(57)【要約】【課題】ハイブリッド自動車において要求トルクに対応しながら空燃比センサの異常の有無を適切に判定する。【解決手段】エンジンの排気管に取り付けられた空燃比センサの異常判定処理が未完了で且つエンジンが運転中のとき（Ｓ３１０，Ｓ３２０）、バッテリの残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときやアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには（Ｓ３３０，Ｓ３４０）、異常判定処理を行なわず（Ｓ３５０）、残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときにはエンジンが燃料カットされると共にモータリングされている状態で空燃比センサにより検出された空燃比ＡＦに基づいて空燃比センサの異常の有無を判定する（Ｓ３６０〜４２０）。異常判定処理を行なう場合には、エンジンが燃料カットされると共にモータリングされモータから要求トルクが駆動軸に出力されるよう制御する。【選択図】図９
2008279855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記内燃機関の排気系に取り付けられ、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記蓄電手段の蓄電量を演算する蓄電量演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関が運転されている最中に前記酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、前記演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには前記異常判定要求に拘わらず前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記内燃機関の燃料供給を遮断した状態で前記酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて該酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときであっても前記設定された要求駆動力が所定駆動力以上のときには前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する車両。
【請求項５】
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力により前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、前記内燃機関の排気系に取り付けられ排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の蓄電量を演算し、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
前記内燃機関が運転されている最中に前記酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、前記演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには前記異常判定要求に拘わらず前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記内燃機関の燃料供給を遮断した状態で前記酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて該酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、車両に搭載されたエンジンの排気管に酸素センサが取り付けられた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、酸素センサにより排気中の酸素濃度を検出すると共に検出した酸素濃度に基づいてフィードバック制御を用いてエンジンへの燃料噴射量を調整するものとしている。
【特許文献１】特開２００６−６３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、酸素センサはエンジンの運転制御に必要不可欠なセンサであり、エンジンの運転制御を適正に行なうためには酸素センサに異常が生じていないかを判定する必要がある。この判定は、エンジンの出力軸が回転している状態でエンジンへの燃料供給が遮断されたときに排気管に流れる大気を酸素センサにより検出することにより行なうことができるが、走行中にエンジンの運転を停止してモータからの動力だけで走行可能なタイプの車両では、エンジンの出力軸が回転している状態でエンジンへの燃料供給が遮断される場面は少ないことから、適切な頻度で酸素センサに異常が生じているかを判定することができない場合がある。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、判定機会を増やして酸素センサに異常が生じているかをより適切に判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記内燃機関の排気系に取り付けられ、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記蓄電手段の蓄電量を演算する蓄電量演算手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関が運転されている最中に前記酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、前記演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには前記異常判定要求に拘わらず前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記内燃機関の燃料供給を遮断した状態で前記酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて該酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段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。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、蓄電手段の蓄電量を演算し、駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、内燃機関が運転されている最中に酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには異常判定要求に拘わらず酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量以上のときには内燃機関の燃料供給を遮断した状態で酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。したがって、要求駆動力に対応しながら酸素濃度検出手段の異常の有無を判定する機会を増やすことができるから、酸素濃度検出手段の異常の有無をより適切に判定することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときであっても前記設定された要求駆動力が所定駆動力以上のときには前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力により確実に対応することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備えるものとすることもできる。
【００１０】
本発明では、こうした動力出力装置の形態とするものの他、本発明の動力出力装置を搭載し駆動軸に車軸が接続されて走行する車両の形態とすることもできる。
【００１１】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力により前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、前記内燃機関の排気系に取り付けられ排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
前記蓄電手段の蓄電量を演算し、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
前記内燃機関が運転されている最中に前記酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、前記演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには前記異常判定要求に拘わらず前記酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記演算された蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記内燃機関の燃料供給を遮断した状態で前記酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて該酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
【００１２】
