(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において異状燃焼に伴う内燃機関の故障状態を高精度に検出する。【解決手段】ハイブリッド車両１０においてＥＣＵ１００は、故障診断処理を実行する。故障診断処理においては、各気筒において異状燃焼が発生しているか否かが判別され、異状燃焼状態にある気筒が存在する場合には、Ｆ／Ｃ制御が実行される。Ｆ／Ｃ制御中、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０をモータジェネレータＭＧ２のみの動力で走行を行う退避走行モードに制御する。退避走行モードに制御される期間中、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を更にモータジェネレータＭＧ１によってモータリングし、異状燃焼状態にある気筒について筒内圧センサ２２７によって検出されるコンプレッション圧Ｐｃと、正常状態にある気筒についての係るコンプレッション圧Ｐｃとの比較に基づいてエンジン２００の故障有無を判別する。【選択図】図４
2007290663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒及び該複数の気筒の各々に燃料を供給可能な供給手段を備える内燃機関、該内燃機関に対し該内燃機関を前記燃料の燃焼を伴うことなく機械的に駆動するための駆動力を付与可能な第１電動機、並びに前記内燃機関と共に動力源として機能する前記第１電動機とは相異なる第２電動機を備えるハイブリッド車両において前記内燃機関の故障を検出する内燃機関の故障検出装置であって、
前記各々の内部における圧力を特定する特定手段と、
前記各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する異常燃焼判別手段と、
前記複数の気筒のうち少なくとも一つが前記異常燃焼状態にある場合に、前記各々に対する前記燃料の供給が停止されるように前記供給手段を制御する供給制御手段と、
前記各々に対する燃料の供給が停止された場合に、前記内燃機関に対し前記駆動力が付与されるように前記第１電動機を制御する第１電動機制御手段と、
前記駆動力が付与された場合に前記複数の気筒のうち前記異常燃焼状態にある気筒について特定される前記圧力に基づいて前記故障状態を判別する故障状態判別手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の故障検出装置。
【請求項２】
前記第２電動機は、前記ハイブリッド車両の車軸に連結された駆動軸に対し動力を供給可能であり、
前記内燃機関は、前記燃料の燃焼を伴う前記内燃機関の動力を出力し且つ前記駆動力を入力することが可能な入出力軸を備え、
前記ハイブリッド車両は、前記入出力軸を介して出力される動力を前記駆動軸及び前記第１電動機に所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、
前記第１電動機は、前記内燃機関に対し前記動力分配手段を介して前記駆動力を付与し、前記分配された動力に応じた発電が可能であると共に前記第２電動機に対し該発電に係る電力を供給可能に構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項３】
前記異常燃焼判別手段は、前記各々について特定される前記圧力に基づいて前記各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項４】
前記故障状態判別手段は、前記異常燃焼状態にある気筒ついて特定される圧力と、前記複数の気筒のうち前記異常燃焼状態にある気筒を除く残りの気筒について特定される前記圧力とに基づいて前記故障状態を判別する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項５】
前記故障状態判別手段は、前記異常燃焼状態にある気筒について特定される圧力の最大値と、前記残りの気筒について特定される圧力の最大値とに基づいて前記故障状態を判別する
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項６】
前記異常燃焼状態にある気筒について特定される圧力と、前記残りの気筒について特定される圧力とに基づいて、前記故障状態の判別に係る指標値を決定する指標値決定手段を更に具備し、
前記故障状態判別手段は、前記決定された指標値と所定の基準値との比較に基づいて前記故障状態を判別する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項７】
前記故障状態判別手段は、前記故障状態の少なくとも一部として前記内燃機関の故障の有無を判別する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項８】
前記供給制御手段は、前記内燃機関の故障が無いと判別された場合に前記各々に対し前記燃料の供給を再開する
ことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項９】
前記各々に対する燃料の供給が停止された場合に、前記ハイブリッド車両の走行状態に応じて前記第２電動機の動力の出力状態を制御する第２電動機制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１０】
前記第２電動機制御手段は、前記ハイブリッド車両の速度が維持されるように前記動力の出力状態を制御する
ことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１１】
前記第２電動機制御手段は、前記ハイブリッド車両の速度が、前記動力によって維持可能なものとして定められた上限速度よりも大きい場合に、前記動力が最大となるように前記動力の出力状態を制御する
ことを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータ等の電動機を動力源として備えるハイブリッド車両において内燃機関の故障状態を判別する内燃機関の故障検出装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、内燃機関の異常燃焼を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関のイオン電流検出装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、点火プラグの電極間に発生するイオン電流に基づいて機関の燃焼状態を判定する際に、電動機及び電動機制御手段に流れる電流に応じて燃焼状態判定手段による判定が制限されるため、電動機及び電動機制御手段によるノイズの影響を受けたイオン電流の検出に基づく機関の燃焼状態の誤判定が回避できるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレイグニッション等の異常燃焼は、場合によっては、例えばクランクシャフトの損傷等、内燃機関の故障を招くことがあり、確実に検出する必要があるが、その一方で、異常燃焼が必ずしもこの種の内燃機関の故障に繋がるとは限らず、むしろ異常燃焼に起因してこの種の内燃機関の故障が発生することは稀である。従って、異状燃焼自体は正確に検出し得たとしても、異常燃焼の発生のみによって、内燃機関の故障の発生を実使用に耐え得る程度の精度を伴って検出することは困難である。