(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両に搭載されたエンジンを、トルク変動を増加させることなくリーン限界で運転し、燃費を向上させる。【解決手段】エンジンの出力を発電機と車軸とに所定の比率で分配しながら運転されるハイブリッド車両において、エンジンが準定常状態で運転されているときの、発電電力の変動を検出する。エンジンが準定常状態で運転されていれば、エンジンのトルク変動は発電電力の変動に現れる。従って、発電電力の変動に基づいてエンジンの運転空燃比を制御してやれば、トルク変動を増加させることなくリーン限界で運転させ、延いては燃費を向上させることができる。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に動力を出力する電動機と、内燃機関と、該内燃機関によって駆動され該電動機に電力を供給する発電機とを備えたハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の出力を、前記発電機と前記車軸とに所定の比率で分配する出力分配機構と、
前記内燃機関の運転条件の変動が所定量以下である準定常運転状態にあることを検出する準定常運転状態検出手段と、
前記準定常運転状態における前記発電機の発電電力の変動量を検出する発電電力変動検出手段と、
前記検出した発電電力の変動量に基づいて、前記内燃機関の運転空燃比を制御する空燃比制御手段と
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記出力分配機構は、前記内燃機関に接続されたプラネタリキャリアと、前記発電機に接続されたサンギアと、前記車軸に接続されたリングギアとを備える遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記ハイブリッド車両の運転者によって操作されるアクセルペダルを備え、
前記準定常運転状態検出手段は、前記アクセルペダルの操作量が所定値以下である場合に、前記準定常運転状態と判断する手段であるハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記発電電力変動検出手段は、
前記発電機が発電状態にあることを検出する発電状態検出手段と、
前記発電機で吸収すべきトルク指令値の変動量を検出する指令トルク変動検出手段と
を備えるとともに、
前記発電状態における前記トルク指令値の変動量によって、前記発電電力の変動量を検出する手段であるハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記空燃比制御手段は、
前記検出した発電電力の変動量が所定の第１の閾値より大きい場合には、前記内燃機関の運転空燃比をリッチ化する空燃比リッチ化手段と、
前記検出した発電電力の変動量が、前記第１の閾値よりも小さい所定の第２の閾値に満たない場合には、前記内燃機関の運転空燃比をリーン化する空燃比リーン化手段と
を備えるハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記内燃機関に設けられたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、
前記運転空燃比がリッチ化される場合には前記スロットル弁の開度を閉じ側に補正し、該運転空燃比がリーン化される場合には該スロットル弁の開度を開き側に補正するスロットル開度補正手段と
を備えるハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の運転条件を検出する運転条件検出手段と、
前記内燃機関を制御すべき目標空燃比を、前記内燃機関の運転条件に対応付けて記憶しておく目標空燃比記憶手段と
を備え、
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の運転空燃比を制御するとともに、前記記憶されている目標空燃比を更新することにより該目標空燃比の学習を行う手段であるハイブリッド車両。
【請求項８】
請求項７記載のハイブリッド車両であって、
前記内燃機関に設けられたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、
前記運転空燃比がリッチ化される場合には前記スロットル弁の開度を閉じ側に補正し、該運転空燃比がリーン化される場合には該スロットル弁の開度を開き側に補正するスロットル開度補正手段と、
前記内燃機関の運転条件を検出する運転条件検出手段と、
前記スロットル弁の目標開度を、前記内燃機関の運転条件に対応付けて記憶しておく目標開度記憶手段と
を備え、
前記スロットル開度補正手段は、前記スロットル弁の開度を補正するとともに、前記記憶されている目標開度を更新することにより該目標開度の学習を行う手段であるハイブリッド車両。
【請求項９】
車軸に動力を出力する電動機と、内燃機関と、該内燃機関によって駆動され該電動機に電力を供給する発電機とを備えたハイブリッド車両において、該内燃機関の運転空燃比を制御する方法であって、
前記内燃機関の出力を、前記発電機と前記車軸とに所定の比率で分配する工程と、
前記内燃機関の運転条件の変動が所定量以下である準定常運転状態にあることを検出する工程と、
前記準定常運転状態における前記発電機の発電電力の変動量を検出する工程と、
前記検出した発電電力の変動量に基づいて、前記内燃機関の運転空燃比を制御する工程と
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両において、該内燃機関を適切に運転する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両は、エンジンと発電機とモータとの組合せを動力源として用いることにより、燃料消費効率を向上させることが可能である。ハイブリッド車両の燃料消費効率を更に改善するためには、エンジンの運転空燃比を、トルク変動が許容される範囲内で、できるだけリーンに設定することが効果的である。こうした点に鑑みて、シリーズハイブリッド車両において、発電機が発電する電力の変動を検出することによってエンジンのトルク変動を検出し、エンジンの運転空燃比をリーン化する技術が提案されている（特許文献１参照）。ここで、シリーズハイブリッド車両とは、エンジンの全出力を発電機に供給して電気エネルギに一旦変換し、この電気エネルギを用いてモータを駆動することにより、車軸を駆動する方式のハイブリッド車両である。こうしたシリーズハイブリッド車両では、エンジンの出力をそのまま発電機に供給しているので、エンジンの出力が変動すると、それに伴って発電機の発電電力が変動する。シリーズハイブリッド車両が備えるこのような特徴を利用して、上記の特許文献１に開示された技術では、発電電力の変動を検出することでエンジンのトルク変動を検出している。
【０００３】
