JP4786617B2 - 内燃機関の異常検出装置および異常検出方法 - Google Patents

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、内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第１および第２の回転角度検出手段と、検出された内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度に基づいて、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内燃機関の異常検出方法である。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、内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第２のステップと、検出された内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度に基づいて、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３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４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、第１および第２の回転角度検出手段により検出された内燃機関の出力軸及び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３のステップは、第２のステップにより検出された内燃機関の出力軸及び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。

より好ましくは、内燃機関の異常検出装置は、第１の回転角度検出手段から内燃機関の出力軸の回転角度を受けるとともに、第２の回転角度検出手段から入力軸の回転角度を受ける信号処理手段をさらに備える。信号処理手段は、内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第１の単位角度回転する期間を１周期とする第１パルス信号を生成して出力するとともに、第１の単位角度よりも大きい第２の単位角度回転する期間を１周期とする第２パルス信号を生成して出力し、かつ、入力軸の回転角度に基づいて第１パルス信号を生成して出力するとともに、第２パルス信号を生成して出力する。捻れ角度取得手段は、内燃機関の出力軸および入力軸についての第１パルス信号に基づいて、１周期における捻れ角度の相対角度を算出する相対捻れ角度算出手段と、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および入力軸についての第２パルス信号に基づいて、捻れ角度の基準点を検出する捻れ角度基準点検出手段と、検出された捻れ角度の基準点と、内燃機関の出力軸および入力軸についての第２パルス信号とに基づいて、捻れ角度の絶対角度を算出する絶対捻れ角度算出手段と、算出した捻れ角度の相対角度と絶対角度とを加算することにより捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む。

より好ましくは、第２のステップは、検出された内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第１の単位角度回転する期間を１周期とする第１パルス信号を生成して出力するとともに、第１の単位角度よりも大きい第２の単位角度回転する期間を１周期とする第２パルス信号を生成して出力するステップと、検出された入力軸の回転角度に基づいて、第１パルス信号を生成して出力するとともに、第２パルス信号を生成して出力するステップとを含む。第１のサブステップは、内燃機関の出力軸および入力軸についての第１パルス信号に基づいて、内燃機関の出力軸および入力軸についての第１パルス信号に基づいて、１周期における捻れ角度の相対角度を算出するステップと、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および入力軸についての第２パルス信号に基づいて、捻れ角度の基準点を検出するステップと、検出された捻れ角度の基準点と、内燃機関の出力軸および入力軸についての第２パルス信号とに基づいて、捻れ角度の絶対角度を算出するステップと、算出した捻れ角度の相対角度と絶対角度とを加算することにより捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む記内燃機関の出力軸と入力軸との相対的な捻れ角度を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、内燃機関の出力軸の回転角度および入力軸の回転角度を同等の角度分解能を有する回転角度検出手段でそれぞれ検出し、かつ、その検出値を共通の信号処理手段で処理する構成とすることにより、回転角度検出手段ごとに信号処理手段を設ける構成とした場合に生じる通信遅れを解消することができる。その結果、捻れ角度を高い確度で算出することが可能となるため、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。第２の回転角度検出手段は、駆動軸が入力軸に連結され、入力軸のトルクにより駆動されてプラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプに設けられる。

より好ましくは、第２の回転角度検出手段は、オイルポンプの回転状態に基づいて、入力軸の回転角度を推定演算する。

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。第２のステップは、駆動軸が入力軸に連結され、入力軸のトルクにより駆動されてプラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプの回転状態に基づいて、入力軸の回転角度を推定演算する。

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、入力軸と同軸上に配置されるオイルポンプの回転状態に基づいて入力軸の回転角度を検出することにより、第２の回転角度検出手段の配置自由度を高めることができる。その結果、同手段を配置したことによる動力出力装置の大型化を防止することができる。

