JP3783431B2 - ハイブリッド車の故障診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジン（例えば、ガソリンエンジン）を搭載した自動車においては、燃料タンク内の燃料の一部が蒸発して燃料ベーパ（蒸発燃料）となるが、この燃料ベーパをそのまま大気中に排出すると、大気汚染を招くとともに、燃料資源の逸失となる。そこで、通常、自動車には、燃料タンク内で発生した燃料ベーパを吸気通路に回収（導入）し、燃料として活用するために、蒸発燃料回収系統が設けられる。
【０００３】
かかる蒸発燃料回収系統においては、普通、燃料タンク内の上部空間部と吸気通路とを連通するパージ通路（蒸発燃料回収通路）が設けられ、該パージ通路に、燃料ベーパを吸着するキャニスタが介設されている。また、キャニスタには、先端が大気に開放された大気開放通路が設けられている。そして、キャニスタよりも吸気通路側のパージ通路には、該パージ通路を開閉するパージ弁が介設されている。かくして、燃料タンク内で発生した燃料ベーパは、まずキャニスタに吸着され、キャニスタに吸着された燃料ベーパは、パージ弁が開かれたときに、大気開放通路からキャニスタに導入された空気によってパージ通路を介して吸気通路にパージされる。
【０００４】
しかしながら、かかる蒸発燃料回収系統においては、パージ弁の作動不良あるいは、パージ通路の破損などといった異常ないしは故障が生じることがある。そこで、一般に蒸発燃料回収系統には、かかる異常ないしは故障の有無を診断する故障診断装置が設けられる。そして、かかる故障診断装置としては、吸気通路内の吸気負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、その圧力変化に基づいて蒸発燃料回収系統の異常ないしは故障の有無を判定するようにしたものが広く用いられている（例えば、特開平５−２５６２１４号公報参照）。
【０００５】
また、一般にエンジンにおいては、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の大気汚染物質が三元触媒等の排気ガス浄化触媒によって浄化されるようになっているが、かかる排気ガス浄化触媒は、高温化、触媒毒による被毒等により劣化して触媒活性が低下することがある。そこで、近年、排気ガス浄化触媒の劣化の有無を判定（診断）する故障診断装置、例えば触媒コンバータの上流側と下流側にそれぞれＯ2センサ（酸素センサ）を設け、両Ｏ2センサの検出値から求められる反転比に基づいて排気ガス浄化触媒の劣化の有無を判定するようにした故障診断装置が用いられている。なお、ここで「反転比」とは、一定時間内における、上流側Ｏ2センサのリッチ・リーンの反転回数Ａと、下流側Ｏ2センサのリッチ・リーンの反転回数Ｂとの比Ａ／Ｂで定義される数値である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、地球温暖化の防止等の観点から、自動車のＣＯ2排出量の削減が求められている。そこで、動力源として、エンジン（例えば、ガソリンエンジン）と電気モータとを用いて燃費性能を高めるようにしたハイブリッド車が注目を集めている。かかるハイブリッド車においては、エンジンは、比較的高効率状態で稼働するので、燃費性能が大幅に高められ、ひいてはＣＯ2排出量が大幅に削減される。
【０００７】
そして、かかるハイブリッド車においても、通常、燃料ベーパの大気中への放出を防止するために、普通のガソリンエンジン車と同様に蒸発燃料回収系統とその故障診断装置とが設けられる。しかしながら、ハイブリッド車においては、エンジンが停止されて電気モータのみで走行することが多いので、蒸発燃料回収系統に吸気負圧を導入して故障診断を行う場合、該故障診断を実行すべき時期ないしはタイミングを設定するのが困難であるといった問題がある。また、ハイブリッド車においては、前記のとおりエンジンを比較的高効率で稼働させる関係上、吸気負圧が発生しにくいので、蒸発燃料回収系統の故障診断がますますむずかしくなるといった問題がある。
【０００８】
また、ハイブリッド車においても排気ガス浄化触媒が設けられるが、この場合エンジンは、大半、低回転・高負荷領域で運転されるので、反転比による排気ガス浄化触媒の劣化の判定に適した運転状態、すなわち排気ガス量が中程度の状態となることが非常に少なく、なかなか故障診断を行うことができないといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常、さらには排気ガス浄化触媒の劣化を的確かつ容易に診断することができるハイブリッド車の故障診断装置を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の第１の態様にかかるハイブリッド車の故障診断装置は、（ａ）それぞれ駆動輪を駆動することができるエンジン（例えば、ガソリンエンジン）と電動式の駆動モータとが設けられ、車両運転状態（バッテリ充電状態を含む）に応じて駆動輪の駆動形態（駆動源）を変更しつつ走行するようになっているハイブリッド車の故障診断装置であって、（ｂ）燃料タンクと、該燃料タンクとエンジンの吸気通路とを連通する蒸発燃料回収通路（パージ通路）とを備えた蒸発燃料回収系統と、（ｃ）吸気通路内の負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の異常判定（故障診断）を行う異常判定手段と、（ｄ）車両運転開始後においてエンジンが燃料タンク内の燃料蒸発量が少ない最初のエンジン運転中に異常判定手段が蒸発燃料回収系統の異常判定を実行できるよう（蒸発燃料回収系統に負圧を導入できるよう）、エンジンを異常判定に適した吸気負圧の大きい所定の異常判定運転状態で運転させる異常判定制御手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
このハイブリッド車の故障診断装置によれば、基本的には燃費効率向上の観点から高負荷運転が行われ、蒸発燃料回収系統の故障診断に適した運転状態が得にくいハイブリッド車においても、エンジンの運転継続時間が比較的短く燃料タンク内の燃料の温度が高くなっていないため、燃料蒸発量が少なくかつ吸気負圧が大きい、蒸発燃料回収系統の故障診断に適した運転状態で、該故障診断を行うことができる。したがって、燃費性能を高めつつ、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を的確かつ容易に判定することができる。
【００１２】
上記ハイブリッド車の故障診断装置において、異常判定運転状態としては、例えば、エンジンが中回転・中負荷領域（吸気負圧が大きく、エンジンが安定する領域）で運転される状態があげられる。また、エンジン温度が所定の基準温度より高いときに実空燃比が目標空燃比となるよう、エンジンへの燃料供給量をフィードバック制御（Ｏ2フィードバック制御）する空燃比制御手段が設けられている場合は、異常判定運転状態として、空燃比制御手段によるフィードバック制御が実行可能な状態があげられる。この場合、ハイブリッド車のような制約の多い運転条件下でも、パージによる実空燃比の変動を抑制しつつ、蒸発燃料回収系統の故障診断をより的確に実行することができる。
【００１３】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジンが、車両高負荷運転時（例えば、急加速時、高速走行時等）又はバッテリ充電量減少時に運転されるようになっているのが好ましく、この運転時にはエンジンが高効率となるように（例えば、低回転・高負荷）制御されるのがより好ましい。このようにすれば、エンジンが運転される機会が少ないハイブリッド車であるのにもかかわらず、蒸発燃料回収系統の故障診断が確実に行われる。
【００１４】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジンが異常判定運転状態にある場合において車両高負荷運転が検出されたときには、吸気負圧を増大させる異常判定運転状態が維持（優先）されるのが好ましい。このようにすれば、エンジン出力を十分に確保することができ、かつ負圧発生モードが少ないのにもかかわらず、蒸発燃料回収系統の故障診断を確実に行うことができる。
【００１５】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、異常判定制御手段が、車両運転開始後において所定期間内（例えば、燃料蒸発量が少ないうち）にエンジンの運転を強制的に開始させて異常判定を行うようになっているのが好ましい。なお、上記所定期間は、外気温、車速等に応じて設定するのが好ましい。このようにすれば、燃料蒸発量が少ないときに蒸発燃料回収系統の故障診断を行うことができ、該故障診断の精度が高められる。
【００１６】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、異常判定制御手段が、車両運転中に車両高負荷運転が検出されたときにはエンジンに高効率運転を開始させる一方、車両高負荷運転が終了した場合でも、エンジン温度が上記所定の基準温度となるまでエンジンに運転を継続させて異常判定を行うようになっているのが好ましい。このようにすれば、エンジンの暖機運転を利用して、蒸発燃料回収系統の故障診断を行うことができる。
【００１７】
上記ハイブリッド車の故障診断装置において、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒と、該排気ガス浄化触媒の劣化判定を行う触媒劣化判定手段とが設けられている場合は、触媒劣化判定手段が、異常判定制御手段による蒸発燃料回収系統への負圧の導入が終了した後もエンジンに運転を継続させ、排気ガス浄化触媒の温度が所定温度以上となった後で劣化判定を行うようになっているのが好ましい。このようにすれば、蒸発燃料回収系統の故障診断を利用して、排気ガス浄化触媒の劣化診断を的確かつ容易に行うことができる。
【００１８】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジン出力を電力に変換することができるエンジンモータとバッテリとが設けられ、エンジンモータが、異常判定制御手段によって異常判定が行われているときに、エンジン出力を電力に変換してバッテリを充電するようになっているのが好ましい。このようにすれば、バッテリの充電が促進される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。まず、本発明にかかる故障診断装置を備えたハイブリッド車の概略構成を説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車Ｗには、その動力源として、エンジン１と駆動モータ２とが設けられている。ここで、エンジン１は、ガソリンを燃料として用いて駆動力（トルク）を生成するようになっている。また、駆動モータ２は、バッテリ３から供給される電力をエネルギ源として駆動力（トルク）を生成するようになっている。ここで、バッテリ３は、エンジン１により回転駆動されるエンジンモータ４によって適宜充電される。なお、エンジンモータ４は、エンジン１の起動時にはバッテリ３から通電されてエンジン１を起動（クランキング）する。
【００２１】
ここで、駆動モータ２及びエンジンモータ４は、いずれも通電されたときには回転してトルクを出力する一方、力学的に回転駆動されたときには発電する直流モータであり、したがって両者は本質的には同一の機能を有している。ただ、駆動モータ２は、主としてバッテリ３からの通電により該ハイブリッド車Ｗの駆動トルクを出力するために用いられる一方、従として減速時に発電（回生）してバッテリ３を充電するためにも用いられ、他方エンジンモータ４は、主としてエンジン１により回転駆動されて発電しバッテリ３を充電するために用いられる一方、従としてバッテリ３から通電されてエンジン駆動用トルクを出力するためにも用いられるのに過ぎない。
【００２２】
そして、このハイブリッド車Ｗにおいては、エンジン１の駆動力は、順に、トルクコンバータ５（Ｔ／Ｃ）と、クラッチ６と、自動変速機７（Ａ／Ｔ）と、差動機構８（ディファレンシャル装置）とを介して左右の駆動輪９、１０に伝達されるようになっている。なお、自動変速機７から差動機構８への駆動力の伝達は、ギヤトレイン１１の一部を介して行われる。
【００２３】
他方、駆動モータ２の駆動力は、ギヤトレイン１１と、差動機構８とを介して駆動輪９、１０に伝達されるようになっている。ここで、バッテリ３は、後で説明するように、エンジンモータ４又は駆動モータ２（回生時）によって充電される一方、駆動モータ２（場合によってはエンジンモータ４）に放電して該駆動モータ２を駆動するようになっているが、該電力制御（充電、放電の切り替えを含む）は、システムコントローラ１４（コンピュータ）によって制御される電力コントローラ１５によって行われるようになっている。
【００２４】
ここで、エンジン１の排気ガスは、排気通路１２を介して大気中に排出されるようになっている。そして、排気通路１２には、排気ガス中の大気汚染物質（例えば、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）を浄化するために、三元触媒を用いた触媒コンバータ１３が介設されている。
また、システムコントローラ１４は、ハイブリッド車Ｗの各種制御を行うようになっているが、このシステムコントローラ１４には、アクセルペダル１６の踏み込み量α（アクセル開度α）、ブレーキペダル１７の踏み込みの有無、車速Ｖ、エンジン水温Ｔｗ、バッテリの充電状態ないしはバッテリ電圧、吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度Ｔｖ、排気ガス中のＯ2濃度（実空燃比）等の各種制御情報が入力されるようになっている。
【００２５】
次に、エンジン１ないしはその付属装置の具体的な構成を説明する。
図２に示すように、エンジン１に燃料燃焼用の空気を供給するために吸気通路２０（吸気系統）が設けられ、この吸気通路２０には、大気中から空気を取り入れるために共通吸気通路２１が設けられている。この共通吸気通路２１には、吸入空気（吸気通路２０に導入された空気）の流れ方向（図２中では左向き）にみて、上流側から順に、吸入空気中のダスト等を除去するエアクリーナ２２と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２３と、吸入空気を絞るスロットル弁２４とが設けられている。そして、共通吸気通路２１の下流端は吸入空気の流れを安定させるサージタンク２５（容積部）に接続されている。
【００２６】
サージタンク２５には、エンジン１の各気筒（図示せず）にそれぞれ吸入空気を供給する複数（１つのみ図示）の独立吸気通路２６が接続され、各独立吸気通路２６にはそれぞれ、吸入空気中に燃料を噴射（供給）する燃料噴射弁２７が設けられている。また、エンジン１の排気ガスを排出する排気通路１２には、触媒コンバータ１３のやや上流側に配置される上流側Ｏ2センサ２８（酸素センサ）と、触媒コンバータ１３のやや下流側に配置される下流側Ｏ2センサ２９（酸素センサ）とが設けられている。
【００２７】
上流側Ｏ2センサ２８及び下流側Ｏ2センサ２９は、それぞれ、実空燃比（実際の空燃比）が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７、λ＝１）よりもリッチであるかリーンであるかによって出力（電圧）が大きく変化するセンサであって、例えば０〜１Ｖの出力範囲において、しきい電圧ＶＢ（概ね０.４Ｖ）を境として出力電圧が大きく変化する。なお、出力電圧が高い方がリッチであり、低い方がリーンである。
【００２８】
ここで、上流側Ｏ2センサ２８は、主として、実空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射弁２７からの燃料噴射量をフィードバック制御（Ｏ2フィードバック制御）するために用いられる。また、両Ｏ2センサ２８、２９は、後で詳しく説明するように、反転比に基づいて三元触媒（排気ガス浄化触媒）の劣化判定を行うために用いられる。なお、各Ｏ2センサ２８、２９には、それぞれ、活性温度を確保するための電気ヒータが内蔵されている。
【００２９】
以下、エンジン１の燃料噴射弁２７に燃料（ガソリン）を供給するための燃料供給系統の構成を説明する。この燃料供給系統には、燃料を貯留する燃料タンク３１が設けられ、この燃料タンク３１内の燃料は、燃料ポンプ３２によって、燃料供給通路３３を介して燃料噴射弁２７に供給されるようになっている。そして、燃料噴射弁２７で噴射されなかった余剰の燃料は、燃料還流通路３４を介して燃料タンク３１に戻されるようになっている。なお、燃料供給通路３３には燃料中の異物を除去する燃料フィルタ３５が介設され、また燃料還流通路３４には、吸気圧に応じて燃料の供給圧力を調整するプレッシャレギュレータ３６が介設されている。
【００３０】
