JP2013136291A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ要求トルクに等しいトルクを、機関の効率が最良となるように発生出力を調整する。
【解決手段】機関の発生トルクと第２発電電動機ＭＧ２の出力トルクとを制御することにより駆動軸５３を作動させ、且つ、バッテリ６３の残容量に基づいて機関の出力を変更することにより第１発電電動機ＭＧ１が発生する電力を制御してバッテリを充電する。加えて、車両は、機関の空燃比を、所定条件が満足されない場合にリッチ空燃比に制御し、所定条件が満足された場合に理論空燃比に制御する。車両は、機関の空燃比がリッチ空燃比に制御されている場合を含む特定条件が成立すると、機関の出力を機関最高出力よりも小さい上限値以下に制限する出力制限運転を実行し、且つ、出力制限運転実行中の前記リッチ空燃比を出力制限運転非実行中の前記リッチ空燃比よりも理論空燃比に近づける。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と電動機とを制御しながら走行するハイブリッド車両に関する。

ハイブリッド車両は、車両を走行させる駆動力を発生する駆動源として、内燃機関と電動機とを搭載している。即ち、ハイブリッド車両は、機関及び電動機の少なくとも一方が発生するトルクを車両の駆動輪に接続された駆動軸に伝達することによって走行する。以下、内燃機関は単に「機関」とも称呼される。

このようなハイブリッド車両は、ユーザのアクセル操作量に応じてハイブリッド車両の駆動軸に要求されるトルク（即ち、ユーザ要求トルク）を決定し、そのユーザ要求トルクと駆動軸の回転速度（即ち、車速相当値）との積に基づいてユーザ要求出力を決定する。次いで、ハイブリッド車両は、そのユーザ要求出力と等しい出力を機関要求出力として設定し、その出力を機関から出力させる。このとき、機関が最も効率良く運転され得る状態となるように機関出力トルクＴｅと機関回転速度Ｎｅとが決定される。即ち、ハイブリッド車両は、機関が最も効率良く運転され得る状態となるように機関の運転状態（機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ）を調整しながら、機関要求出力と等しい出力を機関から出力させる。そして、その機関出力トルクＴｅに基づくトルクを駆動軸に作用させたときにユーザ要求トルクに対して不足するトルクを電動機が出力するトルクによって補うように電動機を駆動する。

ハイブリッド車両は、更に、電動機に電力を供給するための蓄電装置（例えば、バッテリ）及びその蓄電装置を充電するための電力を発生するための発電機を搭載している。ハイブリッド車両は、前記蓄電装置の残容量が小さくなるほど大きくなる出力（蓄電装置を充電する電力を発生させるために必要な出力、即ち、バッテリ充電要求出力）を前述したユーザ要求出力に加え、その加えた値を機関要求出力として設定する。

ハイブリッド車両は、この場合においても、機関が最も効率良く運転され得る状態となるように機関の運転状態（機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ）を調整しながら、その機関要求出力と等しい出力を機関から出力させる。更に、その機関出力トルクＴｅに基づくトルクを駆動軸に作用させたときにユーザ要求トルクに対して不足するトルクを電動機が出力するトルクによって補うように電動機を駆動する（例えば、特許文献１を参照。）。

特開平９−３９８０１２号公報（段落０１１１、段落０１４１乃至段落０１４５、図７、図９及び図１６を参照。）

ところで、ハイブリッド車両に搭載された機関においては、機関のみを駆動源として搭載した通常の車両の機関と同様、その機関に供給される混合気の空燃比（以下、「機関の空燃比」とも称呼する。）が機関の運転状態を表すパラメータ（以下、「機関運転パラメータ」とも称呼する。）に基づいて調整されるようになっている。

例えば、機関が始動された直後及び／又は機関の冷却水温が低い場合等において、機関が安定して運転されるように、機関の空燃比は理論空燃比よりも小さい空燃比（以下、「リッチ空燃比」とも称呼する。）に設定される。或いは、機関の排気通路に空燃比センサを備える場合、その空燃比センサが活性化するまでの期間において機関の空燃比はリッチ空燃比に設定される。このように、機関の空燃比をリッチ空燃比に制御するのは、例えば、機関冷間時等において機関の負荷が大きく減少した場合であっても、機関が安定して運転を継続することができるようにするためである。

しかしながら、機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されている状態において機関から大きな出力を発生させることは、燃費の悪化を招くという問題がある。特に、上述したバッテリ充電要求出力がユーザ要求出力に加えられることにより機関要求出力が大きくなる場合、ハイブリッド車両は、機関の燃費が良好でない状態にて機関に大きい出力を発生させ且つその機関の出力を蓄電装置の充電のために消費していることになるので、燃費が更に悪化する恐れがある。

本発明者は、このような場合、蓄電装置に余裕がある範囲内で機関出力トルクよりも電動機の発生トルクを優先的に高めることによりユーザ要求トルクを満足させ、その後、機関の空燃比が理論空燃比に設定されてから機関の出力によって蓄電装置を充電する方が燃費上有利であるとの知見を得た。

係る知見に基づく本発明のハイブリッド車両は、機関の空燃比がリッチ空燃比に制御されている場合において「蓄電装置の残容量に関連する残容量関連パラメータ」が所定の残容量関連条件を満足するという条件（即ち、「特定条件」）が成立したとき、機関が発生する出力を「同機関が発生することができる最高出力よりも小さい上限値」以下に制限する。即ち、出力制限運転が実行される。この出力制限運転により、機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されていて機関の効率が良好でない状態にて機関が高い出力を発生する頻度が低下する。これにより、ハイブリッド車両の燃費を一層向上することができる。

更に、出力制限運転が実行されている場合、例えば、アクセル操作量が急減されることによって機関の負荷が急減したとしても、その負荷の減少幅の最大値は出力制限運転が実行されていない場合に比べて小さくなる。よって、出力制限運転の実行中においては出力制限運転の非実行中に比べ、機関の回転数が低下し過ぎて機関の運転状態が不安定になるという可能性が小さい。よって、発明者は、出力制限運転実行中、機関の空燃比をリッチ空燃比ではあるが「より理論空燃比に近い空燃比」へと変更することにより、機関の燃費（従って、ハイブリッド車両の燃費）をより向上することができる、との知見を得た。

より具体的に述べると、本発明のハイブリッド車両は、
内燃機関と、
電動機と、
前記電動機を駆動する電力を同電動機に供給可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置を充電する電力を前記機関の出力を用いて発生可能な発電機と、
車両の駆動軸と前記機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
制御装置と、
を含む。

前記制御装置は、前記機関の効率が最良となるように同機関の発生出力を調整しながら、「ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルク」であるユーザ要求トルクに等しいトルクを、同機関の発生トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させる。更に、前記制御装置は、前記機関の効率が最良となるように同機関の発生出力を調整しながら、前記蓄電装置の残容量に基づいて前記機関の出力を変更することにより前記発電機が発生する電力を制御する。前記機関の効率が最良となるように同機関の発生出力を調整することは、前記機関を「機関要求出力を発生するのに機関の効率が最も良好になる機関最適動作点」にて同機関を運転させることと同義である。

更に、前記制御装置は、
（１）前記機関に供給される混合気の空燃比である機関の空燃比を、同機関の運転状態を表す機関運転パラメータが所定運転条件を満足しない場合に理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し且つ同機関運転パラメータが同所定運転条件を満足した場合に理論空燃比に制御する。

機関運転パラメータは、機関の冷却水温、機関の冷却水温等により定まる燃料噴射量の増量値、機関の冷却水温等により定まる目標空燃比、及び、空燃比センサの温度（活性状態を示すパラメータ）等を含むことができる。所定運転条件は、機関の空燃比を理論空燃比にて設定することができる場合に成立する条件である。所定運転条件は、例えば、冷却水温が機関完全暖機時の温度以上であるとき、或いは、空燃比センサの温度が活性化温度以上となったととき、に成立する。

更に、前記制御装置は、
（２）前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御され且つ前記蓄電装置の残容量が大きいほど大きくなる残容量関連パラメータが所定の残容量関連条件を満足する条件（即ち、「特定条件」）が成立した場合、前記機関の出力を「同機関が発生することができる最高出力よりも小さい上限値」以下に制限する出力制限運転を実行し、且つ、
（３）前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記出力制限運転を実行していない場合よりも前記理論空燃比に近い空燃比に設定するように構成されている。

このように、本発明によるハイブリッド車両は、出力制限運転を実行することに加え、出力制限運転実行中に機関の空燃比を相対的にリーン側のリッチ空燃比に設定する。この構成によれば、機関の空燃比がリーン側のリッチ空燃比に設定されている場合に機関の負荷が変動した場合であってもその負荷の変動幅は小さいので、機関の運転状態が不安定となることはない。従って、出力制限運転と空燃比のリーン化とによって良好な燃費を実現することができるハイブリッド車両が提供される。

前記制御装置は、前記特定条件が成立した場合、「前記ユーザ要求トルクと前記駆動軸の回転速度とに基いて定まるユーザ要求出力」と「前記残容量」とに基づいて前記上限値を変更するように構成され得る。

前記制御装置は、
前記残容量関連パラメータとして前記蓄電装置の瞬時出力を採用するとともに、
前記瞬時出力が「前記ユーザ要求トルクと前記駆動軸の回転速度とに基いて定まるユーザ要求出力」以上であるとき、前記残容量関連条件が満足されると判定するように構成され得る。