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、クランク角センサ１５９と、回転数センサ１６９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、インプットシャフト（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、インプットシャフト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、インプットシャフト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およびインプットシャフト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。インプットシャフト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。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。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クランク角センサ１５９が設けられている。クランク角センサ１５９には、内燃機関のみを駆動源とする車両で通常用いられるのと同じ磁気ピックアップセンサが使用されている。

さらに、インプットシャフト１２７には、インプットシャフト１２７の回転角度を検出するための回転数センサ１６９が設けられている。回転数センサ１６９は、クランク角センサ１５９と同じ磁気ピックアップセンサからなり、かつ、クランク角センサ１５９と同等レベルの角度分解能を有するものが適用される。

図３は、クランク角センサ１５９および回転数センサ１６９の概略構成図である。なお、両センサは構成が同じであるため、クランク角センサ１５９を代表的に説明する。

図３を参照して、クランクシャフト１５６には、矢印方向に回転されるクランクロータ２００が取り付けられている。クランクロータ２００の外周には、クランク角検出用として、例えば１０°ＣＡ（Crank Angle：クランク角）毎の等角度にて形成された３６歯数のうち２歯連続で欠歯させた欠歯部２０４が形成されるとともに、３４（＝３６−２）歯数からなる歯部２０２が形成されている。

クランク角センサ１５９は、各歯部に対向し、それらの歯部によりクランクシャフト１５６の回転角度を検出する。クランク角センサ１５９から出力されるクランク角信号ＮＥは、クランクシャフト１５６の回転位置が予め設定された特定位置でないときには、所定のクランク角（例えば１０°ＣＡ）回転する期間を１周期としたパルス信号となり、クランクシャフト１５６が特定位置に来たときには、クランクシャフト１５６が３０°回転する期間を１周期とした欠歯信号となる。そして、この欠歯信号は、クランクシャフト１５６が１回転する毎（３６０°ＣＡ毎）に発生する。

制御装置１８０（図１）は、クランク角センサ１５９からクランク角信号ＮＥを受けると、クランク角信号ＮＥ中における欠歯信号の検出動作を開始する。そして、クランク角信号ＮＥが欠歯信号になったことを最初に検出すると、以降、クランク角信号ＮＥを分周して、クランクシャフト１５６が３０°回転する期間を１周期とした（すなわち、クランクシャフト１５６が３０°回転する毎（３０°ＣＡ毎）に立上る）パルス信号としての３０°ＣＡ信号ＮＥ２を生成する。

また、制御装置１８０は、欠歯信号を検出してから３０°ＣＡ信号ＮＥ２の所定周期期間分の期間に、エンジン１５０のカム軸の回転に応じてカム角センサ（図示せず）から出力される気筒判別用信号の立上りが判定されると、該判定期間の終了タイミングに、基準位置信号ＴＤＣを生成する。よって、この基準位置信号ＴＤＣは、クランクシャフト１５６の回転位置が欠歯信号の発生する特定位置から所定周期分進んだ基準位置に来たときに立上る。制御装置１８０は、これらの３０°ＣＡ信号ＮＥ２、気筒判別用信号および基準位置信号ＴＤＣを含む各種信号に基づき気筒判別を行なったエンジン１５０を制御している。

さらに、本実施の形態に係る動力出力装置１００では、このようなクランク角センサ１５９と同等レベルの角度分解能を有する回転数センサ１６９がインプットシャフト１２７に設けられる。

すなわち、回転数センサ１６９からは、インプットシャフト１２７の回転位置が予め設定された特定位置でないときには、所定の角度（例えば１０°ＣＡ）回転する期間を１周期としたパルス信号となり、インプットシャフト１２７が特定位置に来たときには、インプットシャフト１２７が３０°回転する期間を１周期とした欠歯信号となる回転パルス信号ＮＩが出力される。

