた状態に移行したということであるから、この時間計測の開始はエンジン２２の出力低下が継続している時間の計測を開始したことを意味する。続くステップＳ７０６〜Ｓ７１８の処理は、図７のエンジン異常判定処理ルーチンにおけるステップＳ３０６〜Ｓ３１８と同じであるため、ここではその説明を省略する。ステップＳ７１８までの処理により吸入空気量の暫定増加量Ａ＊、燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊および燃料噴射量の暫定減少量Ｃ＊が設定されたあと、補正係数Ｋ１，Ｋ２を設定する（ステップＳ７２０）。ここで、補正係数Ｋ１はエンジン２２の出力低下の大きさつまり差分ΔＰｅに基づいて設定され、補正係数Ｋ２はエンジン２２の出力低下状態が継続している時間に基づいて設定される。本実施形態では、差分ΔＰｅが大きいほど補正係数Ｋ１が大きくなるように設定され、出力低下状態が継続している時間が長いほど補正係数Ｋ２が大きくなるように設定される。

その後、吸入空気量の確定増加量Ａ，燃料噴射量の確定増加量Ｂおよび確定減少量Ｃを、吸入空気量の暫定増加量Ａ＊，燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊および暫定減少量Ｃ＊に補正係数Ｋ１，Ｋ２を乗じることにより求め、これらの補正量Ａ，Ｂ，Ｃでもって吸入空気量や燃料噴射量の補正を行う（ステップＳ７２２）。すなわち、通常の空燃比制御における吸入空気量に確定増加量Ａを加算した値を今回の吸入空気量とし、この今回の吸入空気量が吸入されるようスロットルモータ１３６を駆動してスロットルバルブ１２４の開度を調整する。また、この今回の吸入空気量に見合った燃料噴射量を目標空燃比に基づいて算出し、該算出した燃料噴射量に確定増加量Ｂを加算した値又は確定減少量Ｃを減じた値を今回の燃料噴射量とし、この今回の燃料噴射量が燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６の開弁時間を調整する。つまり、予備時間経過後は、過去の各種制御の学習値のバラツキ等が原因でエンジン２２の出力が一時的に低下したために差分ΔＰｅが閾値を超えていることも考えられるため、この一時的な出力低下を解消すべく、吸入空気量を増加し更には燃料噴射量の増減を行っている。その後、ハイブリッド用電子制御ユニット７０から異常判定の終了の指示を受信したか否かを判定し（ステップＳ７２４）、異常判定の終了指示を受信していないときには再びステップＳ７０８へ戻り、異常判定の終了指示を受信したときには本ルーチンを終了する。

そして、ステップＳ７０８〜ステップＳ７２４の処理を繰り返し実行している途中でエンジン２２の出力低下状態の継続時間が異常決定時間を超えると、ステップＳ７０８で肯定的な判定がなされる。この場合、エンジン２２の一時的な出力低下を解消する処置を施したにもかかわらずエンジン２２が完爆に至らなかったことになるため、エンジン２２に何らかの異常が発生しているものとして、ハイブリッド用電子制御ユニット７０へ異常発生信号を送信し（ステップＳ７２６）、本ルーチンを終了する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０はこの信号を受信すると、上述した駆動制御ルーチンのステップＳ５２２でエンジン２２の異常発生ありと判定し、ステップＳ５２４で異常発生の警告を行う。

以上詳述した本実施形態のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊に対してエンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅが各種制御の学習値のバラツキ等により一時的に低下したとしても、そのような一時的な出力の低下はエンジン２２が異常か否かの判定を下す前に解消される。したがって、各種制御の学習値のバラツキ等に起因するエンジン異常の誤判定を防止することができる。また、エンジン２２の一時的な出力の低下を解消する操作として、エンジン２２の出力に密接に関連する吸入空気量および燃料噴射量を補正するため、そのような一時的な出力低下が発生したとしても解消される。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した第１実施形態では、エンジン２２が始動回転数Ｎｓｔａｒｔよりも所定回転数だけ高い判定基準値Ｎｒｅｆを超えたときにエンジン２２が完爆したと判定したが、ほかの方法によりエンジン２２の完爆を判定してもよい。例えば、エンジン２２のシリンダの燃焼室内に圧力センサを設け該圧力センサからの検出信号が完爆に伴う圧力変化を示したときにエンジン２２が完爆したと判定してもよいし、エンジン２２が完爆したときに発生するトルクによるモータＭＧ１又はモータＭＧ２の変化を検知したときにエンジン２２が完爆したと判定してもよい。

また、上述した各実施形態では、混合気の空燃比がリーンであると判定されたときに燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊を設定したが（ステップＳ３１４〜Ｓ３１６，ステップＳ７１４〜Ｓ７１６）、そもそも燃料ポンプの吐出量が落ちていて混合気の空燃比がリーンになっていることも考えられることから、暫定増加量Ｂ＊を設定するのに加えて又はその代わりに、燃料ポンプの吐出量を増加するようにしてもよい。

また、上述した各実施形態のステップＳ３１４，Ｓ７１４では、混合気の空燃比がリッチかリーンかを判定精度を向上させるためにＡ／Ｆセンサ１５４からの検出信号とＯ２センサ１５６からの検出信号とに基づいて判定するようにしたが、Ａ／Ｆセンサ１５４からの検出信号のみに基づいて判定するようにしてもよいし、Ｏ２センサ１５６からの検出信号のみに基づいて判定するようにしてもよい。

