(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉し該捕捉した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管へ放出可能な蒸発燃料捕捉手段と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記回転軸を介して入力される動力で発電可能な発電機と、
前記蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料量に関するパラメータを検出可能な検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、前記内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定し、前記パージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、前記燃費最適運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された要求動力と前記内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて前記内燃機関、前記電動機及び前記発電機を制御すると共に前記蒸発燃料捕捉手段によって捕捉された蒸発燃料を前記吸気管の負圧を利用して該吸気管へ放出するパージ制御を実行する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記パージ優先条件は、少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入り且つ吸入空気量に対するパージガスの割合が所定の高率領域に入ることを条件とする、
請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記パージ優先解除条件は、少なくとも前記内燃機関の目標運転ポイントを前記パージ優先運転ポイントに設定してからの積算パージガス量が所定の多量領域に入ることを条件とする、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記パージ優先解除条件は、少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入らないことを条件とする、
請求項１又は２に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記蒸発燃料量に関するパラメータとして、パージガスの燃料濃度を検出する手段である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の回転数とトルクとを表す運転ポイントを設定するのに用いられる動作ラインとして、前記内燃機関を最適な燃費で運転可能な燃費最適動作ライン及び該燃費最適動作ライン上の任意の運転ポイントに対し同じ動力を出力可能で回転数が大きくトルクが小さくなるように設定されたパージ優先動作ラインを記憶する動作ライン記憶手段
を備え、
前記目標運転ポイント設定手段は、前記パージ優先条件が成立したときには前記パージ優先動作ライン上の運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定し、前記パージ優先解除条件が成立したときには前記燃費最適動作ライン上の運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定する、
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
【請求項８】
内燃機関と、前記内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉し該捕捉した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管へ放出可能な蒸発燃料捕捉手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸を介して入力される動力で発電可能な発電機と、前記蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料量に関するパラメータを検出可能な検出手段と、を備える動力出力装置のコンピュータ・ソフトウェアによる制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定するステップと、
（ｂ）少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、前記内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定し、前記パージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、前記燃費最適運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）及び（ｂ）で設定された要求動力と前記内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて前記内燃機関、前記電動機及び前記発電機を制御すると共に前記蒸発燃料捕捉手段によって捕捉された蒸発燃料を前記吸気管の負圧を利用して該吸気管へ放出するパージ制御を実行するステップと、
を含む動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力出力装置としては、エンジンと、エンジンへ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉し該捕捉した蒸発燃料をエンジンの吸気管へ放出可能なキャニスタと、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、エンジンの出力軸と駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するプラネタリギヤと、プラネタリギヤの回転軸からの動力で発電可能な発電機と、を備えたものが知られている。こうした動力出力装置では、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに捕捉させ、このキャニスタに捕捉された蒸発燃料を外気と共に吸気管の負圧を利用して吸気管に放出する、いわゆるパージ制御が実行される。例えば、特許文献１のハイブリッド自動車では、エンジン停止中にキャニスタの重量が所定量を超え且つ車両が走行している場合にはエンジンを作動させ、パージ制御を実行することにより、キャニスタに捕捉された蒸発燃料を適切に処理している。