即ち、この態様の制御装置は、瞬時出力がユーザ要求出力以上であって、ユーザ要求出力を「蓄電装置から電動機へと供給される電力」により賄うことが可能である場合、前記残容量関連条件が満足されると判定する。このとき、制御装置は、機関運転パラメータが所定運転条件を満足していないために機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されていると、前記特定条件が成立したと判定して出力制限運転を実行する。この場合、前記上限値を「機関の最低出力（０）又は極めて小さい出力」に設定することが可能となる。よって、ハイブリッド車両の燃費を一層改善することができる。

即ち、前記制御装置は、前記特定条件が成立した場合、前記上限値を０に設定するように構成され得る。前記上限値を「０」に設定することには、機関を自立運転させる場合及び機関の運転を停止する場合の両者が含まれる。

前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御されている場合、蓄電装置の瞬時出力がユーザ要求出力を満足することができる値以上である場合、運転効率が良好でない状態にある機関から車両走行のための出力或いは蓄電装置の充電のための出力を発生させるより、蓄電装置から電動機に電力を供給することによってユーザ要求出力（従って、ユーザ要求トルク）を満たし、且つ、機関は出力を発生しないようにすることが望ましい。従って、この制御装置によれば、ハイブリッド車両の燃費を一層改善することができる。

更に、前記制御装置は、前記特定条件が成立した場合、前記残容量が大きいほど前記上限値を低下させるように構成され得る。

これによれば、残容量が大きいほど機関の出力を小さくすることができる。即ち、蓄電装置の電力供給能力が高いほど機関の出力をより低減させることができる。この結果、蓄電装置の過度の放電状態を招くことなくハイブリッド車両の燃費を改善することができる。

更に、前記制御装置は、前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記上限値が小さくなるほど理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように変更するように構成され得る。

上限値が小さくなるほど、機関の負荷の変化幅は小さくなる。よって、機関の空燃比を理論空燃比に近づけたとしても、機関の負荷の急変時に機関の運転が不安定になることはない。従って、上記構成によれば、機関を安定して運転しながら燃料消費量を小さくできるので、ハイブリッド車両の燃費を向上することができる。

本発明によるハイブリッド車両の他の態様は、前記内燃機関と、前記電動機と、前記蓄電装置と、前記発電機と、前記動力伝達機構と、を備える。

更に、この態様は、前記機関の効率が最良となるように同機関の出力を調整しながら、ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルクに等しいトルクを前記機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させるとともに前記蓄電装置の残容量に基づいて同機関の出力を変更することにより前記発電機が発生する電力を制御する制御装置を含む。

加えて、その制御装置は、
（１）前記機関に供給される混合気の空燃比である機関の空燃比を、同機関の運転状態を表す機関運転パラメータが所定運転条件を満足しない場合に理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し且つ同機関運転パラメータが同所定運転条件を満足した場合に理論空燃比に制御し、
（２）前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御されている場合、「前記機関が発生することができる最高出力よりも小さい上限値であって前記蓄電装置の残容量が大きくなるほど小さくなる上限値」を算出するとともに「前記機関の出力を同上限値以下に制限する出力制限運転」を実行し、且つ、
（３）前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記上限値が小さくなるほど「前記理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように」変更する。

即ち、この態様においては、前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御されている場合に、前記蓄電装置の残容量が大きくなるほど小さくなる上限値が算出され、且つ、前記機関の出力がその算出された上限値以下に制限される。

これによれば、機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されている場合（即ち、機関の運転効率が良好でない場合）、蓄電装置の残容量が大きくなるほど蓄電装置から電動機へとより多くの電力を供給し、機関の出力を上限値によって一層低下させることができる。従って、燃費が改善される。加えて、上限値が小さくなるほど、機関の負荷が急変した場合における負荷の変動幅は小さくなる。従って、上限値が小さいほど機関の空燃比を理論空燃比により近い空燃比に制御した場合であっても、機関の運転状態が不安定になることはない。この結果、上記態様のハイブリッド車両は、機関を安定して運転しながら、出力制限運転及び空燃比のリーン化によって良好な燃費を実現することができる。

また、本発明のハイブリッド車両における前記制御装置は、前記ユーザ要求トルクが小さいほど前記上限値が小さくなるように同上限値を算出するように構成され得る。

これによれば、ユーザ要求トルクを確実に満たしながら、ハイブリッド車両の燃費を改善することができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の概略図である。 図２は、図１に示したパワーマネジメントＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図３は、アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤと、ユーザ要求トルクと、の関係を示したグラフである。 図４は、図１に示したバッテリの残容量とバッテリ充電要求出力との関係を示したグラフである。 図５は、機関回転速度及び機関出力トルクと、最適機関動作ラインと、の関係を示したグラフである。 図６は、ハイブリッド車両の走行中における遊星歯車装置の共線図である。 図７は、バッテリの残容量及びユーザ要求出力と、機関出力上限値と、の関係を示したグラフである。 図８は、図１に示したエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図９は、図１に示したエンジンＥＣＵのＣＰＵが暖機増量値を算出する際に参照するテーブル（ルックアップテーブル）である。 図１０は、第２実施形態に係るエンジンＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１１は、第３実施形態に係るパワーマネジメントＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両について図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１０は、発電電動機ＭＧ１、発電電動機ＭＧ２、内燃機関２０、動力分配機構３０、駆動力伝達機構５０、第１インバータ６１、第２インバータ６２、バッテリ６３、パワーマネジメントＥＣＵ７０、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３を備えている。なお、ＥＣＵは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ１は、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ１は、便宜上、第１発電電動機ＭＧ１とも称呼される。第１発電電動機ＭＧ１は本例において主として発電機としての機能を発揮する。第１発電電動機ＭＧ１は、出力軸（以下、「第１シャフト」とも称呼する。）４１を備えている。

発電電動機（モータジェネレータ）ＭＧ２は、第１発電電動機ＭＧ１と同様、発電機及び電動機の何れとしても機能することができる同期発電電動機である。発電電動機ＭＧ２は、便宜上、第２発電電動機ＭＧ２とも称呼される。第２発電電動機ＭＧ２は本例において主として電動機としての機能を発揮する。第２発電電動機ＭＧ２は、出力軸（以下、「第２シャフト」とも称呼する。）４２を備えている。

機関２０は、４サイクル・火花点火式・多気筒・内燃機関である。機関２０は、吸気管及びインテークマニホールドを含む吸気通路部２１、スロットル弁２２、スロットル弁アクチュエータ２２ａ、複数の燃料噴射弁２３、点火プラグを含む複数の点火装置２４、機関２０の出力軸であるクランクシャフト２５、エキゾーストマニホールド２６、排気管２７、上流側の三元触媒２８及び下流側の三元触媒２９を含んでいる。なお、機関２０は図示しない可変吸気弁制御装置（ＶＶＴ）を備えていてもよい。

スロットル弁２２は吸気通路部２１に回転可能に支持されている。
スロットル弁アクチュエータ２２ａはエンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答してスロットル弁２２を回転し、吸気通路部２１の通路断面積を変更できるようになっている。
燃料噴射弁２３のそれぞれは、各気筒に対応するように各気筒のインテークポートに配設され、エンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答して燃料噴射量を変更できるようになっている。

点火プラグを含む点火装置２４のそれぞれは、エンジンＥＣＵ７３からの指示信号に応答して点火用火花を各気筒の燃焼室内において所定のタイミングにて発生するようになっている。

上流側の三元触媒２８は、排気浄化用触媒であり、エキゾーストマニホールド２６の排気集合部に配設されている。即ち、触媒２８は機関２０の排気通路に設けられている。触媒２８は、機関２０から排出される未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）及びＮＯｘを浄化するようになっている。

下流側の三元触媒２９は、排気浄化用触媒であり、エキゾーストマニホールド２６の排気集合部に接続された排気管２７に設けられている。即ち下流側の三元触媒２９は排気通路であって上流側の三元触媒２８よりも下流の位置に配設されている。触媒２９は、機関２０から排出される未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）及びＮＯｘを浄化するようになっている。なお、本明細書及び請求の範囲において、「触媒」は特に指定しない限り、上流側の三元触媒２８を意味する。

機関２０は、燃料噴射量を変更すること、及び、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更することによって吸入空気量を変更すること等により、機関２０の発生するトルク及び機関回転速度（従って、機関出力）を変更することができる。更に、機関２０は、点火時期を基準点火時期に対して遅角することにより、機関２０から排出される排気温度を上昇することができる。これにより、機関２０は触媒２８の暖機を促進することができる。

動力分配機構３０は周知の遊星歯車装置３１を備えている。遊星歯車装置３１はサンギア３２と、複数のプラネタリギア３３と、リングギア３４と、を含んでいる。

サンギア３２は第１発電電動機ＭＧ１の第１シャフト４１に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１はサンギア３２にトルクを出力することができる。更に、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１（第１シャフト４１）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア３２から第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることにより発電することができる。

複数のプラネタリギア３３のそれぞれは、サンギア３２と噛合するとともにリングギア３４と噛合している。プラネタリギア３３の回転軸（自転軸）はプラネタリキャリア３５に設けられている。プラネタリキャリア３５はサンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。従って、プラネタリギア３３は、サンギア３２の外周を自転しながら公転することができる。プラネタリキャリア３５は機関２０のクランクシャフト２５に接続されている。よって、プラネタリギア３３は、クランクシャフト２５からプラネタリキャリア３５に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