制御装置１８０（図１）は、回転数センサ１６９から回転パルス信号ＮＩを受けると、回転パルス信号ＮＩ中における欠歯信号の検出動作を開始する。そして、回転パルス信号ＮＩが欠歯信号になったことを最初に検出すると、以降、回転パルス信号ＮＩを分周して、インプットシャフト１２７が３０°回転する期間を１周期とした（すなわち、インプットシャフト１２７が３０°回転する毎（３０°ＣＡ毎）に立上る）パルス信号としての３０°ＣＡ信号ＮＩ２を生成する。

そして、制御装置１８０は、上述したクランクシャフト１５６についての３０°ＣＡ信号ＮＥ２と、インプットシャフト１２７についての３０°ＣＡ信号ＮＩ２とに基づいて、後述する方法によってクランクシャフト１５６とインプットシャフト１２７との相対角度差であるダンパ１５７の捻れ角度を算出する。

このようにインプットシャフト１２７にクランク角センサ１５９と同等レベルの角度分解能を有する回転数センサ１６９を設け、かつ、各々のセンサから出力される信号を共通の制御装置１８０が受信する構成する構成とすることにより、例えば、インプットシャフト１２７にレゾルバを設け、該レゾルバに内蔵される信号処理回路と制御装置１８０との間でセンサ出力を通信する構成と比較して、通信遅れを解消することができる。これにより、ダンパ１５７の捻れ角度を高い確度で算出することができるため、エンジントルクの推定精度を向上できる。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。

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、クランク角センサ１５９からのクランク角信号ＮＥ、回転数センサ１６９からのインプットシャフト１２７の回転パルス信号ＮＩ、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、クランクシャフト１５６の回転角度およびインプットシャフト１２７の回転角度に基づいて、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のインプットシャフト１２７に連結される。図４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４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、かつインプットシャフト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を介してインプットシャフト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とインプットシャフト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、クランク角センサ１５９からのクランク角信号ＮＥに基づいて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、および、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
ダンパ１５７の捻れ角度は、以下に述べるように、捻れ角度の絶対角度（以下、絶対捻れ角度とも称す）および捻れ角度の相対角度（以下、相対捻れ角度とも称す）をそれぞれ演算し、これらの演算結果を加算することにより算出される。

ここで、捻れ角度の絶対角度（絶対捻れ角度）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捻れ角度を原点として、これを基準点とした角度である。したがって、絶対捻れ角度は、エンジントルクに応じて変動する変動量である。これに対して、捻れ角度の相対角度（相対捻れ角度）は、この絶対捻れ角度を中心としてエンジン１５０の燃焼状態に応じて変動する変動量である。例えば、絶対捻れ角度に対して相対捻れ角度はおよそ１／１０程度の大きさとなる。そして、絶対捻れ角度に相対捻れ角度を加算することにより、エンジントルクおよび燃焼状態がともに考慮された正確な捻れ角度を求めることができる。

（相対捻れ角度の算出）
最初に、図５および図６を用いて、ダンパ１５７の相対捻れ角度を算出する方法について説明する。

図５（Ｉ）は、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７についての３０°ＣＡ信号ＮＥ２，ＮＩ２のタイミングチャートである。図５（ＩＩ）は、クランクシャフト１５６についての３０°ＣＡ信号ＮＥ２に基づいて算出されたエンジン回転数である。

なお、上述したように、３０°ＣＡ信号ＮＥ２は、クランク角センサ１５９（図１）からのクランク角信号ＮＥに基づいて生成され、クランクシャフト１５６が３０°回転する期間を１周期としたパルス信号である。また、３０°ＣＡ信号ＮＩ２は、回転数センサ１６９（図１）からの回転パルス信号ＮＩに基づいて生成され、インプットシャフト１２７が３０°回転する期間を１周期としたパルス信号である。

ダンパ１５７の相対捻れ角度は、これらの３０°ＣＡ信号ＮＥ２，ＮＩ２に基づいて、１周期（クランクシャフト１５６が３０°回転する期間とする）におけるクランクシャフト１５６とインプットシャフト１２７との角度差を演算することにより求められる。