【特許文献１】特開平６−２３３４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エンジンのスロットルバルブが全開のときのように吸気管負圧の絶対値がゼロかほとんどゼロに近い場合、キャニスタと吸気管とを繋ぐパージ通路に設けたパージ制御弁を全開にしたとしても吸気管に放出されるパージガス（キャニスタに捕捉された蒸発燃料と外気との混合ガス）は少量しか流れない。このため、多量の蒸発燃料がキャニスタに捕捉されている場合、その蒸発燃料を放出するのに長時間を要するという問題があった。一方、この問題を解消するためにエンジンの燃費を大きく損なうような技術は好ましくない。
【０００４】
本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関の燃費を大きく損なうことなく、多量の蒸発燃料が蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている場合にその蒸発燃料を短時間で放出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
内燃機関と、
前記内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉し該捕捉した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管へ放出可能な蒸発燃料捕捉手段と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
前記回転軸を介して入力される動力で発電可能な発電機と、
前記蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料量に関するパラメータを検出可能な検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、前記内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定し、前記パージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、前記燃費最適運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された要求動力と前記内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて前記内燃機関、前記電動機及び前記発電機を制御すると共に前記蒸発燃料捕捉手段によって捕捉された蒸発燃料を前記吸気管の負圧を利用して該吸気管へ放出するパージ制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この動力出力装置では、駆動軸に要求される要求動力を設定する。また、少なくとも検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定し、パージ優先運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、燃費最適運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定する。そして、設定された要求動力と内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて内燃機関、電動機及び発電機を制御すると共にパージ制御を実行する。つまり、パージ優先条件が成立したときには、パージ優先運転ポイントを採用することにより、燃費最適運転ポイントを採用する場合に比べて吸気管負圧の絶対値が大きくなり、蒸発燃料捕捉手段から吸気管へ放出されるガス（パージガス）の流量を増大させることが可能となる。このため、蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管へ放出することができる。一方、パージ優先解除条件が成立したときには、蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管へ放出する必要性が低いため、燃費最適運転ポイントを採用して、内燃機関の燃費を良好に維持する。したがって、内燃機関の燃費を大きく損なうことなく、多量の蒸発燃料が蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている場合にその蒸発燃料を短時間で放出することができる。
【０００８】
なお、燃費（燃料消費率の略）とは、内燃機関が一定の仕事をするのに消費する燃料量を示す値であり、自動車に限らず一般的な動力機械に対して用いられる用語である。また、検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入るとは、蒸発燃料捕捉手段に飽和量又は飽和量に近い量の蒸発燃料が捕捉されていることを意味する。ここで、パラメータとしては、例えば、パージガスに含まれる蒸発燃料濃度や蒸発燃料捕捉手段に捕捉された蒸発燃料量などが挙げられる。
【０００９】
本発明の動力出力装置において、前記パージ優先条件は、少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入り且つ吸入空気量に対するパージガスの割合が所定の高率領域に入ることを条件としてもよい。蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入ったとしても吸入空気量に対するパージガスの割合が所定の高率領域に入らないときには、パージガス流量を増大させる必要性がそれほど高くないため、燃費最適運転ポイントを採用することにより燃費の向上を優先するのが好ましい。
【００１０】
なお、所定の高率領域とは、例えば、吸入空気量に対するパージガスの割合の最大値を実験などにより求め、その最大値に掛け率（＜１，例えば０．９とか０．８）を掛けた値を下限とする領域としてもよい。
【００１１】