また、エンジンの出力を２つに分割し、一方の出力はそのまま駆動力として車軸に伝え、他方の出力は発電機で一旦電気エネルギに変換した後、モータで再び機械的仕事に戻して車軸に伝える方式のハイブリッド車両も提案されている（例えば、特許文献２など）。電気エネルギは、モータによって所望の形態の駆動力に変換して出力することができる。従って、車両の走行状態に応じて、エンジン出力の一部を適切な割合で電気エネルギに変換してやれば、車両の走行状態にとらわれることなく、効率よくエンジンを運転することが可能となり、延いては車両全体としての効率を向上させることが可能である。
【０００４】
こうしたエンジン出力を２つに分割する方式のハイブリッド車両では、シリーズハイブリッド車両の場合と異なり、エンジンの出力がそのまま発電機に供給されるわけではない。このため、発電電力の変動がエンジンのトルク変動に対応するわけではないが、車両停止時について見れば、エンジンの出力が全て発電機に供給されている。従って、シリーズハイブリッド車両と同様に、発電電力の変動からエンジンのトルク変動を検出して、エンジンの運転空燃比をリーン化することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２４５３１８号公報
【特許文献２】
特開平９−３０８０１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジン出力を２つに分割する方式のハイブリッド車両では、次の理由から、トルク変動の検出可能な運転領域が、エンジンの狭い運転領域に限られてしまい、従って、運転空燃比を広い範囲でリーン化することは困難であるという問題がある。
【０００７】
先ず、上記の特許文献２に提案されているハイブリッド車両について説明すると、このタイプのハイブリッド車両ではエンジンと発電機とが遊星ギアで接続されており、車両の停車中にエンジンを運転すると、発電機は、エンジンの回転速度に対して所定ギア比で増速された速度で回転する。このため、発電機の回転速度を許容回転速度に抑えようとすると、トルク変動を検出可能なエンジン運転領域が、低回転領域に限定されてしまうのである。
【０００８】
更に、エンジンの負荷範囲についても、トルク変動を検出可能なエンジン運転領域は、次の理由から低負荷領域に限定されてしまう。エンジン出力を２つに分割する方式のハイブリッド車両では、エンジン出力の一部しか電気エネルギに変換しないので発電電力はさほど大きくならず、従って、容量の小さな二次電池を搭載しているのが一般的である。ところが、こうした容量の小さな二次電池は、電池寿命の観点から時間あたりに充電可能な電力が制限されており、しかも、車両停車時はエンジンの全出力が発電機に供給される。このため、発電機の発電電力を許容範囲に抑えようとすると、トルク変動を検出することの可能な条件は、エンジン出力が小さい条件、すなわち低負荷で且つ低回転速度の運転条件に限定されてしまうのである。
【０００９】
もっとも、上記の特許文献３に提案されているハイブリッド車両では、エンジンと車軸とが電磁気的に結合した構造となっているので、特許文献２のように、ギア比に起因した制限は生じない。しかし、特許文献３に提案のハイブリッド車両においても、二次電池の容量に起因した上記の制約から、エンジンのトルク変動を検出可能な条件は、小さなエンジン出力の運転条件に限定されてしまう。
【００１０】
もちろん、エンジンの燃焼室内圧力を直接検出すると言った方法を用いれば、こうした制約を受けることなく、広いエンジン運転条件でトルク変動を検出可能であるが、燃焼圧力センサなど、専用の装置が必要になって全体の構成が複雑となってしまう。
【００１１】
本発明は、従来の技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、エンジン出力を２つに分割する方式のハイブリッド車両において、装置構成を複雑化させることなく、広いエンジン運転領域でエンジンのトルク変動を検出し、運転空燃比を広い範囲でリーン化することが可能な技術の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のハイブリッド車両は次の構成を採用した。すなわち、
車軸に動力を出力する電動機と、内燃機関と、該内燃機関によって駆動され該電動機に電力を供給する発電機とを備えたハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の出力を、前記発電機と前記車軸とに所定の比率で分配する出力分配機構と、
前記内燃機関の運転条件の変動が所定量以下である準定常運転状態にあることを検出する準定常運転状態検出手段と、
前記準定常運転状態における前記発電機の発電電力の変動量を検出する発電電力変動検出手段と、
前記検出した発電電力の変動量に基づいて、前記内燃機関の運転空燃比を制御する空燃比制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１３】
また、上記のハイブリッド車両に対応する本発明の制御方法は、
車軸に動力を出力する電動機と、内燃機関と、該内燃機関によって駆動され該電動機に電力を供給する発電機とを備えたハイブリッド車両において、該内燃機関の運転空燃比を制御する方法であって、
前記内燃機関の出力を、前記発電機と前記車軸とに所定の比率で分配する工程と、
前記内燃機関の運転条件の変動が所定量以下である準定常運転状態にあることを検出する工程と、
前記準定常運転状態における前記発電機の発電電力の変動量を検出する工程と、
前記検出した発電電力の変動量に基づいて、前記内燃機関の運転空燃比を制御する工程と
を備えることを要旨とする。
【００１４】
かかるハイブリッド車両および制御方法においては、内燃機関が準定常運転状態で運転されている時に、発電機が発電する電力の変動量を検出し、検出した変動量に基づいて、該内燃機関の運転空燃比を制御する。内燃機関の出力は、発電機と車軸とに所定の比率で分配されているので、発電電力の変動量は内燃機関の出力トルクの変動量を代表する値となっている。また、内燃機関は、種々の運転条件で準定常運転条件とすることができるから、こうした方法によれば、広い運転条件において、内燃機関の出力トルクの変動量を検出することが可能である。従って、こうして求めた発電電力の変動量に基づいて、内燃機関の運転空燃比を制御してやれば、トルク変動を増加させることなく適切な空燃比に制御することが可能となる。
【００１５】
こうしたハイブリッド車両および制御方法においては、内燃機関の出力を分配する機構として遊星ギアを採用し、該遊星ギアのプラネタリキャリアを内燃機関の出力軸に、サンギアを発電機に、リングギアを車軸に接続することとしても良い。こうした構成によれば、内燃機関の出力を、遊星ギアのギア比によって決まる割合で、発電機および車軸に確実に分配することができる。
【００１６】
また、ハイブリッド車両および制御方法においては、ハイブリッド車両に設けられたアクセルペダルの操作量が所定値以下である場合に、準定常運転状態と判断することとしても良い。
【００１７】
ハイブリッド車両はアクセルペダルの操作に基づいて運転状態が制御されているから、アクセルペダルが操作されていなければ、車両全体としての運転状態は一定であり、延いては、内燃機関の運転状態も一定であると考えることができる。従って、アクセルペダルの操作量に基づけば、準定常運転状態にあることを簡便に検出することが可能となるので好ましい。