以下、燃料タンク３１内で発生した燃料ベーパ（蒸発燃料）を吸気通路２０に回収（導入）して、燃料として活用するための蒸発燃料回収系統（蒸発燃料供給経路）を説明する。この蒸発燃料回収系統（燃料タンク３１を含む）には、燃料タンク３１の上部空間部とサージタンク２５（吸気通路２０）とを連通するパージ通路３７（蒸発燃料回収通路）が設けられ、このパージ通路３７には燃料ベーパを吸着するキャニスタ３８が介設されている。ここで、燃料ベーパの流れ方向（図２中では概ね右向き）にみて、キャニスタ３８より上流側のパージ通路３７（以下、これを「上流側パージ通路３７」という）には、燃料タンク３１内の圧力（以下、これを「タンク内圧」という）を検出する圧力センサ３９と、該上流側パージ通路３７を開閉する制御弁４０（ＰＣＴＶバルブ）とが設けられている。なお、上流側パージ通路３７の上流端近傍において燃料タンク３１内には、転倒時等において上流側パージ通路３７への液体燃料の流入を防止するためのロールオーバーバルブ４１が設けられている。他方、キャニスタ３８より下流側のパージ通路３７（以下、これを「下流側パージ通路３７」という）には、該下流側パージ通路３７を開閉するパージ弁４３（パージバルブ）が設けられている。
【００３１】
また、キャニスタ３８には、先端が大気に開放された大気開放通路４４が設けられている。そして、この大気開放通路４４には、キャニスタ側から先端側に向かって順に、該大気開放通路４４を開閉する大気開放弁４５（ＣＤＣＶバルブ）と、該大気開放通路４４を介してキャニスタ３８に導入される空気に含まれるダストを除去するエアフィルタ４６とが設けられている。
【００３２】
ところで、ハイブリッド車Ｗには、前記のとおり、駆動源として、エンジン１と駆動モータ２とが設けられ、これらの駆動形態（稼働形態）は、該ハイブリッド車Ｗの運転状態に応じて好ましく変更されるようになっているが、以下該ハイブリッド車Ｗにおける具体的な駆動形態を、適宜図３〜図８を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する駆動形態は単なる例示であって、本発明はかかる駆動形態に限定されるものでないのはもちろんである。
【００３３】
（１）発進時
図３に示すように、発進時には原則的に、クラッチ６が解放されてエンジン１が停止する一方、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給され、該駆動モータ２が力行する。このとき、駆動輪９、１０は、駆動モータ２のみによって駆動される。なお、エンジンモータ４は、エンジン１が停止し、かつバッテリ３から電力が供給されないので、何ら活動しない（停止する）。
【００３４】
但し、図４に示すように、急発進時には、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、クラッチ６が締結されかつエンジン１が起動されて高出力運転を行う。さらに、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００３５】
（２）エンジン起動時
図５に示すように、エンジン起動時には、クラッチ６が解放され、バッテリ３からエンジンモータ４に電力が供給され、エンジンモータ４が力行する。このとき、エンジンモータ４によってエンジン１が起動（クランキング）される。なお、駆動モータ２は停止している（但し、走行中にエンジン１が起動される場合は停止していない）。
【００３６】
（３）減速時
図６に示すように、減速時には、エンジン１は停止し、クラッチ６が解放される。このとき、駆動モータ２が駆動輪９、１０によって逆駆動され、駆動輪９、１０の駆動力が駆動モータ２に回生される。かくして、駆動モータ２は発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００３７】
（４）急加速時
急加速時には、前記の図４に示すように、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、エンジン１が高出力運転を行う。このとき、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００３８】
（５）定常走行時
低負荷での定常走行時には、前記の図３に示すように、原則的には、クラッチ６が解放されてエンジン１が停止する一方、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給され、駆動モータ２が力行する。このとき、駆動輪９、１０は、駆動モータ２のみによって駆動される。なお、エンジンモータ４は何ら活動しない。
但し、エンジン冷機時又はバッテリ充電量低下時には、クラッチ６が締結されてエンジン１は運転を行い、このときエンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００３９】
図７に示すように、中負荷での定常走行時には、エンジン１が高効率運転を行い、バッテリ３から駆動モータ２へは電力が供給されない。このとき、駆動輪９、１０は、エンジン１のみによって駆動され、駆動モータ２は無出力状態となる。なお、エンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００４０】
高負荷での定常走行時には、前記の図４に示すように、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、エンジン１が高出力運転を行う。このとき、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する（但し、運転状態により発電する場合もある）。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００４１】
（６）停車時
停車時には、原則的には、クラッチ６が解放されてエンジン１は停止し、かつ駆動モータ２も停止する（バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されない）。なお、エンジンモータ４は、エンジン１が停止し、かつバッテリ３から電力が供給されないので、何ら活動しない（停止する）。
但し、図８に示すように、エンジン冷機時又はバッテリ充電量低下時には、エンジン１は運転を行い、このときエンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００４２】
前記のとおり、エンジン１には、燃料タンク３１内で発生した燃料ベーパを吸気通路２０に回収するために蒸発燃料回収系統が設けられているが、以下この蒸発燃料回収系統における燃料ベーパの回収手順の一例を説明する。
この蒸発燃料回収系統においては、通常時は、制御弁４０と大気開放弁４５とが開かれる一方、パージ弁４３が閉じられる。このとき、燃料タンク３１の上部空間部（以下、これを「タンク空間部」という）は、基本的には、上流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気と連通する。かくして、燃料タンク３１内の燃料が蒸発（気化）するなどしてタンク内圧が高まると、該圧力によりタンク空間部内の燃料ベーパを含む空気は、順に、上流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気中に放出される。その際、燃料ベーパはキャニスタ３８に吸着（捕集）されるので、結局大気中へは空気のみが放出される。
【００４３】
そして、キャニスタ３８に適度な量（例えば、飽和吸着量の７０％程度）の燃料ベーパが吸着され、あるいは吸着されていると推測され、かつエンジン１が運転を行っているとき（燃料カット運転を含む）には、制御弁４０が閉じられる一方、パージ弁４３と大気開放弁４５とが開かれる。このとき、サージタンク２５は、下流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気と連通する。かくして、サージタンク２５内の負圧によって、大気中の空気が、順に、大気開放通路４４とキャニスタ３８と下流側パージ通路３７とを介してサージタンク２５に吸入される。その際、キャニスタ３８に吸着されている燃料ベーパがキャニスタ３８から離脱してサージタンク２５にパージされる。そして、サージタンク２５内にパージされた燃料ベーパは、この後エンジン１で燃料として活用される（燃焼する）。
【００４４】
ところで、この蒸発燃料回収系統においては、ときには各種弁４０、４３、４５の作動不良、あるいはパージ通路３７等の破損などといった故障ないしは異常が生じることがある。そこで、このハイブリッド車Ｗでは、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を判定（診断）するために、適宜故障診断を行うようになっている。以下、この故障診断手法を具体的に説明する。
【００４５】
まず、この蒸発燃料回収系統の故障診断の基本概念を説明する。この故障診断においては、基本的には、吸気通路２０（サージタンク２５）内の負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を判定するようにしている。以下、より具体的な故障診断手法を説明する。
図９に示すように、この故障診断は、パージ弁４３と大気開放弁４５とを開く一方、制御弁４０を閉じて燃料ベーパのパージを行っているときに実施するようにしている。すなわち、まずパージ中において、適当な時点ｔ1で、大気開放弁４５を閉じる一方、制御弁４０を開いて故障診断を開始する。なお、パージ弁４３は開いたままにしておく。
【００４６】
これにより、サージタンク２５内の負圧が蒸発燃料回収系統に導入され、タンク内圧が次第に低下する（負圧が高くなる）。そして、タンク内圧が所定の基準圧力（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ（水柱））まで低下し（時点ｔ2）、さらにタンク内圧が若干低下した時点ｔ3でパージ弁４３を閉じる。これにより、パージ弁４３よりも燃料タンク側の蒸発燃料回収系統は、大気とは遮断されて密閉状態となる。この後、タンク空間部内への負圧の伝播の遅れ等に起因して、圧力センサ３９によって検出されるタンク内圧は若干上昇する（戻る）。
【００４７】
ここで、タンク内圧の上記上昇がほぼ終了した時点ｔ4におけるタンク内圧を、第１タンク内圧値ＴＰ１として記憶する。そして、第１タンク内圧値ＴＰ１を検出した時点ｔ4から所定の測定時間（例えば、３０秒）を経過した時点ｔ5におけるタンク内圧を、第２タンク内圧値ＴＰ２として記憶する。また、この時点ｔ5で制御弁４０を閉じ、次に大気開放弁４５を開く。なお、パージ弁４３は閉じたままにしておく。この後、適当な時間が経過した時点ｔ6でパージ弁４３を開き、キャニスタ３８に吸着されている燃料ベーパのパージを再開する。
【００４８】
このような過程において、まず故障診断開始後にタンク内圧が実質的に上記基準圧力（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ）まで低下するのに要した時間、すなわち時点ｔ1から時点ｔ4までの経過時間（ｔ4−ｔ1）に基づいて、パージ通路３７の接続不良、大気開放弁４５の開固着（開きぱなし）等に起因する重度の漏れ故障（ラージリーク）の有無が判定される。すなわち、時間（ｔ4−ｔ1）が、予め設定された基準時間（例えば、３０秒）よりも長いときには、ラージリークがあるものと判定される。また、時点ｔ1以後においてタンク内圧が基準圧力まで低下しないときにも、ラージリークがあるものと判定される。なお、上記時間（ｔ4−ｔ1）を、（ｔ3−ｔ1）あるいは（ｔ2−ｔ1）としてもよい。
【００４９】
次に、第２タンク内圧値ＴＰ２と第１タンク内圧値ＴＰ１の差圧（ＴＰ２−ＴＰ１）、すなわち時点ｔ4から時点ｔ5までの期間（測定時間）におけるタンク内圧上昇度合いに基づいて、パージ通路３７の軽微な破損等に起因する軽度の漏れ故障（スモールリーク）の有無が判定される。すなわち、差圧（ＴＰ２−ＴＰ１）が、予め設定されたしきい値よりも大きいとき、例えば第２タンク内圧値ＴＰ２がＳＰ２よりも高いときには、パージ通路３７内の負圧を適正に維持することができないスモールリークがあるものと判定される。
なお、時点ｔ5から時点ｔ6までの期間においてタンク内圧上昇度合いが所定の基準値より大きいときには、制御弁４０が開固着（開きぱなし）しているものと判定される。
【００５０】
ところで、前記のとおり、触媒コンバータ１３内の三元触媒（排気ガス浄化触媒）は、高温化（熱劣化）、触媒毒による被毒等により劣化してその触媒活性が低下することがある。そこで、このハイブリッド車Ｗでは、三元触媒の劣化の有無ないしは劣化度合いを判定するための劣化診断（すなわち、故障診断）を行うようにしているが、以下この劣化診断の診断手法を説明する。
【００５１】
この三元触媒の劣化診断においては、エンジン１が劣化診断に適した所定の運転状態にあるとき、例えばエンジン１が中程度の排気ガス量（中排気ガス量）となるように運転され（すなわち、低回転・中負荷ないしは中回転・中負荷状態）、三元触媒の温度がその活性化温度以上であり、かつ空燃比（燃料噴射量）のＯ2フィードバック制御が行われているときに、上流側及び下流側の両Ｏ2センサ２８、２９によって検出される実空燃比（排気ガス中のＯ2濃度）の、一定期間内における反転比に基づいて、三元触媒の劣化の有無ないしは劣化度合いを判定するようにしている。なお、反転比とは、上記一定期間（以下、これを「反転比検出期間」という）内における、上流側Ｏ2センサ２８のリッチ・リーンの反転回数Ａと、下流側Ｏ2センサ２９の反転回数Ｂとの比Ａ／Ｂである。
【００５２】
図１０に示すように、空燃比（燃料噴射量）のＯ2フィードバック制御が行われているときには、両Ｏ2センサ２８、２９の出力は、それぞれ、反転比検出期間内においてリッチ・リーンの反転を繰り返すが、三元触媒が正常であれば、上流側Ｏ2センサ２８の反転回数Ａがかなり多いので、反転比（Ａ／Ｂ）は非常に大きな値となる。他方、三元触媒の劣化が進むにつれて、下流側Ｏ2センサ２９の反転回数Ｂが多くなるので反転比（Ａ／Ｂ）は次第に小さくなる。そこで、この実施の形態では、三元触媒の排気ガス浄化率が正常状態の６０％（これに限定されるものではない）にまで低下した場合に相当する反転比をしきい値（以下、これを「劣化判定しきい値」という）とし、実際の反転比がこの劣化判定しきい値より大きければ三元触媒は正常状態であると判定し、劣化判定しきい値以下であれば劣化状態であると判定するようにしている。
【００５３】
図１１に示すように、反転比と、三元触媒の排気ガス浄化率との関係は、三元触媒（触媒コンバータ１３）を通過する排気ガスの流量（排気ガス量）に応じてかなり異なったものとなる。なお、図１１中では、Ｚ１→Ｚ２→Ｚ３→Ｚ４の順で、排気ガス量が多くなっている。したがって、排気ガス浄化率が同一であっても、排気ガス量が多いときほど反転比（Ａ／Ｂ）が小さくなる。かくして、曲線Ｚ３あるいは曲線Ｚ４で示されるように、排気ガス量が比較的多い状態では、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する排気ガス浄化率の変化が極めて大きく、劣化判定しきい値を設定するのが極めてむずかしくなる。また、曲線Ｚ１で示されるように、排気ガス量が比較的少ない状態でも、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する浄化率の変化が極めて大きく、劣化判定しきい値を設定するのが極めてむずかしくなる。
【００５４】
これに対して、曲線Ｚ２で示されるように、排気ガス量が中程度のときは、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する排気ガス浄化率の変化が直線的でかつ緩やかであり、劣化判定しきい値を設定するのが極めて容易となる。このため、この実施の形態では、排気ガス量が中程度の状態に対応させて、劣化判定しきい値ＴＨＢを設定している。したがって、排気ガス量が中程度のとき、すなわちエンジン１が中回転・中負荷のときでなければ、三元触媒の劣化判定を正確に行うことが困難である。
【００５５】
ところで、このハイブリッド車Ｗでは、前記の蒸発燃料回収系統の異常診断及び三元触媒の劣化診断（以下では、これらを「故障診断」と総称する）はシステムコントローラ１４によって行われるが、以下、図１２〜図１８に示すフローチャートに従って、このシステムコントローラ１４による具体的な故障診断及びこれに付随する各種制御の制御手順を説明する。なお、システムコントローラ１４は、特許請求の範囲に記載された「異常判定手段」と「異常判定制御手段」と「空燃比制御手段」と「触媒劣化判定手段」とを含むハイブリッド車Ｗの総合的な制御装置である。
【００５６】
まず、図１２〜図１４を参照しつつ、該故障診断におけるメインルーチンである運転モード設定ルーチンの処理手順を説明する。
図１２〜図１４に示すように、この運転モード設定ルーチンでは、まずステップＳ１で、ハイブリッド車制御システムを起動するスタートスイッチがオンされたか否かが判定され、スタートスイッチがオンされていなければ（ＮＯ）、このステップＳ１が繰り返し実行される。すなわち、スタートスイッチがオンされるまで待機する。他方、ステップＳ１でスタートスイッチがオンされたと判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２で、アクセル開度α、バッテリ充電状態ないしはバッテリ電圧、車速Ｖ、エンジン水温、吸入空気量等の各種制御情報が入力される。
【００５７】
次に、ステップＳ３で、例えば図１９に示すような基本運転モードマップを用いて、ハイブリッド車Ｗの基本運転モードが設定される。