リングギア３４は、サンギア３２と同軸に回転可能となるように保持されている。

上述したように、プラネタリギア３３はサンギア３２及びリングギア３４と噛合している。従って、プラネタリギア３３からサンギア３２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア３２が回転駆動される。プラネタリギア３３からリングギア３４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア３４が回転駆動される。逆に、サンギア３２からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。リングギア３４からプラネタリギア３３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア３３が回転駆動される。

リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して第２発電電動機ＭＧ２の第２シャフト４２に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２はリングギア３４にトルクを出力することができる。更に、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２（第２シャフト４２）に入力されるトルクによって回転駆動され得る。第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア３４から第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることにより、発電することができる。

更に、リングギア３４はリングギアキャリア３６を介して出力ギア３７に接続されている。従って、出力ギア３７は、リングギア３４から出力ギア３７に入力されるトルクによって回転駆動され得る。リングギア３４は、出力ギア３７からリングギア３４に入力されるトルクによって回転駆動され得る。

駆動力伝達機構５０は、ギア列５１、ディファレンシャルギア５２及び駆動軸（ドライブシャフト）５３を含んでいる。

ギア列５１は、出力ギア３７とディファレンシャルギア５２とを動力伝達可能に歯車機構により接続している。ディファレンシャルギア５２は駆動軸５３に取り付けられている。駆動軸５３の両端には駆動輪５４が取り付けられている。従って、出力ギア３７からのトルクはギア列５１、ディファレンシャルギア５２、及び、駆動軸５３を介して駆動輪５４に伝達される。この駆動輪５４に伝達されたトルクによりハイブリッド車両１０は走行することができる。

第１インバータ６１は、第１発電電動機ＭＧ１及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第１発電電動機ＭＧ１が発電しているとき、第１発電電動機ＭＧ１が発生した電力は第１インバータ６１を介してバッテリ６３に供給される。逆に、第１発電電動機ＭＧ１は第１インバータ６１を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。

第２インバータ６２は、第２発電電動機ＭＧ２及びバッテリ６３に電気的に接続されている。従って、第２発電電動機ＭＧ２は第２インバータ６２を介してバッテリ６３から供給される電力によって回転駆動させられる。逆に、第２発電電動機ＭＧ２が発電しているとき、第２発電電動機ＭＧ２が発生した電力は第２インバータ６２を介してバッテリ６３に供給される。

なお、第１発電電動機ＭＧ１の発生する電力は第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能であり、且つ、第２発電電動機ＭＧ２の発生する電力は第１発電電動機ＭＧ１に直接供給可能である。

バッテリ６３は、本例においてリチウムイオン電池である。但し、バッテリ６３は放電及び充電が可能な蓄電装置であればよく、ニッケル水素電池及び他の二次電池であってもよい。

パワーマネジメントＥＣＵ７０（以下、「ＰＭＥＣＵ７０」と表記する。）は、バッテリＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２及びエンジンＥＣＵ７３と通信により情報交換可能に接続されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、パワースイッチ８１、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８３、ブレーキスイッチ８４及び車速センサ８５等と接続され、これらのセンサ類が発生する出力信号を入力するようになっている。

パワースイッチ８１はハイブリッド車両１０のシステム起動用スイッチである。ＰＭＥＣＵ７０は、何れも図示しない車両キーがキースロットに挿入され且つブレーキペダルが踏み込まれているときにパワースイッチ８１が操作されると、システムを起動する（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態となる）ように構成されている。

シフトポジションセンサ８２は、ハイブリッド車両１０の運転席近傍に運転者により操作可能に設けられた図示しないシフトレバーによって選択されているシフトポジションを表す信号を発生するようになっている。シフトポジションは、Ｐ（パーキングポジション）、Ｒ（後進ポジション）、Ｎ（ニュートラルポジション）及びＤ（走行ポジション）を含む。

アクセル操作量センサ８３は、運転者により操作可能に設けられた図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＰ）を表す出力信号を発生するようになっている。アクセル操作量ＡＰは加速操作量と表現することもできる。
ブレーキスイッチ８４は、運転者により操作可能に設けられた図示しないブレーキペダルが操作されたときに、ブレーキペダルが操作された状態にあることを示す出力信号を発生するようになっている。
車速センサ８５は、ハイブリッド車両１０の車速ＳＰＤを表す出力信号を発生するようになっている。

ＰＭＥＣＵ７０は、バッテリＥＣＵ７１により算出されるバッテリ６３の残容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を入力するようになっている。この残容量ＳＯＣはバッテリ６３の残容量に相関を有するパラメータであるので、残容量関連パラメータとも称呼される。残容量ＳＯＣは、バッテリ６３に流出入する電流の積算値等に基づいて周知の手法により算出される。

ＰＭＥＣＵ７０は、更に、バッテリＥＣＵ７１により算出されるバッテリ６３の瞬時出力Ｗｏｕｔ（単位はＷ）を入力するようになっている。瞬時出力Ｗｏｕｔはバッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔとも称呼される。バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔは、バッテリ６３が単位時間あたりに出力することができる電力の上限値である。バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔは残容量ＳＯＣと相関を有し、残容量ＳＯＣが所定値（例えば、４０％）以上であるとき略一定値となり、残容量ＳＯＣが所定値未満であるとき残容量ＳＯＣが小さくなるほど小さくなる。

ＰＭＥＣＵ７０は、モータＥＣＵ７２を介して、第１発電電動機ＭＧ１の回転速度（以下、「ＭＧ１回転速度Ｎｍ１」と称呼する。）を表す信号及び第２発電電動機ＭＧ２の回転速度（以下、「ＭＧ２回転速度Ｎｍ２」と称呼する。）を表す信号を入力するようになっている。

なお、ＭＧ１回転速度Ｎｍ１は、モータＥＣＵ７２によって「第１発電電動機ＭＧ１に設けられ且つ第１発電電動機ＭＧ１のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９６の出力値」に基づいて算出されている。同様に、ＭＧ２回転速度Ｎｍ２は、モータＥＣＵ７２によって「第２発電電動機ＭＧ２に設けられ且つ第２発電電動機ＭＧ２のロータの回転角度に対応する出力値を出力するレゾルバ９７の出力値」に基づいて算出されている。

ＰＭＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ７３を介して、エンジン状態を表す種々の出力信号を入力するようになっている。このエンジン状態を表す出力信号には、機関回転速度Ｎｅ、スロットル弁開度ＴＡ及び機関の冷却水温ＴＨＷ等が含まれている。

モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に接続されている。モータＥＣＵ７２は、ＰＭＥＣＵ７０からの指令（後述する「ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊及びＭＧ２指令トルクＴｍ２＊）に基づいて、第１インバータ６１及び第２インバータ６２に指示信号を送出するようになっている。これにより、モータＥＣＵ７２は、第１インバータ６１を用いて第１発電電動機ＭＧ１を制御し、且つ、第２インバータ６２を用いて第２発電電動機ＭＧ２を制御するようになっている。

エンジンＥＣＵ７３は、エンジンアクチュエータである「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、燃料噴射弁２３及び点火装置２４等」と接続されていて、これらに指示信号を送出するようになっている。更に、エンジンＥＣＵ７３は、エアフローメータ９１、スロットル弁開度センサ９２、冷却水温センサ９３、機関回転速度センサ９４及び空燃比センサ９５等と接続されていて、これらの発生する出力信号を取得するようになっている。

エアフローメータ９１は、機関２０に吸入される単位時間あたりの空気量を計測し、その空気量（吸入空気流量）Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットル弁開度センサ９２は、スロットル弁２２の開度（スロットル弁開度）を検出し、その検出したスロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
冷却水温センサ９３は、機関２０の冷却水の温度を検出し、その検出した冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。この冷却水温ＴＨＷは、触媒２８の温度に強い相関を有するパラメータであり、触媒温度パラメータとも称呼される。

機関回転速度センサ９４は、機関２０のクランクシャフト２５が所定角度だけ回転する毎にパルス信号を発生するようになっている。エンジンＥＣＵ７３は、このパルス信号に基づいて機関回転速度Ｎｅを取得するようになっている。
空燃比センサ９５は、エキゾーストマニホールド２６の排気集合部であって、上流側の三元触媒２８よりも上流位置に配設されている。空燃比センサ９５は、所謂「限界電流式広域空燃比センサ」である。空燃比センサ９５は排ガスの空燃比を検出し、その検出した排ガスの空燃比（検出空燃比）ａｂｙｆｓを出力するようになっている。なお、検出空燃比ａｂｙｆｓは排ガスの空燃比が大きくなる（リーンになる）ほど大きくなる。

エンジンＥＣＵ７３は、これらのセンサ等から取得される信号及びＰＭＥＣＵ７０からの指令に基づいて「スロットル弁アクチュエータ２２ａ、燃料噴射弁２３及び点火装置２４（更には、図示しない可変吸気弁制御装置）」に指示信号を送出することにより、機関２０を制御するようになっている。なお、機関２０には図示しないカムポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ７３は、機関回転速度センサ９４及びカムポジションセンサからの信号に基いて、特定の気筒の吸気上死点を基準とした機関２０のクランク角度（絶対クランク角）を取得するようになっている。

