(57)【要約】【課題】少なくとも電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車において、内燃機関の空燃比の検出に用いられる検出素子が被水したか否かをより適正に判定すると共に、検出素子が被水したときでも検出素子を保護しつつ走行を確保する。【解決手段】空燃比センサの素子インピーダンスに基づいて空燃比センサの被水による異常を判定し、異常が判定されないときにはエンジンに要求される仮要求パワーＰｅｔｍｐが設定されたエンジンの要求パワーＰｅ＊がエンジンから出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるようエンジンとモータとを制御し（Ｓ３３０，Ｓ３６０〜Ｓ４１０）、異常が判定されたときには仮要求パワーＰｅｔｍｐを被水時制限パワーＰｅｗで制限して設定されたエンジンの要求パワーＰｅ＊がエンジンから出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸に出力されるようエンジンとモータとを制御する（Ｓ３４０〜Ｓ４１０）。【選択図】図５
2009073410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを備え、少なくとも前記電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の被水による異常を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の運転を停止すると共に前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車
【請求項３】
前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには所定の負荷範囲内で前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車であって、
前記空燃比検出手段は、電力の供給を受けて前記検出素子を加温可能な加温素子を備える手段であり、
前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記加温素子への電力の供給を制限する手段であるハイブリッド車。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記空燃比検出手段は、前記内燃機関の排気系に配置される排気側電極と、外気に接する大気系に配置される大気側電極と、前記排気側電極と前記大気側電極とに接する固体電解質と、を備える手段であり、
前記異常判定手段は、前記排気側電極と前記大気側電極との電位差と前記固体電解質に流れる電流値に基づいて検出される前記検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の異常を判定する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車輪に接続された駆動軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２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３軸式動力入出力手段と、
前記電動機および前記発電機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する手段である、
ハイブリッド車。
【請求項７】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、を備え、少なくとも前記電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の被水による異常を判定し、
（ｂ）前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と電動機とを備え、少なくとも電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車およびこうしたハイブリッド車の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車に搭載される空燃比検出装置としては、内燃機関の排気通路に設けられた酸素センサと、酸素センサを加熱するヒータとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この空燃比検出装置では、酸素センサの素子温度が単位時間あたりに基準値を超えて低下したときには、酸素センサが被水したと判定し、ヒータによる酸素センサの加熱を禁止することによって酸素センサが損傷することを防止している。
【特許文献１】特開２０００−２８３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような空燃比検出装置を搭載するハイブリッド車では、内燃機関の空燃比を検出する検出素子が被水すると、検出素子が急激に冷やされて検出素子を加熱するヒータとの温度差が大きくなり、検出素子が損傷するおそれがある。このため、検出素子が被水したか否かをより適正に判定する必要がある。また、検出素子が被水したときには、検出素子の保護のためにハイブリッド車の走行を禁止することも考えられるが、退避走行などを考えると、走行を確保することが好ましい。
【０００４】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関の空燃比の検出に用いられる検出素子が被水したか否かをより適正に判定すると共に、検出素子が被水したときでも検出素子を保護しつつ走行を確保することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と電動機とを備え、少なくとも前記電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の被水による異常を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて空燃比検出手段の被水による異常を判定すると共に、異常が判定されないときには内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、異常が判定されたときには内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて空燃比検出手段の被水による異常を判定するから、内燃機関の空燃比を検出する検出素子が被水したか否かをより適正に判定することができる。また、異常が判定されたときには内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御するから、検出素子が被水したときでも検出素子を保護しつつ走行を確保することができる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の運転を停止すると共に前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、検出素子が被水したときでも、より確実に検出素子を保護しつつ走行を確保することができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには所定の負荷範囲内で前記内燃機関が運転されると共に走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、検出素子が被水したときでも、検出素子を保護しつつ内燃機関からの動力と電動機からの動力とを用いて走行を確保することができる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記空燃比検出手段は、電力の供給を受けて前記検出素子を加温可能な加温素子を備える手段であり、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記加温素子への電力の供給を制限する手段であるものとすることもできる。こうすれば、検出素子が被水したときでも、検出素子と加温素子との温度差が大きくなって検出素子が損傷することを防止することができる。
【００１１】
あるいは、本発明のハイブリッド車において、前記空燃比検出手段は、前記内燃機関の排気系に配置される排気側電極と、外気に接する大気系に配置される大気側電極と、前記排気側電極と前記大気側電極とに接する固体電解質と、を備える手段であり、前記異常判定手段は、前記排気側電極と前記大気側電極との電位差と前記固体電解質に流れる電流値に基づいて検出される前記検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の異常を判定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明のハイブリッド車において、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車輪に接続された駆動軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２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３軸式動力入出力手段と、前記電動機および前記発電機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備え、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、を備え、少なくとも前記電動機から出力される動力により走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて前記空燃比検出手段の被水による異常を判定し、