図１９に示すように、この基本運転モードマップでは、領域Ｒ1で示す低出力域（概ね、時速２０〜３０ｋｍ／時以下）では、クラッチ６が開放されてエンジン１が停止され、駆動輪９、１０は駆動モータ２のみによって駆動される。但し、バッテリ３の充電量が所定の基準値以下となったときには、エンジン１が運転される。そして、領域Ｒ2で示す中出力域では、クラッチ６が締結されてエンジン１が高効率モード（例えば、低回転・高負荷）で運転され、かつ駆動モータ２が通電され、駆動輪９、１０はエンジン１及び駆動モータ２によって駆動される。領域Ｒ3で示す高出力域では、クラッチ６が締結されてエンジン１が高出力モード（例えば、高回転・高負荷）で運転され、かつ駆動モータ２が通電され、駆動輪９、１０はエンジン１及び駆動モータ２によって強力に駆動される。
【００５８】
ここで、エンジン１は、高効率となるよう、スロットル開度と燃料噴射量と自動変速機７の変速段とを制御することにより、低回転・高負荷域で運転されるようになっている。なお、スタートスイッチがオンされたときには、所定期間は必ずエンジン１を運転し、エンジン１の始動性を向上させるようにしてもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ４で、故障モニタ（蒸発燃料回収系統及び三元触媒の故障診断プロセス）が終了しているか否か、すなわち後で説明するモニタ終了フラグＦｍｆが１であるか否かが判定される。そして、故障モニタが終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、この運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６０】
他方、ステップＳ４で、故障モニタが終了していないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ６でエンジンオンモードであるか否か、すなわち基本運転マップによればエンジン１を運転すべきモードであるか否かが判定される。ここで、エンジンオンモードであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７〜Ｓ９で、それぞれ、パージモニタフラグＦｐａｒｍが１であるか否かと、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐが１であるか否かと、触媒モニタフラグＦｃａｔｍが１であるか否かとが判定される。
【００６１】
ここで、パージモニタフラグＦｐａｒｍは、パージモニタ（蒸発燃料回収系統の故障診断プロセス）が開始されたときに１がセットされる一方、パージモニタ中にラージリーク判定が終了したときに０にリセットされるフラグである。触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐは、エンジン１が触媒温度上昇モードで運転されているときに１がセットされるフラグである。触媒モニタフラグＦｃａｔｍは、触媒モニタ（三元触媒の劣化診断プロセス）が実行されているときには１がセットされるフラグである。
【００６２】
ステップＳ７〜Ｓ９で、それぞれ、Ｆｐａｒｍ≠１、Ｆｃａｔｕｐ≠１、Ｆｃａｔｍ≠１であると判定された場合（ステップＳ７〜Ｓ９がすべてＮＯ）、すなわち今回から故障モニタを開始すべき場合は、まずステップＳ１０でエンジン１に水温上昇モード（エンジン温度上昇モード）が設定され、続いてステップＳ１１で水温上昇フラグＦｔｗｕｐに１がセットされる。この水温上昇フラグＦｔｗｕｐは、エンジン１に水温上昇モードが設定されているときに１がセットされるフラグである。この水温上昇モードでは、エンジン１が低回転・高負荷領域で運転される。
【００６３】
このようにエンジン１が水温上昇モードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１５経由でこのステップＳ１０が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。
【００６４】
なお、ステップＳ７でＦｐａｒｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでにパージモニタモードが設定されているので、後で説明するステップＳ１３にスキップしてパージモニタモードが継続される。また、ステップＳ８でＦｃａｔｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでに触媒温度上昇モードが設定されているので、後で説明するステップＳ２２にスキップして触媒温度上昇モードが継続される。さらに、ステップＳ９でＦｃａｔｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでに触媒モニタモードが設定されているので、後で説明するステップＳ２６にスキップして触媒モニタモードが継続される。
【００６５】
次に、ステップＳ１２で、エンジン水温（エンジン温度）が基準温度（所定値）以上であるか否かが判定される。この運転モード設定ルーチンでは、エンジン水温が基準温度より低いときには正確な故障モニタを行うことが困難であるので、故障モニタは実行しないようにしている。このステップＳ１２で、エンジン水温が基準温度より低いと判定された場合は（ＮＯ）、故障モニタを実施できる状態ではないので、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６６】
他方、ステップＳ１２でエンジン水温が基準温度以上であると判定された場合は（ＹＥＳ）、故障モニタが実行される。すなわち、まずステップＳ１３でハイブリッド車Ｗが車両高負荷運転モードであるか否かが判定され、車両高負荷運転モードであれば（ＹＥＳ）、さらにステップＳ１４でバッテリ充電量が基準充電量（所定値）より低いか否かが判定される。ここで、バッテリ充電量が基準充電量より低ければ（ＹＥＳ）、つまり車両高負荷運転時であってかつバッテリ充電量が低下（減少）しているときには、故障モニタを実行することは好ましくないので、故障モニタは中止される。この場合、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６７】
ステップＳ１３とステップＳ１４とで、車両高負荷運転時かつバッテリ充電量低下時ではないと判定された場合は（ステップＳ１３〜Ｓ１４の少なくとも一方がＮＯ）、故障モニタが実行される。まず、ステップＳ１９で、エンジン１にパージモニタ・ラージリークモードが設定される。このパージモニタ・ラージリークモードでは、エンジン１は、パージモニタに適した低回転・中負荷領域で運転され、十分な吸気負圧が発生させられる。そして、このようにエンジン１がパージモニタ・ラージリークモードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの基本運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないときには、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。なお、ハイブリッド車Ｗが低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）で走行している場合は、クラッチ６を締結（オン）し、自動変速機７を好ましく制御しつつ、てエンジン１と駆動モータ２とで駆動輪９、１０を駆動するようにしてもよい。
【００６８】
次に、ステップＳ２０で、ラージリーク判定が終了したか否かが判定され、終了していなければ（ＮＯ）、該ラージリーク判定を継続するために、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
他方、ステップＳ２０で、ラージリーク判定が終了したと判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２１でパージモニタフラグＦｐａｒｍが０にリセットされた後、ステップＳ２２以下で三元触媒の劣化診断が開始される。なお、ラージリーク判定の手順ないしは手法は前記のとおりである。
【００６９】
この三元触媒の劣化診断においては、まずステップＳ２２で、エンジン１に触媒温度上昇モードが設定される。このとき、パージモニタでは、スモールリーク判定が行われる。なお、スモールリーク判定の手順ないしは手法は前記のとおりである。このハイブリッド車Ｗでは、排気ガス量が中程度であり、三元触媒の温度（触媒温度）がその活性化温度以上であり、かつ空燃比のＯ2フィードバック制御が行われているときに三元触媒の劣化判定を行うようにしている。そこで、このように劣化診断が開始されたときには、まずステップＳ２２でエンジン１に、低回転・高負荷で運転する触媒温度上昇モードを設定して、触媒温度を高めるようにしている。
【００７０】
なお、このようにエンジン１が触媒温度上昇モードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１７経由でこのステップＳ２２が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。
【００７１】
次に、ステップＳ２３で、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐに１がセットされる。続いて、ステップＳ２４で触媒温度が推定される。ここで、触媒温度の推定は、例えば、スタートスイッチがオンされた後で最初にエンジン１が始動されたときのエンジン水温と、その後のエンジン運転時間の積算値あるいは吸入空気量の積算値とに基づいて、よく知られた方法で行われる。具体的には、例えば、上記エンジン水温の一次関数（正の相関）である値ａと、エンジン運転時間又は吸入空気量の積算値の一次関数（正の相関）である値ｂの和（ａ＋ｂ）等で触媒温度を推定することができる。なお、温度センサを用いて触媒温度を実測してもよい。
【００７２】
そして、ステップＳ２５で、ステップＳ２４で推定された触媒温度が所定値以上であるか否かが判定される。この所定値は、三元触媒の活性化温度付近に設定される。このステップＳ２５で、触媒温度が所定値未満であると判定された場合は（ＮＯ）、まだ三元触媒の劣化判定を実施できる状態になっていないので、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７３】
他方、ステップＳ２５で、触媒温度が所定値以上であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２６で、エンジン１に触媒モニタモードが設定され、続いてステップＳ２７で触媒モニタフラグＦｃａｔｍに１がセットされる。この触媒モニタモードでは、エンジン１は、三元触媒の劣化判定に適した中程度の排気ガス量となる低回転・中負荷領域（ないしは、中回転・中負荷領域）で運転される。そして、このようにエンジン１が触媒モニタモードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの基本運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１８を経由してこのステップＳ２６が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。なお、ハイブリッド車Ｗが低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）で走行している場合は、クラッチ６を締結（オン）し、自動変速機７を好ましく制御しつつ、てエンジン１と駆動モータ２とで駆動輪９、１０を駆動するようにしてもよい。この後、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７４】
ところで、前記のステップＳ６で、エンジンオンモードでないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５〜Ｓ１８で、それぞれ、水温上昇フラグＦｔｗｕｐが１であるか否かと、パージモニタフラグＦｐａｒｍが１であるか否かと、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐが１であるか否かと、触媒モニタフラグＦｃａｔｍが１であるか否かとが判定される。
【００７５】
ステップＳ１５〜Ｓ１８で、それぞれ、Ｆｔｗｕｐ≠１、Ｆｐａｒｍ≠１、Ｆｃａｔｕｐ≠１、Ｆｃａｔｍ≠１であると判定された場合（ステップＳ１５〜Ｓ１８がすべてＮＯ）、すなわち故障モニタは終了していないものの該故障モニタを実行するとができない状態にある場合は、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７６】
ステップＳ１５で、Ｆｔｗｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに水温上昇モードとなっっているので、ステップＳ１０にスキップして水温上昇モードが続行される。
ステップＳ１６で、Ｆｐａｒｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでにパージモニタモードとなっているので、ステップＳ１３にスキップしてパージモニタモードが続行される。
ステップＳ１７で、Ｆｃａｔｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに触媒温度上昇モードとなっっているので、ステップＳ２２にスキップして触媒温度上昇モードが続行される。
ステップＳ１８で、Ｆｃａｔｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに触媒モニタモードとなっっているので、ステップＳ２６にスキップして触媒モニタモードが続行される。
【００７７】
つまり、ステップＳ１５〜Ｓ１８のいずれかでＹＥＳとなった場合は、基本運転マップではエンジン１の運転が停止されるべき状態にあるのにもかかわらず、そのステップに該当するモニタを継続するために（途中で放棄しないよう）、前記のそれぞれのステップにスキップして、エンジン１の運転が継続される。これにより、各モニタの精度が高められる。
【００７８】
図２０に、この運転モード設定ルーチンが実行された場合における、車速（車両負荷）及びエンジン負荷の時間に対する変化特性の一例を示す。なお、この例では、蒸発燃料回収系統への負圧導入時間は概ね２０〜３０秒であり、触媒モニタに要する時間は概ね２〜３分である。
図２０において、グラフＨ1は車速を示し、グラフＨ2は時刻ｔ10で故障モニタが開始された場合におけるエンジン負荷を示し、グラフＨ3は故障モニタが行われない場合におけるエンジン負荷を示している
【００７９】
以下、図１５〜図１８を参照しつつ、エンジン１の燃料噴射と蒸発燃料回収系統及び三元触媒の故障診断とを制御するエンジン制御ルーチンの処理手順を説明する。なお、このエンジン制御ルーチンは、所定のクランク角となる毎に実行される。
図１５〜図１８に示すように、このエンジン制御ルーチンでは、まずステップＳ３１で、吸入空気量Ｑａ、エンジン水温Ｔｗ、実空燃比Ａ／Ｆ等の各種データ（制御情報）が入力される。
【００８０】
次に、ステップＳ３２で今回設定すべき運転モードが読み込まれ、続いてステップＳ３３でエンジン１が運転中であるか否かが判定される。なお、エンジン１の始動時には、制御弁４０及びパージ弁４３は閉じられ、大気開放弁４５は開かれる。そして、ステップＳ３３でエンジン１が運転中でないと判定された場合は（ＮＯ）、エンジン１を制御する必要がないので今回のルーチンは終了する。
【００８１】
ステップＳ３３でエンジン１が運転中、あるいはエンジン運転指令入力中であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ３４とステップＳ３５とで、それぞれ、高効率モード（例えば、低回転・高負荷モード）が設定されているか否かと、触媒温度上昇モードが設定されているか否かとが判定される。
そして、高効率モードが設定されていなければ（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ４１〜Ｓ５３（以下、これを便宜上「パージモニタルーチン」という）が実行される。なお、このパージモニタルーチンのステップＳ４５で、パージモニタラージリークモードでないと判定された場合は、ステップＳ６８〜Ｓ７７（以下、これを便宜上「触媒モニタルーチン」という）が実行される。また、高効率モードが設定されかつ触媒温度上昇モードが設定されていれば（ステップＳ３４及びステップＳ３５の両方でＹＥＳ）、ステップＳ５４〜Ｓ６７（以下、これを便宜上「触媒温度上昇ルーチン」という）が実行される。いずれでもなければ（ステップＳ３４でＹＥＳ、ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３６〜Ｓ４０（以下、これを便宜上「基本運転ルーチン」という）が実行される。
【００８２】
以下、基本運転ルーチン（ステップＳ３６〜Ｓ４０）を説明する。この基本運転ルーチンでは、まずステップＳ３６でエンジン１に高効率モードが設定される。すなわち、低回転・高負荷となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度は、所定開度ＴＶ1に設定される。また、燃料噴射量は、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、実空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７）となるように設定される。具体的には、例えば、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて算出される基本噴射量（ｋ・Ｑａ／Ｎｅ）と、空燃比偏差（実空燃比−目標空燃比）に比例するフィードバック補正量とを加算して最終的な燃料噴射量（実際の燃料噴射量）を設定する。