【００１８】
上述したハイブリッド車両および制御方法においては、前記発電電力の変動量を、次のようにして検出することとしても良い。先ず、前記発電機が発電状態にあることを検出し、発電状態であることを確認して、該発電機へのトルク指令値の変動量を検出することとしても良い。
【００１９】
該発電機が発電状態にあれば、発電機へのトルク指令値は発電電力に対応している。従って、こうしてトルク指令値の変動量を検出すれば、該発電機での発電電力の変動量を簡便に検出することが可能となるので好ましい。
【００２０】
また、上述したハイブリッド車両および制御方法においては、前記内燃機関の運転空燃比を、次のようにして制御することとしても良い。すなわち、前記発電機の発電電力の変動量を検出し、検出した変動量が所定に第１の閾値よりも大きい場合には、該内燃機関の運転空燃比をリッチ化する。また、検出した変動量が、該第１の閾値よりも小さい所定の第２の閾値に満たない場合には、内燃機関の運転空燃比をリーン化する。
【００２１】
発電電力の変動量が第１の閾値よりも大きい場合は、内燃機関の運転空燃比をリーン化し過ぎて燃焼が不安定になっていると考えられるので、この様な場合は空燃比をリッチ方向に補正してやる。逆に、発電電力の変動量が第１の閾値よりも小さな第２の閾値にも満たない場合は、内燃機関の燃焼状態が安定しており、運転空燃比を更にリーン化する余地があると考えられる。そこで、この様な場合は、運転空燃比をリーン方向に補正してやる。こうすれば、内燃機関をより適切な空燃比で運転することが可能となるので好適である。
【００２２】
また、上述のハイブリッド車両および制御方法においては、内燃機関の運転空燃比の制御に合わせて、次のように、スロットル弁の開度を制御することとしても良い。すなわち、内燃機関の運転空燃比をリッチ化する場合には、スロットル弁の開度を閉じ側に補正し、運転空燃比をリーン化する場合には、スロットル弁の開度を開き側に補正する制御を行っても良い。
【００２３】
一般的に、運転空燃比をリッチ化すれば内燃機関の出力は増加し、逆に運転空燃比をリーン化すれば出力は減少する傾向にある。従って、こうして空燃比の制御に合わせてスロットル弁の開度を補正してやれば、空燃比の変動による出力の変動を補正することが可能となるので好適である。
【００２４】
あるいは、上述したハイブリッド車両および制御方法においては、次のようにして、運転空燃比を学習制御することとしても良い。すなわち、内燃機関を制御すべき目標空燃比を、前記内燃機関の運転条件に対応付けて記憶しておき、内燃機関の運転空燃比を制御するとともに、記憶されている目標空燃比を更新することによって該目標空燃比を学習することとしても良い。
【００２５】
こうして内燃機関の目標空燃比を学習してやれば、次に同じ運転条件で内燃機関を運転する際には、初めから最適な空燃比で運転することが可能となるので好ましい。
【００２６】
また、上述した運転空燃比を学習制御するハイブリッド車両および制御方法においては、次のようにして、スロットル弁の開度も学習制御することとしても良い。すなわち、スロットル弁の目標開度を、前記内燃機関の運転条件に対応付けて記憶しておき、該スロットル弁の開度を制御するとともに、記憶されているスロットル開度の値を更新することによって該目標開度を学習することとしても良い。
【００２７】
こうして運転空燃比に加えて、スロットル弁の目標開度も学習してやれば、次に同じ運転条件で内燃機関を運転する際には、初めから最適な空燃比で運転するとともに、空燃比の変動に伴う出力の変動を補正して、内燃機関からは常に安定した出力を発生させることが可能となるので好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の作用・効果をより明確に説明するために、次のような順序に従って、本発明の実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ａ−１．ハイブリッド車両の構成：
Ａ−２．ハイブリッド車両の動作の概要：
Ｂ．第１実施例の空燃比制御：
Ｃ．第２実施例の空燃比制御：
Ｄ．変形例：
【００２９】
Ａ．装置構成：
Ａ−１．ハイブリッド車両の構成：
図１は、本実施例のハイブリッド車両１００の概略構成を示す説明図である。図示するように、このハイブリッド車両１００は、エンジン１１０と、モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１２０と、モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１３０とを有し、エンジン１１０と２つのモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とはプラネタリギア１４０で互いに結合されている。詳細には後述するが、エンジン１１０およびＭＧ２は、主に車両を駆動するための駆動力を出力し、ＭＧ１は主にエンジン１１０によって駆動されて主として発電機として機能する。プラネタリギア１４０は、ＭＧ２からの出力を、チェーンベルト１７４と車軸１７０とを介して駆動輪１７２に伝達する役割や、エンジン１１０からの出力を、ＭＧ１と駆動輪１７２とに振り分ける動力分割機構としての役割、更には、ＭＧ２やエンジン１１０の回転速度を減速あるいは増速して駆動輪１７２に伝達する変速機としての役割を有している。プラネタリギア１４０の機能については後述する。
【００３０】
エンジン１１０は、４つの燃焼室を備えており、各燃焼室内で空気と燃料との混合気を燃焼させることによって動力を発生させる。各燃焼室には吸気通路１９０が接続されており、吸気通路１９０の上流にはエアクリーナ１９６が設けられている。空気は、エアクリーナ１９６で異物が取り除かれた後、吸気通路１９０を介して燃焼室内に供給される。吸気通路１９０には、燃焼室内に流入する空気量を調整するためのスロットルバルブ１８６が設けられており、スロットルバルブ１８６は電動アクチュエータ１８８によって駆動されている。また、吸気通路１９０はスロットルバルブ１８６の下流で分岐した後、それぞれの燃焼室に接続されている。分岐した吸気通路１９０が各燃焼室に接続されている部分には、燃料を噴射するための燃料噴射弁１９２が各燃焼室毎に設けられている。燃料噴射弁１９２から噴射された燃料は、空気とともに燃焼室内に供給されて混合気を形成する。各燃焼室には、図示しない点火プラグが設けられており、点火プラグから火花を飛ばすことによって混合気に点火して燃焼させることができる。燃焼室内で混合気が燃焼したときに発生する排気ガスは、排気通路１８０から排出される。排気通路１８０には浄化触媒２００が設けられており、排気ガス中に含まれる有害物質を浄化触媒２００で浄化することが可能である。
【００３１】