（ｂ）前記異常判定手段により異常が判定されないときには前記内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記異常判定手段により異常が判定されたときには前記内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて空燃比検出手段の被水による異常を判定すると共に、異常が判定されないときには内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、異常が判定されたときには内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて空燃比検出手段の被水による異常を判定するから、内燃機関の空燃比を検出する検出素子が被水したか否かをより適正に判定することができる。また、異常が判定されたときには内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御するから、検出素子が被水したときでも検出素子を保護しつつ走行を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系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。
【００１７】
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する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。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、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ２４ｄ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の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２の排気を浄化する浄化装置６２の前段で排気管６３に取り付けられエンジン２２の空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ６４からの電圧Ｖａｆや電流Ｉａｆ，浄化装置６２の後段で同じく排気管６３に取り付けられた酸素センサ６５からの酸素信号，エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２や各種センサを駆動するための種々の制御信号、例えば、空燃比センサ６４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。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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、空燃比センサ６４からの電圧Ｖａｆや電流Ｉａｆに基づいてエンジン２２の空燃比ＡＦを求めたり、図示しないクランクポジションセンサ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。
【００１８】
ここで、空燃比センサ６４は、図２に示すように、有底筒状に形成されたジルコニア固体電解質１０２と、ジルコニア固体電解質１０２の内表面，外表面に装着される大気側電極１０４，排気側電極１０６と、ジルコニア固体電解質１０２の内側に設置されてジルコニア固体電解質１０２を加温するヒータ１１０と、排気側電極１０６の外表面に装着されてジルコニア固体電解質１０２などを排気の熱などから保護する拡散抵抗層１０８と、大気側電極１０４と排気側電極１０６との間に電圧を印加する電圧印加回路１１２と、大気側電極１０４と排気側電極１０６との間の電圧や電流を検出してエンジンＥＣＵ２４に出力する電圧センサ１２０，電流センサ１２２とから構成されており、その外側には、排気管６３に取り付けられ空燃比センサ６４のうち排気通路側に露出している部分を水分などから保護するために覆うカバー１１４が設けられている。また、空燃比センサ６４は、その内側には大気が導入され、外側にはカバー１１４の図示しない多数の小孔を通してエンジン２２の排気が導入されている。空燃比センサ６４は、大気側電極１０４と排気側電極１０６との間に所定電圧（例えば０．４Ｖなど）が印加されたときに、電流Ｉａｆがエンジン２２の空燃比ＡＦに応じた限界電流Ｉａｆｍａｘで飽和する特性を示す。限界電流Ｉａｆｍａｘと空燃比ＡＦとの関係の一例を図３に示す。なお、この限界電流Ｉａｆｍａｘは、センサ温度Ｔａｆによっても異なるため、センサ温度Ｔａｆが予め定められた所定温度Ｔ０となるようにヒータ１１０によってジルコニア固体電解質１０２は加温されている。このヒータ１１０は、エンジンＥＣＵ２４により制御されており、その制御として、実施例では、センサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔ０となるようにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）が用いられている。
【００１９】
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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して、最終的には車両の駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２０】
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と電力のやり取りを行なう。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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取りを行なっている。
【００２３】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２４】
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６４が被水していると判定されたときの動作について説明する。図４はエンジンＥＣＵ２４により所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される被水判定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５はハイブリッド用電子制御ユニット７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し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。以下、まず、空燃比センサ６４が被水しているか否かの判定について図４の被水判定ルーチンを用いて説明し、その後、この空燃比センサ６４が被水しているか否かの判定結果に基づくエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御について図５の駆動制御ルーチンを用いて説明する。
【００２５】
被水判定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、電圧センサ１２０からの電圧Ｖａｆや電流センサ１２２からの電流Ｉａｆなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、空燃比センサ６４が被水しているか否かを示す被水判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、電圧Ｖａｆや電流Ｉａｆは、空燃比ＡＦを測定するときに印加される正の所定電圧とは異なる負の所定電圧が大気側電極１０４と排気側電極１０６との間に印加されたときに検出された値を入力するものとした。また、被水判定フラグＦは、空燃比センサ６４が被水していないと判定されたときには値０が設定され、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには値１が設定されるフラグであり、詳細については後述する。
【００２６】