【００８３】
そして、ステップＳ３７でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ３８で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ３８が繰り返し実行され（噴射時期となるまで待機し）、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ３９で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００８４】
次に、ステップＳ４０でパージ弁４３の開度が設定され、今回のルーチンが終了する。なお、パージ弁４３の開度は、空燃比が理論空燃比となるように、すなわち空燃比が変動しないように、フィードバック補正量に基づいて好ましく設定される。
【００８５】
以下、パージモニタルーチン（ステップＳ４１〜Ｓ５３）を説明する。このパージモニタルーチンでは、まずステップＳ４１で、十分な吸気負圧が得られるよう、エンジン１に低回転・中負荷モード（少なくとも、中負荷モード）が設定される。すなわち、エンジン１が低回転・中負荷状態となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度は、基本運転ルーチンのスロットル開度ＴＶ1よりは小さい所定の開度ＴＶ2に設定される。なお、燃料噴射量の設定方法は基本運転ルーチンの場合と同様である。
【００８６】
そして、ステップＳ４２でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ４３で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ４３が繰り返し実行され、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ４４で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００８７】
次に、ステップＳ４５で、パージモニタ・ラージリークモードであるか否かが判定され、パージモニタ・ラージリークモードでなければ（ＮＯ）、すなわちラージリーク判定が終了していれば、後で説明する触媒モニタルーチン（ステップＳ６８〜Ｓ７７）が実行される。他方、ステップＳ４５でパージモニタ・ラージリークモードであると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ４６〜Ｓ５３でラージリーク判定が行われる。まず、ステップＳ４６でタンク内圧Ｐが検出され、ステップＳ４７で制御弁４０（ＴＰＣＶ弁）及びパージ弁４３が開かれる一方、大気開放弁４５が閉じられる。つまり、蒸発燃料回収系統に吸気負圧が導入される。
【００８８】
そして、ステップＳ４８で、第１タイマカウンタＴ1が１だけインクリメントされる。この第１タイマカウンタＴ1は、蒸発燃料回収系統に吸気負圧が導入された時点からタンク内圧Ｐが実質的に基準圧力Ｐ10（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ）まで低下するまでの経過時間をカウントするためのタイマカウンタである。
【００８９】
次に、ステップＳ４９で、第１タイマカウンタＴ1のカウント値が基準時間Ｔ10（例えば、３０秒）以上であるか否かが判定される。ここで、Ｔ1≧Ｔ10であれば（ＹＥＳ）、すなわち蒸発燃料回収系統内の圧力がなかなか下がらない場合は、ステップＳ５３でラージリークがあるものと判定（異常判定）され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ５２でラージリーク判定終了フラグがセットされる。
【００９０】
ステップＳ４９で、Ｔ1＜Ｔ10であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ５０でタンク内圧Ｐが基準圧力Ｐ10以上であるか否かが判定され、Ｐ≧Ｐ10であれば（ＹＥＳ）、まだタンク内圧Ｐが基準圧力Ｐ10まで低下していないので、今回のルーチンは終了する（エンジン制御が続行される）。他方、ステップＳ５０で、Ｐ＞Ｐ10であると判定された場合は（ＮＯ）、タンク内圧Ｐが基準時間Ｔ10内に基準圧力Ｐ10より低くなっているので、ステップＳ５１でラージリークはないものと判定（正常判定）される。この後、ステップＳ５２でラージリーク判定終了フラグがセットされる。
【００９１】
以下、触媒温度上昇ルーチン（ステップＳ５４〜Ｓ６７）を説明する。なお、この触媒温度上昇ルーチンでは、蒸発燃料回収系統のスモールリーク判定が行われる。この触媒温度上昇ルーチンでは、まずステップＳ５４で、エンジン１に高効率モードが設定される。すなわち、エンジン１が低回転・高負荷状態となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度及び燃料噴射量の設定方法は、基本運転ルーチンの場合と同様である。
【００９２】
そして、ステップＳ５５でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ５６で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ５６が繰り返し実行され、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ５７で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００９３】
次に、ステップＳ５８で、パージ弁４３が閉じられる、なお、制御弁４０（ＴＰＣＶ弁）は開かれたままであり、大気開放弁４５は閉じられたままである。つまり、パージ弁４３より燃料タンク側の蒸発燃料回収系統が大気と遮断されて密閉される。続いて、ステップＳ５９で、スモールリークフラグＦS/Lが１であるか否かが判定される。このスモールリークフラグＦS/Lはスモールリーク判定プロセスが開始されたときに１がセットされ、スモールリーク判定が終了したときに０にリセットされるフラグである。
【００９４】
ステップＳ５９で、ＦS/L≠１であると判定された場合（ＮＯ）、すなわち今回からスモールリーク判定プロセスが開始される場合は、ステップＳ６０で現時点のタンク内圧Ｐが初期圧Ｐ2として記憶される。なお、ＦS/L＝１であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６０をスキップする。
【００９５】
次に、ステップＳ６１で、スモールリークフラグＦS/Lに１がセットされ、続いてステップＳ６２で第２タイマカウンタＴ2が１だけインクリメントされる。この第２タイマカウンタＴ2は、蒸発燃料回収系統のスモールリーク判定を行うべき一定の測定時間Ｔ20（例えば、３０秒）をカウントするためのタイマカウンタである。
【００９６】
次に、ステップＳ６３で、第２タイマカウンタＴ2のカウント値が上記測定時間Ｔ20以上であるか否かが判定される。ここで、Ｔ2＜Ｔ20であれば（ＮＯ）、まだ測定時間Ｔ20が経過していないので、今回のルーチンを終了する（エンジン制御を続行する）。他方、ステップＳ６３でＴ2≧Ｔ20であると判定された場合は（ＹＥＳ）、スモールリークの有無の判定を下すべき時点に達しているので、ステップＳ６４で、現時点におけるタンク内圧Ｐと前記の初期圧Ｐ2の差圧（Ｐ−Ｐ2）がしきい値ΔＰ20以上であるか否かが判定される。ここで、（Ｐ−Ｐ2）＜ΔＰ20であれば（ＮＯ）、蒸発燃料回収系統内の負圧は維持されているので、ステップＳ６５でスモールリークはないものと判定（正常判定）される。この後、ステップＳ６７でスモールリークフラグＦS/Lが０にリセットされる。
【００９７】
他方、ステップＳ６４で、（Ｐ−Ｐ2）≧ΔＰ20であると判定された場合は（ＹＥＳ）、蒸発燃料回収系統に空気が漏れ込んでいるので、スモールリークがあるものと判定（異常判定）され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ６７でスモールリークフラグＦS/Lが０にリセットされる。
【００９８】
以下、触媒モニタルーチン（ステップＳ６８〜Ｓ７７）を説明する。この触媒モニタルーチンでは、まずステップＳ６８で、触媒モニタ条件が成立しているか否かが判定される。ここで、触媒モニタ条件としては、例えば、両Ｏ2センサ２８、２９が活性化されていること、エンジン水温Ｔｗが所定値以上であること、蒸発燃料回収系統に故障がないことなどがあげられる。そして、触媒モニタ条件が成立していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６９で上流側Ｏ2センサ２８の反転比検出期間内におけるリッチ・リーンの反転回数Ａがカウントされ、続いてステップＳ７０で下流側Ｏ2センサ２９の反転比検出期間内におけるリッチ・リーンの反転回数Ｂがカウントされる。
【００９９】
次に、ステップＳ７１で、上流側Ｏ2センサ２８の反転回数Ａが所定の基準値Ａ0以上であるか否かが判定される。なお、基準値Ａ0は、例えば、カウント時間が反転比検出期間に一致するような値に設定される。そして、ステップＳ７１でＡ＜Ａ0であると判定された場合は（ＮＯ）、まだ反転比を算出することができないので、ステップＳ７７にスキップしてスモールリークフラグＦS/Lが１であるか否かが判定される。ここで、ＦS/L≠１であれば（ＮＯ）、今回のルーチンを終了する。他方、ＦS/L≠１であれば（ＹＥＳ）、触媒温度上昇ルーチンのステップＳ５８にスキップする。これは、触媒温度上昇モード開始後、短時間でこのモードが終了したときでも、スモールリーク判定プロセスが終了していなければ該スモールリーク判定を継続させるためである。
【０１００】
他方、ステップＳ７１でＡ≧Ａ0であると判定された場合は（ＹＥＳ）、反転比を算出することが可能な状態となっているので、ステップＳ７２で反転比ＨＲ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。続いて、ステップＳ７３で、反転比ＨＲが所定値（劣化判定しきい値）以上であるか否かが判定される。ここで、反転比ＨＲが所定値以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７４で三元触媒が正常であると判定される。他方、ステップＳ７３で、反転比ＨＲが所定値未満であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ７５で三元触媒が異常であると判定され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ７６で判定終了フラグＦｍｆに１がセットされ、今回のルーチンを終了する。なお、判定終了フラグＦｍｆは、触媒モニタが終了したときに１がセットされるフラグである。
【０１０１】
この実施の形態においては、蒸発燃料回収系統の異常判定を、車両運転開始後において、エンジン１が最初に運転される際にこの運転期間中に実行できるようにしている。しかしながら、このようにせず、車両運転開始後にエンジン１の暖機運転を実行し（エンジン水温が所定温度以上となるまでエンジン１を運転させる）、所定の短い時間だけエンジン１を停止させた後、エンジン１を強制始動させて、蒸発燃料回収系統の異常判定を実行するようにしてもよい。
【０１０２】
なお、この実施の形態のハイブリッド車Ｗはクラッチ６を有し、車両走行状態に応じてクラッチ６を接続・解放（遮断）制御するようにしているが、このようにせず、エンジン１と駆動モータ２とを直結するか、あるいは変速機構を介して直結するように構成したハイブリッド車においても、この実施の形態の故障診断装置は適応可能である。
【０１０３】
以上、この故障診断手法によれば、ハイブリッド車Ｗないしはエンジン１の燃費性能を大幅に高めつつ、蒸発燃料回収系統の異常及び三元触媒（排気ガス浄化触媒）の劣化を的確かつ容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車の概略構成を示す模式図である。
【図２】 図１に示すハイブリッド車のエンジン及びその燃料系統のシステム構成図である。
【図３】 図１に示すハイブリッド車の発進時又は低負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図４】 図１に示すハイブリッド車の急発進時、急加速時又は高負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図５】 図１に示すハイブリッド車のエンジン起動時における駆動形態を示す模式図である。
【図６】 図１に示すハイブリッド車の減速時における駆動形態を示す模式図である。
【図７】 図１に示すハイブリッド車の中負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図８】 図１に示すハイブリッド車の停車充電時における駆動形態を示す模式図である。
【図９】 蒸発燃料回収系統の故障診断時における各種状態を示すタイムチャートである。
【図１０】 Ｏ2センサの出力反転の様子を示す図である。
【図１１】 出力反転回数比と浄化率との関係の、排気ガス量に対する依存性を示す図である。
【図１２】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１３】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１４】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１５】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１６】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１７】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１８】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１９】 基本運転モードの、車速及びアクセル開度に対する特性を示す図である。
【図２０】 故障モニタを行った場合における車速及びエンジン負荷の時間に対する変化特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｗ…ハイブリッド車、１…エンジン、２…駆動モータ、３…バッテリ、４…エンジンモータ、５…トルクコンバータ、６…クラッチ、７…自動変速機、８…差動機構、９…左側の駆動輪、１０…右側の駆動輪、１１…ギヤトレイン、１２…排気通路、１３…触媒コンバータ、１４…システムコントローラ、１５…電力コントローラ、１６…アクセルペダル、１７…ブレーキペダル、２０…吸気通路、２１…共通吸気通路、２２…エアクリーナ、２３…エアフローセンサ、２４…スロットル弁、２５…サージタンク、２６…独立吸気通路、２７…燃料噴射弁、２８…上流側Ｏ2センサ、２９…下流側Ｏ2センサ、３１…燃料タンク、３２…燃料ポンプ、３３…燃料供給通路、３４…燃料還流通路、３５…燃料フィルタ、３６…プレッシャレギュレータ、３７…パージ通路、３８…キャニスタ、３９…圧力センサ、４０…制御弁、４１…ロールオーバーバルブ、４３…パージ弁、４４…大気開放通路、４５…大気開放弁、４６…エアフィルタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジン（例えば、ガソリンエンジン）を搭載した自動車においては、燃料タンク内の燃料の一部が蒸発して燃料ベーパ（蒸発燃料）となるが、この燃料ベーパをそのまま大気中に排出すると、大気汚染を招くとともに、燃料資源の逸失となる。そこで、通常、自動車には、燃料タンク内で発生した燃料ベーパを吸気通路に回収（導入）し、燃料として活用するために、蒸発燃料回収系統が設けられる。
【０００３】
かかる蒸発燃料回収系統においては、普通、燃料タンク内の上部空間部と吸気通路とを連通するパージ通路（蒸発燃料回収通路）が設けられ、該パージ通路に、燃料ベーパを吸着するキャニスタが介設されている。また、キャニスタには、先端が大気に開放された大気開放通路が設けられている。そして、キャニスタよりも吸気通路側のパージ通路には、該パージ通路を開閉するパージ弁が介設されている。かくして、燃料タンク内で発生した燃料ベーパは、まずキャニスタに吸着され、キャニスタに吸着された燃料ベーパは、パージ弁が開かれたときに、大気開放通路からキャニスタに導入された空気によってパージ通路を介して吸気通路にパージされる。
【０００４】
しかしながら、かかる蒸発燃料回収系統においては、パージ弁の作動不良あるいは、パージ通路の破損などといった異常ないしは故障が生じることがある。そこで、一般に蒸発燃料回収系統には、かかる異常ないしは故障の有無を診断する故障診断装置が設けられる。そして、かかる故障診断装置としては、吸気通路内の吸気負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、その圧力変化に基づいて蒸発燃料回収系統の異常ないしは故障の有無を判定するようにしたものが広く用いられている（例えば、特開平５−２５６２１４号公報参照）。