即ち、従来の技術には、異常燃焼自体は検出し得ても、それに伴う内燃機関の故障を高精度に検出することが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両において、異常燃焼に起因する内燃機関の故障を高精度に検出可能な内燃機関の故障検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の故障検出装置は、複数の気筒及び該複数の気筒の各々に燃料を供給可能な供給手段を備える内燃機関、該内燃機関に対し該内燃機関を前記燃料の燃焼を伴うことなく機械的に駆動するための駆動力を付与可能な第１電動機、並びに前記内燃機関と共に動力源として機能する前記第１電動機とは相異なる第２電動機を備えるハイブリッド車両において前記内燃機関の故障状態を判別する内燃機関の故障検出装置であって、前記各々の内部における圧力を特定する特定手段と、前記各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する異常燃焼判別手段と、前記複数の気筒のうち少なくとも一つが前記異常燃焼状態にある場合に、前記各々に対する前記燃料の供給が停止されるように前記供給手段を制御する供給制御手段と、前記各々に対する燃料の供給が停止された場合に、前記内燃機関に対し前記駆動力が付与されるように前記第１電動機を制御する第１電動機制御手段と、前記駆動力が付与された場合に前記複数の気筒のうち前記異常燃焼状態にある気筒について特定される前記圧力に基づいて前記故障状態を判別する故障状態判別手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両における「内燃機関」とは、複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々に例えばガソリン等の燃料を供給可能な、例えば、電子制御式インジェクタ装置等の供給手段を備え、当該各々の燃焼室において係る燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両は更に、このような内燃機関に対し、このような内燃機関を燃料の燃焼を伴うことなく機械的に駆動するための駆動力を付与可能な、例えばモータ又はモータジェネレータ等の第１電動機を備える。尚、例えば、ハイブリッド型の動力出力装置に設けられたモータ装置又はモータジェネレータ装置を構成するモータ又はモータジェネレータを兼用で、或いは、このようなモータ又はモータジェネレータを専用に設けることで、当該第１電動機を比較的簡便に構築可能となる。尚、第１電動機は、内燃機関をクランキングするセルモータユニット等の一部として構成されたセルモータ等であってもよい。
【０００９】
ここで、「内燃機関を機械的に駆動する」とは、少なくとも燃料の燃焼を伴わずに内燃機関の少なくとも一部、例えばピストンを往復動作させること等を表す概念である。この際、第１電動機は、ピストンに対しトルク等の形で直接的に駆動力を付与してもよいし、ピストンに連結された、コネクティングロッド、クランク軸或いは更に他の伝達機構等を適宜介して、例えば回転力等の形で駆動力を付与してもよい。
【００１０】
更に、本発明に係るハイブリッド車両には、例えばモータ又はモータジェネレータ等として構成された、第１電動機とは相異なる第２電動機が備わる。本発明に係るハイブリッド車両とは、上述した内燃機関と、少なくともこの第２電動機とを動力源とする車両を包括する概念であり、動力源の機械的或いは電気的な構成は何ら限定されず、更に第２電動機及び内燃機関相互間の動力配分も何ら限定されない。例えば、内燃機関の動力を適宜第２電動機によってアシスト（助力）する構成であってもよいし、主として第２電動機によって走行し、過渡期間等第２電動機の出力では要求出力が満たし得ない場合等に内燃機関の動力により第２電動機をアシストする構成であってもよいし、或いは第２電動機のみを動力源とし、内燃機関は第２電動機を作動させるために発電を行うのみの構成であってもよい。また、第２電動機が、電動機としての機能の他に発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータの構成を採り、係るモータジェネレータを含むモータジェネレータ装置により適宜動力の入出力を伴う構成であってもよい。更にこの場合、モータジェネレータ装置は、内燃機関を機械的に駆動するための、本発明に係る第１電動機としてのモータジェネレータを含んでなるように構成されていてもよい。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の故障状態判別装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段の作用よって、複数の気筒の各々における気筒内部の圧力（以下、適宜「筒内圧」と称する）が特定される。
【００１２】
ここで、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。
【００１３】
一方、本発明に係る内燃機関の故障状態判別装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される異常燃焼判別手段により、例えば、特定手段により特定される筒内圧に基づいて、或いは燃料に点火するための点火プラグにおけるイオン電流等に基づいて、複数の気筒の各々が異常燃焼状態にあるか否かが判別される。
【００１４】
ここで、「異常燃焼状態」とは、例えばプレイグニッション（過早着火）又は自着火等、例えば内燃機関の機関運転条件、例えば負荷や点火時期等に基づいて予期、予測若しくは推定される着火時期よりも早い時期に燃焼が開始された状態や、或いは予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて設定される、予測される若しくは推定される燃焼圧力よりも高い燃焼圧力が生じた状態等を含み、正常と判断し得ない内燃機関の燃焼状態を包括する概念である。
【００１５】
ここで特に、気筒内における異常燃焼の発生によって、例えばクランクシャフト若しくはコネクティングロッドの変形や破損、気筒の破損又は吸排気バルブ等吸排気系の故障等、内燃機関の故障が発生する場合がある。然るに、既に述べたように、異常燃焼がこのような内燃機関の故障と直結する訳ではないから、異常燃焼の発生自体を判別し得ても、それに伴って或いは逆にその要因として内燃機関の故障が発生しているか否かは必ずしも判別し得ない。そこで、本発明の内燃機関の故障検出装置は、以下の如くに動作することによって、例えばこのような内燃機関における故障を高精度に検出することが可能となっている。
【００１６】
即ち、このような異常燃焼判別手段によって複数の気筒のうち少なくとも一つが異常燃焼状態にあると判別された場合、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される供給制御手段により、これら複数の気筒の各々に対する燃料の供給が停止されるように供給手段が制御される。尚、これ以降の説明においては、このように燃料の供給が停止せしめられた状態を適宜「Ｆ／Ｃ状態」と称することとする。尚、Ｆ／Ｃとはフューエルカット（Fuel Cut）の略称である。
【００１７】
このように異常燃焼の検出に伴って各気筒がＦ／Ｃ状態に制御されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１電動機制御手段の作用により、内燃機関に対し前述した駆動力が付与されるように第１電動機が制御される。第１電動機による駆動力の付与によって、例えばクランクシャフト又はコネクティングロッドが回転駆動せしめられ或いはピストンが往復運動せしめられる。
【００１８】
このように内燃機関に駆動力が付与された状態において、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される故障状態判別手段は、複数の気筒のうち異常燃焼状態にある気筒について特定される筒内圧に基づいて、内燃機関の故障状態を判別する。尚、「故障状態」とは、故障の有無の如き二値的な状態の他に、故障の度合いを何らかの基準に従って分類してなる多値的な状態を含み、更には、故障の種類をも含む広い概念である。
【００１９】