被水判定フラグＦが値０のときには、電圧Ｖａｆを電流Ｉａｆで除することにより空燃比センサ６４の素子インピーダンスＺａｆを計算すると共に（ステップＳ１２０）、計算した素子インピーダンスＺａｆを所定値Ｚｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、所定値Ｚｒｅｆは、空燃比センサ６４が被水している可能性があるか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、ジルコニア固体電解質１０２などの温度であるセンサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔｒｅｆのときの素子インピーダンスを用いるものとした。この所定温度Ｔｒｅｆは、空燃比センサ６４が被水していなければヒータ１１０により一旦加温された後に通常至らない温度として設定され、予め実験などにより定められた温度を用いることができる。図６は、素子インピーダンスＺａｆとセンサ温度Ｔａｆとの関係の一例を示す説明図である。なお、この図６には、所定温度Ｔｒｅｆや所定値Ｚｒｅｆ，前述の所定温度Ｔ０，センサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔ０のときの素子インピーダンスである所定値Ｚ０についても併せて示した。一般に、図６に示すように、ジルコニア固体電解質を用いた空燃比センサ６４は、素子インピーダンスＺａｆがセンサ温度Ｔａｆが高いほど小さくなる傾向がある。前述したように、空燃比センサ６４は、ヒータ１１０によって加温されているので、被水していない通常時には、センサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔｒｅｆより高い所定温度Ｔ０近傍となる、即ち、素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆより小さい所定値Ｚ０近傍となる。一方、空燃比センサ６４は、被水して冷却されたときには、センサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔｒｅｆ以下に低下する、即ち、素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上に大きくなる。ステップＳ１３０の処理では、素子インピーダンスＺａｆと所定値Ｚｒｅｆとを比較することにより、センサ温度Ｔａｆが所定温度Ｔｒｅｆ以下に低下しているか否か、即ち、空燃比センサ６４が被水している可能性があるか否かを判定しているのである。
【００２７】
素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ未満のときには、タイマ２４ｄにより計時されている計時値ｔをリセットすると共に（ステップＳ１４０）、タイマ２４ｄにより計時が行なわれているか否かを示す計時中判定フラグＧに値０を設定し（ステップＳ１５０）、被水判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１６０）、被水判定ルーチンを終了する。
【００２８】
ステップＳ１３０で素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上のときには、空燃比センサ６４が被水している可能性があると判断し、計時中判定フラグＧの値を調べ（ステップＳ１７０）、計時中判定フラグＧが値０のときには、タイマ２４ｄによる計時をスタートすると共に（ステップＳ１８０）、計時中判定フラグＧに値１を設定する（ステップＳ１９０）。こうして計時中判定フラグＧに値１が設定されると、次回以降に被水判定ルーチンが実行されたときにはステップＳ１７０で計時中判定フラグＧが値１であると判定され、ステップＳ１８０，Ｓ１９０の処理を実行せずに計時を継続する。こうして計時される計時値ｔは、素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上である時間を示すことになる。
【００２９】
続いて、計時値ｔを被水判定時間ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２００）。ここで、被水判定時間ｔｒｅｆは、空燃比センサ６４が被水していると判定するのに要する時間であり、空燃比センサ６４の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。計時値ｔが被水判定時間ｔｒｅｆ未満のときには、未だ空燃比センサ６４が被水していると判定するのに十分な時間が経過していないと判断し、被水判定フラグＦに値０を設定して（ステップＳ１６０）、被水判定ルーチンを終了する。一方、計時値ｔが被水判定時間ｔｒｅｆ以上のときには、空燃比センサ６４が被水していると判断し、警告灯９０を点灯すると共に（ステップＳ２１０）、被水判定フラグＦに値１を設定して（ステップＳ２２０）、被水判定ルーチンを終了する。被水判定フラグＦに値１が設定されると、次回以降に被水判定ルーチンが実行されたときにはステップＳ１１０で被水判定フラグＦが値１であると判定され、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理を行なって被水判定ルーチンを終了する。このように、素子インピーダンスＺａｆに基づいて空燃比センサ６４が被水しているか否かを判定することにより、より適正に空燃比センサ６４が被水しているか否かを判定することができる。また、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには、その旨を警告灯９０により運転者に報知することができる。
【００３０】
以上、被水判定ルーチンについて説明した。次に、この被水判定ルーチンの判定の結果に基づいて行なわれる図５の駆動制御ルーチンを説明する。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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，被水判定フラグＦ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Ｓ３００）。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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、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。さらに、被水判定フラグＦは、上述した被水判定ルーチンにより設定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。
【００３１】
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トルクとして駆動輪３９ａ，３９ｂ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に要求される出力の仮の値である仮要求パワーＰｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ３１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、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Ｔｒ＊を導出して設定するものとした。図７に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、仮要求パワーＰｅｔｍｐ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（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。
【００３２】
次に、被水判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ３２０）、被水判定フラグＦが値０のときには、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊に仮要求パワーＰｅｔｍｐを設定し（ステップＳ３３０）、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Ｓ３６０）。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８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。
【００３３】
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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ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とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ３７０）。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の一例を図９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。
【００３４】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