本発明の動力出力装置の制御方法によれば、蓄電手段の蓄電量を演算し、駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、内燃機関が運転されている最中に酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには異常判定要求に拘わらず酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量以上のときには内燃機関の燃料供給を遮断した状態で酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。したがって、要求駆動力に対応しながら酸素濃度検出手段の異常の有無を判定する機会を増やすことができるから、酸素濃度検出手段の異常の有無をより適切に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例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り、図２は、エンジン２２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、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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，浄化装置１３４の上流側の排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，浄化装置１３４の下流側の排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。ここで、空燃比センサ１３５ａは、図示しないが、固体電解質の両面に一方の面は排気に晒され他方の面は大気に晒されるよう二つの電極を配置し、この二つの電極に一定の電圧を印加し、排気側の電極に到達する酸素量に応じて固体電解質を通して移動する酸素イオンを電流として検出することにより空燃比を検出する周知の限界電流式のセンサとして構成されている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。
【００２０】
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。
【００２１】
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，エンジン２２を燃料カットしてモータＭＧ１によりエンジン２２の回転が維持されるようエンジン２２をモータリングすると共にモータＭＧ２により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燃料カット運転モードなどがある。
【００２２】
また、エンジン２２の制御としては、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊に対応する吸気弁開閉タイミングとなるよう可変バルブタイミング機構１５０を制御すると共にエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊対応するスロットル開度となるようスロットルバルブ１２４を制御し、吸入空気量に対して理論空燃比となる燃料噴射量に空燃比センサ１３５ａからの空燃比や酸素センサ１３５ｂからの酸素濃度に基づくフィードバック制御による補正などの各種補正を施した燃料噴射量が適切なタイミングで燃料噴射弁１２６から噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御し、燃焼室内の燃料が適切なタイミングで点火プラグ１３０により点火されるようイグニッションコイル１３８を制御する。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、空燃比センサ１３５ａに異常（劣化）が生じていないか否かを判定する際の動作について説明する。説明の都合上、まず、ハイブリッド自動車２０の駆動制御について説明し、その後に、空燃比１３５ａに異常が生じていないかを判定する異常判定処理について説明する。図５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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
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、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、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。また、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０により検出されたクランクポジションに基づいて演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。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により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。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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Ｔｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０が要求する充放電要求量Ｐｂ＊を減じてロスを加えたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２６】
続いて、エンジン２２が運転中か否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転中のときには空燃比センサ１３５ａに異常が生じていないかを判定する異常判定処理の実行の有無を示す判定実行フラグＦ２の値を調べ（ステップＳ１３０）、判定実行フラグＦ２が値０のとき即ち異常判定処理を実行しないときにはステップ１１０で設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。
【００２７】
要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、エンジン２２の設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１５０）。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＊とに基づいて行なわれる。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７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。
【００２８】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータ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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ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で除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/Gr    (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３０】
そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算し（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１９０）。ここで、式（３）は、図８の共線図から容易に導くことができる。
【００３１】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr            (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2          (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2          (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)  (6)
【００３２】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令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のトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。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なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，トルク指令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なう。これにより、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。
【００３３】
ステップＳ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２２０）。そして、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述した式（３）に代入してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１７０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（４）および式（５）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ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に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３４】
ステップＳ１３０で判定実行フラグＦ２が値１と判定されたとき即ち空燃比センサ１３５ａの異常判定処理を実行するときには、この異常判定処理に必要な制御、即ち、エンジン２２への燃料供給が遮断（燃料カット）されるよう燃料カットの指示をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に（ステップ２３０）、燃料カット時のエンジン２２のクランクシャフト２６の回転を維持するためにエンジン２２をモータリングするのに必要なトルクとしてのモータリングトルクＴｍｏｒをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ２４０）。そして、上述した式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１７０）、上述の式（４）および式（５）によりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２を燃料カットした状態でクランクシャフト２６を回転させると共に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３５】