（作動：駆動制御）
次に、ハイブリッド車両１０の作動について説明する。なお、以下に述べる処理は「ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵ及びエンジンＥＣＵ７３のＣＰＵ」により実行される。但し、以下においては、記載を簡素化するため、ＰＭＥＣＵ７０のＣＰＵを「ＰＭ」と表記し、且つ、エンジンＥＣＵ７３のＣＰＵを「ＥＧ」と表記する。また、後述するように、機関要求出力Ｐｅ＊を機関出力上限値Ｐｅｍａｘにより制限する出力制限運転を実行する点、及び、出力制限運転中において暖機増量値を減少させる点（機関の空燃比をリッチ空燃比ではあるが理論空燃比に近づける点）を除き、機関２０、第１発電電動機ＭＧ１及び第２発電電動機ＭＧ２の駆動制御は、例えば、特開２００９−１２６４５０号公報（米国公開特許番号 ＵＳ２０１０／０２４１２９７）、及び、特開平９−３０８０１２号公報（米国出願日１９９７年３月１０日の米国特許第６，１３１，６８０号）等に詳細に記載されている。これらは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。

ＰＭは、シフトポジションが走行ポジションにある場合、所定時間が経過する毎に図２にフローチャートにより示した「駆動制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＰＭは図２のステップ２００から処理を開始し、以下に述べるステップ２０５乃至ステップ２１５の処理を順に行い、ステップ２２０に進む。

ステップ２０５：ＰＭは、アクセル操作量ＡＰと車速ＳＰＤとに基づいてリングギア要求トルクＴｒ＊を取得する。更に、ＰＭは、リングギア要求トルクＴｒ＊に基づいてユーザ要求出力Ｐｒ＊を決定する。より具体的に述べると、駆動軸５３に作用するトルク（駆動軸トルク）とリングギア３４の回転軸に作用するトルクとは比例関係にある。従って、ユーザがハイブリッド車両１０の走行のために要求しているユーザ要求トルクＴｕ＊とリングギア要求トルクＴｒ＊とは比例関係にある。そこで、ＰＭは図３に示した「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤと、ユーザ要求トルクＴｕ＊と、の間の関係」を「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤと、リングギア要求トルクＴｒ＊と、の間の関係」に変換したテーブルをトルクマップMapTr*(AP,SPD)としてＲＯＭ内に記憶している。そして、ＰＭは、そのトルクマップMapTr*(AP,SPD)に現時点の「アクセル操作量ＡＰ及び車速ＳＰＤ」を適用することにより、リングギア要求トルクＴｒ＊を取得する。換言すると、ユーザ要求トルクＴｕ＊は、ユーザのアクセル操作量ＡＰに応じて定まる「駆動軸５３に要求されるトルク」である。

一方、駆動軸５３に要求されている出力（パワー）は、ユーザ要求トルク（車両要求駆動力）Ｔｕ＊と実際の車速ＳＰＤとの積（Ｔｕ＊・ＳＰＤ）に等しい。この積（Ｔｕ＊・ＳＰＤ）はリングギア要求トルクＴｒ＊とリングギア３４の回転速度Ｎｒとの積（Ｔｒ＊・Ｎｒ）に等しい。従って、以下、積（Ｔｒ＊・Ｎｒ）を「ユーザ要求出力Ｐｒ＊」と称呼する。即ち、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は、ユーザ要求トルクＴｕ＊により定まる。更に、具体的には、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は「ユーザ要求トルクＴｕ＊と車速ＳＰＤとの積（Ｔｕ＊・ＳＰＤ）」に比例する値に基づいて決定することができる。本例においては、リングギア３４は減速機を介することなく第２発電電動機ＭＧ２の第２シャフト４２に接続されている。よって、リングギア３４の回転速度Ｎｒは第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２と等しい。従って、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は、リングギア要求トルクＴｒ＊と第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２との積（Ｔｒ＊・Ｎｍ２）と等しい。

なお、仮に、リングギア３４が減速ギアを介して第２シャフト４２に接続されているならば、リングギア３４の回転速度Ｎｒは第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２をその減速ギアのギア比Ｇｒにて除した値（Ｎｍ２／Ｇｒ）と等しい。よって、この場合、ユーザ要求出力Ｐｒ＊は値（Ｔｒ＊・Ｎｍ２／Ｇｒ）として算出される。

ステップ２１０：ＰＭは、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊を取得する。バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊は、バッテリ６３を充電するためにバッテリ６３に供給すべき電力に応じた値である。

より具体的に述べると、ＰＭは、図４に示した「残容量ＳＯＣとバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊」との関係を規定したテーブルMapPb*(SOC）をＲＯＭ内に記憶している。ＰＭは、実際の残容量ＳＯＣをこのテーブルMapPb*(SOC）に適用することによりバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊を取得する。このテーブルMapPb*(SOC）によれば、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈ以上であるとき、バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊は「０」となるように算出される。更に、このテーブルMapPb*(SOC）によれば、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈよりも小さいとき、バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊は残容量ＳＯＣが小さくなるほど大きくなるように算出される。

ステップ２１５：ＰＭは、ユーザ要求出力Ｐｒ＊とバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊との和に損失Ｐｌｏｓｓを加えた値（Ｐｒ＊＋Ｐｂ＊＋Ｐｌｏｓｓ）を機関要求出力Ｐｅ＊として取得する。機関要求出力Ｐｅ＊は機関２０に要求される出力である。

次に、ＰＭはステップ２２０に進み、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値要求出力Ｐｅｔｈは、機関２０の出力が閾値要求出力Ｐｅｔｈ未満の状態にて機関２０が運転されると、機関２０の運転効率（即ち、燃費）が許容限度以下となるような値に設定されている。

（ケース１）
いま、以下の条件１及び条件２が成立していると仮定する。
（条件１）機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上である。
（条件２）機関２０の運転が十分に長い期間行われた後であって、機関が完全暖機後状態にあり、それ故に目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されている。

なお、目標空燃比ａｂｙｆｒは、機関に供給される混合気の空燃比の目標値であり、後述するように、ＥＧにより別途設定される。

前述した仮定によれば、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上である（上記条件１を参照。)。従って、ＰＭはステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２５に進み、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも小さく（即ち、目標空燃比ａｂｙｆｒがリッチ空燃比であり）、且つ、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であるか否かを判定する。バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であることは、残容量関連条件とも称呼される。

前述した仮定によれば、目標空燃比ａｂｙｆｒは理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されている（上記条件２を参照。)。従って、ＰＭはステップ２２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ２３０に進み、機関２０が発生する出力の上限値Ｐｅｍａｘ（以下、「機関出力上限値Ｐｅｍａｘ」又は単に「上限値Ｐｅｍａｘ」と称呼する。）を機関２０が発生し得る最大の出力Ｍａｘ（以下、「機関最高出力Ｍａｘ」又は単に「最高出力Ｍａｘ」と称呼する。）に設定する。換言すると、機関２０はどのような運転状態であっても、機関最高出力Ｍａｘ以上の出力を発生することはできない。

次に、ＰＭはステップ２３２に進み、出力制限運転フラグＸlimitの値を「０」に設定する。出力制限運転フラグＸlimitの値はエンジンＥＣＵ７３に通信により送信される。出力制限運転フラグＸlimitは、その値が「１」である場合に後述する機関の出力制限運転が実行されていることを示し、その値が「０」である場合に機関の出力制限運転が実行されていないことを示す。なお、出力制限運転フラグＸlimitの値はシステムを起動時に「０」に設定される。

次いで、ＰＭはステップ２３４に進み、機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘ以上であるか否かを判定する。この場合、前述したステップ２３０にて機関出力上限値Ｐｅｍａｘは機関最高出力Ｍａｘに設定されている。従って、殆どの場合において機関要求出力Ｐｅ＊は機関出力上限値Ｐｅｍａｘよりも小さく、この場合、ＰＭはステップ２３４にて「Ｎｏ」と判定してステップ２４０に直接進み、以下に述べるステップ２４０乃至ステップ２６５の処理を順に行う。この結果、機関２０が発生する出力は制限されない。換言すると、機関の出力制限運転は実行されない。

これに対し、万一、機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘ以上であれば、ＰＭはステップ２３４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３６に進み、機関要求出力Ｐｅ＊を機関出力上限値Ｐｅｍａｘに設定する。即ち、機関要求出力Ｐｅ＊は機関最高出力Ｍａｘに設定される。但し、この場合においても、機関２０は機関最高出力Ｍａｘ以上の出力を発生することはできないのであるから、機関２０の発生する出力は制限されない。換言すると、機関の出力制限運転は実行されない。その後、ＰＭは以下に述べるステップ２４０乃至ステップ２６５の処理を順に行い、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ２４０：ＰＭは、機関要求出力Ｐｅ＊と等しい出力が機関２０から出力され、且つ、機関２０の運転効率が最良となるように機関２０を運転する。即ち、ＰＭは、機関要求出力Ｐｅ＊に応じた最適機関動作点に基づいて目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊を決定する。