【００３５】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令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更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ３８０）、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Ｓ３９０）、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Ｓ４００）。ここで、式（３）は、図９の共線図から容易に導くことができる。
【００３６】
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)
【００３７】
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にそれぞれ送信し（ステップＳ４１０）、駆動制御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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。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なう。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して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。
【００３８】
ステップＳ３２０で被水判定フラグＦが値１のときには、空燃比センサ６４が被水していると判断し、仮要求パワーＰｅｔｍｐを被水時制限パワーＰｅｗで制限してエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ３４０）、空燃比センサ６４を加温するヒータ１１０に供給する電力を制限するように電力供給制限指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し（ステップＳ３５０）、設定したエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を用いて上述したステップＳ３６０〜Ｓ４１０の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。空燃比センサ６４は、被水すると、急冷されてヒータ１１０との間の温度差が大きくなることによって損傷することがある。実施例では、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときにヒータ１１０に供給する電力を制限することにより、こうした不都合を解消することができる。この結果、空燃比センサ６４を保護しつつ、エンジン２２の運転を伴って走行することができる。ここで、ヒータ１１０に供給する電力を制限する指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、例えば、ヒータ１１０に供給する電力を空燃比センサ６４の損傷を抑制できる所定電力に制限してＰＩＤ制御を行なうことができる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、被水判定時間ｔｒｅｆ以上の時間に亘って空燃比センサ６４の素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上となるときに、空燃比センサ６４が被水により異常を生じていると判定するから、空燃比センサ６４が被水したか否かをより適正に判定することができる。また、空燃比センサ６４が被水していると判定されないときにはエンジン２２に要求される仮要求パワーＰｅｔｍｐが設定された要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力される共に要求トルク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、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには仮要求パワーＰｅｔｍｐを被水時制限パワーＰｅｗで制限して設定された要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルク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とを制御するから、空燃比センサ６４が被水したときでも空燃比センサ６４を保護しつつ走行を確保することができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、素子インピーダンスＺａｆが被水判定時間ｔｒｅｆ以上の時間に亘って所定値Ｚｒｅｆ以上となったときに空燃比センサ６４が被水していると判定するものとしたが、素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上となったときには、被水判定時間ｔｒｅｆに拘わらず、空燃比センサ６４が被水していると判定するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、素子インピーダンスＺａｆは、空燃比ＡＦを測定するときに印加される正の所定電圧とは異なる負の所定電圧が大気側電極１０４と排気側電極１０６との間に印加されたときに検出された電圧Ｖａｆと電流Ｉａｆとを用いて計算するものとしたが、所定時間毎に大気側電極１０４と排気側電極１０６との間にパルス状の電圧（例えば、０．４±０．２Ｖ）を印加してこのパルス状の電圧に対する電圧Ｖａｆと電流Ｉａｆの変化量を用いて計算するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、素子インピーダンスＺａｆを用いて空燃比センサ６４が被水しているか否かを判定するものとしたが、これに代えて、素子インピーダンスＺａｆの逆数としての素子アドミタンスを用いて空燃比センサ６４が被水しているか否かを判定するものとしてもよい。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには、エンジン２２からの出力の被水時制限パワーＰｅｗによる制限を伴って走行するものとしたが、エンジン２２をアイドル運転したり停止したりしてモータＭＧ２からの動力だけによって走行するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには、ヒータ１１０に供給する電力の制限として、ヒータ１１０に供給する電力を所定電力に制限するものとしたが、この所定電力に値０が含まれるものとしてもよい。即ち、ヒータ１１０に供給する電力を停止するものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０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３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４６】
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３９ａ，３９ｂ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１１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３９ａ，３９ｂ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。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、動力分配統合機構３０にエンジン２２とモータＭＧ１と駆動軸とを接続すると共に駆動軸に減速ギヤ３５を介してモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやり取りをするバッテリ５０を備える構成としたが、走行用の動力を出力するエンジンと、動力を入出力するモータと、モータと電力のやり取りをするバッテリと、を備えるハイブリッド車であれば如何なる構成のハイブリッド車の形態としても構わない。また、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００４８】