エンジン１１０には、エンジン制御用の電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵ）１１２が搭載されている。エンジンＥＣＵ１１２は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、タイマなどがバスを介して相互にデータをやり取り可能に接続された周知のマイクロコンピュータである。クランクシャフト１１４の先端にはクランク角度センサ１１８が設けられており、エンジンＥＣＵ１１２は、クランク角度センサ１１８の出力に基づいて、クランクシャフト１１４の回転位置（クランク角度）に関する情報を取得する。そして、エンジンＥＣＵ１１２は、後述するハイブリッドＥＣＵ１６０の制御の下で、電動アクチュエータ１８８や燃料噴射弁１９２、点火プラグなどをクランクシャフト１１４の回転に同期させながら適切なタイミングで駆動することによって、エンジン１１０の動作状態を制御する。
【００３２】
プラネタリギア１４０は、中心部に設けられたサンギア１４２と、サンギア１４２の外側に同心円状に設けられたリングギア１４８と、サンギア１４２とリングギア１４８との間に配置されてサンギア１４２の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギア１４４と、エンジンのクランクシャフト１１４の端部に結合されて各プラネタリピニオンギア１４４の回転軸を軸支するプラネタリキャリア１４６とから構成されている。サンギア１４２は、サンギア軸１４１を介してＭＧ１のロータ１２３に結合され、リングギア１４８は、リングギア軸１４７を介してＭＧ２のロータ１３３に結合されている。プラネタリキャリア１４６は、エンジンのクランクシャフト１１４に結合されている。
【００３３】
このような構成のプラネタリギア１４０は、サンギア軸１４１、リングギア軸１４７、クランクシャフト１１４の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸の中のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残余の１軸に入出力される動力が決定される。リングギア１４８にはチェーンベルト１７４が接続されており、動力はチェーンベルト１７４および車軸１７０を介して駆動輪１７２に伝達されて、ハイブリッド車両１００を駆動する。
【００３４】
ＭＧ１は、交流同期電動機であり、外周面に複数の永久磁石１２２を有するロータ１２３と、回転磁界を形成する三相コイル１２４が巻回されたステータ１２５などから構成されている。ステータ１２５はケース１３８に固定されており、ロータ１２３は、前述したように、プラネタリギア１４０のサンギア軸１４１に結合されている。また、サンギア軸１４１には、ロータ１２３の回転角度を検出するレゾルバ１２６が設けられている。ＭＧ１は、インバータ１５２を介してモータＥＣＵ１５６に接続されている。モータＥＣＵ１５６はインバータ１５２を制御することによって、バッテリ１５０から三相コイル１２４に適切な周波数で適切な電流値の交流電流を供給し、これによってＭＧ１の動作を制御している。
【００３５】
ＭＧ２も、ＭＧ１と同様の交流同期電動機であり、外周面に複数の永久磁石１３２を有するロータ１３３と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻回されたステータ１３５などから構成されている。ＭＧ２のロータ１３３はプラネタリギア１４０のリングギア軸１４７に結合され、ステータ１３５はケース１３８に固定されている。また、リングギア軸１４７にはロータ１３３の回転角度を検出するレゾルバ１３６が設けられている。ＭＧ２は、インバータ１５４を介してモータＥＣＵ１５６に接続され、モータＥＣＵ１５６は、インバータ１５４を制御することによってＭＧ２の動作を制御している。
【００３６】
ハイブリッド車両１００には、エンジンＥＣＵ１１２およびモータＥＣＵ１５６に加えて、車両全体の制御を司るハイブリッドＥＣＵ１６０が搭載されている。これらＥＣＵは、前述したエンジンＥＣＵ１１２と同様の構成を有するマイクロコンピュータである。ハイブリッドＥＣＵ１６０は、アクセルポジションセンサ１６２や、ブレーキスイッチ１６４、あるいはバッテリ１５０などの種々の情報を検出して車両全体としての運転条件を決定し、これに基づいてエンジンＥＣＵ１１２およびモータＥＣＵ１５６が、それぞれエンジン１１０およびＭＧ１，ＭＧ２の動作を制御している。
【００３７】
Ｂ−２．ハイブリッド車両の動作の概要：
以上のような構成を有するハイブリッド車両１００の動作原理、特にプラネタリギア１４０の機能について説明する。プラネタリギア１４０は、サンギア軸１４１，リングギア軸１４７，クランクシャフト１１４の３軸の中のいずれか２軸へ入出力される動力（すなわち、回転速度およびトルク）が決定されると、残余の１軸に入出力される動力（回転速度およびトルク）が決定される構造となっている。これら３軸間に入出力される回転速度およびトルクの関係は、共線図を用いて容易に求めることができる。
【００３８】
図２は、プラネタリギア１４０の３軸に接続された各ギアの回転速度および回転方向の関係を示す共線図である。ここで、縦軸は各ギア（サンギア１４２，リングギア１４８，プラネタリキャリア１４６）の回転速度、すなわち、エンジン１１０，ＭＧ２，ＭＧ１の回転速度を表している。一方、横軸は各ギアのギア比を表している。リングギア１４８の歯数に対するサンギア１４２の歯数をρとすると、プラネタリキャリア１４６に対応する縦軸は、サンギア１４２とリングギア１４８との間を１：ρに内分する座標位置にくる。
【００３９】
今、プラネタリキャリア１４６すなわちエンジン１１０の回転速度をＮｅ  とし、リングギア１４８すなわちＭＧ２の回転速度をＮｒ  とする。図２に示した共線図上で、プラネタリキャリアを表す座標軸Ｃに回転速度Ｎｅ  をプロットし、リングギアを表す座標軸Ｒに回転速度Ｎｒ  をプロットして、両プロット点を直線で結ぶ。このような直線を考えると、サンギア１４２すなわちＭＧ１の回転速度Ｎｓ  は、得られた直線とサンギアを表す座標軸Ｓとの交点の座標として求めることができる。このような直線は動作共線と呼ばれる。このように、プラネタリキャリア１４６，リングギア１４８，サンギア１４２の中のいずれか２つの回転速度が決定されれば、共線図上に２つの座標点をプロットして両プロット点を結ぶ動作共線を考えることにより、他の１つの回転速度を求めることができる。
【００４０】
次に、プラネタリギア１４０の３軸間に入出力されるトルクの関係について説明する。共線図上でトルクの関係を求めるには、動作共線をあたかも剛体のように扱って、トルクを剛体に作用する力のように扱う。例えば、エンジン１１０がトルクＴｅ  を発生し、駆動輪１７２からトルクＴｒ  を出力する場合を考える。駆動輪１７２から出力するトルクは、動作共線上では座標軸Ｒ上にかかる反力トルクＴｒ  として表れる。
【００４１】
今、座標軸Ｃの位置で動作共線に下からトルクＴｅ  を作用させる。そして、図３に示すように、このトルクＴｅ  が、座標軸Ｓ上と座標軸Ｒ上とに分配されて作用していると考える。ここで、座標軸Ｓ上にかかるトルクをトルクＴｅｓとすると、トルクＴｅｓは、