具体的には、図５（Ｉ）を参照して、１周期毎に、３０°ＣＡ信号ＮＥ２と３０°ＣＡ信号ＮＩ２との時間差ΔＴ１が算出される。また、１周期毎に、クランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０が算出される。そして、算出された時間差ΔＴは、算出された時間Ｔ３０を用いて、式（１）によりクランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差Δθｒに変換される。

Δθｒ／３０［°ＣＡ］＝ΔＴ１／Ｔ３０ ・・・（１）
変換された角度差Δθｒは、図５（ＩＩＩ）のラインＬＮ１で示されるような波形となる。この角度差Δθｒが、ダンパ１５７の相対捻れ角度となる。なお、図中のラインＬＮ２は、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差を実験的に求めたものである。

図６は、本実施の形態によるダンパ１５７の相対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示す各ステップの処理は、１周期（クランクシャフト１５６が３０°回転する期間に相当）ごとに、制御装置１８０により行なわれる。

図６を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置１８０は、クランク角センサ１５９（図１）からクランク角信号ＮＥを取得する（ステップＳ０１）。また、回転数センサ（図１）からインプットシャフト１２７についての回転パルス信号ＮＩを取得する（ステップＳ０２）。そして、制御装置１８０は、取得したクランク角信号ＮＥおよび回転パルス信号ＮＩに基づいて、上述した方法によって３０°ＣＡ信号ＮＥ２および３０°ＣＡ信号ＮＩ２をそれぞれ生成する（ステップＳ０３）。

次に、制御装置１８０は、３０°ＣＡ信号ＮＥ２と３０°ＣＡ信号ＮＩ２との時間差ΔＴ１を算出する（ステップＳ０４）。また、制御装置１８０は、３０°ＣＡ信号ＮＥ２に基づいてクランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０を算出する（ステップＳ０５）。

最後に、制御装置１８０は、ステップＳ０４およびＳ０５でそれぞれ算出した時間差ΔＴ１および時間Ｔ３０に基づいて、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差である相対捻れ角度Δθｒを算出する（ステップＳ０６）。

（絶対捻れ角度の算出）
次に、図７および図８を用いて、ダンパ１５７の絶対捻れ角度を算出する方法について説明する。

図７は、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７についての３６０°ＣＡ信号ＮＥ３，ＮＩ３およびクランクシャフト１５６についての３０°ＣＡ信号ＮＥ２に基づいて算出されたエンジン回転数のタイミングチャートである。

ここで、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３は、クランク角センサ１５９からのクランク角信号ＮＥにおいてクランクシャフト１５６が１回転する毎（３６０°ＣＡ毎）に発生する欠歯信号に基づいて、制御装置１８０が生成した信号である。同様に、３６０°ＣＡ信号ＮＩ３は、回転数センサ１６９からの回転パルス信号ＮＩにおいてインプットシャフト１２７が１回転する毎に発生する欠歯信号に基づいて、制御装置１８０が生成した信号である。

まず、ダンパ１５７の絶対捻れ角度は、これらの３６０°ＣＡ信号ＮＥ３，ＮＩ３に基づいて捻れ角度の原点を検出する。捻れ角度の原点は、エンジン１５０が無負荷運転を行なっているときの捻れ角度を算出することにより検出される。

具体的には、図７の（１）を参照して、無負荷運転時の捻れ角度は、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３，ＮＩ３に基づいて、１周期（クランクシャフト１５６が３６０°回転する期間とする）におけるクランクシャフト１５６とインプットシャフト１２７との角度差Δθ０を演算することにより求められる。

より詳細には、１周期毎に、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３と３６０°ＣＡ信号ＮＩ３との時間差ΔＴ０が算出される。また、１周期毎に、クランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０が算出される。そして、算出された時間差ΔＴ０は、算出された時間Ｔ３０を用いて、式（２）によりクランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差Δθ０に変換される。