本発明の動力出力装置において、前記パージ優先解除条件は、少なくとも前記内燃機関の目標運転ポイントを前記パージ優先運転ポイントに設定してからの積算パージガス量が所定の多量領域に入ることを条件としてもよい。あるいは、前記パージ優先解除条件は、少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入らないことを条件としてもよい。こうした条件が成立した場合には、パージガスによって蒸発燃料捕捉手段に捕捉された蒸発燃料のうち十分な量が吸気管へ放出されたとみなすことができるからである。
【００１２】
なお、所定の多量領域とは、例えば、蒸発燃料捕捉手段に蒸発燃料が飽和又は飽和に近い量捕捉されている状態でパージガスを流したときに、蒸発燃料に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入らなくなるようなパージガスの総量を実験などにより求め、その値を下限とする領域としてもよい。
【００１３】
本発明の動力出力装置において、前記検出手段は、前記蒸発燃料量に関するパラメータとして、パージガスの燃料濃度を検出する手段であるとしてもよい。あるいは、前記検出手段は、前記蒸発燃料量に関するパラメータとして、前記蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料量を検出する手段であるとしてもよい。
【００１４】
本発明の動力出力装置は、前記内燃機関の回転数とトルクとを表す運転ポイントを設定するのに用いられる動作ラインとして、前記内燃機関を最適な燃費で運転可能な燃費最適動作ライン及び該燃費最適動作ライン上の任意の運転ポイントに対し同じ動力を出力可能で回転数が大きくトルクが小さくなるように設定されたパージ優先動作ラインを記憶する動作ライン記憶手段を備え、前記目標運転ポイント設定手段は、前記パージ優先条件が成立したときには前記内燃機関の目標運転ポイントを前記パージ優先動作ライン上の運転ポイントに設定し、前記パージ優先解除条件が成立したときには前記内燃機関の目標運転ポイントを前記燃費最適動作ライン上の運転ポイントに設定するものとしてもよい。こうすれば、内燃機関の目標運転ポイントを動作ラインを用いず毎回計算などにより求める場合に比べて制御の負担が軽減される。
【００１５】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。この車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の燃費を大きく損なうことなく、多量の蒸発燃料が蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている場合にその蒸発燃料を短時間で放出することができるという効果を奏することができる。
【００１６】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉し該捕捉した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管へ放出可能な蒸発燃料捕捉手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸を介して入力される動力で発電可能な発電機と、前記蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料量に関するパラメータを検出可能な検出手段と、を備える動力出力装置のコンピュータ・ソフトウェアによる制御方法であって、
（ａ）前記駆動軸に要求される要求動力を設定するステップと、
（ｂ）少なくとも前記検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、前記内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定し、前記パージ優先運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、前記燃費最適運転ポイントを前記内燃機関の目標運転ポイントに設定するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）及び（ｂ）で設定された要求動力と前記内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて前記内燃機関、前記電動機及び前記発電機を制御すると共に前記蒸発燃料捕捉手段によって捕捉された蒸発燃料を前記吸気管の負圧を利用して該吸気管へ放出するパージ制御を実行するステップと、
を含むことを要旨とする。
【００１７】
この動力出力装置の制御方法では、駆動軸に要求される要求動力を設定する。また、少なくとも検出手段によって検出された蒸発燃料量に関するパラメータが所定の高燃料量領域に入っていることを条件とするパージ優先条件が成立したとき、内燃機関の燃費が最適となる燃費最適運転ポイントに比べて同じ動力を出力可能だが回転数が高くトルクが低いパージ優先運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定し、パージ優先運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定したあと所定のパージ優先解除条件が成立したとき、燃費最適運転ポイントを内燃機関の目標運転ポイントに設定する。そして、設定された要求動力と内燃機関の目標運転ポイントとに基づいて内燃機関、電動機及び発電機を制御すると共にパージ制御を実行する。つまり、パージ優先条件が成立したときには、パージ優先運転ポイントを採用することにより、燃費最適運転ポイントを採用する場合に比べて吸気管負圧の絶対値が大きくなり、パージガスの流量を増大させることが可能となる。このため、蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管へ放出することができる。一方、パージ優先解除条件が成立したときには、蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管へ放出する必要性が低いため、燃費最適運転ポイントを採用して、内燃機関の燃費を良好に維持する。したがって、内燃機関の燃費を大きく損なうことなく、多量の蒸発燃料が蒸発燃料捕捉手段に捕捉されている場合にその蒸発燃料を短時間で放出することができる。なお、上述したいずれかの本発明の動力出力装置の機能を、本発明の動力出力装置の制御方法のステップとして実現するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２０】