Ｔｅｓ＝Ｔｅ・ρ／（１＋ρ）  …（１）
となり、また座標軸Ｒ上にかかるトルクをトルクＴｅｒとすると、トルクＴｅｒは、
Ｔｅｒ＝Ｔｅ／（１＋ρ）  …（２）
として表される。
【００４２】
今、駆動輪１７２からトルクＴｒ  を出力しようとする場合、エンジン１１０からはトルクＴｅｒが分配されるから、不足分のトルクＴｒ  −ＴｅｒをＭＧ２から出力してやればよい。これを、動作共線上でトルクの釣り合いを考えることにより、次のように求めることもできる。先ず、駆動輪１７２からトルクＴｒ  を出力する場合、動作共線上では、座標軸Ｒの位置に反力トルクＴｒ  がかかる。そこで、座標軸Ｒ上で、エンジン１１０から分配されたトルクＴｅｒと、反力トルクＴｒ  と、ＭＧ２の出力トルクとを釣り合わせるために、ＭＧ２が出力すべきトルクＴｍ２は、Ｔｍ２＝Ｔｒ  −Ｔｅｒと求めることができる。
【００４３】
また、座標軸Ｓ上での釣り合いを考えれば、ＭＧ１が出力すべきトルクＴｍ１を求めることができる。すなわち、座標軸Ｓには、エンジン１１０から分配されるトルクＴｅｓしかかかっていないから、ＭＧ１からは、これと同じ値のトルクを逆方向に出力してやればよい。
【００４４】
ここで、図２の共線図の座標軸Ｓに示されているように、ＭＧ１の回転方向とトルクＴｍ１の向きとは逆方向となっている。これは、ＭＧ１が発電機として動作していることを表している。また、座標軸Ｒに示されているように、ＭＧ２の回転方向とトルクＴｍ２の向きとは同じ向きとなっている。これは、ＭＧ２が電動機として動作していることを表している。すなわち、ＭＧ１で発電しつつ、ＭＧ２で電力を消費している状態となっている。
【００４５】
また、ハイブリッド車両１００を停止させた状態でエンジン１１０を運転する時の共線図は、図３のようになる。先ず回転速度について考えると、リングギア１４８は、車両が停止していることに対応して回転速度Ｎｒ  ＝０となるので、動作共線は座標軸Ｒの原点を通過する。このとき、エンジン１１０の回転速度Ｎｅ  を座標軸Ｃ上に取れば、図３に示すように、動作共線が１つに決定され、サンギアの回転速度Ｎｓ  は、動作共線が座標軸Ｓ上を通過する座標として求めることができる。図示されているように、サンギアの回転速度Ｎｓ  （すなわちＭＧ１の回転速度）は、エンジン１１０の回転速度Ｎｅ  に対して、１＋（１／ρ）倍に増速された回転速度となる。
【００４６】
次に、ＭＧ１，ＭＧ２の出力すべきトルクについて考える。エンジン１１０の出力するトルクＴｅ  は、前述の（１）式および（２）式に従って、座標軸Ｓ上のＴｅｓ、および座標軸Ｒ上のＴｅｒにそれぞれ分配される。ＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれは、こうして分配されたトルクに釣り合うように、逆向きのトルクＴｍ１およびＴｍ２をそれぞれ出力すればよい。このとき、ＭＧ１の回転方向は（＋）方向であるのに対し、発生するトルクＴｍ１は（−）方向と、回転方向と逆方向となるので、ＭＧ１は発電機として電力を発生させていることがわかる。
【００４７】
このように、駆動輪１７２から出力されてハイブリッド車両１００の車軸１７０に伝えられるトルク、あるいは車軸１７０の回転速度は、エンジン１１０、ＭＧ１、ＭＧ２の回転速度および出力トルクの組合せによって決定される。一般に、エンジンには、もっともエネルギ効率が良くなる運転条件が存在するから、エンジン１１０ができるだけ効率の良い運転条件で運転されるように、ＭＧ１およびＭＧ２の回転速度、出力トルクを制御してやることができる。こうすれば、エンジンのエネルギ効率を大きく向上させることができ、延いてはハイブリッド車両全体としてのエネルギ効率を大きく向上させることが可能となる。
【００４８】
また、エンジンは一般に、回転速度があまりに小さくなったり、あるいは発生トルクが小さくなって、動力の出力値があまりに小さな値となるとエネルギ効率が低下する傾向にある。従って、車軸に出力すべき動力値があまりに小さな値の場合には、エンジン１１０の運転を停止し、バッテリ１５０に蓄えた電力でＭＧ２を駆動して、いわゆる電気自動車として走行すればよい。
【００４９】
車両が減速する場合には、車軸１７０がチェーンベルト１７４を介してリングギア１４８を回転させるので、この回転を利用してＭＧ２で発電し、電力をバッテリ１５０に蓄える。このようないわゆる回生動作を行えば、減速時の車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。車両の発進時や低速走行時などには、こうして蓄えた電力を利用することで、車両全体としての燃料消費効率を向上させることができる。
【００５０】
このように、車両の運転状態に応じてエンジン１１０やＭＧ１、ＭＧ２を適切に動作させる制御は、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行う。以下、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行っている運転制御について簡単に説明する。
【００５１】
図４は、運転制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。運転制御ルーチンを開始すると、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、先ず初めに車軸１７０から出力すべき駆動パワーＰｄを決定する処理を行う（ステップＳ１００）。駆動パワーＰｄは、アクセルポジションセンサ１６２と車軸の回転速度とに基づいて決定することができる。すなわち、アクセルペダルは、車両の運転者が出力トルクが足らないと感じたときに踏み込まれるものであるから、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルポジションセンサ１６２の出力）は運転者の欲しているトルクに対応している。トルクに回転速度を乗算すれば、運転者の欲している駆動パワーが得られる。従って、車軸１７０から出力すべき駆動パワーＰｄは、アクセルポジションセンサ１６２の出力と車軸の回転速度とが決まると、適切な値を決めてやることができる。本実施例では、アクセルポジションセンサ１６２と車軸の回転速度とに対する適切な駆動パワーＰｄの値を実験的に予め求めておき、マップの形式でハイブリッドＥＣＵ１６０に予め記憶されている。
【００５２】
次に、充放電電力Ｐｂおよび補機駆動パワーＰｈを算出する（ステップＳ１０２）。充放電電力Ｐｂとは、バッテリ１５０の充放電に要するパワーであり、バッテリ１５０を充電する必要がある場合には正の値、放電する必要がある場合には負の値を採る。補機駆動パワーＰｈとは、エアコンなどの補機を駆動するために必要となるパワーである。補機駆動パワーＰｈは、駆動している補機を検出し、これらの駆動に要するパワーを加算することで算出する。こうして、駆動パワーＰｄ，充放電電力Ｐｂ，補機駆動パワーＰｈを算出したら、これらを加算して要求エンジンパワーＰｅを算出する（ステップＳ１０４）。ここで要求エンジンパワーＰｅとは、エンジン１１０が出力すべき動力である。