Δθ０／３０［°ＣＡ］＝ΔＴ０／Ｔ３０ ・・・（２）
このときの角度差Δθ０は、捻れ角度の原点として制御装置１８０（図１）内部の記憶領域に格納され、絶対捻れ角度の算出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、原点Δθ０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、記憶領域内の原点が、その算出された原点Δθ０に更新される。

次に、同様の方法によって、エンジン１５０が負荷運転を行なっているときの捻れ角度が算出される。具体的には、図７の（２）を参照して、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３，ＮＩ３に基づいて、１周期（クランクシャフト１５６が３６０°回転する期間とする）におけるクランクシャフト１５６とインプットシャフト１２７との角度差ΔθＬを演算することにより求められる。

より詳細には、１周期毎に、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３と３６０°ＣＡ信号ＮＩ３との時間差ΔＴＬが算出される。また、１周期毎に、クランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０が算出される。そして、算出された時間差ΔＴＬは、算出された時間Ｔ３０を用いて、式（３）によりクランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差ΔθＬに変換される。

ΔθＬ／３０［°ＣＡ］＝ΔＴＬ／Ｔ３０ ・・・（３）
最後に、上記式（３）により算出された角度差ΔθＬと上記式（２）により算出された角度差Δθ０との差分を演算することにより、捻れ角度の絶対角度Δθａを求めることができる。

ΔθＬ−Δθ０＝Δθａ ・・・（４）
図８は、本実施の形態によるダンパ１５７の絶対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図８に示す各ステップの処理は、所定周期（クランクシャフト１５６が３６０°回転する期間に相当）ごとに、制御装置１８０により行なわれる。

図８を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置１８０は、クランク角センサ１５９（図１）からクランク角信号ＮＥを取得する（ステップＳ１１）。また、回転数センサ（図１）からインプットシャフト１２７についての回転パルス信号ＮＩを取得する（ステップＳ１２）。そして、制御装置１８０は、取得したクランク角信号ＮＥおよび回転パルス信号ＮＩに基づいて、上述した方法によって３６０°ＣＡ信号ＮＥ３および３６０°ＣＡ信号ＮＩ３をそれぞれ生成する（ステップＳ１３）。

次に、制御装置１８０は、エンジン１５０が無負荷運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。エンジン１５０が無負荷運転状態である場合（ステップＳ１４にてＹＥＳの場合）には、制御装置１８０は、捻れ角度の原点Δθ０を算出し、記憶領域内の原点を更新する。

具体的には、制御装置１８０は、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３と３６０°ＣＡ信号ＮＩ３との時間差ΔＴ０を算出する（ステップＳ１９）。また、制御装置１８０は、３０°ＣＡ信号ＮＥ２に基づいてクランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０を算出する（ステップＳ２０）。

そして、制御装置１８０は、ステップＳ１９およびＳ２０でそれぞれ算出した時間差ΔＴ０および時間Ｔ３０を上記式（２）に代入することにより、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差Δθ０を算出する（ステップＳ２１）。制御装置１８０は、記憶領域に格納されている原点を演算された角度差Δθ０に更新すると、処理をステップＳ１８に進める。

これに対して、エンジン１５０が無負荷運転状態でない場合（ステップＳ１４にてＮＯの場合）には、制御装置１８０は、捻れ角度ΔθＬを算出し、その算出した捻れ角度ΔθＬと原点Δθ０とに基づいて絶対捻れ角度Δθａを算出する。

具体的には、制御装置１８０は、３６０°ＣＡ信号ＮＥ３と３６０°ＣＡ信号ＮＩ３との時間差ΔＴＬを算出する（ステップＳ１５）。また、制御装置１８０は、３０°ＣＡ信号ＮＥ２に基づいてクランクシャフト１５６が３０°回転するのに要する時間Ｔ３０を算出する（ステップＳ１６）。