Ｆ／Ｃ状態且つ第１電動機によって駆動力が付与された状態では、燃料の燃焼は無論生じないため、特定手段によって特定される気筒各々の筒内圧は、燃料の供給が停止されていない通常の動作状態において特定される燃焼圧とは異なり、気筒内で例えばピストンが往復動作する際に吸入空気が圧縮されることによって生じる圧縮圧力（以下、適宜「コンプレッション圧」と称する）となる。
【００２０】
プレイグニッションや自着火等の異常燃焼によって、内燃機関における例えばクランクシャフト、コネクティングロッド又は吸排気バルブ等が破損、損傷又は損壊した場合、例えば、相当部位からのガス漏出や、これら破損等に伴って機械的な動作が妨げられること等によって、コンプレッション圧は、何らこの種の故障が発生しない場合と比較して変化する。従って、Ｆ／Ｃ状態において内燃機関に駆動力が付与された状態で異常燃焼が発生している気筒について特定されるコンプレッション圧に基づいて、内燃機関の故障状態を判別することが可能となる。この際、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等によって、又はその都度リアルタイムに何らかのアルゴリズムに従って、然るべきリファレンス値を設定又は導出しておくこと等により、故障状態の判別精度を向上させることも容易にして可能である。即ち、本発明に係る内燃機関の故障検出装置によれば、異常燃焼に起因する内燃機関の故障を高精度に検出することが可能となるのである。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の故障検出装置の一の態様では、前記第２電動機は、前記ハイブリッド車両の車軸に連結された駆動軸に対し動力を供給可能であり、前記内燃機関は、前記燃料の燃焼を伴う前記内燃機関の動力を出力し且つ前記駆動力を入力することが可能な入出力軸を備え、前記ハイブリッド車両は、前記入出力軸を介して出力される動力を前記駆動軸及び前記第１電動機に所定の比率で分配する動力分配手段を更に具備し、前記第１電動機は、前記内燃機関に対し前記動力分配手段を介して前記駆動力を付与し、前記分配された動力に応じた発電が可能であると共に前記第２電動機に対し該発電に係る電力を供給可能に構成される。
【００２２】
この態様によれば、内燃機関の動力が、例えばクランク軸等の入出力軸を介して出力され、例えばプラネタリギアユニット等として構成され得る動力分配手段により所定の比率で駆動軸及び第１電動機に分配される。第１電動機は、発電機としても機能する例えばモータジェネレータであり、第１電動機は、動力分配手段によって分配された動力によって発電し、発電によって得られた電力を第２電動機に供給することが可能に構成される。また、第１電動機は、動力分配手段を介して入出力軸に前述の駆動力を付与可能に構成される。
【００２３】
一方、第２電動機は、係る駆動軸に動力を供給可能であり、更に係る駆動軸は車軸に連結されている。従って、この態様においては、内燃機関の動力と第２電動機の動力とが相互に協調してハイブリッド車両を走行せしめる動力として駆動軸に供給される構成を採る。
【００２４】
従って、この態様によれば、ハイブリッド車両を第２電動機及び内燃機関の動力によって効率的且つ効果的に走行させつつ、また、第１電動機により第２電動機に電力を供給しつつ、内燃機関の故障を高精度に検出することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る内燃機関の故障検出装置の他の態様では、前記異常燃焼判別手段は、前記各々について特定される前記圧力に基づいて前記各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する。
【００２６】
この態様によれば、異常燃焼判別手段は、気筒各々について特定される筒内圧に基づいて、例えば、特定された筒内圧のピーク位置（例えば、クランク角によって規定される位置）と、予め点火時期や負荷状態から推定される、又は予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて明らかにされた点火時期や負荷状態等の運転条件と筒内圧のピーク位置との対応関係に従って取得される、平常時のピーク位置との比較等に基づいて、各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する。或いは、平常時の筒内圧の最大値と、特定された筒内圧の最大値との比較に基づいて各々が異常燃焼状態にあるか否かを判別する。
【００２７】
このように、この態様によれば、特定手段による筒内圧の特定結果を二次的に利用することによって、異常燃焼の判別に係る負荷が軽減され、内燃機関の故障状態を判別するに際しての負荷も軽減されるため好適である。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の故障検出装置の他の態様では、前記故障状態判別手段は、前記異常燃焼状態にある気筒ついて特定される圧力と、前記複数の気筒のうち前記異常燃焼状態にある気筒を除く残りの気筒について特定される前記圧力とに基づいて前記故障状態を判別する。
【００２９】
この態様によれば、異常燃焼状態にある気筒について特定された筒内圧に加え、更に異常燃焼状態にない気筒（即ち、正常状態とみなし得る気筒）について特定された筒内圧に基づいて内燃機関の故障状態が判別される。内燃機関に、前述したような異常燃焼に起因する故障が発生していない場合、内燃機関の動作条件が等しければ、Ｆ／Ｃ制御下でのコンプレッション圧の特性は総体的にみれば一様であるから、このような異常燃焼状態にない気筒についてのコンプレッション圧を判別材料として使用することによって、内燃機関の状態をリアルタイムに反映した故障状態の判別が可能となる。即ち、内燃機関の故障を一層高精度に検出することが可能となる。
【００３０】
尚、この態様では、前記故障状態判別手段は、前記異常燃焼状態にある気筒について特定される圧力の最大値と、前記残りの気筒について特定される圧力の最大値とに基づいて前記故障状態を判別してもよい。
【００３１】
内燃機関に駆動力が付与される場合、内燃機関における例えばピストン位置等に応じてコンプレッション圧はリアルタイムに且つ周期的に変化する。本発明に係る内燃機関の故障検出装置においては、故障状態の判別に供されるコンプレッション圧は、故障状態を判別し得る限りにおいて、如何なるタイミングにおけるコンプレッション圧であってもよいが、内燃機関に故障が生じている場合に最も影響を受け易いのは最大値（ピーク値）であり、このようにコンプレッション圧の最大値に基づいて故障状態が判別される場合には、故障の検出に係る精度が好適に担保される。
【００３２】
尚、残りの気筒のコンプレッション圧が故障状態の判別に供される態様においては、前記異常燃焼状態にある気筒について特定される圧力と、前記残りの気筒について特定される圧力とに基づいて、前記故障状態の判別に係る指標値を決定する指標値決定手段を更に具備し、前記故障状態判別手段は、前記決定された指標値と所定の基準値との比較に基づいて前記故障状態を判別してもよい。
【００３３】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される指標値決定手段により、故障状態の判別に係る指標値が決定される。
【００３４】
故障状態判別手段は、この決定された指標値と、例えば、予め然るべき記憶手段にマップ等の形態で記憶された、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて故障状態を判別し得るものとして設定された、又はその都度何らかのアルゴリズムに従って算出若しくは導出される基準値との比較に基づいて故障状態を判別する。
【００３５】
従って、この態様によれば、故障状態の判別に係る判別精度のバラツキが抑えられ、効率的且つ効果的に、内燃機関の故障が検出される。尚、このような指標値とは例えば、異常燃焼状態にある一の気筒についてのコンプレッション圧の最大値から、異常燃焼状態にない気筒（即ち、本発明に係る「残りの気筒」）について特定されたコンプレッション圧の最大値の平均値を減算してなる差分値の絶対値を、更に係る平均値で除算してなる値であってもよい。