より具体的に述べると、ある出力をクランクシャフト２５から出力させたとき機関２０の運転効率（燃費）が最良となる機関動作点が各出力毎に最適機関動作点として実験等により予め求められている。これらの最適機関動作点を、機関出力トルクＴｅと機関回転速度Ｎｅとによって規定されるグラフ上にプロットし、更に、これらのプロットを結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。このようにして求められる最適機関動作ラインが図５に実線Ｌoptにより示されている。図５において、破線により示されている複数のラインＣ０〜Ｃ５のそれぞれは、同じ出力をクランクシャフト２５から出力させることができる機関動作点を結んだライン（等出力ライン）である。

ＰＭは、機関要求出力Ｐｅ＊と等しい出力が得られる最適機関動作点を検索し、その検索された最適動作点に対応する「機関出力トルクＴｅ及び機関回転速度Ｎｅ」を「目標機関出力トルクＴｅ＊及び目標機関回転速度Ｎｅ＊」のそれぞれとして決定する。例えば、機関要求出力Ｐｅ＊が図５のラインＣ２に対応する出力と等しい場合、ラインＣ２と実線Ｌoptとの交点Ｐ１に対する機関出力トルクＴｅ１が目標機関出力トルクＴｅ＊として決定され、交点Ｐ１に対する機関回転速度Ｎｅが目標機関回転速度Ｎｅ＊として決定される。

ステップ２４５：ＰＭは、下記（１）式に、リングギア３４の回転速度Ｎｒとして「回転速度Ｎｒと等しい第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２」を代入するとともに、機関回転速度Ｎｅとして目標機関回転速度Ｎｅ＊を代入することにより、「サンギア３２の目標回転速度Ｎｓ＊と等しいＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊」を算出する。

Ｎｓ＝Ｎｒ−（Ｎｒ−Ｎｅ）・（１＋ρ）／ρ …（１）

上記（１）式において、「ρ」は下記の（２）式により定義される値である。即ち、「ρ」は、リングギア３４の歯数に対するサンギア３２の歯数である。

ρ＝（サンギア３２の歯数／リングギア３４の歯数） …（２）

ここで、上記（１）式の根拠について説明する。遊星歯車装置３１における各ギアの回転速度の関係は図６に示した周知の共線図により表される。共線図に示される直線は動作共線Ｌと称呼される。この共線図から理解されるように、リングギア３４の回転速度Ｎｒとサンギア３２の回転速度Ｎｓとの差（Ｎｒ−Ｎｓ）に対する機関回転速度Ｎｅとサンギア３２の回転速度Ｎｓとの差（Ｎｅ−Ｎｓ）の比（＝（Ｎｅ−Ｎｓ）／（Ｎｒ−Ｎｓ））は、値（１＋ρ）に対する１の比（＝１／（１＋ρ））に等しい。この比例関係に基づいて上記（１）式が導かれる。

更に、ＰＭはステップ２４５にて、下記（３）式に従って第１発電電動機ＭＧ１に出力させるべきトルクであるＭＧ１指令トルクＴｍ１＊を算出する。（３）式において、値ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）は「ＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊と第１発電電動機ＭＧ１の実際の回転速度Ｎｍ１」との差に応じたフィードバック量である。即ち、値ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）は、実際の回転速度Ｎｍ１をＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊に一致させるためのフィードバック量である。

Ｔｍ１＊＝Ｔｅ＊・（ρ／（１＋ρ））＋ＰＩＤ（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１） …（３）

ここで、上記（３）式の根拠について説明する。クランクシャフト２５に目標機関出力トルクＴｅ＊と等しいトルクが発生させられている場合（即ち、機関出力トルクがＴｅ＊である場合）、この機関出力トルクＴｅ＊は遊星歯車装置３１によりトルク変換される。その結果、サンギア３２の回転軸に下記（４）式により表されるトルクＴｅｓとなって作用し、リングギア３４の回転軸に下記（５）式により表されるトルクＴｅｒとなって作用する。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ＊・（ρ／（１＋ρ）） …（４）

Ｔｅｒ＝Ｔｅ＊・（１／（１＋ρ）） …（５）

動作共線が安定であるためには動作共線の力の釣り合いをとればよい。従って、図６に示したように、サンギア３２の回転軸には上記（４）式により求められるトルクＴｅｓと大きさが同じで向きが反対のトルクＴｍ１を作用させ、且つ、リングギア３４の回転軸には下記の（６）式により表されるトルクＴｍ２を作用させればよい。即ち、トルクＴｍ２は、リングギア要求トルクＴｒ＊に対するトルクＴｅｒの不足分と等しい。このトルクＴｍ２が、後述するステップ２５０にてＭＧ２指令トルクＴｍ２＊として採用される。

Ｔｍ２＝Ｔｒ＊−Ｔｅｒ …（６）

一方、サンギア３２が目標回転速度Ｎｓ＊にて回転すれば（即ち、第１発電電動機ＭＧ１の実際の回転速度Ｎｍ１がＭＧ１目標回転速度Ｎｍ１＊に一致すれば）、機関回転速度Ｎｅは目標機関回転速度Ｎｅ＊に一致する。以上から、ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊は上記（３）式により求められる。

ステップ２５０：ＰＭは、上記（５）式及び上記（６）式に従って、第２発電電動機ＭＧ２に出力させるべきトルクであるＭＧ２指令トルクＴｍ２＊を算出する。なお、ＰＭは、下記の（７）式に基づいて、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊を決定してもよい。

Ｔｍ２＊＝Ｔｒ＊−Ｔｍ１＊／ρ …（７）

ステップ２５５：ＰＭは、機関２０が最適機関動作点にて運転されるように（換言すると、機関出力トルクが目標機関出力トルクＴｅ＊となるように）、ＥＧに指令信号を送出する。これにより、ＥＧは、スロットル弁アクチュエータ２２ａによりスロットル弁２２の開度を変更するとともに、それに応じて燃料噴射量を変更し、機関出力トルクＴｅが目標機関出力トルクＴｅ＊となるように機関２０を制御する。

ステップ２６０：ＰＭは、ＭＧ１指令トルクＴｍ１＊をモータＥＣＵ７２に送信する。モータＥＣＵ７２は、第１発電電動機ＭＧ１の発生トルクがＭＧ１指令トルクＴｍ１＊に一致するように第１インバータ６１を制御する。
ステップ２６５：ＰＭは、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊をモータＥＣＵ７２に送信する。モータＥＣＵ７２は、第２発電電動機ＭＧ２の発生トルクがＭＧ２指令トルクＴｍ２＊に一致するように第２インバータ６２を制御する。

以上の処理により、リングギア３４にはリングギア要求トルクＴｒ＊と等しいトルクが機関２０及び第２発電電動機ＭＧ２によって作用させられる。更に、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣLoｔｈよりも小さい場合、機関２０の発生する出力はバッテリ充電要求出力Ｐｂ＊だけ増大させられる。従って、トルクＴｅｒは大きくなるので、上記（６）式から理解されるように、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊は小さくなる。その結果、第１発電電動機ＭＧ１が発電する電力のうち第２発電電動機ＭＧ２にて消費される電力が少なくなるので、第１発電電動機ＭＧ１が発電する余剰の電力（第２発電電動機ＭＧ２によって消費されない電力）によってバッテリ６３が充電される。

（ケース２）
次に、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上であるが（上記条件１を参照。)、機関２０が暖機過程にあって、それ故に目標空燃比ａｂｙｆｒがリッチ空燃比に設定されていると仮定する。

この場合、ＰＭはステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２５に進む。
このとき、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上でなければ、ＰＭはステップ２２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２３０及びステップ２３２を経由してステップ２３４に進む。従って、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが機関最高出力Ｍａｘに設定されるから、機関の出力制限運転は実行されない。

これに対し、ＰＭがステップ２２５の処理を実行する時点において、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であると、ＰＭはステップ２２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２７０に進む。

バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔは、単に「瞬時出力」とも称呼され、バッテリ６３が単位時間あたりに出力できる電力（放電可能電力瞬時値）を意味する。バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔは、残容量ＳＯＣが小さいほど小さくなり、更に、図１に図示しないバッテリ温度センサにより検出されるバッテリ温度が低いほど小さくなるように、残容量ＳＯＣ及びバッテリ温度等に基づいてバッテリＥＣＵ７１により算出されている。従って、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔは、蓄電装置としてのバッテリ６３の残容量が大きいほど大きくなる残容量関連パラメータの一つである。バッテリ６３の状態が比較的良好であるか又はユーザ要求出力Ｐｒ＊が比較的小さい場合等において、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔはユーザ要求出力Ｐｒ＊以上となる。

ＰＭはステップ２７０に進むと、ユーザ要求出力Ｐｒ＊及び残容量ＳＯＣに基づいて機関出力上限値Ｐｅｍａｘを取得する。

より具体的に述べると、ＰＭは図７に示した「残容量ＳＯＣ及びユーザ要求出力Ｐｒ＊と、機関出力上限値Ｐｅｍａｘと、の関係」を規定したテーブルMapPemax(Pr*,SOC)をＲＯＭ内に記憶している。そして、ＰＭは実際の「残容量ＳＯＣ及びユーザ要求出力Ｐｒ＊」をテーブルMapPemax(Pr*,SOC)に適用することにより、「機関最高出力Ｍａｘよりも小さい機関出力上限値Ｐｅｍａｘ」を取得する。