そして、制御装置１８０は、ステップＳ１５およびＳ１６でそれぞれ算出した時間差ΔＴＬおよび時間Ｔ３０を上記式（３）に代入することにより、クランクシャフト１５６およびインプットシャフト１２７の角度差ΔθＬを算出する（ステップＳ１７）。

最後に、制御装置１８０は、記憶領域から原点Δθ０を読み出すと、ステップＳ１７で算出した角度差ΔθＬと原点Δθ０との差分を演算することにより、絶対捻れ角度Δθａを算出する（ステップＳ１８）。

なお、図６および図８のフローチャートに従って相対捻れ角度Δθｒおよび絶対捻れ角度Δθａをそれぞれ算出すると、制御装置１８０は、式（５）を用いてこれらの角度が加算することにより、ダンパ１５７の捻れ角度Δθｄを算出する。

Δθｒ＋Δθａ＝Δθｄ ・・・（５）
［２］ エンジントルクの推定演算手段
次に、上記［１］で得られたダンパ捻れ角度Δθｄ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 ・・・（６）
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を介してインプットシャフト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（６）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（６）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 （７）
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（７）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。

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、上述した方法によって算出された絶対捻れ角度Δθａおよび相対捻れ角度Δθｒを、式（５）を用いて加算することによりダンパ捻れ角度Δθｄを算出する（ステップＳ３１）。

次に、制御装置１８０は、ダンパ捻れ角度Δθｄに基づいてダンパ１５７で発生する弾性力を演算する（ステップＳ３２）。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Ｓ３３）。

そして、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Ｓ３４）。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Ｓ３５）。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Ｓ３６）。

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］
図１０は、この発明の実施の形態の変更例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部分拡大図である。本変更例に係る動力出力装置は、インプットシャフト１２７の回転角度を検出するための回転数センサ１８４を、駆動軸がインプットシャフト１２７に連結され、インプットシャフト１２７のトルクにより駆動されてプラネタリギヤ１２０に潤滑油を供給するオイルポンプ１８２に設ける点で、回転数センサ１６９（図１）をインプットシャフト１２７に設け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返さない。

本変更例によれば、回転数センサ１８４は、インプットシャフト１２７と同軸上に配置されたオイルポンプ１８２の駆動軸に設けられる。回転数センサ１８４は、クランク角センサ１５９と同じ磁気ピックアップセンサからなり、かつ、クランク角センサ１５９と同等レベルの角度分解能を有するものが適用される。

そして、回転数センサ１８４からは、駆動軸（すなわち、インプットシャフト１２７）の回転位置に応じて、所定の角度周期毎に立ち上がる回転パルス信号ＮＩが出力される。制御装置１８０は、回転パルス信号ＮＩを受けると、上述した方法によって駆動軸が３０°回転する期間を１周期としたパルス信号としての３０°ＣＡ信号ＮＩ２を生成する。

すなわち、本変更例によれば、インプットシャフト１２７と同軸上に配置されたオイルポンプ１８２の回転状態を介して、インプットシャフト１２７の回転角度が検出される。これによれば、回転数センサの配置の自由度が高められるため、効率良く回転数センサを配置することにより動力出力装置の大型化を抑制することができる。

なお、制御装置１８０（図１）は、回転数センサ１８４から回転パルス信号ＮＩを受けると、上述した方法によって、インプットシャフト１２７についての３０°ＣＡ信号ＮＩ２を生成する。そして、生成した３０°ＣＡ信号ＮＩ２と、クランクシャフト１５６についての３０°ＣＡ信号ＮＥ２とに基づいてダンパ１５７の捻れ角度を算出する。

なお、回転数センサ１８４の構成としては、クランク角センサ１５９と同様レベルの分解能が確保されていれば良く、例えばオイルポンプ１８２に含まれるギヤ部材の歯を検出することにより回転角度を算出する構成、もしくは、オイルポンプ１８２の吐出圧に基づいて回転角度を算出する構成とすることもできる。