【００３６】
本発明に係る内燃機関の故障検出装置の他の態様では、前記故障状態判別手段は、前記故障状態の少なくとも一部として前記内燃機関の故障の有無を判別する。
【００３７】
この態様によれば、故障状態判別手段は、内燃機関の故障状態の少なくとも一部として、内燃機関の故障の有無を判別する。実践的な見地からは、内燃機関に故障が発生していれば、その故障の度合いとは無関係に早急に修理すべきであり、その故障の度合いについての判別は、少なくともハイブリッド車両の走行中には必ずしも必要とはされない場合が多い。一方で、単に故障の有無を判別すればよい場合には、故障状態判別手段に係る処理上の負荷は軽減される。即ち、この態様によれば、効率的且つ効果的に内燃機関の故障が検出される。
【００３８】
尚、この態様では、前記供給制御手段は、前記内燃機関の故障が無いと判別された場合に前記各々に対し前記燃料の供給を再開してもよい。
【００３９】
故障状態の判別に係る、例えばＦ／Ｃ制御及び第１電動機を介した駆動力の供給は、ハイブリッド車両の走行には供されないから、異常燃焼状態の有無にかかわらず内燃機関が故障状態にないならば、速やかに通常の燃料供給制御に復帰すべきである。この態様によれば、内燃機関の故障が無いと判別された場合に気筒各々に対し燃料の供給が再開されるため、ハイブリッド車両の走行状態に与える影響を抑えることが可能となる。
【００４０】
本発明に係る内燃機関の故障検出装置の他の態様では、前記各々に対する燃料の供給が停止された場合に、前記ハイブリッド車両の走行状態に応じて前記第２電動機の動力の出力状態を制御する第２電動機制御手段を更に具備する。
【００４１】
内燃機関の故障状態判別に際しＦ／Ｃ状態が介在する場合、実践的には、Ｆ／Ｃ制御の実行期間の長短によらず、ハイブリッド車両の走行状態、例えば車速への影響が無視できない。例えば、制動時或いは降坂時といった、内燃機関における故障状態の判別とは相異なる要請からＦ／Ｃ制御が実行される期間であればこのような問題は生じないが、過渡時、高負荷時といった内燃機関に係る動力が顕著に要求される場面に限らず一般的な走行条件であれば、Ｆ／Ｃ制御が介在することによる、端的には車速の低下といった問題が顕在化し易い。
【００４２】
この態様によれば、異常燃焼の検出に際しＦ／Ｃ制御が実行された場合、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２電動機制御手段の作用により、ハイブリッド車両の走行状態に応じて第２電動機の動力の出力状態が制御される。従って、故障状態の判別に伴って実行されるＦ／Ｃ制御がハイブリッド車両に与える影響は、少なくとも実践的にみて顕在化しない程度に抑制される。
【００４３】
尚、この態様では、前記第２電動機制御手段は、前記ハイブリッド車両の速度が維持されるように前記動力の出力状態を制御してもよい。
【００４４】
本発明に係る内燃機関の故障状態の判別は、無論、然るべきインフォメーションを伴って、ハイブリッド車両の運転者による少なくとも認識を経た状態で実行されてもよいが、運転者による告知を経ることなく、例えば、一定又は不定の周期で自動的に実行されてもよい。従って、運転者が、内燃機関の故障検出に係る処理が実行されているか否かについて全く認識していない、といった事態も容易に想像される。このような場合には、ハイブリッド車両の車速が、Ｆ／Ｃ制御の有無を境に急激に変化すると、著しい違和感となって運転者に知覚され得る。
【００４５】
この態様によれば、第２電動機制御手段は、ハイブリッド車両の速度が維持されるように、第２電動機の動力の出力状態を制御するため、内燃機関の故障状態の判別に際しＦ／Ｃ制御が実行される際に、理想的には車速が全く変化しない。また、多少の車速変化を伴ったとしても、ドライバビリティを悪化させる程度には顕在化しない。従って、この態様によれば、ドライバビリティを低下させることなく、或いは運転者に違和感を与えることなく、ハイブリッド車両の走行中に任意のタイミングで、或いは走行中には一定又は不定の周期で絶えず、係る故障状態の判別に係る一連の処理を実行することが可能となり、実践的にみて極めて有益である。
【００４６】
尚、第２電動機制御手段が備わる態様では、前記第２電動機制御手段は、前記ハイブリッド車両の速度が、前記動力によって維持可能なものとして定められた上限速度よりも大きい場合に、前記動力が最大となるように前記動力の出力状態を制御してもよい。
【００４７】
第２電動機によって出力可能な動力は無論有限であり、実践的には、第２電動機の動力によって維持可能な上限速度が存在する。従って、係る上限速度を超えた速度領域においてＦ／Ｃ制御が実行された場合、現実的には車速の低下は免れないが、このように第２電動機の動力が最大となるように動力の出力状態が制御される場合には、そのような車速の低下を最小限に抑え、車速が維持可能な車速まで低下した段階で速やかに車速の維持が可能となるため好適である。
【００４８】
尚、係る上限速度とは、第２電動機のみの動力によって実現可能な車速の上限値でなくともよく、例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、第２電動機により実践上有意な期間について維持可能なハイブリッド車両の速度として決定されていてもよい。即ち、係る上限速度とは、必ずしも理論上の、又は実験的に得られた到達可能な上限速度に限定されない。
【００４９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００５１】
＜１：実施形態の構成＞
＜１−１：ハイブリッド車両の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０のブロック図である。
【００５２】
図１において、ハイブリッド車両１０は、車軸１１、車輪１２、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と称する）、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、ＳＯＣセンサ６００、車速センサ７００及び警告灯８００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００５３】
車軸１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力を車輪に伝達するための軸であり、本発明に係る「車軸」の一例である
車輪１２は、車軸１１を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両１０全体で計４個備わっている。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の故障検出装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する故障診断処理を実行することが可能に構成されている。
【００５５】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。
【００５６】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１電動機」の一例であり、バッテリ５００を充電するための或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００５７】
モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２電動機」の一例であり、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００５８】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば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を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００５９】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をＭＧ１及び車軸１１へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構であり、本発明に係る「動力分配手段」の一例である。
【００６０】
ここで、図２を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、動力分割機構３００とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６１】
図２において、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられたリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、後述するクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「入出力軸」の一例）の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア３０６とを備える。
【００６２】
また、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギア３０１は、リングギア軸３０２（即ち、本発明に係る「駆動軸」の一例）を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸３０２は、車軸１１と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸３０２を介して車軸１１へと伝達され、同様に車軸１１を介して伝達される車輪１２からの回転力は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２に入力される。
【００６３】
係る構成の下、動力分割機構３００は、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に伝達し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。
【００６４】
図１に戻り、インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。
【００６５】
バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００６６】
ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００の残容量を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＳＯＣセンサ６００によって検出されたバッテリ５００のＳＯＣは、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００６７】
車速センサ７００は、ハイブリッド車両１０の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ９００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００６８】
警告灯８００は、ハイブリッド車両１０の車室内においてコンソールパネルに設けられたインジケータの一種であり、運転者による視認が可能な位置において、運転者に対しエンジン２００に故障が発生している旨を表すべく発光することが可能に構成されている。警告灯８００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、後述する故障診断処理において、ＥＣＵ１００による適宜の制御を受けて発光する。
【００６９】
＜１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図３を参照して、エンジン２００の詳細な構成を、その基本動作と共に説明する。ここに、図３は、エンジン２００の模式図である。
【００７０】
エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、本実施形態において、エンジン２００は、直列６気筒エンジンであり、本来、図３において、紙面と垂直な方向に複数の気筒が直列に配置されているが、紙面及び説明の煩雑化を防ぐ目的から、ここでは、一の気筒についてのみ説明することとする。
【００７１】
図３において、外部から吸入された空気は、吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、燃料タンク２２３に貯留されており、低圧ポンプ２２５の作用によりデリバリパイプを介してインジェクタ２０７に圧送供給されている。この際、燃料は、デリバリパイプに設けられたフィルタ２２４によって不純物が濾過された状態でインジェクタ２０７に供給される。尚、インジェクタ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される通電時間に応じた量の燃料を吸気管２０６内に噴射することが可能に構成される。
【００７２】
尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図３に例示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、低圧ポンプ２２５によって圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
【００７３】
気筒２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気たる排気は、吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過し、排気管２１０等を介して図示せぬ車両の外へ排気される。
【００７４】
吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。また、クリーナ２１１の下流側（気筒２０１側）には、ホットワイヤー式のエアフローメータ２１２が配設されており、吸入空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。また、吸気管２０６には、吸入空気の温度を検出可能な吸気温センサ２１３が設置されている。尚、エアフローメータ２１２及び吸気温センサ２１３は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出値を表す電気信号がＥＣＵ１００に常に供給される構成となっている。
【００７５】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、気筒２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。スロットルバルブ２１４の開度は、スロットルポジションセンサ２１５によって検出され、スロットルポジションセンサ２１５と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。また、スロットルバルブ２１４の開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２１７によって可変に制御される構成となっている。
【００７６】