【０００５】
また、一般にエンジンにおいては、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の大気汚染物質が三元触媒等の排気ガス浄化触媒によって浄化されるようになっているが、かかる排気ガス浄化触媒は、高温化、触媒毒による被毒等により劣化して触媒活性が低下することがある。そこで、近年、排気ガス浄化触媒の劣化の有無を判定（診断）する故障診断装置、例えば触媒コンバータの上流側と下流側にそれぞれＯ2センサ（酸素センサ）を設け、両Ｏ2センサの検出値から求められる反転比に基づいて排気ガス浄化触媒の劣化の有無を判定するようにした故障診断装置が用いられている。なお、ここで「反転比」とは、一定時間内における、上流側Ｏ2センサのリッチ・リーンの反転回数Ａと、下流側Ｏ2センサのリッチ・リーンの反転回数Ｂとの比Ａ／Ｂで定義される数値である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、地球温暖化の防止等の観点から、自動車のＣＯ2排出量の削減が求められている。そこで、動力源として、エンジン（例えば、ガソリンエンジン）と電気モータとを用いて燃費性能を高めるようにしたハイブリッド車が注目を集めている。かかるハイブリッド車においては、エンジンは、比較的高効率状態で稼働するので、燃費性能が大幅に高められ、ひいてはＣＯ2排出量が大幅に削減される。
【０００７】
そして、かかるハイブリッド車においても、通常、燃料ベーパの大気中への放出を防止するために、普通のガソリンエンジン車と同様に蒸発燃料回収系統とその故障診断装置とが設けられる。しかしながら、ハイブリッド車においては、エンジンが停止されて電気モータのみで走行することが多いので、蒸発燃料回収系統に吸気負圧を導入して故障診断を行う場合、該故障診断を実行すべき時期ないしはタイミングを設定するのが困難であるといった問題がある。また、ハイブリッド車においては、前記のとおりエンジンを比較的高効率で稼働させる関係上、吸気負圧が発生しにくいので、蒸発燃料回収系統の故障診断がますますむずかしくなるといった問題がある。
【０００８】
また、ハイブリッド車においても排気ガス浄化触媒が設けられるが、この場合エンジンは、大半、低回転・高負荷領域で運転されるので、反転比による排気ガス浄化触媒の劣化の判定に適した運転状態、すなわち排気ガス量が中程度の状態となることが非常に少なく、なかなか故障診断を行うことができないといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常、さらには排気ガス浄化触媒の劣化を的確かつ容易に診断することができるハイブリッド車の故障診断装置を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の第１の態様にかかるハイブリッド車の故障診断装置は、（ａ）それぞれ駆動輪を駆動することができるエンジン（例えば、ガソリンエンジン）と電動式の駆動モータとが設けられ、車両運転状態（バッテリ充電状態を含む）に応じて駆動輪の駆動形態（駆動源）を変更しつつ走行するようになっているハイブリッド車の故障診断装置であって、（ｂ）燃料タンクと、該燃料タンクとエンジンの吸気通路とを連通する蒸発燃料回収通路（パージ通路）とを備えた蒸発燃料回収系統と、（ｃ）吸気通路内の負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の異常判定（故障診断）を行う異常判定手段と、（ｄ）車両運転開始後においてエンジンが燃料タンク内の燃料蒸発量が少ない最初のエンジン運転中に異常判定手段が蒸発燃料回収系統の異常判定を実行できるよう（蒸発燃料回収系統に負圧を導入できるよう）、エンジンを異常判定に適した吸気負圧の大きい所定の異常判定運転状態で運転させる異常判定制御手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
このハイブリッド車の故障診断装置によれば、基本的には燃費効率向上の観点から高負荷運転が行われ、蒸発燃料回収系統の故障診断に適した運転状態が得にくいハイブリッド車においても、エンジンの運転継続時間が比較的短く燃料タンク内の燃料の温度が高くなっていないため、燃料蒸発量が少なくかつ吸気負圧が大きい、蒸発燃料回収系統の故障診断に適した運転状態で、該故障診断を行うことができる。したがって、燃費性能を高めつつ、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を的確かつ容易に判定することができる。
【００１２】
上記ハイブリッド車の故障診断装置において、異常判定運転状態としては、例えば、エンジンが中回転・中負荷領域（吸気負圧が大きく、エンジンが安定する領域）で運転される状態があげられる。また、エンジン温度が所定の基準温度より高いときに実空燃比が目標空燃比となるよう、エンジンへの燃料供給量をフィードバック制御（Ｏ2フィードバック制御）する空燃比制御手段が設けられている場合は、異常判定運転状態として、空燃比制御手段によるフィードバック制御が実行可能な状態があげられる。この場合、ハイブリッド車のような制約の多い運転条件下でも、パージによる実空燃比の変動を抑制しつつ、蒸発燃料回収系統の故障診断をより的確に実行することができる。
【００１３】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジンが、車両高負荷運転時（例えば、急加速時、高速走行時等）又はバッテリ充電量減少時に運転されるようになっているのが好ましく、この運転時にはエンジンが高効率となるように（例えば、低回転・高負荷）制御されるのがより好ましい。このようにすれば、エンジンが運転される機会が少ないハイブリッド車であるのにもかかわらず、蒸発燃料回収系統の故障診断が確実に行われる。
【００１４】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジンが異常判定運転状態にある場合において車両高負荷運転が検出されたときには、吸気負圧を増大させる異常判定運転状態が維持（優先）されるのが好ましい。このようにすれば、エンジン出力を十分に確保することができ、かつ負圧発生モードが少ないのにもかかわらず、蒸発燃料回収系統の故障診断を確実に行うことができる。
【００１５】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、異常判定制御手段が、車両運転開始後において所定期間内（例えば、燃料蒸発量が少ないうち）にエンジンの運転を強制的に開始させて異常判定を行うようになっているのが好ましい。なお、上記所定期間は、外気温、車速等に応じて設定するのが好ましい。このようにすれば、燃料蒸発量が少ないときに蒸発燃料回収系統の故障診断を行うことができ、該故障診断の精度が高められる。
【００１６】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、異常判定制御手段が、車両運転中に車両高負荷運転が検出されたときにはエンジンに高効率運転を開始させる一方、車両高負荷運転が終了した場合でも、エンジン温度が上記所定の基準温度となるまでエンジンに運転を継続させて異常判定を行うようになっているのが好ましい。このようにすれば、エンジンの暖機運転を利用して、蒸発燃料回収系統の故障診断を行うことができる。
【００１７】
上記ハイブリッド車の故障診断装置において、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒と、該排気ガス浄化触媒の劣化判定を行う触媒劣化判定手段とが設けられている場合は、触媒劣化判定手段が、異常判定制御手段による蒸発燃料回収系統への負圧の導入が終了した後もエンジンに運転を継続させ、排気ガス浄化触媒の温度が所定温度以上となった後で劣化判定を行うようになっているのが好ましい。このようにすれば、蒸発燃料回収系統の故障診断を利用して、排気ガス浄化触媒の劣化診断を的確かつ容易に行うことができる。
【００１８】
上記ハイブリッド車の故障診断装置においては、エンジン出力を電力に変換することができるエンジンモータとバッテリとが設けられ、エンジンモータが、異常判定制御手段によって異常判定が行われているときに、エンジン出力を電力に変換してバッテリを充電するようになっているのが好ましい。このようにすれば、バッテリの充電が促進される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。まず、本発明にかかる故障診断装置を備えたハイブリッド車の概略構成を説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車Ｗには、その動力源として、エンジン１と駆動モータ２とが設けられている。ここで、エンジン１は、ガソリンを燃料として用いて駆動力（トルク）を生成するようになっている。また、駆動モータ２は、バッテリ３から供給される電力をエネルギ源として駆動力（トルク）を生成するようになっている。ここで、バッテリ３は、エンジン１により回転駆動されるエンジンモータ４によって適宜充電される。なお、エンジンモータ４は、エンジン１の起動時にはバッテリ３から通電されてエンジン１を起動（クランキング）する。
【００２１】
ここで、駆動モータ２及びエンジンモータ４は、いずれも通電されたときには回転してトルクを出力する一方、力学的に回転駆動されたときには発電する直流モータであり、したがって両者は本質的には同一の機能を有している。ただ、駆動モータ２は、主としてバッテリ３からの通電により該ハイブリッド車Ｗの駆動トルクを出力するために用いられる一方、従として減速時に発電（回生）してバッテリ３を充電するためにも用いられ、他方エンジンモータ４は、主としてエンジン１により回転駆動されて発電しバッテリ３を充電するために用いられる一方、従としてバッテリ３から通電されてエンジン駆動用トルクを出力するためにも用いられるのに過ぎない。
【００２２】
そして、このハイブリッド車Ｗにおいては、エンジン１の駆動力は、順に、トルクコンバータ５（Ｔ／Ｃ）と、クラッチ６と、自動変速機７（Ａ／Ｔ）と、差動機構８（ディファレンシャル装置）とを介して左右の駆動輪９、１０に伝達されるようになっている。なお、自動変速機７から差動機構８への駆動力の伝達は、ギヤトレイン１１の一部を介して行われる。
【００２３】
他方、駆動モータ２の駆動力は、ギヤトレイン１１と、差動機構８とを介して駆動輪９、１０に伝達されるようになっている。ここで、バッテリ３は、後で説明するように、エンジンモータ４又は駆動モータ２（回生時）によって充電される一方、駆動モータ２（場合によってはエンジンモータ４）に放電して該駆動モータ２を駆動するようになっているが、該電力制御（充電、放電の切り替えを含む）は、システムコントローラ１４（コンピュータ）によって制御される電力コントローラ１５によって行われるようになっている。
【００２４】
ここで、エンジン１の排気ガスは、排気通路１２を介して大気中に排出されるようになっている。そして、排気通路１２には、排気ガス中の大気汚染物質（例えば、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）を浄化するために、三元触媒を用いた触媒コンバータ１３が介設されている。
また、システムコントローラ１４は、ハイブリッド車Ｗの各種制御を行うようになっているが、このシステムコントローラ１４には、アクセルペダル１６の踏み込み量α（アクセル開度α）、ブレーキペダル１７の踏み込みの有無、車速Ｖ、エンジン水温Ｔｗ、バッテリの充電状態ないしはバッテリ電圧、吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度Ｔｖ、排気ガス中のＯ2濃度（実空燃比）等の各種制御情報が入力されるようになっている。
【００２５】
次に、エンジン１ないしはその付属装置の具体的な構成を説明する。
図２に示すように、エンジン１に燃料燃焼用の空気を供給するために吸気通路２０（吸気系統）が設けられ、この吸気通路２０には、大気中から空気を取り入れるために共通吸気通路２１が設けられている。この共通吸気通路２１には、吸入空気（吸気通路２０に導入された空気）の流れ方向（図２中では左向き）にみて、上流側から順に、吸入空気中のダスト等を除去するエアクリーナ２２と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２３と、吸入空気を絞るスロットル弁２４とが設けられている。そして、共通吸気通路２１の下流端は吸入空気の流れを安定させるサージタンク２５（容積部）に接続されている。
【００２６】
サージタンク２５には、エンジン１の各気筒（図示せず）にそれぞれ吸入空気を供給する複数（１つのみ図示）の独立吸気通路２６が接続され、各独立吸気通路２６にはそれぞれ、吸入空気中に燃料を噴射（供給）する燃料噴射弁２７が設けられている。また、エンジン１の排気ガスを排出する排気通路１２には、触媒コンバータ１３のやや上流側に配置される上流側Ｏ2センサ２８（酸素センサ）と、触媒コンバータ１３のやや下流側に配置される下流側Ｏ2センサ２９（酸素センサ）とが設けられている。
【００２７】
上流側Ｏ2センサ２８及び下流側Ｏ2センサ２９は、それぞれ、実空燃比（実際の空燃比）が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７、λ＝１）よりもリッチであるかリーンであるかによって出力（電圧）が大きく変化するセンサであって、例えば０〜１Ｖの出力範囲において、しきい電圧ＶＢ（概ね０.４Ｖ）を境として出力電圧が大きく変化する。なお、出力電圧が高い方がリッチであり、低い方がリーンである。
【００２８】
ここで、上流側Ｏ2センサ２８は、主として、実空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射弁２７からの燃料噴射量をフィードバック制御（Ｏ2フィードバック制御）するために用いられる。また、両Ｏ2センサ２８、２９は、後で詳しく説明するように、反転比に基づいて三元触媒（排気ガス浄化触媒）の劣化判定を行うために用いられる。なお、各Ｏ2センサ２８、２９には、それぞれ、活性温度を確保するための電気ヒータが内蔵されている。
【００２９】
以下、エンジン１の燃料噴射弁２７に燃料（ガソリン）を供給するための燃料供給系統の構成を説明する。この燃料供給系統には、燃料を貯留する燃料タンク３１が設けられ、この燃料タンク３１内の燃料は、燃料ポンプ３２によって、燃料供給通路３３を介して燃料噴射弁２７に供給されるようになっている。そして、燃料噴射弁２７で噴射されなかった余剰の燃料は、燃料還流通路３４を介して燃料タンク３１に戻されるようになっている。なお、燃料供給通路３３には燃料中の異物を除去する燃料フィルタ３５が介設され、また燃料還流通路３４には、吸気圧に応じて燃料の供給圧力を調整するプレッシャレギュレータ３６が介設されている。
【００３０】
以下、燃料タンク３１内で発生した燃料ベーパ（蒸発燃料）を吸気通路２０に回収（導入）して、燃料として活用するための蒸発燃料回収系統（蒸発燃料供給経路）を説明する。この蒸発燃料回収系統（燃料タンク３１を含む）には、燃料タンク３１の上部空間部とサージタンク２５（吸気通路２０）とを連通するパージ通路３７（蒸発燃料回収通路）が設けられ、このパージ通路３７には燃料ベーパを吸着するキャニスタ３８が介設されている。ここで、燃料ベーパの流れ方向（図２中では概ね右向き）にみて、キャニスタ３８より上流側のパージ通路３７（以下、これを「上流側パージ通路３７」という）には、燃料タンク３１内の圧力（以下、これを「タンク内圧」という）を検出する圧力センサ３９と、該上流側パージ通路３７を開閉する制御弁４０（ＰＣＴＶバルブ）とが設けられている。なお、上流側パージ通路３７の上流端近傍において燃料タンク３１内には、転倒時等において上流側パージ通路３７への液体燃料の流入を防止するためのロールオーバーバルブ４１が設けられている。他方、キャニスタ３８より下流側のパージ通路３７（以下、これを「下流側パージ通路３７」という）には、該下流側パージ通路３７を開閉するパージ弁４３（パージバルブ）が設けられている。
【００３１】
また、キャニスタ３８には、先端が大気に開放された大気開放通路４４が設けられている。そして、この大気開放通路４４には、キャニスタ側から先端側に向かって順に、該大気開放通路４４を開閉する大気開放弁４５（ＣＤＣＶバルブ）と、該大気開放通路４４を介してキャニスタ３８に導入される空気に含まれるダストを除去するエアフィルタ４６とが設けられている。
【００３２】
ところで、ハイブリッド車Ｗには、前記のとおり、駆動源として、エンジン１と駆動モータ２とが設けられ、これらの駆動形態（稼働形態）は、該ハイブリッド車Ｗの運転状態に応じて好ましく変更されるようになっているが、以下該ハイブリッド車Ｗにおける具体的な駆動形態を、適宜図３〜図８を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する駆動形態は単なる例示であって、本発明はかかる駆動形態に限定されるものでないのはもちろんである。
【００３３】
（１）発進時