【００５３】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、こうして算出された要求エンジンパワーＰｅに基づいてエンジン１１０の運転条件を設定する（ステップＳ１０６）。エンジンの運転条件は、エンジンの目標回転速度Ｎｅと目標トルクＴｅとの組み合わせによって設定される。ハイブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲＡＭには、要求エンジンパワーＰｅ  に対して、エンジンの燃料消費効率ができるだけ高くなるような運転条件が予め記憶されており、このＲＡＭを参照することによって、エンジンの回転速度、発生トルクを設定する。
【００５４】
エンジン１１０の運転条件を設定すると、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、続いてＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて、トルク指令値および回転速度指令値を設定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１００で駆動パワーＰｄ  を算出する際に、車軸の回転速度は既に検出されているので、この値に基づいてリングギア軸１４７の回転速度Ｎｒを算出することができる。また、駆動パワーＰｄ  と回転速度Ｎｒから、リングギア軸１４７にかかるトルクＴｒ  も求めることができる。従って、ステップＳ１０６においてエンジン１１０の回転速度Ｎｅと発生トルクＴｅとが定まれば、図２に示した動作共線に基づいて、ＭＧ１，ＭＧ２の回転速度および出力トルクを決定することができる。ステップＳ１０８では、このようにして決定した回転速度および出力トルクに基づいて、ＭＧ１およびＭＧ２についての回転速度指令値およびトルク指令値を算出する。
【００５５】
以上のようにしてエンジン１１０の運転条件と、ＭＧ１，ＭＧ２とについてのトルク指令値および回転速度指令値を決定したら、決定した運転条件に従ってエンジン１１０の制御を行い（ステップＳ１１０）、続いてＭＧ１，ＭＧ２の制御を行う（ステップＳ１１２）。
【００５６】
エンジン１１０の制御は、次のようにして行われる。エンジンＥＣＵ１１２内のＲＡＭには、エンジンの目標回転速度Ｎｅと目標トルクＴｅとの組合せに対して、適切なスロットル開度と運転空燃比とが、それぞれマップの形式で予め記憶されている。図５は、スロットル開度がマップの形態で記憶されている様子を概念的に示しており、図６は、エンジンの運転空燃比がマップの形態で記憶されている様子を概念的に示している。エンジンＥＣＵ１１２は、図５に示したマップを参照することにより、電動アクチュエータ１８８を制御してスロットルバルブ１８６の開度を適切な開度に設定する。また、図６に示したマップを参照し、設定されている空燃比となるように、燃料噴射弁１９２を駆動する。こうして、スロットルバルブ１８６および燃料噴射弁１９２を駆動することにより、エンジン１１０を目標回転速度Ｎｅおよび目標トルクＴｅで運転することができる。換言すれば、図５および図６に示したマップには、エンジン１１０を目標回転速度Ｎｅおよび目標トルクＴｅで運転するための適切な値が、予め設定されている。
【００５７】
一方、モータ・ジェネレータの制御としては、同期モータを制御するための周知の方法を適用することができる。本実施例では、いわゆる比例積分制御による制御を行う。つまり、各モータの現在のトルクを検出し、目標トルクとの偏差および目標回転数に基づいて、各相に印加する電圧指令値を設定する。印加される電圧値は上記偏差の比例項、積分項、累積項によって設定される。それぞれの項にかかる比例係数は実験などにより適切な値が設定される。こうして設定された電圧は、インバータ１５２，１５４に入力され、いわゆるＰＷＭ制御によりＭＧ１、ＭＧ２に印加される。
【００５８】
ハイブリッドＥＣＵ１６０は、以上に説明した運転制御ルーチンを定期的に実行することによって、運転者の操作に応じてハイブリッド車両を適切に運転することが可能となっている。
【００５９】
Ｂ．第１実施例の空燃比制御：
上述したハイブリッド車両１００は、ＭＧ１およびＭＧ２を活用してエンジン１１０を効率よく運転することが可能であるが、燃料消費効率を更に改善するためには、エンジン１１０の運転空燃比を更にリーン化することが効果的である。もっとも、あまりにリーン化したのでは、燃焼不良が発生して出力トルクが変動し、更に燃焼が悪化すると燃料消費効率まで低下してしまう。こうした事態の発生を回避しながら、更なる燃料消費効率を向上させるべく、第１実施例では次のような制御を行っている。
【００６０】
図７は、第１実施例のハイブリッド車両において行われる空燃比制御の流れを示すフローチャートである。かかる制御は、図４に示したハイブリッド車両の運転状態を制御するメインルーチン中で実行される。以下、フローチャートに従って説明する。
【００６１】
空燃比制御を開始すると、先ず初めにエンジンがＯＮとなっているかを判断する（ステップＳ２００）。ハイブリッド車両は、エンジンを停止したままモータ（ＭＧ２）によって走行することがあるので、先ず初めに、エンジンが運転状態となっていることを確認するのである。
【００６２】
次いで、エンジン１１０のスロットル開度の変化量ｄθを検出する処理を行う（ステップＳ２０２）。エンジンＥＣＵ１１２は、スロットルバルブ１８６を駆動する電動アクチュエータ１８８を制御しており、スロットル開度の変化量ｄθは容易に検出することができる。
【００６３】
こうしてスロットル開度の変化量ｄθを検出したら、所定の閾値αとの大小関係を判断する（ステップＳ２０４）。そして、変化量ｄθが閾値αよりも小さい場合には（ステップＳ２０４：ｙｅｓ）、エンジン１１０がほぼ定常状態（準定常運転状態）で運転されており、トルク変動の検出が可能と判断する。逆に、変化量ｄθが閾値αよりも大きい場合には（ステップＳ２０４：ｎｏ）、エンジン１１０が準定常運転状態で運転されておらず、トルク変動の検出に適さないと判断する。
【００６４】
エンジン１１０が準定常運転状態で運転されていると判断された場合は、続いて、ＭＧ１が発電状態か否かを判断する（ステップＳ２０６）。ＭＧ１が発電状態にあるか否かは、ＭＧ１にかかるトルクの向きと、回転方向とによって判断することができる。すなわち、トルクの向きと回転方向とが逆方向となっている場合は、ＭＧ１は発電状態にあり、逆にトルクの向きと回転方向とが一致していれば、ＭＧ１は電力を消費して動力を発生している状態にあると判断することができる。
【００６５】
こうしてエンジン１１０が準定常運転状態で運転されており（ステップＳ２０４：ｙｅｓ）、尚かつＭＧ１が発電状態にある（ステップＳ２０６：ｙｅｓ）ことが確認されたら、エンジン１１０のトルク変動を検出すべく、次のような処理を行う。先ず、カウンタＮを１だけインクリメントし（ステップＳ２０８）、ＭＧ１へのトルク指令値を検出して、トルク指令値の変動量ＶＩとして累積する処理を行う（ステップＳ２１０）。ＭＧ１へのトルク指令値は、図４を用いて前述した運転制御ルーチンにおいて決定されている。