エンジン２２は、図２に示すように、吸気通路１２０と排気通路１７０に接続されている。吸気通路１２０には、空気を清浄化するためのエアクリーナ１２２と、エアクリーナ１２２を通過してきた空気の流量を調整するためのスロットルバルブ１２４と、エンジン２２の吸気バルブ１２８の近傍の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁１２６とが取り付けられている。本実施例では、吸気通路１２０のうちスロットルバルブ１２４の下流側を吸気管１２０ａと称することとする。この吸気管１２０ａは、キャニスタ１６０にパージ通路１６２を介して接続されている。キャニスタ１６０は、燃料噴射弁１２６へ燃料を供給する燃料タンク１６８内で発生した蒸発燃料をベーパ通路１６３を介して活性炭などの吸着材により吸着し、エンジン２２の運転中に吸気管１２０ａが負圧になると、大気導入口１６４から内部に外気が流入し、吸着材から脱離した燃料と外気とが一緒になったパージガスがパージ通路１６２を介して吸気管１２０ａへ放出（パージ）される。パージ通路１６２には、パージ制御弁としてのパージＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）１６６が設けられており、このパージＶＳＶ１６６の開閉をデューティ制御することにより吸気管１２０ａへ放出されるパージガス流量が調整可能となっている。一方、排気通路１７０には、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する三元触媒を内蔵した浄化装置１７２と、浄化装置１７２の上流側にて排気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ１７４とが取り付けられている。こうしたエンジン２２は、エアクリーナ１２２を通過してきた空気とパージ通路１６２を通過してきたパージガスと燃料噴射弁１２６から噴射された燃料との混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。なお、パージＶＳＶ１６６の閉鎖中は、エアクリーナ１２２を通過してきた空気と燃料噴射弁１２６から噴射された燃料との混合気が燃焼室へ吸入される。エンジン２２からの排気は、排気バルブ１２９を介して排気通路１７０に放出され、浄化装置１７２を通過することにより浄化されたあと外部へ放出される。
【００２１】
エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えばクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのエンジン回転数やエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温、燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブ１２９を開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション、スロットルバルブ１２４の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ１４５からのスロットル開度、吸気通路１２０に取り付けられた熱線式のエアフロメータ１４６からの吸入空気量、同じく吸気通路１２０に取り付けられた温度センサ１４７からの吸気温、吸気管１２０ａに取り付けられたシリコンダイヤフラム式の吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力、吸気管１２０ａに取り付けられた吸気酸素センサ１４９からの吸気酸素信号，空燃比センサ１７４からの空燃比などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号やスロットルバルブ１２４の開度を調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号、パージＶＳＶ１６６への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００２２】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０及びデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２３】
モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線及び負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２４】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２５】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポート及び通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モード、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（放電を正、充電を負とする），燃費よりもパージ制御を優先させるか否かを表すパージ優先フラグＦｐの値など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ここで、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。さらに、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。パージ優先フラグＦｐの値はエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００２９】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求動力（要求パワー）Ｐｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求動力Ｐｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとに基づいて計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３０】