また、上述した各実施形態では、混合気の空燃比がリッチかリーンかによって燃料噴射量の増減を行うようにしたが（ステップＳ３１４〜Ｓ３１８，ステップＳ７１４〜Ｓ７１８）、これらの処理を省略してもよい。これらの処理を省略した場合でも吸入空気量は増加されるため、空燃比制御においてその吸入空気量の増加量に見合った分だけ燃料噴射量も増加されエンジン２２からの出力が上昇することから、各種制御の学習値のバラツキ等によるエンジン２２の一時的な出力低下を解消することは可能である。

更に、上述した各実施形態では、補正係数Ｋ１，Ｋ２を設定し該補正係数Ｋ１，Ｋ２を用いて吸入空気量の暫定増加量Ａ＊や燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊、暫定減少量Ｃ＊を補正したが（ステップＳ３２０〜Ｓ３２２，ステップＳ７２０〜Ｓ７２２）、補正係数Ｋ１，Ｋ２を設定せず、吸入空気量の暫定増加量Ａ＊や燃料噴射量の暫定増加量Ｂ＊、暫定減少量Ｃ＊でもってそのまま補正を実施してもよい。この場合、上述した各実施形態ほどきめ細かな制御はできないものの、各種制御の学習値のバラツキ等によるエンジン２２の一時的な出力低下を解消することは可能である。

更にまた、上述した各実施形態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により減速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１１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１２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。

そしてまた、上述した各実施形態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１２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。

そして更に、上述した各実施形態ではハイブリッド自動車２０を例示したが、第１実施形態についてはハイブリッド自動車２０の代わりにエンジンの自動停止再始動を行うアイドルストップ機能を持つ自動車を採用してもよい。

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。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン始動時の時間とトルク指令Ｔｍ１＊との関係を表すグラフである。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン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。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン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。

符号の説明

２０，１２０，２２０ 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）、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，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、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、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、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、１４８ バキュームセンサ、１５４ Ａ／Ｆセンサ、１５６ Ｏ２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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (14)

1. 内燃機関をモータリング可能な電動機と、
   前記内燃機関の始動時に該内燃機関が完爆するまで該内燃機関をモータリングするよう前記電動機を駆動制御する電動機制御手段と、
   前記内燃機関をモータリングするモータリング継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行う異常判定手段と、
   該異常判定手段による前記判定の途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する内燃機関運転制御手段と、
   を備える内燃機関異常判定装置。
2. 前記異常判定手段は、前記モータリング継続時間が予め定めた所定の異常決定時間を超えたときに前記内燃機関が異常であると判定し、
   前記内燃機関運転制御手段は、前記モータリング継続時間が前記異常決定時間より短い所定の予備時間を経過したあと前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する、
   請求項１に記載の内燃機関異常判定装置。
3. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、請求項１又は２に記載の内燃機関異常判定装置。
4. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関をモータリングするときの前記電動機のトルクの大きさに基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、請求項３に記載の内燃機関異常判定装置。
5. 前記内燃機関運転制御手段は、前記モータリング継続時間に基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、請求項３又は４に記載の内燃機関異常判定装置。
6. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を空燃比に基づいて補正する、請求項３〜５のいずれかに記載の内燃機関異常判定装置。
7. （ａ）内燃機関の始動時に該内燃機関が完爆するまで該内燃機関をモータリングするよう電動機を駆動制御するステップと、
   （ｂ）前記内燃機関をモータリングするモータリング継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行うステップと、
   （ｃ）前記内燃機関が異常か否かの判定を行う途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御するステップと、
   を含む内燃機関異常判定方法。
8. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続され電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の内燃機関異常判定装置であって、
   前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関への要求動力に比べて前記内燃機関の出力が低下している状態の継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行う異常判定手段と、
   該異常判定手段による前記判定の途中で前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する内燃機関運転制御手段と、
   を備える内燃機関異常判定装置。
9. 前記異常判定手段は、前記継続時間が予め定めた所定の異常決定時間を超えたとき前記内燃機関が異常であると判定し、
   前記内燃機関運転制御手段は、前記出継続時間が前記異常決定時間より短い所定の予備時間を経過したあと前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の運転を制御する、
   請求項８に記載の内燃機関異常判定装置。
10. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下が解消されるよう前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、
    請求項８又は９に記載の内燃機関異常判定装置。
11. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の出力低下の大きさに基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、請求項１０に記載の内燃機関異常判定装置。
12. 前記内燃機関運転制御手段は、前記継続時間の長さに基づいて前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する、請求項１０又は１１に記載の内燃機関異常判定装置。
13. 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方を空燃比に基づいて補正する、請求項１０〜１２のいずれかに記載の内燃機関異常判定装置。
14. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続され電力と動力との入出力を伴って該内燃機関の出力軸の動力の少なくとも一部を駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車の内燃機関異常判定方法であって、
    （ａ）前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される前記内燃機関への要求動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御するステップと、
    （ｂ）前記内燃機関への要求動力に比べて前記内燃機関の出力が低下している状態の継続時間に基づいて前記内燃機関が異常か否かの判定を行うステップと、
    （ｃ）途中で、前記内燃機関の出力低下を解消するよう前記内燃機関の運転を制御するステップと、
    を含む内燃機関異常判定方法。

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