このテーブルMapPemax(Pr*,SOC)によれば、機関出力上限値Ｐｅｍａｘは、残容量ＳＯＣが大きいほど小さくなり、且つ、ユーザ要求出力Ｐｒ＊が小さいほど小さくなるように決定される。即ち、機関出力上限値Ｐｅｍａｘは、バッテリ６３から第２発電電動機ＭＧ２への電力供給が許容される範囲内において、ユーザ要求出力Ｐｒ＊（実際にはリングギア要求トルクＴｒ＊）のうちの出来るだけ多くの割合を第２発電電動機ＭＧ２が発生するトルクにより賄うように第２発電電動機ＭＧ２に電力を供給し、それにより、機関２０が発生する出力が出来るだけ減少させられるように、定められる。

次に、ＰＭはステップ２７５に進み、出力制限運転フラグＸlimitの値を「１」に設定する。前述したように、出力制限運転フラグＸlimitの値はエンジンＥＣＵ７３に通信により送信される。

次に、ＰＭは図２のステップ２３４に進み、機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘ以上であるか否かを判定する。このとき、機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘ以上であると、ＰＭはステップ２３４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３６に進み、機関要求出力Ｐｅ＊を機関出力上限値Ｐｅｍａｘに設定する。即ち、機関要求出力Ｐｅ＊はその上限が機関出力上限値Ｐｅｍａｘにより制限される。これに対し、機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘよりも小さいと、ＰＭはステップ２３４にて「Ｎｏ」と判定しステップ２４０以降に直接進む。

その後、ＰＭは前述したステップ２４０乃至ステップ２６５の処理を実行する。この結果、機関２０の出力が最高でも機関出力上限値Ｐｅｍａｘとなるように制御される。即ち、「目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈではなくリッチ空燃比であり、且つ、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であるという条件（以下、「特定条件」と称呼する。）」が成立している場合、機関の出力を「機関２０の最高出力Ｍａｘよりも小さい機関出力上限値Ｐｅｍａｘ」以下に制限する出力制限運転が実行される。

換言すると、ステップ２１５にて算出された機関要求出力Ｐｅ＊が機関出力上限値Ｐｅｍａｘ以上であるとき、機関２０はそのステップ２１５にて算出された機関要求出力Ｐｅ＊ではなく、機関出力上限値Ｐｅｍａｘと等しい出力を発生するように制御される。従って、機関２０が効率の良くない状態（機関の空燃比がリッチ空燃比で運転される状態）において高い出力にて運転される頻度が低下する。この結果、機関２０の燃費（即ち、ハイブリッド車両１０の燃費）を改善することができる。

更に、この出力制限運転が実行されると、目標機関出力トルクＴｅ＊（従って、機関出力トルクＴｅ）が小さくなるので、上記（５）式から理解されるようにトルクＴｅｒが小さくなる。その結果、ステップ２５０及び上記（６）式から理解されるように、ＭＧ２指令トルクＴｍ２＊が大きくなる。即ち、バッテリ６３からより多くの電力が第２発電電動機ＭＧ２に供給される。換言すると、機関２０の燃費が良好でない場合には、バッテリ６３から出来るだけ多くの電力を第２発電電動機ＭＧ２に供給する。これによって残容量ＳＯＣは減少するが、機関２０が効率良く運転される状態になったとき（即ち、機関の空燃比が理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定された時点以降）においてその減少分は機関２０の出力によって補填される。その結果、機関２０はより効率の良い状態にて高い出力を発生するように運転されるので、ハイブリッド車両１０の燃費を改善することができる。

（ケース３）
次に、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈよりも小さいと仮定する。

この場合、ＰＭはステップ２２０に進んだとき、そのステップ２２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２８０に進み、機関２０の運転を停止する指示をＥＧに送信する。この結果、機関２０の運転は停止する。

次に、ＰＭはステップ２８５に進んでＭＧ１指令トルクＴｍ１＊を「０」に設定し、ステップ２９０に進んでＭＧ２指令トルクＴＭ２＊にリングギア要求トルクＴｒ＊を設定する。その後、ＰＭは前述したステップ２６０及びステップ２６５の処理を実行する。この結果、ユーザ要求トルクＴｕ＊は第２発電電動機ＭＧ２の発生するトルクのみによって満足される。

（作動：機関の空燃比制御）
次に、機関の空燃比制御について説明する。ＥＧは、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートにより示した「燃料噴射制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＥＧは図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、出力制限運転フラグＸlimitの値が「１」であるか否かを判定する。

いま、図２に示したステップ２２５の判定条件（即ち、特定条件）が成立していないために、出力制限運転フラグＸlimitの値が「０」に設定されていると仮定する（図２のステップ２３２を参照。）。この場合、ＣＰＵはステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８１０に進み、図９に破線により示した「冷却水温ＴＨＷと暖機増量値Ｋｔｈｗとの関係を規定した通常暖機増量テーブルMapKthwN(ＴＨＷ）」に実際の冷却水温ＴＨＷを適用することにより、暖機増量値Ｋｔｈｗを決定する。

この通常暖機増量テーブルMapKthwN(ＴＨＷ）によれば、暖機増量値Ｋｔｈｗは、冷却水温ＴＨＷが低いほど大きくなるように決定される。更に、この通常暖機増量テーブルMapKthwN(ＴＨＷ）によれば、暖機増量値Ｋｔｈｗは、冷却水温ＴＨＷが機関完全暖機時の温度ＴＨＷｔｈ（例えば、８０℃）以上であるとき「０」となるように決定される。

次に、ＥＧはステップ８２０に進み、機関２０の吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて、次に吸気行程を迎える気筒が一吸気行程において吸入する空気の量（即ち、筒内吸入空気量）Ｍｃを取得する。より具体的に述べると、ＥＧは、「吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅ」と「筒内吸入空気量Ｍｃ」との関係を規定したテーブルMapMc(Ga,Ne)をＲＯＭ内に記憶している。ＥＧは、そのテーブルMapMc(Ga,Ne)に現時点の「吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅ」を適用することにより筒内吸入空気量Ｍｃを求める。なお、筒内吸入空気量Ｍｃは周知の空気モデルにより算出されてもよい。

次に、ＥＧはステップ８２５に進み、暖機増量値Ｋｔｈｗが「０」であるか否かを判定する。このとき、暖機増量値Ｋｔｈｗが「０」でなければ、ＥＧはステップ８２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３０に進み、目標空燃比ａｂｙｆｒを下記の（８）式に従って設定する。（８）式において、ｓｔｏｉｃｈは理論空燃比（例えば、１４．６）である。この結果、目標空燃比ａｂｙｆｒは理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも小さいリッチ空燃比に設定される。

目標空燃比ａｂｙｆｒ＝ｓｔｏｉｃｈ／（１＋Ｋｔｈｗ） …（８）

これに対し、暖機増量値Ｋｔｈｗが「０」であると、ＥＧはステップ８２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、目標空燃比ａｂｙｆｒを理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定する。

次に、ＥＧはステップ８４０に進み、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されており、且つ、空燃比センサ９５が活性化しているか否かを判定する。より具体的に述べると、ＥＧは空燃比センサ９５の素子である固体電解質層の温度を取得し、その温度が活性温度以上であるとき空燃比センサ９５が活性化していると判定する。なお、固体電解質のアドミタンスは「空燃比センサ素子温度である固体電解質の温度」が高いほど大きくなる。固体電解質層のインピーダンスは空燃比センサ素子温度が高いほど小さくなる。従って、ＥＧは図示しないルーチンにより所定時間の経過毎に固体電解質のアドミタンス又はインピーダンスを「空燃比センサ温度」として周知の手法に従って取得している。

目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈと相違するか、又は、空燃比センサ９５が活性化していない場合、ＥＧはステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８４５に進み、空燃比フィードバック量ＤＦｉを「０」に設定し、ステップ８５５以降に進む。

これに対し、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されていおり、且つ、空燃比センサ９５が活性化している場合、ＥＧはステップ８４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進み、周知の手法（例えば、ＰＩ制御）に従って空燃比フィードバック量ＤＦｉを算出する。空燃比フィードバック量ＤＦｉは、「空燃比センサ９５によって検出される実際の空燃比（検出空燃比）ａｂｙｆｓ」を「目標空燃比ａｂｙｆｒである理論空燃比ｓｔｏｉｃｈ」に一致させるためのフィードバック量である。簡単に述べれば、空燃比フィードバック量ＤＦｉは、検出空燃比ａｂｙｆｓが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも小さい（即ち、リッチである）とき減少させられ、検出空燃比ａｂｙｆｓが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも大きい（即ち、リーンである）とき増大させられる。

次に、ＥＧは以下に述べるステップ８５５乃至ステップ８６５の処理を順に行い、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ８５５：ＥＧは、筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比ａｂｙｆｒによって除することにより、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを算出する。従って、目標空燃比ａｂｙｆｒがステップ８３０にて求められるリッチ空燃比であると、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅは「理論空燃比ｓｔｏｉｃｈを得るときの基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅ」よりも大きくなる。

ステップ８６０：ＥＧは、ステップ８５５にて求めた基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに空燃比フィードバック量ＤＦｉを加えることにより、最終燃料噴射量Ｆｉを算出する。
ステップ８６５：ＥＧは、吸気行程を迎える気筒（燃料噴射気筒）に対して最終燃料噴射量Ｆｉの燃料を噴射するように、燃料噴射気筒に対して備えられている燃料噴射弁２３に対して指示信号を送出する。以上により、燃料噴射気筒に対して備えられている燃料噴射弁２３から最終燃料噴射量Ｆｉの燃料が燃料噴射気筒の吸気上死点よりも所定クランク角前の時点にて噴射させられる。