続いて、パージ優先フラグＦｐの値を調べる（ステップＳ１２０）。ここで、パージ優先フラグＦｐは、エンジン２２でパージ制御、すなわちキャニスタ１６０に捕捉された蒸発燃料を吸気管負圧を利用して大気導入口１６４から流入する外気と共に吸気管１２０ａへ放出するための制御を燃費の最適化よりも優先して実行する必要があるか否かを表すフラグであり、値１のときにはその必要があることを表し、値０のときにはその必要がないことを表す。このパージ優先フラグＦｐは、後述するようにエンジンＥＣＵ２４により設定される。パージ優先フラグＦｐが値０のときには、パージ制御を優先する必要がないため、吸気管負圧の絶対値を大きくしてパージガス流量を確保する必要がないことから、動作ラインとして燃費最適動作ラインを選択する（ステップＳ１３０）。一方、パージ優先フラグＦｐが値１のときには、パージ制御を優先する必要があるため、吸気管負圧の絶対値を大きくしてパージガス流量を確保することが好ましいことから、動作ラインとしてパージ優先動作ラインを選択する（ステップＳ１４０）。ここで、燃費最適動作ラインは、図７に示すように、等動力ライン（動力が一定のライン）のうち燃費が最適な運転ポイントを各動力ごとにプロットして得られるラインである。この燃費最適動作ラインは、吸気管負圧の絶対値が小さくても構わないため、できる限り燃費が最適となるように設定される。これに対して、パージ優先動作ラインは、等動力ラインのうち燃費が最適な運転ポイントよりも回転数が高くトルクが低い運転ポイントを選び、こうした運転ポイントを各動力ごとにプロットして得られるラインである。要求動力Ｐｅ＊が同じ場合、パージ優先動作ライン上の運転ポイントでエンジン２２を運転すると、燃費最低動作ライン上の運転ポイントと比べて燃費は劣るが回転数が高くトルクが低いことから、スロットルバルブ１２４の開度が小さくなり、吸気管負圧の絶対値が大きくなるため、パージガス流量を増大させることが可能となる。こうした２つの動作ラインは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＲＯＭ７４に記憶されている。
【００３１】
このようにステップＳ１３０又はステップＳ１４０で動作ラインを選択したあと、選択した動作ラインに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントを設定する（ステップＳ１５０）。燃費最適動作ラインが選択された場合、燃費最適動作ラインを用いて目標運転ポイントを設定することになるが、このときの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図７における燃費最適動作ラインと今回の要求動力Ｐｅ＊の等動力ラインとの交点である回転数とトルクに設定される。また、パワー優先動作ラインが選択された場合、パワー優先動作ラインを用いて目標運転ポイントを設定することになるが、このときの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、図７におけるパワー優先動作ラインと今回の要求動力Ｐｅ＊の等動力ラインとの交点である回転数とトルクに設定される。
【００３２】
次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)                   …(1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*−Nm1)dt  …(2)
【００３４】
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）及び式（４）により計算する（ステップＳ１７０）。続いて、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算する（ステップＳ１８０）。そして、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１９０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
【００３５】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2     …(3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2    …(4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr     …(5)
【００３６】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したあと、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２００）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火時期制御、バルブタイミング変更制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
次に、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御、特にパージ制御を考慮した燃料噴射量の設定について説明する。図９は、エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンはエンジン２２が始動してから停止するまでの間、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このフローチャートに登場するパージ優先フラグＦｐや積算パージガス量Ａは、ＲＡＭ２４ｃに記憶されるものであり、エンジン２２の停止時や始動時にゼロにリセットされる。
【００３８】
燃料噴射量設定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エアフロメータ１４６からの吸入空気量Ｇやクランクポジションセンサ１４０からのエンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭ、空燃比センサ１７４からの空燃比Ｖａｆ、吸気酸素センサ１４９からの出力値などのデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。こうして各種のデータを入力すると、パージ実行条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、パージ実行条件とは、パージ制御の実行を許容する条件であり、本実施例ではエンジン２２の暖機が終了し且つ空燃比フィードバック補正や空燃比学習補正などが終了したときにパージ実行条件が成立したと判定する。