また、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。 クランク角センサおよび回転数センサの概略構成図である。 図３に示すダンパの一部切欠き平面図である。 ダンパの相対捻れ角度を算出する方法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ダンパの相対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。 ダンパの絶対捻れ角度を算出する方法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ダンパの絶対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。 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。 この発明の実施の形態の変更例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部分拡大図である。

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 インプットシャフト、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、１３５，１４５ 永久磁石、１３９，１４９ レゾルバ、１４２ ロータ、１４３ ステータ、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 クランク角センサ、１６０ 駆動側ホイール、１６１ トーション部材、１６２ 中間部材、１６４ａ アクセルペダルポジションセンサ、１６４ 従動側ホイール、１６５ａ ブレーキペダルポジションセンサ、１６９，１８４ 回転数センサ、１８０ 制御装置、１８２ オイルポンプ、１８５ シフトポジションセンサ、２００ クランクロータ、２０２ 歯部、２０４ 欠歯部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (9)

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、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第１および第２の回転角度検出手段と、
   検出された前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度に基づいて、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、
   前記第１および第２の回転角度検出手段により検出された前記内燃機関の出力軸及び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. 前記第１の回転角度検出手段から前記内燃機関の出力軸の回転角度を受けるとともに、前記第２の回転角度検出手段から前記入力軸の回転角度を受ける信号処理手段をさらに備え、
   前記信号処理手段は、前記内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第１の単位角度回転する期間を１周期とする第１パルス信号を生成して出力するとともに、前記第１の単位角度よりも大きい第２の単位角度回転する期間を１周期とする第２パルス信号を生成して出力し、かつ、前記入力軸の回転角度に基づいて前記第１パルス信号を生成して出力するとともに、前記第２パルス信号を生成して出力し、
   前記捻れ角度取得手段は、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第１パルス信号に基づいて、前記１周期における前記捻れ角度の相対角度を算出する相対捻れ角度算出手段と、
   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および前記入力軸についての前記第２パルス信号に基づいて、前記捻れ角度の基準点を検出する捻れ角度基準点検出手段と、
   検出された前記捻れ角度の基準点と、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第２パルス信号とに基づいて、前記捻れ角度の絶対角度を算出する絶対捻れ角度算出手段と、
   算出した前記捻れ角度の相対角度と前記絶対角度とを加算することにより前記捻れ角度を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２の回転角度検出手段は、駆動軸が前記入力軸に連結され、前記入力軸のトルクにより駆動されて前記プラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプに設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出装置。
5. 前記第２の回転角度検出手段は、前記オイルポンプの回転状態に基づいて、前記入力軸の回転角度を推定演算する、請求項４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、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第２のステップと、
   検出された前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度に基づいて、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３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４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３のステップは、
   前記第２のステップにより検出された前記内燃機関の出力軸及び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. 前記第２のステップは、
   検出された前記内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第１の単位角度回転する期間を１周期とする第１パルス信号を生成して出力するとともに、前記第１の単位角度よりも大きい第２の単位角度回転する期間を１周期とする第２パルス信号を生成して出力するステップと、
   検出された前記入力軸の回転角度に基づいて、前記第１パルス信号を生成して出力するとともに、前記第２パルス信号を生成して出力するステップとを含み、
   前記第１のサブステップは、
   前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第１パルス信号に基づいて、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第１パルス信号に基づいて、前記１周期における前記捻れ角度の相対角度を算出するステップと、
   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および前記入力軸についての前記第２パルス信号に基づいて、前記捻れ角度の基準点を検出するステップと、
   検出された前記捻れ角度の基準点と、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第２パルス信号とに基づいて、前記捻れ角度の絶対角度を算出するステップと、
   算出した前記捻れ角度の相対角度と前記絶対角度とを加算することにより前記捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対的な捻れ角度を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２のステップは、駆動軸が前記入力軸に連結され、前記入力軸のトルクにより駆動されて前記プラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプの回転状態に基づいて、前記入力軸の回転角度を推定演算する、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の内燃機関の異常検出方法。

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