一方、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量は、アクセルポジションセンサ２１６によって検出され、アクセルポジションセンサ２１６と電気的に接続されたＥＣＵ１００により絶えず把握される構成となっている。ＥＣＵ１００は、通常、係るアクセルポジションセンサ２１６によって検出されたアクセルペダル２２６の踏み込み量に応じたスロットル開度（スロットルバルブ２１４の開度）が得られるようにスロットルバルブモータ２１７の駆動制御を介してスロットルバルブ２１４を制御している。但し、スロットルバルブ２１４は、スロットルバルブモータ２１７によって駆動される電子制御式のスロットルバルブであり、スロットル開度は、最終的にはＥＣＵ１００の制御により、運転者の意思（即ち、アクセルペダル２２６の踏み込み量）とは無関係に可変に制御され得る。
【００７７】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転状態を表すクランク角を検出するためのクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８によって検出されたクランク角に基づいてピストン２０３の位置を把握し、点火装置２０２による点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８によって検出されたクランク角を時間処理することによって、エンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。
【００７８】
気筒２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、また係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温を検出するための水温センサ２２０が配設されている。これらは、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出値が絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００７９】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。空燃比センサ２２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出値たる実空燃比は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００８０】
各気筒２０１には、気筒２０１内部の圧力（筒内圧）を検出することが可能な、筒内圧センサ２２７が備わり、その圧力の検出端子の一部が、気筒２０１の燃焼室に露出している。筒内圧センサ２２７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された筒内圧は、絶えずＥＣＵ１００に把握される構成となっている。
【００８１】
＜２：実施形態の動作＞
＜２−１：ハイブリッド車両１０の基本動作＞
図１のハイブリッド車両１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２、及びエンジン２００の夫々の動力配分がＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッド車両１０の動作について説明する。
【００８２】
＜２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両１０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によってエンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００８３】
＜２−１−２：発進時＞
発進時には、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいたバッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２の動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。
【００８４】
＜２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行時や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、インジェクタ２０７を介した燃料の噴射が停止される（以下、このように燃料の供給が停止せしめられた状態を適宜「Ｆ／Ｃ状態」と称する。）ことによりエンジン２００が停止され、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２による動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。
【００８５】
＜２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率（例えば、燃焼効率等）が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両１０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、車軸１１を介して車輪１２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。
【００８６】
＜２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪１２から車軸１１を介して伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪１２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００８７】
＜２−２：エンジン２００の基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。ＥＣＵ１００は、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を、一定の周期で繰り返し演算している。この際、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ２１６によって検出されるアクセル開度及び車速センサ７００によって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（車軸１１に出力されるべきトルク）を算出する。
【００８８】
更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（エアコンやパワーステアリング等）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更されてよい。
【００８９】
＜２−３：故障診断処理の詳細＞
ハイブリッド車両１０において、エンジン２００に例えばプレイグニッションや自着火等の異常燃焼が発生することがある。係る異常燃焼は、稀に、クランクシャフト２０５やコネクティングロッド２０４の損傷、破損若しくは損壊、吸気バルブ２０８や排気バルブ２０９に異物が噛み込むことによるシーリング異常、又は異常燃焼が生じた気筒の損傷、破損若しくは損壊等を招くことがある。そのような各種エンジンの故障は、速やかに且つ確実に検出する必要がある。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００が故障診断処理を実行することによって、このような異常燃焼に伴うエンジン２００の故障を高精度に検出し、且つ適切な対処を施すことが可能となっている。
【００９０】
ここで、図４を参照して、故障診断処理の詳細について説明する。ここに、図４は、故障診断処理のフローチャートである。尚、故障診断処理は、エンジン２００が動作する期間に実行される処理である。