【００６６】
そして、カウンタＮが所定値Ｎｔｈに達したか否かを判断し（ステップＳ２１２）、所定値Ｎｔｈに達していない場合は（ステップＳ２１２：ｎｏ）、図７の空燃比制御を抜けて図４に示したメインルーチンに復帰する。そして、次にメインルーチンが実行される際に、エンジン１１０が準定常運転状態にあり（ステップＳ２０４：ｙｅｓ）且つＭＧ１が発電状態にあれば（ステップＳ２０６：ｙｅｓ）、カウンタＮが１だけインクリメントされて（ステップＳ２０８）、ＭＧ１へのトルク指令値の変動量ＶＩが累積される（ステップＳ２１０）。また、エンジン１１０が準定常運転状態になく（ステップＳ２０４：ｎｏ）、あるいはＭＧ１が発電状態にない場合（ステップＳ２０６：ｎｏ）は、カウンタＮはリセットされる（ステップＳ２１４）。
【００６７】
こうして、何回かメインルーチンを回るうちに、カウンタＮが所定値Ｎｔｈに達するので（ステップＳ２１２：ｙｅｓ）、累積したトルク指令値の変動量ＶＩと、所定の第１の閾値β１とを比較する処理を行う（ステップＳ２１６）。そして、変動量ＶＩが第１の閾値β１よりも小さい場合は、エンジン１１０の空燃比をリーン化する処理を行う（ステップＳ２１８）。逆に、変動量ＶＩが第１の閾値β１よりも大きい場合は（ステップＳ２１６：ｎｏ）、変動量ＶＩを、今度は所定の第２の閾値β２と比較する（ステップＳ２２０）。ここで、第２の閾値β２は、第１の閾値β１よりも大きな値に設定されている。そして、変動量ＶＩが第２の閾値βよりも大きい場合は（ステップＳ２２０：ｙｅｓ）、エンジン１１０の空燃比をリッチ化する処理を行う（ステップＳ２２２）。また、変動量ＶＩが第２の閾値β２よりも小さい場合は、空燃比の補正は行わずに、図７に示した空燃比制御処理を抜けてメインルーチンに復帰する。
【００６８】
第１実施例においては、こうしてエンジン１１０の空燃比を補正することにより、エンジンの出力トルクの変動を招くことなく、燃料消費効率を更に改善することが可能である。これは次の理由による。
【００６９】
エンジンのトルク変動量は、エンジンの運転空燃比と密接な関係にあることが知られている。また、運転空燃比はエンジンの燃料消費効率とも密接に関係している。図８は、こうしたエンジンの運転空燃比とトルク変動、燃料消費効率との関係を概念的に示した説明図である。図示するように、運転空燃比をストイキオ（理論空燃比）から、燃料の割合を減らしてリーンとするに従い、燃料消費効率は向上する。しかし、空燃比をあまりにリーン化すると、燃焼状態が悪化するために、エンジンの出力トルクが変動し、燃料消費効率も悪化していく。このことから、出力トルクの変動量が大きくならない範囲で、運転空燃比をできるだけリーンとしたときに、エンジンの燃料消費効率がもっとも良くなることが分かる。
【００７０】
一方、図２を用いて説明したように、エンジン１１０の出力は、（１）式および（２）式に従ってＭＧ１と、車軸とに分配される。従って、エンジン１１０の出力トルクが変動すると、ＭＧ１に分配される出力も変動する。このことから、エンジン１１０のトルク変動量は、準定常運転状態であれば、ＭＧ１における発電電力の変動量とほぼ１対１の対応関係が成り立つ。図９は、こうした対応関係を概念的に表したものである。このように、エンジン１１０のトルク変動と、ＭＧ１の発電電力の変動量とは図９に示す関係があることから、発電電力の変動量が大きくならない範囲でエンジンの運転空燃比をリーン化していけば、燃料消費効率の最も良い条件でエンジン１１０を運転することができるのである。
【００７１】
図７に示した第１実施例の空燃比制御においては、ＭＧ１のトルク指令値の変動量ＶＩが第１の閾値β１よりも小さい場合は、まだ空燃比をリーン化する余地があると判断してリーン補正を行う。また、変動量ＶＩが第２の閾値β２よりも大きい場合は、リーン化し過ぎていると判断して、リッチ化補正を行う。このため、エンジン１１０を燃料消費効率が最も良い運転条件で運転することが可能となるのである。
【００７２】
Ｃ．第２実施例の空燃比制御：
上述した第１実施例では、発電電力の変動量に基づいて、エンジン１１０の運転空燃比を制御しているが、エンジンの出力は運転空燃比によって変わるので、この出力変化を補正するべく、スロットルバルブ１８６の開度も制御することとしても良い。以下では、こうした第２実施例について説明する。
【００７３】
図１０は、第２実施例のハイブリッド車両において行われる空燃比制御の流れを示すフローチャートである。かかる制御は、図４に示したハイブリッド車両の運転状態を制御するメインルーチン中で実行される。また、第２実施例の空燃比制御は、図７を用いて前述した第１実施例の空燃比制御に対して、スロットルバルブ開度の制御を行う点が大きく異なっている。以下では、第１実施例との相違点を中心に、フローチャートに従って説明する。
【００７４】
第２実施例においても、制御を開始すると先ず初めにエンジンがＯＮとなっているかを判断する（ステップＳ３００）。次いで、エンジン１１０のスロットル開度の変化量ｄθを検出する処理を行う（ステップＳ３０２）。そして、検出したスロットル開度の変化量ｄθと、所定の閾値αとの大小関係を判断し（ステップＳ３０４）、変化量ｄθが閾値αよりも小さい場合には（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、エンジン１１０は準定常運転状態にあると判断する。これに対して、変化量ｄθが閾値αよりも大きい場合には（ステップＳ３０４：ｎｏ）、エンジン１１０が準定常運転状態で運転されておらず、トルク変動の検出に適さないと判断する。
【００７５】
エンジン１１０が準定常運転状態で運転されていると判断された場合は、続いて、ＭＧ１が発電状態か否かを判断する（ステップＳ３０６）。前述したように、ＭＧ１が発電状態にあるか否かは、ＭＧ１にかかるトルクの向きと、回転方向とによって判断することができる。
【００７６】
こうしてエンジン１１０が準定常運転状態で運転されており（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、尚かつＭＧ１が発電状態にある（ステップＳ３０６：ｙｅｓ）ことが確認されたら、エンジン１１０のトルク変動を検出可能と判断して、次のような処理を行う。先ず、カウンタＮを１だけインクリメントし（ステップＳ３０８）、ＭＧ１へのトルク指令値を検出して、トルク指令値の変動量ＶＩとして累積する処理を行う（ステップＳ３１０）。次いで、カウンタＮが所定値Ｎｔｈに達したか否かを判断し（ステップＳ３１２）、所定値Ｎｔｈに達していない場合は（ステップＳ３１２：ｎｏ）、図７の空燃比制御を抜けて図４に示したメインルーチンに復帰する。こうしてメインルーチンが１回、回るたびに、エンジン１１０およびＭＧ１の運転状態が判断され、エンジンが準定常運転状態にあり且つＭＧ１が発電状態にあれば、カウンタＮが１だけインクリメントされて（ステップＳ３０８）、ＭＧ１へのトルク指令値の変動量ＶＩが累積される（ステップＳ３１０）。また、エンジン１１０が準定常運転状態になく（ステップＳ３０４：ｎｏ）、あるいはＭＧ１が発電状態にない場合（ステップＳ３０６：ｎｏ）は、カウンタＮはリセットされる（ステップＳ３１４）。