ここで、実施例や変形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、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、空燃比センサ６４や空燃比センサ６４を制御するエンジンＥＣＵ２４が「空燃比検出手段」に相当し、被水判定時間ｔｒｅｆ以上の時間に亘って空燃比センサ６４の素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上となったときに空燃比センサ６４が被水していると判定する図４の被水判定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が「異常判定手段」に相当し、空燃比センサ６４が被水していると判定されないときには、要求トルクＴｒ＊に基づいて設定されるエンジン２２の仮要求パワーＰｅｔｍｐをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に設定し、設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルク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＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信し、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには、エンジン２２の仮要求パワーＰｅｔｍｐを被水時制限パワーＰｅｗで制限して要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルク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＊および目標トルクＴｅ＊を設定してエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータ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と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン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、ヒータ１１０が「加温素子」に相当し、排気側電極１０６が「排気側電極」に相当し、大気側電極１０４が「大気側電極」に相当し、ジルコニア固体電解質１０２が「固体電解質」に相当し、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」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当する。
【００４９】
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、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。「空燃比検出手段」としては、空燃比センサ６４や空燃比センサ６４を制御するエンジンＥＣＵ２４に限定されるものではなく、内燃機関の排気系に配置され内燃機関の空燃比を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、被水判定時間ｔｒｅｆ以上の時間に亘って空燃比センサ６４の素子インピーダンスＺａｆが所定値Ｚｒｅｆ以上となったときに空燃比センサ６４が被水していると判定するものに限定されるものではなく、空燃比検出手段に用いられる検出素子の抵抗値に基づいて空燃比検出手段の被水による異常を判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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６４が被水していると判定されないときには、要求トルクＴｒ＊に基づいて設定されるエンジン２２の仮要求パワーＰｅｔｍｐをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に設定し、設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルク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、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときには、エンジン２２の仮要求パワーＰｅｔｍｐを被水時制限パワーＰｅｗで制限して要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルク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とを制御するものに限定されるものではなく、空燃比センサ６４が被水していると判定されたときにはエンジン２２をアイドル運転したり停止したりしてモータＭＧ２によるモータ走行をするものとするなど、異常判定手段により異常が判定されないときには内燃機関の出力制限を伴わずに走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、異常判定手段により異常が判定されたときには内燃機関の出力制限を伴って走行に要求される動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「加温素子」としては、ヒータ１１０に限定されるものではなく、電力の供給を受けて検出素子を加温可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「排気側電極」としては、排気側電極１０６に限定されるものではなく、内燃機関の排気系に配置されるものであれば如何なるものとしても構わない。「大気側電極」としては、大気側電極１０４に限定されるものではなく、外気に接する大気系に配置されるものであれば如何なるものとしても構わない。「固体電解質」としては、ジルコニア固体電解質１０２に限定されるものではなく、例えば、チタニアとするなど、排気側電極と大気側電極とに接するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、燃機関からの動力を用いて発電する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。「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作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。「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、電動機および発電機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形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。
【００５０】
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】
【００５１】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例としての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】空燃比センサ６４の構成の一例を示す構成図である。
【図３】限界電流Ｉａｆｍａｘと空燃比ＡＦとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】被水判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】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】素子インピーダンスＺａｆとセンサ温度Ｔａｆとの関係の一例を示す説明図である。
【図７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】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。
【図９】エンジン２２の運転を伴って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１０】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１１】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】
【００５３】
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、２４ｄ  タイマ、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、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、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、６２  浄化装置、６３  排気管、６４  空燃比センサ、６５  酸素センサ、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、９０  警告灯、１０２  ジルコニア固体電解質、１０４  大気側電極、１０６  排気側電極、１０８  拡散抵抗層、１１０  ヒータ、１１２  電圧印加回路、１１４  カバー、１２０  電圧センサ、１２２  電流センサ、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。
【図１】
2009073410.tif 000003
【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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