【００９１】
図４において、ＥＣＵ１００は、異常燃焼が発生したか否かを判別する（ステップＡ１０）。異常燃焼が発生したか否かについての判別には、各気筒２０１に備わる筒内圧センサ２２７による筒内圧の検出結果が利用される。尚、ステップＡ１０に係る処理が実行される時点における筒内圧とは、即ち、燃焼圧と等価であり、以下の説明においては、エンジン２００の動作期間における筒内圧を適宜「燃焼圧」と表現することとする。
【００９２】
ここで、図５を参照して、異常燃焼について説明する。ここに、図５は、燃焼圧の特性を表す模式図である。
【００９３】
図５において、縦軸は燃焼圧Ｐｂを表し、横軸はクランク角を表している。気筒２０１における燃焼状態が正常である場合、その燃焼圧Ｐｂの特性は、図示燃焼圧特性Ｐｒｆ１（実線）の如き軌跡を辿る。より具体的には、圧縮ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）よりも若干遅角側のクランク角ＣＡ１において燃焼圧Ｐｂはピーク値Ｐｂ１を採る。尚、燃焼圧特性Ｐｒｆ１、特にそのピーク値の訪れるクランク角の値は、エンジン２００の動作条件、例えば、点火装置２０２の点火時期及びエンジン２００の負荷条件等によって異なり、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて決定され、ＲＯＭに燃焼圧マップとして記憶されている。
【００９４】
一方、異常燃焼状態における気筒２０１の燃焼圧Ｐｂの特性は、図示燃焼圧特性Ｐｒｆ２（破線）の如き軌跡を辿る。より具体的には、圧縮ＴＤＣよりも進角側に位置するクランク角ＣＡ２において燃焼圧Ｐｂはピーク値Ｐｂ２（Ｐｂ２＞＞Ｐｂ１）を採る。この際、異常燃焼状態における燃焼圧Ｐｂのピーク値は、正常燃焼状態におけるそれと比較して極端に大きく、且つその出現位置も正常燃焼状態におけるそれと比較して大きく相違する。
【００９５】
図４に戻り、ＥＣＵ１００は、燃焼圧マップに格納される燃焼圧Ｐｂの中からエンジン２００の現時点の運転条件に対応する特性（例えば、ピーク値及びそのピーク位置等）を選択し、筒内圧センサ２２７によって検出された現時点における燃焼圧Ｐｂの特性と比較することによって、ステップＡ１０に係る判別処理を実行する。
【００９６】
異常燃焼が発生していない場合（ステップＡ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１０に係る判別処理を各気筒２０１に対し順次繰り返し実行し、異常燃焼状態にある気筒２０１が存在するか否かの監視を継続する。
【００９７】
異常燃焼が発生した場合（ステップＡ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、異常燃焼状態にある気筒２０１を判別する（ステップＡ１１）。ここで、異常燃焼状態にある気筒２０１は、どの筒内圧センサ２２７によって検出された燃焼圧Ｐｂが異常であるのかを判別することによって容易に実行される。
【００９８】
異常燃焼状態にある気筒２０１の判別が終了すると、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｃ制御を実行し、エンジン２００を強制的にＦ／Ｃ状態に制御する（ステップＡ１２）。
【００９９】
エンジン２００をＦ／Ｃ状態に制御すると、ＥＣＵ１００は、車速センサ７００によって検出されるハイブリッド車両の車速Ｖが、上限速度Ｖｍａｘ以下であるか否かを判別する（ステップＡ１３）。ここで、上限速度Ｖｍａｘとは、モータジェネレータＭＧ２の動力のみによって維持可能な車速であり、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、有意な期間について維持可能な車速に設定されている。尚、本実施形態では、上限速度Ｖｍａｘを得るためのモータジェネレータＭＧ２の出力がモータジェネレータＭＧ２の最大出力に設定されるが、有意な期間について車速を維持する事情に鑑みれば、上限速度Ｖｍａｘを得るためのモータジェネレータＭＧ２の出力は、係る最大出力未満の値であってもよい。
【０１００】
車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘ以下である場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０を退避走行モードに制御する（ステップＡ１４）。ここで、「退避走行モード」とは、前述したハイブリッド車両１０の基本動作とは無関係にハイブリッド車両１０の動力源がモータジェネレータＭＧ２のみに限定された状態を指す。従って、ハイブリッド車両１０が係る退避走行モードに制御された場合、ハイブリッド車両１０は、エンジン２００が実質的に停止状態にあっても、運転者に違和感を与えることなく走行を継続することが可能である。尚、退避走行モードに係る制御が継続されている期間においては、ハイブリッド車両１０の車速Ｖは、例えば現時点の車速に維持され、或いは上限速度Ｖｍａｘ以下の範囲で、運転者によるアクセルペダル２２６等の操作に応じて変化する。ハイブリッド車両１０を退避走行モードに制御すると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１７に移行する。
【０１０１】
一方、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘより高い場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０を上述した退避走行モードに制御する（ステップＡ１５）。ここで、ステップＡ１５に係る処理における退避走行モードとは、概念的には無論ステップＡ１４に係る処理における退避走行モードと同一であるが、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘを超えている事情に鑑み、実質的にはモータジェネレータＭＧ２の出力が最大出力に固定される。
【０１０２】
モータジェネレータＭＧ２の出力が最大出力に固定されても、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘより高い運転領域では、モータジェネレータＭＧ２の出力が不足するため、車速Ｖは徐々に低下する。ここで、ＥＣＵ１００は、このような車速Ｖの低下に伴って、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘ以下となったか否かを判別する（ステップＡ１６）。ＥＣＵ１００は、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘよりも高い限りにおいて（ステップＡ１６：ＮＯ）、ステップＡ１６に係る処理を繰り返し実行すると共に、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘ以下まで低下した場合（ステップＡ１６：ＹＥＳ）、処理をステップＡ１７に移行する。尚、この際、運転者による操作が何ら発生していないならば、モータジェネレータＭＧ２の出力は最大出力に維持され、車速Ｖが上限速度Ｖｍａｘに維持される。
【０１０３】
ステップＡ１７において、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１を力行制御し、エンジン２００をモータリングする。ここで、「エンジン２００をモータリングする」とは、Ｆ／Ｃ制御中で実質的に停止状態にある（仕事量がゼロであることを意味し、物理的な回転の有無とは別である）エンジン２００を、モータジェネレータＭＧ１の動力により燃料の燃焼を伴うことなく機械的に駆動せしめることを指す。
【０１０４】