ところで、ＥＧがステップ８０５の処理を実行する時点において出力制限運転フラグＸlimitの値が「１」であると、ＥＧはステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８８０に進み、図９に実線により示した「冷却水温ＴＨＷと暖機増量値Ｋｔｈｗとの関係を規定した出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）」に実際の冷却水温ＴＨＷを適用することにより、暖機増量値Ｋｔｈｗを決定する。

この出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）によれば、暖機増量値Ｋｔｈｗは、冷却水温ＴＨＷが低いほど大きくなるように決定される。更に、この出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）によれば、暖機増量値Ｋｔｈｗは、冷却水温ＴＨＷが機関完全暖機時の閾値温度ＴＨＷｔｈ以上であるとき「０」となるように決定される。加えて、冷却水温ＴＨＷが「閾値温度ＴＨＷｔｈ以下のある任意の温度ＴＨＷａ」であるとき、出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）により求められる暖機増量値Ｋｔｈｗは、通常暖機増量テーブルMapKthwN(ＴＨＷ）により求められる暖機増量値Ｋｔｈｗよりも小さい。

この結果、出力制限運転フラグＸlimitの値が「１」であるとき（即ち、出力制限運転の実行中）、「ステップ８３０にて算出される目標空燃比ａｂｙｆｒ」はリッチ空燃比ではあるものの、「通常暖機増量テーブルMapKthwN(ＴＨＷ）により求められる暖機増量値Ｋｔｈｗに基づいて算出される目標空燃比ａｂｙｆｒ」よりも大きい値、即ち、理論空燃比ｓｔｏｉｃｈにより近い値となる。その後、ＥＧはステップ８２０以降に進む。

出力制限運転においては機関の最大出力が機関出力上限値Ｐｅｍａｘに制限されるので、仮に、機関２０の負荷が急減したとしても「その場合の負荷の変化幅（減少幅）の最大値」は出力制限運転の非実行中よりも小さくなる。よって、出力制限運転の非実行中に比べて、機関の空燃比を理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに近づけておいたとしても、機関２０の運転状態が不安定にならない。よって、上記ステップ８８０により、出力制限運転の実行中の暖機増量値Ｋｔｈｗは通常運転中（出力制限運転の非実行中）の暖機増量値Ｋｔｈｗよりも小さく設定される。

以上、説明したように、第１実施形態に係るハイブリッド車両１０は、内燃機関２０と、電動機（第２発電電動機ＭＧ２）と、前記電動機を駆動する電力を同電動機に供給可能な蓄電装置（バッテリ６３）と、前記蓄電装置を充電する電力を前記機関２０の動力を用いて発生可能な発電機（第１発電電動機ＭＧ１）と、車両の駆動軸５３と前記機関２０とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸５３と前記電動機（第２発電電動機ＭＧ２）とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構（動力分配機構３０及び駆動力伝達機構５０）と、制御装置（７０及び７３等）と、を備える。

更に、前記制御装置は、
機関２０の効率が最良となるように機関２０の出力を調整しながら（即ち、機関２０を最適機関動作点にて運転しながら）、ユーザのアクセル操作量ＡＰに応じて定まる駆動軸５３に要求されるトルクであるユーザ要求トルク（ユーザ要求トルクＴｕ＊）に等しいトルクを、機関２０の出力トルクと電動機ＭＧ２の出力トルクとを制御することにより駆動軸５３に作用させるとともに、蓄電装置（バッテリ６３）の残容量（ＳＯＣ）に基づいて機関２０の出力を変更することにより発電機ＭＧ１が発生する電力を制御する（図２のステップ２０５乃至ステップ２２０、並びに、ステップ２４０乃至ステップ２６５を参照。）。

更に、前記制御装置は、
機関２０の空燃比を、機関２０の運転状態を表す機関運転パラメータ（冷却水温ＴＨＷ、暖機増量値Ｋｔｈｗ）が所定運転条件（機関完全暖機時の温度ＴＨＷｔｈ以上であること、暖機増量値Ｋｔｈｗが「０」であること）を満足しない場合に理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し且つ同機関運転パラメータが同所定運転条件を満足した場合に理論空燃比に制御する（図８のルーチン及び図９を参照。）。

更に、前記制御装置は、
機関２０の空燃比がリッチ空燃比に制御され且つ蓄電装置の残容量が大きいほど大きくなる残容量関連パラメータ（バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔ）が所定の残容量関連条件（バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であること）を満足する特定条件が成立した場合（図２のステップ２２５での「Ｙｅｓ」との判定を参照。）、機関２０の出力を「機関２０が発生することができる最高出力よりも小さい上限値（機関出力上限値Ｐｅｍａｘ）」以下に制限する出力制限運転を実行する（図２のステップ２２５乃至ステップ２７０、及び、図７を参照。）。

更に、前記制御装置は、
前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記出力制限運転を実行していない場合よりも前記理論空燃比に近い空燃比に設定する（図２のステップ２３２及びステップ２７５、図８のステップ８０５乃至ステップ８３５、及び、図９を参照。）。

従って、このハイブリッド車両１０によれば、機関の空燃比がリッチ空燃比に制御されている場合には、機関の空燃比が理論空燃比に制御されている場合に比較して、機関２０が大きな出力を発生しない頻度が高くなる。その結果、機関２０の燃費効率が悪い状態にて機関２０が大きな出力を発生する期間が短縮化されるので、ハイブリッド車両１０の燃費を改善することができる。

更に、出力制限運転が実行されている場合、機関の空燃比がリッチ空燃比ではあるが理論空燃比に近づくので、燃料噴射量を少なくすることができる。これにより、ハイブリッド車両１０の燃費が一層改善される。

なお、ＰＭは図２のステップ２７０にて機関出力上限値Ｐｅｍａｘを「０」（機関２０が自立運転を継続できる最低出力）に設定してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両１０について説明する。第２実施形態に係るハイブリッド車両１０は、出力制限運転を実行している期間において、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さいほど暖機増量値を小さくする（換言すると、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さいほど機関の空燃比を理論空燃比に一層近づける）点のみにおいて、第１実施形態に係るハイブリッド車両と相違している。以下、この点について説明する。

第２実施形態に係るハイブリッド車両のＥＧは、図８に代わる図１０にフローチャートにより示した「燃料噴射制御ルーチン」を実行する。図１０において図８に示したステップと同じ処理を行うステップには、図８に示したステップと同一の符号が付されている。これらのステップについての説明は適宜省略される。

第２実施形態のＥＧは、出力制限運転フラグＸlimitの値が「１」であると、ステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８８０に進み、図９に実線により示した出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）に実際の冷却水温ＴＨＷを適用することにより、暖機増量値Ｋｔｈｗを決定する。

次に、ＥＧはステップ１０１０に進み、図１０のステップ１０１０のブロック内に示した「機関出力上限値Ｐｅｍａｘと補正係数ｋhoseiとの関係を規定したテーブルMapKhosei(Pemax)」に図２のステップ２７０にて決定された機関出力上限値Ｐｅｍａｘを適用することにより、補正係数ｋhoseiを算出する。

このテーブルMapKhosei(Pemax)によれば、補正係数ｋhoseiは機関出力上限値Ｐｅｍａｘが大きくなるほど大きくなるように算出される。但し、補正係数ｋhoseiの最大値は「１」である。

次に、ＥＧはステップ１０２０に進み、ステップ８８０にて求めた暖機増量値Ｋｔｈｗに補正係数ｋhoseiを乗じた値を、最終的な暖機増量値Ｋｔｈｗとして算出する。この結果、暖機増量値Ｋｔｈｗは、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さいほど小さくなる。

その後、ＥＧはステップ８２０及びステップ８２５を経由してステップ８３０に進む。従って、このステップ８３０にて、目標空燃比ａｂｙｆｒは「機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さいほど理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに一層近づく空燃比」として算出される。他の作動は第１実施形態と同様である。即ち、機関の空燃比は、出力制限運転が実行されている場合、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど「理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように」変更させられる。

機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど、機関２０の負荷の変化幅は小さくなる。よって、機関の空燃比を理論空燃比に近づけたとしても、機関２０の負荷の急変時に機関２０の運転が不安定になることはない。従って、第２実施形態によれば、機関２０を安定して運転しながら「暖機増量中の燃料消費量」を小さくできるので、ハイブリッド車両１０の燃費を更に向上することができる。

なお、ＥＧは、ステップ１０１０及びステップ１０２０に代え、ステップ８８０にて用いる出力制限運転時暖機増量テーブルMapKthwT(ＴＨＷ）を「冷却水温ＴＨＷ及び機関出力上限値Ｐｅｍａｘと、暖機増量値Ｋｔｈｗと、の関係」を規定するテーブルMapKthwT(ＴＨＷ，Ｐｅｍａｘ）に変更してもよい。このテーブルMapKthwT(ＴＨＷ，Ｐｅｍａｘ）によっても、機関の空燃比は、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど「理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように」変更させられる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車両１０について説明する。第３実施形態に係るハイブリッド車両１０は、目標空燃比ａｂｙｆｒがリッチ空燃比である場合には出力制限運転を実行する。その際、機関出力上限値Ｐｅｍａｘは、ユーザ要求出力Ｐｒ＊が大きいほど大きくなり、且つ、残容量ＳＯＣが大きいほど小さくなる、ように決定される。更に、第３実施形態は、第２実施形態と同様、機関の空燃比を、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど「理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように」制御する。以下、この点について説明する。