【００７７】
こうして、何回かメインルーチンを回るうちに、カウンタＮが所定値Ｎｔｈに達するので（ステップＳ３１２：ｙｅｓ）、累積したトルク指令値の変動量ＶＩと、所定の第１の閾値β１とを比較する処理を行う（ステップＳ３１６）。そして、変動量ＶＩが第１の閾値β１よりも小さい場合は、エンジン１１０の空燃比をリーン化する処理を行う（ステップＳ３１８）。こうして空燃比をリーン化するとエンジン１１０の出力は減少するので、これを補うために、第２実施例の空燃比制御では、スロットルバルブの開度を所定量だけ開き側に補正する処理を行う（ステップＳ３２０）。スロットル開度の補正量は、空燃比の補正量に応じて予め設定しておくことができる。
【００７８】
これに対して、変動量ＶＩが第１の閾値β１よりも大きい場合は（ステップＳ３１６：ｎｏ）、変動量ＶＩを、今度は所定の第２の閾値β２と比較する（ステップＳ３２２）。第２実施例の空燃比制御においても、第２の閾値β２は、第１の閾値β１よりも大きな値に設定されている。そして、変動量ＶＩが第２の閾値βよりも大きい場合は（ステップＳ３２２：ｙｅｓ）、エンジン１１０の空燃比をリッチ化する処理を行う（ステップＳ３２４）。こうして空燃比をリッチ化するとエンジン１１０の出力は増加するので、第２実施例の空燃比制御では、これを補うべくスロットル開度を所定量だけ閉じ側に補正する処理を行う（ステップＳ３２６）。一方、変動量ＶＩが第２の閾値β２よりも小さい場合は、空燃比の補正は行わずに、図１０に示した空燃比制御処理を抜けてメインルーチンに復帰する。
【００７９】
以上に説明した第２実施例の空燃比制御では、第１実施例の空燃比制御と同様に、エンジン１１０の空燃比を補正して燃料消費効率を改善するとともに、空燃比の補正に伴うエンジン出力の変化を抑制することが可能である。このため、ハイブリッド車両の運転者に違和感を与えることなく、良好な運転状態を保つことが可能となる。
【００８０】
Ｄ．変形例：
上述した各種実施例には種々の変形例が存在する。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
【００８１】
（１）第１の変形例：
上述した各種実施例では、エンジン１１０が準定常運転状態で運転されていることを、エンジン１１０に設けられたスロットルバルブ１８６の開度に基づいて検出した。しかし、簡便には、アクセルポジションセンサ１６２でアクセルペダルの踏み込み量を検出し、踏み込み量の変化が所定値以下であれば、エンジン１１０が準定常運転状態で運転されていると判断することとしても良い。前述したように、エンジン１１０、ＭＧ１、ＭＧ２の運転状態はアクセルペダルの踏み込み量に基づいて制御されるから、踏み込み量が一定であれば、エンジンやＭＧ１、ＭＧ２の運転状態も一定であると考えることができる。こうして、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて判断すれば、エンジン１１０が準定常運転状態で運転されていることを簡便に検出することが可能となる。
【００８２】
（２）第２の変形例：
上述した実施例では、エンジンのトルク変動量に応じて、運転空燃比あるいは運転空燃比およびスロットル開度の補正を行ったが、運転空燃比およびスロットル開度の学習を行っても良い。すなわち、エンジンの目標空燃比およびスロットル開度の目標値は、図５および図６に示したマップに記憶されている。そこで、補正した運転空燃比あるいはスロットル開度で、マップの設定値を更新することにより、学習を行うのである。こうすれば、エンジン１１０が次に同じ運転条件で運転された場合には、学習された運転空燃比およびスロットル開度を用いて制御されるので、初めから燃料消費効率の高い条件で運転することができるので、ハイブリッド車両の運転効率を更に改善することが可能となる。
【００８３】
以上、各種の実施例について説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。例えば、上述した実施例では、ハイブリッド車両は、プラネタリギアを用いたいわゆる機械分配式のハイブリッド車両であるものとしたが、電気分配式のハイブリッド車両にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のハイブリッド車両の構成を示す説明図である。
【図２】エンジンが出力する動力と２つのモータ・ジェネレータで発生する動力との関係を示す共線図である。
【図３】車両停車時におけるエンジンの出力と２つのモータ・ジェネレータで発生する動力との関係を示す共線図である。
【図４】ハイブリッド車両の運転制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図５】エンジンのスロットル開度がマップの形式で記憶されている様子を概念的に示した説明図である。
【図６】エンジンの運転空燃比がマップの形式で記憶されている様子を概念的に示した説明図である。
【図７】第１実施例の空燃比制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】エンジンの運転空燃比とトルク変動、燃料消費効率との関係を概念的に示した説明図である。
【図９】エンジンのトルク変動量と発電電力の変動量との間に成り立つ対応関係を概念的に示した説明図である。
【図１０】第２実施例の空燃比制御処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１００…ハイブリッド車両
１１０…エンジン
１１２…エンジンＥＣＵ
１１４…クランクシャフト
１１８…クランク角度センサ
１２２…永久磁石
１２３…ロータ
１２４…三相コイル
１２５…ステータ
１２６…レゾルバ
１３２…永久磁石
１３３…ロータ
１３４…三相コイル
１３５…ステータ
１３６…レゾルバ
１３８…ケース
１４０…プラネタリギア
１４１…サンギア軸
１４２…サンギア
１４４…プラネタリピニオンギア
１４６…プラネタリキャリア
１４７…リングギア軸
１４８…リングギア
１５０…バッテリ
１５２，１５４…インバータ
１５６…モータＥＣＵ
１６０…ハイブリッドＥＣＵ
１６２…アクセルポジションセンサ
１６４…ブレーキスイッチ
１７０…車軸
１７２…駆動輪
１７４…チェーンベルト
１８０…排気通路
１８６…スロットルバルブ
１８８…電動アクチュエータ
１９０…吸気通路
１９２…燃料噴射弁
１９６…エアクリーナ
２００…浄化触媒
【図１】
2004156505.tif 000003
【図２】
2004156505.tif 000004
【図３】
2004156505.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004156505.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004156505.tif 000012