図３に示すように、発進時には原則的に、クラッチ６が解放されてエンジン１が停止する一方、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給され、該駆動モータ２が力行する。このとき、駆動輪９、１０は、駆動モータ２のみによって駆動される。なお、エンジンモータ４は、エンジン１が停止し、かつバッテリ３から電力が供給されないので、何ら活動しない（停止する）。
【００３４】
但し、図４に示すように、急発進時には、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、クラッチ６が締結されかつエンジン１が起動されて高出力運転を行う。さらに、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００３５】
（２）エンジン起動時
図５に示すように、エンジン起動時には、クラッチ６が解放され、バッテリ３からエンジンモータ４に電力が供給され、エンジンモータ４が力行する。このとき、エンジンモータ４によってエンジン１が起動（クランキング）される。なお、駆動モータ２は停止している（但し、走行中にエンジン１が起動される場合は停止していない）。
【００３６】
（３）減速時
図６に示すように、減速時には、エンジン１は停止し、クラッチ６が解放される。このとき、駆動モータ２が駆動輪９、１０によって逆駆動され、駆動輪９、１０の駆動力が駆動モータ２に回生される。かくして、駆動モータ２は発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００３７】
（４）急加速時
急加速時には、前記の図４に示すように、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、エンジン１が高出力運転を行う。このとき、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００３８】
（５）定常走行時
低負荷での定常走行時には、前記の図３に示すように、原則的には、クラッチ６が解放されてエンジン１が停止する一方、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給され、駆動モータ２が力行する。このとき、駆動輪９、１０は、駆動モータ２のみによって駆動される。なお、エンジンモータ４は何ら活動しない。
但し、エンジン冷機時又はバッテリ充電量低下時には、クラッチ６が締結されてエンジン１は運転を行い、このときエンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００３９】
図７に示すように、中負荷での定常走行時には、エンジン１が高効率運転を行い、バッテリ３から駆動モータ２へは電力が供給されない。このとき、駆動輪９、１０は、エンジン１のみによって駆動され、駆動モータ２は無出力状態となる。なお、エンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００４０】
高負荷での定常走行時には、前記の図４に示すように、バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されて駆動モータ２が力行するとともに、エンジン１が高出力運転を行う。このとき、バッテリ３からエンジンモータ４にも電力が供給され、エンジンモータ４も力行する（但し、運転状態により発電する場合もある）。かくして、駆動輪９、１０は、エンジン１と、駆動モータ２と、エンジンモータ４とによって強力に駆動される。
【００４１】
（６）停車時
停車時には、原則的には、クラッチ６が解放されてエンジン１は停止し、かつ駆動モータ２も停止する（バッテリ３から駆動モータ２に電力が供給されない）。なお、エンジンモータ４は、エンジン１が停止し、かつバッテリ３から電力が供給されないので、何ら活動しない（停止する）。
但し、図８に示すように、エンジン冷機時又はバッテリ充電量低下時には、エンジン１は運転を行い、このときエンジンモータ４はエンジン１によって回転駆動されて発電し、この電力によりバッテリ３が充電される。
【００４２】
前記のとおり、エンジン１には、燃料タンク３１内で発生した燃料ベーパを吸気通路２０に回収するために蒸発燃料回収系統が設けられているが、以下この蒸発燃料回収系統における燃料ベーパの回収手順の一例を説明する。
この蒸発燃料回収系統においては、通常時は、制御弁４０と大気開放弁４５とが開かれる一方、パージ弁４３が閉じられる。このとき、燃料タンク３１の上部空間部（以下、これを「タンク空間部」という）は、基本的には、上流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気と連通する。かくして、燃料タンク３１内の燃料が蒸発（気化）するなどしてタンク内圧が高まると、該圧力によりタンク空間部内の燃料ベーパを含む空気は、順に、上流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気中に放出される。その際、燃料ベーパはキャニスタ３８に吸着（捕集）されるので、結局大気中へは空気のみが放出される。
【００４３】
そして、キャニスタ３８に適度な量（例えば、飽和吸着量の７０％程度）の燃料ベーパが吸着され、あるいは吸着されていると推測され、かつエンジン１が運転を行っているとき（燃料カット運転を含む）には、制御弁４０が閉じられる一方、パージ弁４３と大気開放弁４５とが開かれる。このとき、サージタンク２５は、下流側パージ通路３７とキャニスタ３８と大気開放通路４４とを介して大気と連通する。かくして、サージタンク２５内の負圧によって、大気中の空気が、順に、大気開放通路４４とキャニスタ３８と下流側パージ通路３７とを介してサージタンク２５に吸入される。その際、キャニスタ３８に吸着されている燃料ベーパがキャニスタ３８から離脱してサージタンク２５にパージされる。そして、サージタンク２５内にパージされた燃料ベーパは、この後エンジン１で燃料として活用される（燃焼する）。
【００４４】
ところで、この蒸発燃料回収系統においては、ときには各種弁４０、４３、４５の作動不良、あるいはパージ通路３７等の破損などといった故障ないしは異常が生じることがある。そこで、このハイブリッド車Ｗでは、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を判定（診断）するために、適宜故障診断を行うようになっている。以下、この故障診断手法を具体的に説明する。
【００４５】
まず、この蒸発燃料回収系統の故障診断の基本概念を説明する。この故障診断においては、基本的には、吸気通路２０（サージタンク２５）内の負圧を蒸発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による蒸発燃料回収系統内の圧力変化に基づいて、蒸発燃料回収系統の故障ないしは異常を判定するようにしている。以下、より具体的な故障診断手法を説明する。
図９に示すように、この故障診断は、パージ弁４３と大気開放弁４５とを開く一方、制御弁４０を閉じて燃料ベーパのパージを行っているときに実施するようにしている。すなわち、まずパージ中において、適当な時点ｔ1で、大気開放弁４５を閉じる一方、制御弁４０を開いて故障診断を開始する。なお、パージ弁４３は開いたままにしておく。
【００４６】
これにより、サージタンク２５内の負圧が蒸発燃料回収系統に導入され、タンク内圧が次第に低下する（負圧が高くなる）。そして、タンク内圧が所定の基準圧力（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ（水柱））まで低下し（時点ｔ2）、さらにタンク内圧が若干低下した時点ｔ3でパージ弁４３を閉じる。これにより、パージ弁４３よりも燃料タンク側の蒸発燃料回収系統は、大気とは遮断されて密閉状態となる。この後、タンク空間部内への負圧の伝播の遅れ等に起因して、圧力センサ３９によって検出されるタンク内圧は若干上昇する（戻る）。
【００４７】
ここで、タンク内圧の上記上昇がほぼ終了した時点ｔ4におけるタンク内圧を、第１タンク内圧値ＴＰ１として記憶する。そして、第１タンク内圧値ＴＰ１を検出した時点ｔ4から所定の測定時間（例えば、３０秒）を経過した時点ｔ5におけるタンク内圧を、第２タンク内圧値ＴＰ２として記憶する。また、この時点ｔ5で制御弁４０を閉じ、次に大気開放弁４５を開く。なお、パージ弁４３は閉じたままにしておく。この後、適当な時間が経過した時点ｔ6でパージ弁４３を開き、キャニスタ３８に吸着されている燃料ベーパのパージを再開する。
【００４８】
このような過程において、まず故障診断開始後にタンク内圧が実質的に上記基準圧力（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ）まで低下するのに要した時間、すなわち時点ｔ1から時点ｔ4までの経過時間（ｔ4−ｔ1）に基づいて、パージ通路３７の接続不良、大気開放弁４５の開固着（開きぱなし）等に起因する重度の漏れ故障（ラージリーク）の有無が判定される。すなわち、時間（ｔ4−ｔ1）が、予め設定された基準時間（例えば、３０秒）よりも長いときには、ラージリークがあるものと判定される。また、時点ｔ1以後においてタンク内圧が基準圧力まで低下しないときにも、ラージリークがあるものと判定される。なお、上記時間（ｔ4−ｔ1）を、（ｔ3−ｔ1）あるいは（ｔ2−ｔ1）としてもよい。
【００４９】
次に、第２タンク内圧値ＴＰ２と第１タンク内圧値ＴＰ１の差圧（ＴＰ２−ＴＰ１）、すなわち時点ｔ4から時点ｔ5までの期間（測定時間）におけるタンク内圧上昇度合いに基づいて、パージ通路３７の軽微な破損等に起因する軽度の漏れ故障（スモールリーク）の有無が判定される。すなわち、差圧（ＴＰ２−ＴＰ１）が、予め設定されたしきい値よりも大きいとき、例えば第２タンク内圧値ＴＰ２がＳＰ２よりも高いときには、パージ通路３７内の負圧を適正に維持することができないスモールリークがあるものと判定される。
なお、時点ｔ5から時点ｔ6までの期間においてタンク内圧上昇度合いが所定の基準値より大きいときには、制御弁４０が開固着（開きぱなし）しているものと判定される。
【００５０】
ところで、前記のとおり、触媒コンバータ１３内の三元触媒（排気ガス浄化触媒）は、高温化（熱劣化）、触媒毒による被毒等により劣化してその触媒活性が低下することがある。そこで、このハイブリッド車Ｗでは、三元触媒の劣化の有無ないしは劣化度合いを判定するための劣化診断（すなわち、故障診断）を行うようにしているが、以下この劣化診断の診断手法を説明する。
【００５１】
この三元触媒の劣化診断においては、エンジン１が劣化診断に適した所定の運転状態にあるとき、例えばエンジン１が中程度の排気ガス量（中排気ガス量）となるように運転され（すなわち、低回転・中負荷ないしは中回転・中負荷状態）、三元触媒の温度がその活性化温度以上であり、かつ空燃比（燃料噴射量）のＯ2フィードバック制御が行われているときに、上流側及び下流側の両Ｏ2センサ２８、２９によって検出される実空燃比（排気ガス中のＯ2濃度）の、一定期間内における反転比に基づいて、三元触媒の劣化の有無ないしは劣化度合いを判定するようにしている。なお、反転比とは、上記一定期間（以下、これを「反転比検出期間」という）内における、上流側Ｏ2センサ２８のリッチ・リーンの反転回数Ａと、下流側Ｏ2センサ２９の反転回数Ｂとの比Ａ／Ｂである。
【００５２】
図１０に示すように、空燃比（燃料噴射量）のＯ2フィードバック制御が行われているときには、両Ｏ2センサ２８、２９の出力は、それぞれ、反転比検出期間内においてリッチ・リーンの反転を繰り返すが、三元触媒が正常であれば、上流側Ｏ2センサ２８の反転回数Ａがかなり多いので、反転比（Ａ／Ｂ）は非常に大きな値となる。他方、三元触媒の劣化が進むにつれて、下流側Ｏ2センサ２９の反転回数Ｂが多くなるので反転比（Ａ／Ｂ）は次第に小さくなる。そこで、この実施の形態では、三元触媒の排気ガス浄化率が正常状態の６０％（これに限定されるものではない）にまで低下した場合に相当する反転比をしきい値（以下、これを「劣化判定しきい値」という）とし、実際の反転比がこの劣化判定しきい値より大きければ三元触媒は正常状態であると判定し、劣化判定しきい値以下であれば劣化状態であると判定するようにしている。
【００５３】
図１１に示すように、反転比と、三元触媒の排気ガス浄化率との関係は、三元触媒（触媒コンバータ１３）を通過する排気ガスの流量（排気ガス量）に応じてかなり異なったものとなる。なお、図１１中では、Ｚ１→Ｚ２→Ｚ３→Ｚ４の順で、排気ガス量が多くなっている。したがって、排気ガス浄化率が同一であっても、排気ガス量が多いときほど反転比（Ａ／Ｂ）が小さくなる。かくして、曲線Ｚ３あるいは曲線Ｚ４で示されるように、排気ガス量が比較的多い状態では、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する排気ガス浄化率の変化が極めて大きく、劣化判定しきい値を設定するのが極めてむずかしくなる。また、曲線Ｚ１で示されるように、排気ガス量が比較的少ない状態でも、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する浄化率の変化が極めて大きく、劣化判定しきい値を設定するのが極めてむずかしくなる。
【００５４】
これに対して、曲線Ｚ２で示されるように、排気ガス量が中程度のときは、三元触媒の正常状態と劣化状態とを区別すべき排気ガス浄化率（例えば、６０％）付近では、反転比の変化に対する排気ガス浄化率の変化が直線的でかつ緩やかであり、劣化判定しきい値を設定するのが極めて容易となる。このため、この実施の形態では、排気ガス量が中程度の状態に対応させて、劣化判定しきい値ＴＨＢを設定している。したがって、排気ガス量が中程度のとき、すなわちエンジン１が中回転・中負荷のときでなければ、三元触媒の劣化判定を正確に行うことが困難である。
【００５５】
ところで、このハイブリッド車Ｗでは、前記の蒸発燃料回収系統の異常診断及び三元触媒の劣化診断（以下では、これらを「故障診断」と総称する）はシステムコントローラ１４によって行われるが、以下、図１２〜図１８に示すフローチャートに従って、このシステムコントローラ１４による具体的な故障診断及びこれに付随する各種制御の制御手順を説明する。なお、システムコントローラ１４は、特許請求の範囲に記載された「異常判定手段」と「異常判定制御手段」と「空燃比制御手段」と「触媒劣化判定手段」とを含むハイブリッド車Ｗの総合的な制御装置である。
【００５６】
まず、図１２〜図１４を参照しつつ、該故障診断におけるメインルーチンである運転モード設定ルーチンの処理手順を説明する。
図１２〜図１４に示すように、この運転モード設定ルーチンでは、まずステップＳ１で、ハイブリッド車制御システムを起動するスタートスイッチがオンされたか否かが判定され、スタートスイッチがオンされていなければ（ＮＯ）、このステップＳ１が繰り返し実行される。すなわち、スタートスイッチがオンされるまで待機する。他方、ステップＳ１でスタートスイッチがオンされたと判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２で、アクセル開度α、バッテリ充電状態ないしはバッテリ電圧、車速Ｖ、エンジン水温、吸入空気量等の各種制御情報が入力される。
【００５７】
次に、ステップＳ３で、例えば図１９に示すような基本運転モードマップを用いて、ハイブリッド車Ｗの基本運転モードが設定される。
図１９に示すように、この基本運転モードマップでは、領域Ｒ1で示す低出力域（概ね、時速２０〜３０ｋｍ／時以下）では、クラッチ６が開放されてエンジン１が停止され、駆動輪９、１０は駆動モータ２のみによって駆動される。但し、バッテリ３の充電量が所定の基準値以下となったときには、エンジン１が運転される。そして、領域Ｒ2で示す中出力域では、クラッチ６が締結されてエンジン１が高効率モード（例えば、低回転・高負荷）で運転され、かつ駆動モータ２が通電され、駆動輪９、１０はエンジン１及び駆動モータ２によって駆動される。領域Ｒ3で示す高出力域では、クラッチ６が締結されてエンジン１が高出力モード（例えば、高回転・高負荷）で運転され、かつ駆動モータ２が通電され、駆動輪９、１０はエンジン１及び駆動モータ２によって強力に駆動される。
【００５８】
ここで、エンジン１は、高効率となるよう、スロットル開度と燃料噴射量と自動変速機７の変速段とを制御することにより、低回転・高負荷域で運転されるようになっている。なお、スタートスイッチがオンされたときには、所定期間は必ずエンジン１を運転し、エンジン１の始動性を向上させるようにしてもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ４で、故障モニタ（蒸発燃料回収系統及び三元触媒の故障診断プロセス）が終了しているか否か、すなわち後で説明するモニタ終了フラグＦｍｆが１であるか否かが判定される。そして、故障モニタが終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、この運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６０】
他方、ステップＳ４で、故障モニタが終了していないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ６でエンジンオンモードであるか否か、すなわち基本運転マップによればエンジン１を運転すべきモードであるか否かが判定される。ここで、エンジンオンモードであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７〜Ｓ９で、それぞれ、パージモニタフラグＦｐａｒｍが１であるか否かと、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐが１であるか否かと、触媒モニタフラグＦｃａｔｍが１であるか否かとが判定される。