第３実施形態に係るハイブリッド車両のＰＭは、図２に代わる図１１にフローチャートにより示した「駆動制御ルーチン」を所定時間の経過毎に実行する。図１１において図２に示したステップと同じ処理を行うステップには、図２に示したステップと同一の符号が付されている。これらのステップについての説明は適宜省略される。

第３実施形態のＰＭは、図１１の「ステップ２０５乃至ステップ２１５」にてリングギア要求トルクＴｒ＊、ユーザ要求出力Ｐｒ＊、バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊及び機関要求出力Ｐｅ＊を算出した後、ステップ２２０に進む。このとき、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈよりも小さいと、ＰＭはステップ２８０乃至ステップ２９０、並びに、ステップ２６０及びステップ２６５の処理を実行して本ルーチンを一旦終了する。この点は第１実施形態と同じである。

一方、ＰＭがステップ２２０の処理を行うとき、機関要求出力Ｐｅ＊が閾値要求出力Ｐｅｔｈ以上であると、ＰＭはステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１０に進み、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも小さいか否かを判定する。即ち、ＰＭは、機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されているか否かを判定する。

目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈよりも小さい場合、ＰＭはステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２７０に進み、機関出力上限値Ｐｅｍａｘを「リングギア要求トルクＴｒ＊及び残容量ＳＯＣ」に基づいて決定する。より具体的に述べると、機関出力上限値Ｐｅｍａｘは、リングギア要求トルクＴｒ＊が大きいほど大きくなり、残容量ＳＯＣが大きいほど小さくなるように決定される。その後、ＰＭはステップ２７５に進み、出力制限運転フラグＸlimitの値を「１」に設定する。

一方、ＣＰＵがステップ１１１０の処理を行う時点において、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈと等しいと、ＰＭはそのステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２３０及びステップ２３２に進む。この結果、機関出力上限値Ｐｅｍａｘは機関最高出力Ｍａｘされ、出力制限運転フラグＸlimitの値は「０」に設定される。

更に、第３実施形態に係るＥＧは、図２に代わる図１０に示した「燃料噴射制御ルーチン」を実行する。この結果、暖機増量値Ｋｔｈｗは機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど小さくなるように変更させられる。

従って、この第３実施形態によれば、機関の空燃比がリッチ空燃比に制御されている場合に機関出力制限運転が実行される（図１１のステップ１１１０及びステップ２７０を参照。）。更に、そのリッチ空燃比は、機関出力上限値Ｐｅｍａｘが小さくなるほど「理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるようにリーン化」させられる。

よって、第３実施形態に係るハイブリッド車両は、他の実施形態のハイブリッド車両と同様、機関２０を安定して運転しながら、出力制限運転及び空燃比のリーン化によって良好な燃費を実現することができる。

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係るハイブリッド車両１０は、機関２０の効率が良好でない期間においては機関２０の出力を機関出力上限値Ｐｅｍａｘにより抑制する出力制限運転を実行する。その結果、ハイブリッド車両の燃費を向上することができる。更に、出力制限運転中においては、出力運転が運転されていない期間に比べ、機関の空燃比が理論空燃比に近い空燃比となるように設定される。よって、ハイブリッド車両の燃費を一層向上することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、機関の空燃比がリッチ空燃比に設定されている場合、残容量ＳＯＣが所定値（ＳＯＣＬｏｔｈよりも小さい所定値）以上であることを条件に、バッテリ充電要求出力Ｐｂ＊を強制的に「０」に設定することにより、機関出力上限値を減少させてもよい。

また、図８及び図９に示したルーチンおいては、増量値（Ｋｔｈｗ）が「０」（即ち、増量しない値）であるときに、目標空燃比ａｂｙｆｒが理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されていた。これに対し、目標空燃比ａｂｙｆｒは、増量値（Ｋｔｈｗ）が「０」よりも大きくても空燃比センサ９５が活性化した時点にて理論空燃比ｓｔｏｉｃｈに設定されてもよい。加えて、機関の空燃比をリッチ空燃比に制御するための増量値は暖機増量値Ｋｔｈｗに限定されることはなく、始動後から所定時間内において増量を行う始動後増量であってもよい。

更に、機関の空燃比をリッチ空燃比に設定するために「機関の運転状態を表す機関運転パラメータが満足すべき所定運転条件」は、冷却水温ＴＨＷが機関完全暖機時の温度ＴＨＷｔｈであることに限定されず、空燃比センサ９５が活性化したこと（即ち、機関運転パラメータとしての空燃比センサの温度が活性温度以上になっていること）、「機関運転パラメータとしての機関２０の始動後からの経過時間」が所定閾値時間以上であること、等を含むことができる。

更に、出力制限運転を実行するための特定条件のうちの一つの条件である「バッテリ６３の残容量が大きいほど大きくなる残容量関連パラメータが満足するべき残容量関連条件」は、バッテリ瞬時出力Ｗｏｕｔがユーザ要求出力Ｐｒ＊以上であることに限定されず、残容量関連パラメータである残容量ＳＯＣ自体が「ユーザ要求出力Ｐｒ＊が大きいほど大きくなる閾値」以上であること、であってもよい。

１０…ハイブリッド車両、２０…内燃機関、２２…スロットル弁、２３…燃料噴射弁、２５…クランクシャフト、３０…動力分配機構、３１…遊星歯車装置、３２…サンギア、３３…プラネタリギア、３４…リングギア、３５…プラネタリキャリア、３６…リングギアキャリア、５０…駆動力伝達機構、５３…駆動軸、６３…バッテリ（蓄電装置）、８３…アクセル操作量センサ、８５…車速センサ、９３…冷却水温センサ、９４…機関回転速度センサ、９５…空燃比センサ。

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記電動機を駆動する電力を同電動機に供給可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置を充電する電力を前記機関の出力を用いて発生可能な発電機と、
   車両の駆動軸と前記機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
   前記機関の効率が最良となるように同機関の出力を調整しながら、ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルクに等しいトルクを前記機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させるとともに前記蓄電装置の残容量に基づいて同機関の出力を変更することにより前記発電機が発生する電力を制御する制御装置と、
   を含むハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記機関に供給される混合気の空燃比である機関の空燃比を、同機関の運転状態を表す機関運転パラメータが所定運転条件を満足しない場合に理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し且つ同機関運転パラメータが同所定運転条件を満足した場合に理論空燃比に制御し、
   前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御され且つ前記蓄電装置の残容量が大きいほど大きくなる残容量関連パラメータが所定の残容量関連条件を満足する特定条件が成立した場合、前記機関の出力を同機関が発生することができる最高出力よりも小さい上限値以下に制限する出力制限運転を実行し、且つ、
   前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記出力制限運転を実行していない場合よりも前記理論空燃比に近い空燃比に設定するように構成された、
   ハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記残容量関連パラメータとして前記蓄電装置の瞬時出力を採用するとともに、
   前記瞬時出力が前記ユーザ要求トルクと前記駆動軸の回転速度とに基いて定まるユーザ要求出力以上であるとき、前記残容量関連条件が満足されると判定するように構成されたハイブリッド車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記特定条件が成立した場合、前記上限値を０に設定するように構成されたハイブリッド車両。
4. 請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記特定条件が成立した場合、前記残容量が大きいほど前記上限値を低下させるように構成されたハイブリッド車両。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記上限値が小さくなるほど理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように変更するように構成されたハイブリッド車両。
6. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記電動機を駆動する電力を同電動機に供給可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置を充電する電力を前記機関の出力を用いて発生可能な発電機と、
   車両の駆動軸と前記機関とをトルク伝達可能に連結するとともに同駆動軸と前記電動機とをトルク伝達可能に連結する動力伝達機構と、
   前記機関の効率が最良となるように同機関の出力を調整しながら、ユーザのアクセル操作量に応じて定まる前記駆動軸に要求されるトルクであるユーザ要求トルクに等しいトルクを前記機関の出力トルクと前記電動機の出力トルクとを制御することにより同駆動軸に作用させるとともに前記蓄電装置の残容量に基づいて同機関の出力を変更することにより前記発電機が発生する電力を制御する制御装置と、
   を含むハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記機関に供給される混合気の空燃比である機関の空燃比を、同機関の運転状態を表す機関運転パラメータが所定運転条件を満足しない場合に理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し且つ同機関運転パラメータが同所定運転条件を満足した場合に理論空燃比に制御し、
   前記機関の空燃比が前記リッチ空燃比に制御されている場合、前記機関が発生することができる最高出力よりも小さい上限値であって前記蓄電装置の残容量が大きくなるほど小さくなる上限値を算出するとともに前記機関の出力を同上限値以下に制限する出力制限運転を実行し、且つ、
   前記出力制限運転を実行している場合、前記リッチ空燃比を、前記上限値が小さくなるほど前記理論空燃比よりも小さい範囲内において大きくなるように変更するように構成された、
   ハイブリッド車両。
7. 請求項１、請求項２、及び、請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
   前記制御装置は、
   前記ユーザ要求トルクが小さいほど前記上限値が小さくなるように同上限値を算出するように構成されたハイブリッド車両。

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