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否か（ステップＳ２５０）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ２６０）、を判定する。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いるのが好ましい。エンジン２２が運転停止され、エンジン２２の始動中ではなく、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２２０，Ｓ１７０〜Ｓ２００の処理を実行する。
【００３６】
ステップＳ１２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ２５０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ２６０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、始動時にエンジン２２をモータリングするのに必要なトルクとしての始動時トルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する（ステップＳ２７０）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ２８０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されない。続いて、上述した式（３）によりモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１７０）、上述の式（４）および式（５）によりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１８０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ２５０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、始動時トルクＴｓｔａｒｔをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し（ステップＳ２７０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ２８０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２９０）。こうした制御により、エンジン２２を始動しながらモータＭＧ２からバッテリ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に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００３７】
以上、駆動制御ルーチンについて説明した。次に、空燃比センサ１３５ａに異常が生じていないかを判定する異常判定処理について説明する。図９は、エンジンＥＣＵ２４により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３８】
異常判定処理が実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、判定完了フラグＦ１やバッテリ５０の残容量ＳＯＣ，アクセル開度Ａｃｃなどの処理に必要なデータを入力する（ステップＳ３００）。ここで、判定完了フラグＦ１は、車両のシステム起動に伴って値０が設定され、空燃比センサ１３５ａの異常判定処理の実行が完了したときにステップＳ４２０により値１が設定されるフラグである。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、バッテリ５０の充放電電流に基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算されバッテリＥＣＵ５２から送信されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０を経由して入力するものとした。アクセル開度Ａｃｃは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０から通信により入力するものとした。
【００３９】
こうしてデータを入力すると、判定完了フラグＦ１が値０であるか否か即ち異常判定処理の実行が未完了か否か（ステップＳ３１０）、エンジン２２が運転中であるか否か（ステップＳ３２０）、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上か否か（ステップＳ３３０）、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満か否か（ステップＳ３４０）、をそれぞれ判定する。これらの判定のいずれかが否定的な判定のとき、即ち、判定完了フラグＦ１が値１のときにはすでに異常判定処理は実行済みであるから再度の実行の必要はないと判断し、エンジン２２が運転中でないときには異常判定処理を実行することができないと判断し、残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときにはバッテリ５０の容量に余裕がなく異常判定処理を実行すると要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力できなくなると判断し、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには要求トルクＴｒ＊が大きいために異常判定処理を実行すると要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力できなくなると判断し、異常判定処理を実行することなく判定実行フラグＦ２を値０に設定して（ステップＳ３５０）、処理を終了する。ここで、所定量Ｓｒｅｆは、バッテリ５０の性能に基づいて５５％や６０％，６５％などのように設定され、所定開度Ａｒｅｆは、モータＭＧ２の性能に基づいて２０％や３０％，４０％などのように設定される。
【００４０】
一方、判定完了フラグＦ１が値０であり、エンジン２２が運転中であり、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上であり、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときには、異常判定処理を実行すべきと判断し、判定実行フラグＦ２を値１に設定し（ステップＳ３６０）、所定時間Ｔｒｅｆが経過するのを待つ（ステップＳ３７０）。これにより、図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０で判定実行フラグＦ２が値１と判定されるから、エンジン２２の燃料カットが行われ、燃料カットしたエンジン２２のクランクシャフト２６がモータＭＧ１によりモータリングされ、モータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御されることになる。ここで、所定時間Ｔｒｅｆは、エンジン２２が燃料カットされると共にモータＭＧ１によりモータリングされている状態に至って排気管が大気の雰囲気内で空燃比センサ１３５ａにより検出を安定して行なうことができるようになるまでに要する時間として例えば１秒や２秒などのように定められている。
【００４１】
所定時間Ｔｒｅｆが経過すると、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力し（ステップＳ３８０）、入力した空燃比ＡＦが正常範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ３９０）、空燃比ＡＦが正常範囲内にあるときには空燃比センサ１３５ａは正常と判定し（ステップＳ４００）、空燃比ＡＦが正常範囲内にないときには空燃比センサ１３５ａは異常と判定する（ステップＳ４１０）。そして、この判定の後に判定完了フラグＦ１を値１に設定して（ステップＳ４２０）、処理を終了する。図１０に、空燃比センサ１３５ａからの電流値（空燃比ＡＦ）と空燃比センサ１３５ａの電極間の印加電圧と酸素濃度との関係の一例を示す。図中の「Ａ１」と「Ａ２」は、大気の雰囲気内で空燃比センサ１３５ａからの電流値が通常取りうる範囲の上限値と下限値を示す。したがって、エンジン２２を燃料カットすると共にモータＭＧ１でモータリングすることによりエンジン２２の排気管に大気を導入した状態で空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦが上限値Ａ１と下限とＡ２により定まる範囲内にあるか否かを調べることにより、空燃比センサ１３５ａの異常（劣化）の有無を判定することができる。
【００４２】