【００６１】
ここで、パージモニタフラグＦｐａｒｍは、パージモニタ（蒸発燃料回収系統の故障診断プロセス）が開始されたときに１がセットされる一方、パージモニタ中にラージリーク判定が終了したときに０にリセットされるフラグである。触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐは、エンジン１が触媒温度上昇モードで運転されているときに１がセットされるフラグである。触媒モニタフラグＦｃａｔｍは、触媒モニタ（三元触媒の劣化診断プロセス）が実行されているときには１がセットされるフラグである。
【００６２】
ステップＳ７〜Ｓ９で、それぞれ、Ｆｐａｒｍ≠１、Ｆｃａｔｕｐ≠１、Ｆｃａｔｍ≠１であると判定された場合（ステップＳ７〜Ｓ９がすべてＮＯ）、すなわち今回から故障モニタを開始すべき場合は、まずステップＳ１０でエンジン１に水温上昇モード（エンジン温度上昇モード）が設定され、続いてステップＳ１１で水温上昇フラグＦｔｗｕｐに１がセットされる。この水温上昇フラグＦｔｗｕｐは、エンジン１に水温上昇モードが設定されているときに１がセットされるフラグである。この水温上昇モードでは、エンジン１が低回転・高負荷領域で運転される。
【００６３】
このようにエンジン１が水温上昇モードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１５経由でこのステップＳ１０が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。
【００６４】
なお、ステップＳ７でＦｐａｒｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでにパージモニタモードが設定されているので、後で説明するステップＳ１３にスキップしてパージモニタモードが継続される。また、ステップＳ８でＦｃａｔｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでに触媒温度上昇モードが設定されているので、後で説明するステップＳ２２にスキップして触媒温度上昇モードが継続される。さらに、ステップＳ９でＦｃａｔｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、すでに触媒モニタモードが設定されているので、後で説明するステップＳ２６にスキップして触媒モニタモードが継続される。
【００６５】
次に、ステップＳ１２で、エンジン水温（エンジン温度）が基準温度（所定値）以上であるか否かが判定される。この運転モード設定ルーチンでは、エンジン水温が基準温度より低いときには正確な故障モニタを行うことが困難であるので、故障モニタは実行しないようにしている。このステップＳ１２で、エンジン水温が基準温度より低いと判定された場合は（ＮＯ）、故障モニタを実施できる状態ではないので、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６６】
他方、ステップＳ１２でエンジン水温が基準温度以上であると判定された場合は（ＹＥＳ）、故障モニタが実行される。すなわち、まずステップＳ１３でハイブリッド車Ｗが車両高負荷運転モードであるか否かが判定され、車両高負荷運転モードであれば（ＹＥＳ）、さらにステップＳ１４でバッテリ充電量が基準充電量（所定値）より低いか否かが判定される。ここで、バッテリ充電量が基準充電量より低ければ（ＹＥＳ）、つまり車両高負荷運転時であってかつバッテリ充電量が低下（減少）しているときには、故障モニタを実行することは好ましくないので、故障モニタは中止される。この場合、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００６７】
ステップＳ１３とステップＳ１４とで、車両高負荷運転時かつバッテリ充電量低下時ではないと判定された場合は（ステップＳ１３〜Ｓ１４の少なくとも一方がＮＯ）、故障モニタが実行される。まず、ステップＳ１９で、エンジン１にパージモニタ・ラージリークモードが設定される。このパージモニタ・ラージリークモードでは、エンジン１は、パージモニタに適した低回転・中負荷領域で運転され、十分な吸気負圧が発生させられる。そして、このようにエンジン１がパージモニタ・ラージリークモードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの基本運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないときには、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。なお、ハイブリッド車Ｗが低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）で走行している場合は、クラッチ６を締結（オン）し、自動変速機７を好ましく制御しつつ、てエンジン１と駆動モータ２とで駆動輪９、１０を駆動するようにしてもよい。
【００６８】
次に、ステップＳ２０で、ラージリーク判定が終了したか否かが判定され、終了していなければ（ＮＯ）、該ラージリーク判定を継続するために、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
他方、ステップＳ２０で、ラージリーク判定が終了したと判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２１でパージモニタフラグＦｐａｒｍが０にリセットされた後、ステップＳ２２以下で三元触媒の劣化診断が開始される。なお、ラージリーク判定の手順ないしは手法は前記のとおりである。
【００６９】
この三元触媒の劣化診断においては、まずステップＳ２２で、エンジン１に触媒温度上昇モードが設定される。このとき、パージモニタでは、スモールリーク判定が行われる。なお、スモールリーク判定の手順ないしは手法は前記のとおりである。このハイブリッド車Ｗでは、排気ガス量が中程度であり、三元触媒の温度（触媒温度）がその活性化温度以上であり、かつ空燃比のＯ2フィードバック制御が行われているときに三元触媒の劣化判定を行うようにしている。そこで、このように劣化診断が開始されたときには、まずステップＳ２２でエンジン１に、低回転・高負荷で運転する触媒温度上昇モードを設定して、触媒温度を高めるようにしている。
【００７０】
なお、このようにエンジン１が触媒温度上昇モードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１７経由でこのステップＳ２２が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。
【００７１】
次に、ステップＳ２３で、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐに１がセットされる。続いて、ステップＳ２４で触媒温度が推定される。ここで、触媒温度の推定は、例えば、スタートスイッチがオンされた後で最初にエンジン１が始動されたときのエンジン水温と、その後のエンジン運転時間の積算値あるいは吸入空気量の積算値とに基づいて、よく知られた方法で行われる。具体的には、例えば、上記エンジン水温の一次関数（正の相関）である値ａと、エンジン運転時間又は吸入空気量の積算値の一次関数（正の相関）である値ｂの和（ａ＋ｂ）等で触媒温度を推定することができる。なお、温度センサを用いて触媒温度を実測してもよい。
【００７２】
そして、ステップＳ２５で、ステップＳ２４で推定された触媒温度が所定値以上であるか否かが判定される。この所定値は、三元触媒の活性化温度付近に設定される。このステップＳ２５で、触媒温度が所定値未満であると判定された場合は（ＮＯ）、まだ三元触媒の劣化判定を実施できる状態になっていないので、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７３】
他方、ステップＳ２５で、触媒温度が所定値以上であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２６で、エンジン１に触媒モニタモードが設定され、続いてステップＳ２７で触媒モニタフラグＦｃａｔｍに１がセットされる。この触媒モニタモードでは、エンジン１は、三元触媒の劣化判定に適した中程度の排気ガス量となる低回転・中負荷領域（ないしは、中回転・中負荷領域）で運転される。そして、このようにエンジン１が触媒モニタモードで運転される場合でも、ハイブリッド車Ｗの基本運転状態が図１９中の領域Ｒ1にあり、したがって本来的にはエンジン１が駆動輪９、１０を駆動する必要がないとき（後で説明するステップＳ１８を経由してこのステップＳ２６が実行された場合）には、クラッチ６を解放（オフ）してエンジン１の駆動力が駆動輪９、１０に伝達されないようにする。なお、ハイブリッド車Ｗが低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）で走行している場合は、クラッチ６を締結（オン）し、自動変速機７を好ましく制御しつつ、てエンジン１と駆動モータ２とで駆動輪９、１０を駆動するようにしてもよい。この後、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７４】
ところで、前記のステップＳ６で、エンジンオンモードでないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５〜Ｓ１８で、それぞれ、水温上昇フラグＦｔｗｕｐが１であるか否かと、パージモニタフラグＦｐａｒｍが１であるか否かと、触媒温度上昇フラグＦｃａｔｕｐが１であるか否かと、触媒モニタフラグＦｃａｔｍが１であるか否かとが判定される。
【００７５】
ステップＳ１５〜Ｓ１８で、それぞれ、Ｆｔｗｕｐ≠１、Ｆｐａｒｍ≠１、Ｆｃａｔｕｐ≠１、Ｆｃａｔｍ≠１であると判定された場合（ステップＳ１５〜Ｓ１８がすべてＮＯ）、すなわち故障モニタは終了していないものの該故障モニタを実行するとができない状態にある場合は、ステップＳ５で該ハイブリッド車Ｗが、現在設定されている運転モードで運転され、この後ステップＳ２に復帰して、該運転モード設定ルーチンが続行される。
【００７６】
ステップＳ１５で、Ｆｔｗｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに水温上昇モードとなっっているので、ステップＳ１０にスキップして水温上昇モードが続行される。
ステップＳ１６で、Ｆｐａｒｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでにパージモニタモードとなっているので、ステップＳ１３にスキップしてパージモニタモードが続行される。
ステップＳ１７で、Ｆｃａｔｕｐ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに触媒温度上昇モードとなっっているので、ステップＳ２２にスキップして触媒温度上昇モードが続行される。
ステップＳ１８で、Ｆｃａｔｍ＝１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、エンジン１はすでに触媒モニタモードとなっっているので、ステップＳ２６にスキップして触媒モニタモードが続行される。
【００７７】
つまり、ステップＳ１５〜Ｓ１８のいずれかでＹＥＳとなった場合は、基本運転マップではエンジン１の運転が停止されるべき状態にあるのにもかかわらず、そのステップに該当するモニタを継続するために（途中で放棄しないよう）、前記のそれぞれのステップにスキップして、エンジン１の運転が継続される。これにより、各モニタの精度が高められる。
【００７８】
図２０に、この運転モード設定ルーチンが実行された場合における、車速（車両負荷）及びエンジン負荷の時間に対する変化特性の一例を示す。なお、この例では、蒸発燃料回収系統への負圧導入時間は概ね２０〜３０秒であり、触媒モニタに要する時間は概ね２〜３分である。
図２０において、グラフＨ1は車速を示し、グラフＨ2は時刻ｔ10で故障モニタが開始された場合におけるエンジン負荷を示し、グラフＨ3は故障モニタが行われない場合におけるエンジン負荷を示している
【００７９】
以下、図１５〜図１８を参照しつつ、エンジン１の燃料噴射と蒸発燃料回収系統及び三元触媒の故障診断とを制御するエンジン制御ルーチンの処理手順を説明する。なお、このエンジン制御ルーチンは、所定のクランク角となる毎に実行される。
図１５〜図１８に示すように、このエンジン制御ルーチンでは、まずステップＳ３１で、吸入空気量Ｑａ、エンジン水温Ｔｗ、実空燃比Ａ／Ｆ等の各種データ（制御情報）が入力される。
【００８０】
次に、ステップＳ３２で今回設定すべき運転モードが読み込まれ、続いてステップＳ３３でエンジン１が運転中であるか否かが判定される。なお、エンジン１の始動時には、制御弁４０及びパージ弁４３は閉じられ、大気開放弁４５は開かれる。そして、ステップＳ３３でエンジン１が運転中でないと判定された場合は（ＮＯ）、エンジン１を制御する必要がないので今回のルーチンは終了する。
【００８１】
ステップＳ３３でエンジン１が運転中、あるいはエンジン運転指令入力中であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ３４とステップＳ３５とで、それぞれ、高効率モード（例えば、低回転・高負荷モード）が設定されているか否かと、触媒温度上昇モードが設定されているか否かとが判定される。
そして、高効率モードが設定されていなければ（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ４１〜Ｓ５３（以下、これを便宜上「パージモニタルーチン」という）が実行される。なお、このパージモニタルーチンのステップＳ４５で、パージモニタラージリークモードでないと判定された場合は、ステップＳ６８〜Ｓ７７（以下、これを便宜上「触媒モニタルーチン」という）が実行される。また、高効率モードが設定されかつ触媒温度上昇モードが設定されていれば（ステップＳ３４及びステップＳ３５の両方でＹＥＳ）、ステップＳ５４〜Ｓ６７（以下、これを便宜上「触媒温度上昇ルーチン」という）が実行される。いずれでもなければ（ステップＳ３４でＹＥＳ、ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３６〜Ｓ４０（以下、これを便宜上「基本運転ルーチン」という）が実行される。
【００８２】
以下、基本運転ルーチン（ステップＳ３６〜Ｓ４０）を説明する。この基本運転ルーチンでは、まずステップＳ３６でエンジン１に高効率モードが設定される。すなわち、低回転・高負荷となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度は、所定開度ＴＶ1に設定される。また、燃料噴射量は、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、実空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４.７）となるように設定される。具体的には、例えば、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて算出される基本噴射量（ｋ・Ｑａ／Ｎｅ）と、空燃比偏差（実空燃比−目標空燃比）に比例するフィードバック補正量とを加算して最終的な燃料噴射量（実際の燃料噴射量）を設定する。
【００８３】
そして、ステップＳ３７でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ３８で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ３８が繰り返し実行され（噴射時期となるまで待機し）、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ３９で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００８４】
次に、ステップＳ４０でパージ弁４３の開度が設定され、今回のルーチンが終了する。なお、パージ弁４３の開度は、空燃比が理論空燃比となるように、すなわち空燃比が変動しないように、フィードバック補正量に基づいて好ましく設定される。
【００８５】
以下、パージモニタルーチン（ステップＳ４１〜Ｓ５３）を説明する。このパージモニタルーチンでは、まずステップＳ４１で、十分な吸気負圧が得られるよう、エンジン１に低回転・中負荷モード（少なくとも、中負荷モード）が設定される。すなわち、エンジン１が低回転・中負荷状態となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度は、基本運転ルーチンのスロットル開度ＴＶ1よりは小さい所定の開度ＴＶ2に設定される。なお、燃料噴射量の設定方法は基本運転ルーチンの場合と同様である。
【００８６】