【００３９】
ステップＳ３１０でパージ実行条件が成立していないときには、エアフロメータ１４６からの吸入空気量Ｇと目標空燃比（例えば理論空燃比）とに基づいて燃料噴射量ＴＡＵを設定し（ステップＳ４８０）、本ルーチンを終了する。ここで、エアフロメータ１４６からの吸入空気量Ｇは単位時間あたりの空気質量である。このため、吸入空気量Ｇをエンジン回転数Ｎｅで除すことによりエンジン１回転の間に吸気管１２０ａに吸入される新気の吸入空気量Ｇａ（＝Ｇ／Ｎｅ）を求め、この吸入空気量Ｇａを目標空燃比Ｖａｆ＊で除した値に燃料噴射弁１２６のサイズやエンジン２２の気筒数などにより定まる定数Ｋを乗じることにより基本噴射量Ｔｐを求め、この基本噴射量Ｔｐを燃料噴射量ＴＡＵに設定する。なお、基本噴射量Ｔｐの算出式を式（６）に示す。
Tp=K・(G/Ne)/Vaf*  …(6)
【００４０】
一方、ステップＳ３１０でパージ実行条件が成立していたときには、通常の燃料噴射量ＴＡＵｎを求める（ステップＳ３２０）。ここでは、基本噴射量Ｔｐに空燃比フィードバック補正及び空燃比学習補正を施すことにより燃料噴射弁１２６から噴射すべき通常の燃料噴射量ＴＡＵｎを求める。空燃比フィードバック補正は、空燃比センサ１７４からの空燃比Ｖａｆが目標空燃比Ｖａｆ＊になるよう燃料噴射量をフィードバック補正する空燃比フィードバック補正係数Ｆａｆを求め、この空燃比フィードバック補正係数Ｆａｆを基本噴射量Ｔｐに乗ずることにより行なわれる。空燃比学習補正は、空燃比フィードバック補正係数Ｆａｆの中央値がリーン側又はリッチ側に偏った場合にその中央値が理論空燃比となるように補正する学習補正係数Ｆｌを求め、この学習補正係数Ｆｌを基本噴射量Ｔｐに乗ずることにより行われる。なお、空燃比フィードバック補正及び空燃比学習補正後の通常の燃料噴射量ＴＡＵｎの算出式を式（７）にそれぞれ示す。
TAUn=Faf・Fl・Tp  …(7)
【００４１】
続いて、蒸発燃料濃度ｃｆが既に算出済みか否かを判定する（ステップＳ３３０）。蒸発燃料濃度ｃｆは、ステップＳ４３０で算出されるパラメータであるため、詳しくは後述する。いま、ステップＳ３１０でパージ実行条件が初めて成立した場合を考えると、蒸発燃料濃度ｃｆは未だ算出されていないため、ステップＳ３３０で否定判定されてステップＳ３９０に進み、パージ制御を実行する。具体的には、エンジン２２の運転状態に応じて目標パージ率Ｒｐ＊を設定し、パージ率Ｒｐが目標パージ率Ｒｐ＊となるようにパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄを設定し、そのデューティ比ＤでパージＶＳＶ１６６を駆動制御する。ここで、目標パージ率Ｒｐ＊とはパージ率Ｒｐの目標値であり、パージ率Ｒｐとはエンジン１回転あたりにスロットルバルブ１２４を介して吸気管１２０ａに吸入される吸入空気量Ｇａに対するパージガス量の割合である。なお、吸入空気量Ｇａとパージガス量との関係を図１０に示す。例えば、パージ制御を実行することにより空燃比フィードバック補正係数Ｆａｆと空燃比学習補正係数Ｆｌが共にリッチ限界近くに達した場合には、目標パージ率Ｒｐ＊を減少補正することでパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄを小さくして空燃比のオーバーリッチを防止する。また、空燃比フィードバック補正係数Ｆａｆがリーン側に回復した場合には、目標パージ率Ｒｐ＊を増大補正することでデューティ比Ｄを大きくしてキャニスタ１６０に吸着された蒸発燃料を適切に放出する。つまり、目標パージ率Ｒｐ＊を空燃比フィードバック補正や空燃比学習補正に基づいて調整することにより、空燃比のリッチ化を防止しながら空燃比フィードバック制御を実行できるようにしている。
【００４２】
続いて、吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭから基準大気圧Ｐｒｅｆを引いた差分である吸気管負圧ＮＰを求め、この吸気管負圧ＮＰとパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄとに基づき、パージガス流量（単位時間あたりのパージガス量（質量））ｇを求める（ステップＳ４００）。なお、基準大気圧Ｐｒｅｆは、エンジン２２が停止しているときの吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭ（＝大気圧）としてもよいし、別途吸気管１２０ａの外部の圧力を測定可能な大気圧センサを設けておきその大気圧センサからの圧力値としてもよい。そして、パージガス流量ｇに次回このルーチンを実行するまでのインターバル時間を乗じた値を前回の積算パージガス量Ａに加算することにより、積算パージガス量Ａを更新する（ステップＳ４１０）。それと共に、吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭと吸気酸素センサ１４９からの出力値とに基づき吸気管１２０ａの内部に存在するガス（以下、吸気管内ガスという）の燃料濃度Ｃｆ（重量％）を求める（ステップＳ４２０）。
【００４３】
本実施例では、吸気管負圧ＮＰとパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄとパージガス流量ｇとの関係が予めマップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶されているものとする。一般に吸気管負圧ＮＰの絶対値が大きいほど、パージＶＳＶ１６６を挟んで吸気管１２０ａ側とキャニスタ１６０側との圧力差が大きくなるため、パージガス流量ｇが増加する傾向となる。また、パージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄが高いほど、パージＶＳＶ１６６の開度が大きくなるため、パージガス流量ｇが増加する傾向となる。こうしたことから、吸気管負圧ＮＰとパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄとパージガス流量ｇとの関係を予め実験などにより求めそれをマップにしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、ステップＳ４００において、吸気管負圧ＮＰとパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄとをこのマップに照らしてパージガス流量ｇを読み出すようにしている。