なお、酸素センサ１３５ｂの異常判定処理を実行している最中に、ステップＳ３３０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満となったときやステップＳ３４０でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上となったときには、ステップＳ３５０で判定実行フラグＦ２に値０が設定され、図５の駆動制御ルーチンで異常判定処理よりも要求パワーＰｅ＊の出力が優先される。したがって、異常判定処理は中断される。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図５の駆動制御ルーチンでエンジン２２が運転中のときに要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには（ステップＳ１４０）、走行中でもエンジン２２の運転を停止するから、走行中のアクセルオフにより燃料カットしてエンジンブレーキを車軸に作用させるタイプの自動車と比べて、エンジン２２が燃料カットされた状態で回転している場面が少なくなり、異常判定処理の実行機会は少ないものとなる。実施例では、残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときやアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには異常判定処理を実行することなく要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御し、残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満のときにはエンジン２２を燃料カットすると共にモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングしモータＭＧ２から要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるよう制御しながら異常判定処理を実行することにより、要求トルクＴｒ＊に対応しながら異常判定処理を実行機会を増やしているのである。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦに基づいて空燃比センサ１３５ａの異常の有無を判定する異常判定処理が未完了で且つエンジン２２が運転中のとき、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときには異常判定処理を行なうことなく要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上のときにはエンジン２２が燃料カットされると共にモータリングされ要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して異常判定処理を行なうから、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力しながら異常判定処理の実行機会を増やすことができる。この結果、要求トルクＴｒ＊に対応すると共に空燃比センサ１３５ａの異常をより適切に判定することができる。しかも、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上のときでもアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときには、異常判定処理よりもエンジン２２からの動力の出力を優先するから、要求トルクＴｒ＊により確実に対応することができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、車両のシステム起動毎に１回の頻度で空燃比センサ１３５ａの異常の有無を判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、如何なる頻度およびタイミングで空燃比センサ１３５ａの異常の有無を判定するものとしても構わない。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図９の異常判定処理のステップＳ３４０でアクセル開度Ａｃｃに基づいて空燃比センサ１３５ａの異常判定処理を実行するか否かを判定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃに代えて要求トルクＴｒ＊に基づいて異常判定処理を実行するか否かを判定するものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、空燃比センサ１３５ａの異常の有無を判定するものとしたが、酸素センサ１３５ｂの異常の有無の判定に用いるものとしても構わない。この場合、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６が回転している状態で燃料供給が遮断されたときから酸素センサ１３５ｂからの検出値がリーン側に変化するまでの反応時間を計測すると共に計測した反応時間に基づいて酸素センサ１３５ｂの異常を判定することができる。
【００４８】
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１１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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５１】
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、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、空燃比センサ１３５ａが「酸素濃度検出手段」に相当し、充放電電流に基づいてバッテリ５０の残容量ＳＯＣを演算するバッテリＥＣＵ５２が「蓄電量演算手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図５の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、空燃比センサ１３５ａの異常判定処理が未完了で且つエンジン２２が運転中のとき、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときには異常判定処理を行なうことなく要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅと目標トルクＴｅ＊とを設定すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上のときにはエンジン２２が燃料カットされると共にモータリングされ要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるよう燃料カットの指示をエンジンＥＣＵ２４に送信しトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する図５の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と図９の異常判定処理を実行すると共にエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とにトルクを入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段とや電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「酸素濃度検出手段」は、空燃比センサ１３５ａに限定されるものではなく、酸素センサ１３５ｂなど、内燃機関の排気系に取り付けられ、排気中の酸素濃度を検出するものであれば如何なるものであっても構わない。「蓄電量演算手段」としては、充放電電流を積算してバッテリ５０の残容量ＳＯＣを演算するものに限定されるものではなく、蓄電手段の蓄電量を演算するものであれば如何なるものであっても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦに基づいて空燃比センサ１３５ａの異常の有無を判定する異常判定処理が未完了で且つエンジン２２が運転中のとき、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ未満のときには異常判定処理を行なうことなく要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量Ｓｒｅｆ以上のときにはエンジン２２が燃料カットされると共にモータリングされ要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して異常判定処理を行なうものに限定されるものではなく、内燃機関が運転されている最中に酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すべき異常判定要求がなされたとき、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量未満のときには異常判定要求に拘わらず酸素濃度検出手段の異常の有無の判定を行なわずに要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、演算された蓄電手段の蓄電量が所定量以上のときには内燃機関の燃料供給を遮断した状態で酸素濃度検出手段により検出された出力値に基づいて酸素濃度検出手段の異常の有無を判定すると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力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。
【００５２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】実施例の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。
【図６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】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示す説明図である。
【図８】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図９】エンジンＥＣＵ２４により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】空燃比センサ１３５ａからの電流値（空燃比ＡＦ）と空燃比センサ１３５ａの電極間の印加電圧と酸素濃度との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】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。
【図１２】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】
【００５５】
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）、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、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、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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