そして、ステップＳ４２でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ４３で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ４３が繰り返し実行され、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ４４で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００８７】
次に、ステップＳ４５で、パージモニタ・ラージリークモードであるか否かが判定され、パージモニタ・ラージリークモードでなければ（ＮＯ）、すなわちラージリーク判定が終了していれば、後で説明する触媒モニタルーチン（ステップＳ６８〜Ｓ７７）が実行される。他方、ステップＳ４５でパージモニタ・ラージリークモードであると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ４６〜Ｓ５３でラージリーク判定が行われる。まず、ステップＳ４６でタンク内圧Ｐが検出され、ステップＳ４７で制御弁４０（ＴＰＣＶ弁）及びパージ弁４３が開かれる一方、大気開放弁４５が閉じられる。つまり、蒸発燃料回収系統に吸気負圧が導入される。
【００８８】
そして、ステップＳ４８で、第１タイマカウンタＴ1が１だけインクリメントされる。この第１タイマカウンタＴ1は、蒸発燃料回収系統に吸気負圧が導入された時点からタンク内圧Ｐが実質的に基準圧力Ｐ10（例えば、−２００ｍｍＡｑゲージ）まで低下するまでの経過時間をカウントするためのタイマカウンタである。
【００８９】
次に、ステップＳ４９で、第１タイマカウンタＴ1のカウント値が基準時間Ｔ10（例えば、３０秒）以上であるか否かが判定される。ここで、Ｔ1≧Ｔ10であれば（ＹＥＳ）、すなわち蒸発燃料回収系統内の圧力がなかなか下がらない場合は、ステップＳ５３でラージリークがあるものと判定（異常判定）され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ５２でラージリーク判定終了フラグがセットされる。
【００９０】
ステップＳ４９で、Ｔ1＜Ｔ10であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ５０でタンク内圧Ｐが基準圧力Ｐ10以上であるか否かが判定され、Ｐ≧Ｐ10であれば（ＹＥＳ）、まだタンク内圧Ｐが基準圧力Ｐ10まで低下していないので、今回のルーチンは終了する（エンジン制御が続行される）。他方、ステップＳ５０で、Ｐ＞Ｐ10であると判定された場合は（ＮＯ）、タンク内圧Ｐが基準時間Ｔ10内に基準圧力Ｐ10より低くなっているので、ステップＳ５１でラージリークはないものと判定（正常判定）される。この後、ステップＳ５２でラージリーク判定終了フラグがセットされる。
【００９１】
以下、触媒温度上昇ルーチン（ステップＳ５４〜Ｓ６７）を説明する。なお、この触媒温度上昇ルーチンでは、蒸発燃料回収系統のスモールリーク判定が行われる。この触媒温度上昇ルーチンでは、まずステップＳ５４で、エンジン１に高効率モードが設定される。すなわち、エンジン１が低回転・高負荷状態となるようにスロットル開度と燃料噴射量とが設定される。この場合、スロットル開度及び燃料噴射量の設定方法は、基本運転ルーチンの場合と同様である。
【００９２】
そして、ステップＳ５５でスロットル弁２４が駆動され、続いてステップＳ５６で噴射時期であるか否かが判定される。ここで、噴射時期でなければ（ＮＯ）、噴射時期となるまでこのステップＳ５６が繰り返し実行され、噴射時期となったときに（ＹＥＳ）、ステップＳ５７で燃料噴射弁２７から燃料が噴射される。
【００９３】
次に、ステップＳ５８で、パージ弁４３が閉じられる、なお、制御弁４０（ＴＰＣＶ弁）は開かれたままであり、大気開放弁４５は閉じられたままである。つまり、パージ弁４３より燃料タンク側の蒸発燃料回収系統が大気と遮断されて密閉される。続いて、ステップＳ５９で、スモールリークフラグＦS/Lが１であるか否かが判定される。このスモールリークフラグＦS/Lはスモールリーク判定プロセスが開始されたときに１がセットされ、スモールリーク判定が終了したときに０にリセットされるフラグである。
【００９４】
ステップＳ５９で、ＦS/L≠１であると判定された場合（ＮＯ）、すなわち今回からスモールリーク判定プロセスが開始される場合は、ステップＳ６０で現時点のタンク内圧Ｐが初期圧Ｐ2として記憶される。なお、ＦS/L＝１であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６０をスキップする。
【００９５】
次に、ステップＳ６１で、スモールリークフラグＦS/Lに１がセットされ、続いてステップＳ６２で第２タイマカウンタＴ2が１だけインクリメントされる。この第２タイマカウンタＴ2は、蒸発燃料回収系統のスモールリーク判定を行うべき一定の測定時間Ｔ20（例えば、３０秒）をカウントするためのタイマカウンタである。
【００９６】
次に、ステップＳ６３で、第２タイマカウンタＴ2のカウント値が上記測定時間Ｔ20以上であるか否かが判定される。ここで、Ｔ2＜Ｔ20であれば（ＮＯ）、まだ測定時間Ｔ20が経過していないので、今回のルーチンを終了する（エンジン制御を続行する）。他方、ステップＳ６３でＴ2≧Ｔ20であると判定された場合は（ＹＥＳ）、スモールリークの有無の判定を下すべき時点に達しているので、ステップＳ６４で、現時点におけるタンク内圧Ｐと前記の初期圧Ｐ2の差圧（Ｐ−Ｐ2）がしきい値ΔＰ20以上であるか否かが判定される。ここで、（Ｐ−Ｐ2）＜ΔＰ20であれば（ＮＯ）、蒸発燃料回収系統内の負圧は維持されているので、ステップＳ６５でスモールリークはないものと判定（正常判定）される。この後、ステップＳ６７でスモールリークフラグＦS/Lが０にリセットされる。
【００９７】
他方、ステップＳ６４で、（Ｐ−Ｐ2）≧ΔＰ20であると判定された場合は（ＹＥＳ）、蒸発燃料回収系統に空気が漏れ込んでいるので、スモールリークがあるものと判定（異常判定）され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ６７でスモールリークフラグＦS/Lが０にリセットされる。
【００９８】
以下、触媒モニタルーチン（ステップＳ６８〜Ｓ７７）を説明する。この触媒モニタルーチンでは、まずステップＳ６８で、触媒モニタ条件が成立しているか否かが判定される。ここで、触媒モニタ条件としては、例えば、両Ｏ2センサ２８、２９が活性化されていること、エンジン水温Ｔｗが所定値以上であること、蒸発燃料回収系統に故障がないことなどがあげられる。そして、触媒モニタ条件が成立していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６９で上流側Ｏ2センサ２８の反転比検出期間内におけるリッチ・リーンの反転回数Ａがカウントされ、続いてステップＳ７０で下流側Ｏ2センサ２９の反転比検出期間内におけるリッチ・リーンの反転回数Ｂがカウントされる。
【００９９】
次に、ステップＳ７１で、上流側Ｏ2センサ２８の反転回数Ａが所定の基準値Ａ0以上であるか否かが判定される。なお、基準値Ａ0は、例えば、カウント時間が反転比検出期間に一致するような値に設定される。そして、ステップＳ７１でＡ＜Ａ0であると判定された場合は（ＮＯ）、まだ反転比を算出することができないので、ステップＳ７７にスキップしてスモールリークフラグＦS/Lが１であるか否かが判定される。ここで、ＦS/L≠１であれば（ＮＯ）、今回のルーチンを終了する。他方、ＦS/L≠１であれば（ＹＥＳ）、触媒温度上昇ルーチンのステップＳ５８にスキップする。これは、触媒温度上昇モード開始後、短時間でこのモードが終了したときでも、スモールリーク判定プロセスが終了していなければ該スモールリーク判定を継続させるためである。
【０１００】
他方、ステップＳ７１でＡ≧Ａ0であると判定された場合は（ＹＥＳ）、反転比を算出することが可能な状態となっているので、ステップＳ７２で反転比ＨＲ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。続いて、ステップＳ７３で、反転比ＨＲが所定値（劣化判定しきい値）以上であるか否かが判定される。ここで、反転比ＨＲが所定値以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７４で三元触媒が正常であると判定される。他方、ステップＳ７３で、反転比ＨＲが所定値未満であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ７５で三元触媒が異常であると判定され、ワーニング（警報）が出力される。この後、ステップＳ７６で判定終了フラグＦｍｆに１がセットされ、今回のルーチンを終了する。なお、判定終了フラグＦｍｆは、触媒モニタが終了したときに１がセットされるフラグである。
【０１０１】
この実施の形態においては、蒸発燃料回収系統の異常判定を、車両運転開始後において、エンジン１が最初に運転される際にこの運転期間中に実行できるようにしている。しかしながら、このようにせず、車両運転開始後にエンジン１の暖機運転を実行し（エンジン水温が所定温度以上となるまでエンジン１を運転させる）、所定の短い時間だけエンジン１を停止させた後、エンジン１を強制始動させて、蒸発燃料回収系統の異常判定を実行するようにしてもよい。
【０１０２】
なお、この実施の形態のハイブリッド車Ｗはクラッチ６を有し、車両走行状態に応じてクラッチ６を接続・解放（遮断）制御するようにしているが、このようにせず、エンジン１と駆動モータ２とを直結するか、あるいは変速機構を介して直結するように構成したハイブリッド車においても、この実施の形態の故障診断装置は適応可能である。
【０１０３】
以上、この故障診断手法によれば、ハイブリッド車Ｗないしはエンジン１の燃費性能を大幅に高めつつ、蒸発燃料回収系統の異常及び三元触媒（排気ガス浄化触媒）の劣化を的確かつ容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車の概略構成を示す模式図である。
【図２】 図１に示すハイブリッド車のエンジン及びその燃料系統のシステム構成図である。
【図３】 図１に示すハイブリッド車の発進時又は低負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図４】 図１に示すハイブリッド車の急発進時、急加速時又は高負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図５】 図１に示すハイブリッド車のエンジン起動時における駆動形態を示す模式図である。
【図６】 図１に示すハイブリッド車の減速時における駆動形態を示す模式図である。
【図７】 図１に示すハイブリッド車の中負荷定常走行時における駆動形態を示す模式図である。
【図８】 図１に示すハイブリッド車の停車充電時における駆動形態を示す模式図である。
【図９】 蒸発燃料回収系統の故障診断時における各種状態を示すタイムチャートである。
【図１０】 Ｏ2センサの出力反転の様子を示す図である。
【図１１】 出力反転回数比と浄化率との関係の、排気ガス量に対する依存性を示す図である。
【図１２】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１３】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１４】 蒸発燃料回収系統及び排気ガス浄化触媒の故障診断にかかる運転モード設定ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１５】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１６】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１７】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１８】 エンジン制御ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１９】 基本運転モードの、車速及びアクセル開度に対する特性を示す図である。
【図２０】 故障モニタを行った場合における車速及びエンジン負荷の時間に対する変化特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｗ…ハイブリッド車、１…エンジン、２…駆動モータ、３…バッテリ、４…エンジンモータ、５…トルクコンバータ、６…クラッチ、７…自動変速機、８…差動機構、９…左側の駆動輪、１０…右側の駆動輪、１１…ギヤトレイン、１２…排気通路、１３…触媒コンバータ、１４…システムコントローラ、１５…電力コントローラ、１６…アクセルペダル、１７…ブレーキペダル、２０…吸気通路、２１…共通吸気通路、２２…エアクリーナ、２３…エアフローセンサ、２４…スロットル弁、２５…サージタンク、２６…独立吸気通路、２７…燃料噴射弁、２８…上流側Ｏ2センサ、２９…下流側Ｏ2センサ、３１…燃料タンク、３２…燃料ポンプ、３３…燃料供給通路、３４…燃料還流通路、３５…燃料フィルタ、３６…プレッシャレギュレータ、３７…パージ通路、３８…キャニスタ、３９…圧力センサ、４０…制御弁、４１…ロールオーバーバルブ、４３…パージ弁、４４…大気開放通路、４５…大気開放弁、４６…エアフィルタ。
Claims (10)
- それぞれ駆動輪を駆動することができるエンジンと電動式の駆動モータとが設けられ、車両運転状態に応じて上記駆動輪の駆動形態を変更しつつ走行するようになっているハイブリッド車の故障診断装置であって、
燃料タンクと、該燃料タンクと上記エンジンの吸気通路とを連通する蒸発燃料回収通路とを備えた蒸発燃料回収系統と、
上記吸気通路内の負圧を上記蒸発燃料回収系統に導入し、該負圧導入による上記蒸発燃料回収系統内の圧力変化に基づいて、上記蒸発燃料回収系統の異常判定を行う異常判定手段と、
車両運転開始後において上記エンジンが燃料タンク内の燃料蒸発量が少ない最初のエンジン運転中に上記異常判定手段が上記蒸発燃料回収系統の異常判定を実行できるよう、上記エンジンを異常判定に適した吸気負圧の大きい所定の異常判定運転状態で運転させる異常判定制御手段とが設けられていることを特徴とするハイブリッド車の故障診断装置。 - 上記異常判定運転状態が、上記エンジンが中回転・中負荷領域で運転される状態であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- エンジン温度が所定の基準温度より高いときに実空燃比が目標空燃比となるよう、上記エンジンへの燃料供給量をフィードバック制御する空燃比制御手段が設けられていて、
上記異常判定運転状態が、上記空燃比制御手段によるフィードバック制御が実行可能な状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車の故障診断装置。 - 上記エンジンが、車両高負荷運転時又はバッテリ充電量減少時に運転されるようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- 上記エンジンが、上記運転時には高効率となるように制御されることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- 上記エンジンが上記異常判定運転状態にある場合において車両高負荷運転が検出されたときには、上記異常判定運転状態が維持されることを特徴とする請求項４又は５に記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- 上記異常判定制御手段が、車両運転開始後において所定期間内に上記エンジンの運転を強制的に開始させて異常判定を行うようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- 上記異常判定制御手段が、車両運転中に車両高負荷運転が検出されたときには上記エンジンに高効率運転を開始させる一方、上記車両高負荷運転が終了した場合でも、エンジン温度が上記所定の基準温度となるまで上記エンジンに運転を継続させて異常判定を行うようになっていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載のハイブリッド車の故障診断装置。
- 上記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒と、該排気ガス浄化触媒の劣化判定を行う触媒劣化判定手段とが設けられ、
上記触媒劣化判定手段が、上記異常判定制御手段による上記蒸発燃料回収系統への負圧の導入が終了した後も上記エンジンに運転を継続させ、上記排気ガス浄化触媒の温度が所定温度以上となった後で劣化判定を行うようになっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のハイブリッド車の故障診断装置。 - エンジン出力を電力に変換することができるエンジンモータとバッテリとが設けられ、
上記エンジンモータが、上記異常判定制御手段によって異常判定が行われているときに、エンジン出力を電力に変換して上記バッテリを充電するようになっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のハイブリッド車の故障診断装置。
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