ここで、動力分割機構３００においては、サンギア３０３、リングギア３０１及びプラネタリキャリア３０６のいずれか二つのギアに係る回転数が定まれば残余の一ギアに係る回転数が決定されるため、ステップＡ１７に係る処理では、モータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することによって、係るモータリングに際してのエンジン２００の機関回転数（モータリング回転数）を自由に設定することが可能である。本実施形態では、係るモータリング回転数が、概ね毎分２００〜３００回転程度の極低回転となるようにモータジェネレータＭＧ１が制御される。
【０１０５】
エンジン２００のモータリングが開始されると、ＥＣＵ１００は、筒内圧センサ２２７によって検出される筒内圧を比較する（ステップＡ１８）。ここで、燃料の燃焼を伴わないことに鑑みれば、モータリング中のエンジン２００について取得される筒内圧は、気筒に対し吸排気される空気に係るコンプレッション圧と等価であり、これ以降の説明において、モータリング中のエンジン２００の筒内圧を適宜「コンプレッション圧」と称することとする。
【０１０６】
ここで、図６を参照して、コンプレッション圧の詳細について説明する。ここに、図６は、コンプレッション圧Ｐｃの特性を表す模式図である。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０７】
図６において、縦軸はコンプレッションＰｃを表している。コンプレッション圧Ｐｃは、先に説明した燃焼圧Ｐｂと異なり、気筒内壁とピストン上面とによって規定される容積が最も小さくなるＴＤＣにおいて最大となる。
【０１０８】
然るに、エンジン２００に異常燃焼に起因する故障が発生していると、吸入空気の漏出等によりコンプレッション圧Ｐｃが変化する。従って、係る故障の有無によって、コンプレッション圧Ｐｃのピーク値が変化することとなる。例えば、正常な状態におけるコンプレッション圧Ｐｃの特性は、図示コンプレッション圧特性Ｐｒｆ３（実線）のようになり、ピーク位置であるＴＤＣにおいてピーク値Ｐｃ１を採る。それに対し、故障が発生した場合のコンプレッション圧Ｐｃの特性は、図示コンプレッション圧特性Ｐｒｆ４（破線）のようになり、ピーク位置であるＴＤＣにおいてピーク値Ｐｃ２（Ｐｃ２＜Ｐｃ１）を採る。
【０１０９】
図４に戻り、ステップＡ１８に係る処理において、先ずＥＣＵ１００は、ステップＡ１１に係る処理において異常燃焼状態にあると判別された気筒２０１について検出されるコンプレッション圧のピーク値Ｐｃｆｍｘと、正常状態にある気筒２０１について検出されるコンプレッション圧のピーク値の平均値Ｐｃｍａｖとに基づいて下記（１）式に従った演算を実行し、エンジン２００の故障状態を規定する故障指標値Ａを取得する。
【０１１０】
故障指標値Ａ＝｜Ｐｃｆｍｘ−Ｐｃｍａｖ｜／Ｐｃｍａｖ    ・・・・・（１）
次に、故障指標値Ａを算出すると、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納された基準値Ａ０と算出された故障指標値Ａとを比較する。
【０１１１】
ＥＣＵ１００は、これらの比較の結果、エンジン２００が故障しているか否かを判別する（ステップＡ１９）。ステップＡ１９に係る処理では、ステップＡ１８に係る比較の結果、算出された故障指標値Ａが基準値Ａ０よりも大きい場合に、エンジン２００が故障していると判別される。尚、基準値Ａ０は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、エンジン２００に看過し得ない故障が発生しているとみなし得る値に設定されている。例えば、基準値Ａ０は、「０．１」程度の値であってもよい。
【０１１２】
エンジン２００が故障していると判別された場合（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、警告灯８００を点灯制御し、運転者に対し、エンジン２００が故障している旨を告知し（ステップＡ２０）、ハイブリッド車両１０を退避走行モードに制御したまま、処理をステップＡ１０に戻して一連の処理を繰り返す。
【０１１３】
一方で、エンジン２００が故障していないと判別された場合（ステップＡ１９：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、既に警告灯８００が点灯制御中であるか否かを判別する（ステップＡ２１）。警告灯８００が点灯制御中である場合、ＥＣＵ１００は、警告灯８００を消灯制御し（ステップＡ２２）、退避走行モードを終了してハイブリッド車両１０を通常の制御状態に戻す（ステップＡ２３）。警告灯８００が点灯制御中ではない場合（ステップＡ２１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ２３に移行して、退避走行モードを終了する。ステップＡ２３に係る処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、一連の処理を繰り返す。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、Ｆ／Ｃ制御下でモータジェネレータＭＧ１によってエンジン２００をモータリングせしめ、その際に筒内圧センサ２２７によって検出されるコンプレッション圧Ｐｃに基づいて異状燃焼に伴うエンジン２００の故障の有無を高精度に検出することが可能である。
【０１１５】
尚、本実施形態では、故障診断処理において故障指標値Ａが算出され、基準値との比較に供されるが、例えば図６に示すように、コンプレッション圧Ｐｃは、エンジン２００に故障が有る場合には一の気筒についてその差異が現れるから、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、エンジン２００が故障しているとみなし得る一の気筒についてのコンプレッション圧の基準値を決定し得る場合には、異状燃焼状態にある気筒についてコンプレッション圧Ｐｃと係る基準値とを比較することにより、エンジン２００の故障の有無が判別されてもよい。但し、上述したように故障指標値Ａが算出される場合、例えば外気温、外気圧又は湿度等といった環境条件の影響がキャンセルされるため、より信頼性が担保され得る。
【０１１６】
また、本実施形態では、エンジン２００の故障状態が、故障の有無といった二値間で判別されているが、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、エンジン２００の故障の度合いとコンプレッション圧Ｐｃとの相関が得られる場合には、係る相関に基づいてエンジン２００の故障状態が多段階に判別されてもよい。
【０１１７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の故障検出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両のブロック図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における動力分割機構とその周辺部の関係を示す模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両におけるエンジンの模式図である。
【図４】ＥＣＵが実行する故障診断処理のフローチャートである。
【図５】故障診断処理において異状燃焼の判別に供される燃焼圧の模式図である。
【図６】故障診断処理においてエンジンの故障検出に供されるコンプレッション圧の模式図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、２２７…筒内圧センサ、３００…動力分割機構、３０１…リングギア、３０３…サンギア、３０６…プラネタリキャリア、５００…バッテリ、６００…ＳＯＣセンサ、７００…車速センサ、８００…警告灯。
【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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