また、吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭと吸気酸素センサ１４９からの出力値との関係は、図１１に示すように、吸気管内ガスの燃料濃度Ｃｆがゼロのときに最も傾きの大きな直線として表され、吸気管内ガスの燃料濃度Ｃｆが高くなるにつれて傾きが小さな直線となる。この関係もＲＯＭ２４ｂに記憶されている。吸気酸素センサ１４９は、そのセンサ素子の表面上に存在する酸素分子の数に応じた値を出力する。また、センサ素子の表面上に存在する酸素分子の数は、吸気管圧力ＰＭに応じて増減する。このため、吸気酸素センサ１４９の出力特性は、吸気管圧力ＰＭに対して依存性を有している。そして、吸気管内ガスにガソリンなどの燃料が含まれていると、センサ素子の表面上で燃料と酸素とが反応するため、センサ素子の表面上に存在する酸素分子の数が減少する。その結果、図１１に示すように、吸気管内ガスの燃料濃度Ｃｆが高いほど吸気酸素センサ１４９からの出力値は小さくなる傾向を示す。したがって、吸気管圧力センサ１４８からの吸気管圧力ＰＭと吸気酸素センサ１４９からの出力値とに基づいて図１１から吸気管内ガスの燃料濃度Ｃｆを求めることができる。
【００４４】
こうしてパージガス流量ｇ及び燃料濃度Ｃｆを求めたあと、エンジン１回転あたりに吸気管１２０ａにパージされるパージ燃料量ｔａｕ、パージ空気量ｇａ及び蒸発燃料濃度ｃｆを求める（ステップＳ４３０）。パージガスは、キャニスタ１６０に吸着されていた蒸発燃料と大気導入口１６４から導入された空気とからなる。このため、パージ燃料量ｔａｕは式（８）で表され、パージ空気量ｇａは式（９）で表され、蒸発燃料濃度ｃｆは式（１０）で表される。そして、ステップＳ３２０で算出した通常の燃料噴射量ＴＡＵｎと吸入空気量Ｇａとパージ空気量ｇａとパージ燃料量ｔａｕを用いて、式（１１）から燃料噴射弁１２６から噴射すべき燃料噴射量ＴＡＵを設定する（ステップＳ４４０）。すなわち、実際のエンジン１回転あたりの吸入空気量は吸入空気量Ｇａとパージ空気量ｇａとの和になるから、その和に見合った燃料噴射量を求め、そこから既に吸気管１２０ａに存在しているパージ燃料量ｔａｕを差し引いた値を燃料噴射量ＴＡＵに設定するのである。こうして燃料噴射量ＴＡＵを設定したあと、本ルーチンを終了する。
tau=(g/Ne)・Cf/100  …(8)
ga=g/Ne-tau  …(9)
cf=[tau/(tau+ga)]・100  …(10)
TAU=[TAUn・(Ga+ga)/Ga]-tau  …(11)
【００４５】
さて、この燃料噴射量設定ルーチンでパージ実行条件が初めて成立した後、再度この燃料噴射量設定ルーチンが実行された場合、既に蒸発燃料濃度ｃｆが算出済みのためステップＳ３３０で肯定判定される。ステップＳ３３０で肯定判定されると、蒸発燃料濃度ｃｆが所定の高濃度領域に入るか否かを判定する（ステップＳ３４０）。なお、蒸発燃料濃度ｃｆが所定の高濃度領域に入ると判定された回数が連続して所定回数（例えば４回とか５回）に達したときにステップＳ３４０で肯定判定されるとしてもよい。ここで、所定の高濃度領域は、キャニスタ１６０に飽和量又は飽和量に近い量の蒸発燃料が捕捉された状態でキャニスタ１６０から吸気管１２０ａへパージさせたときのパージガスの蒸発燃料濃度を実験等により求め、その濃度に掛け率（＜１，例えば０．９とか０．８）を乗じて得られた値を下限とする領域とした。ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが所定の高濃度領域に入るときには、続いてパージ制御における目標パージ率Ｒｐ＊が所定の高率範囲に入るか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、目標パージ率Ｒｐ＊はパージ率Ｒｐの目標値であり、ステップＳ３９０のパージ制御において設定される。パージ率Ｒｐはエンジン１回転あたりにスロットルバルブ１２４を介して吸気管１２０ａに吸入される吸入空気量Ｇａに対するパージガス量の割合である。所定の高率範囲は、パージ率Ｒｐの最大値を実験などにより求め、その最大値に掛け率（＜１，例えば０．９とか０．８）を乗じて得られた値を下限とする領域とした。
【００４６】
ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入り且つステップＳ３５０で目標パージ率Ｒｐ＊が高率範囲に入る場合、積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以下か否かを判定する（ステップＳ３７０）。ここで、積算パージガス量Ａとは、パージ優先フラグＦｐが値１の状態でパージ制御を実行している期間中にパージガスが吸気管１２０ａに放出された量をいう。閾値Ａｒｅｆは、本実施例では、蒸発燃料濃度ｃｆを高濃度領域よりも低くするのに必要なパージガス量を実験などにより求め、それにマージンを加算した値とした。そして、ステップＳ３７０で積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以下だったときには、パージ優先フラグＦｐに値１を設定する（ステップＳ３８０）。すなわち、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入り且つ目標パージ率Ｒｐ＊が高率範囲に入るときには、キャニスタ１６０に蒸発燃料が高濃度で存在するためパージガス流量を多くして早期にキャニスタ１６０の蒸発燃料を減少させる必要があることから、パージ優先フラグＦｐに値１を設定する。この結果、上述した駆動制御ルーチンにおいてパージ優先動作ラインが選択されるようになる。このため、要求動力Ｐｅ＊が同じ場合、燃費最低動作ラインが選択される場合に比べて燃費は劣るが回転数が高くトルクが低いことから、スロットルバルブ１２４の開度が小さくなり、吸気管負圧の絶対値が大きくなるためパージガス流量を増大させることが可能となる。したがって、パージ率Ｒｐが高率の目標パージ率Ｒｐ＊に達しやすくなる。こうしてパージ優先フラグＦｐに値１を設定したあとは、上述したステップＳ３９０〜Ｓ４４０の処理を実行したあと本ルーチンを終了する。
【００４７】
また、ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入るがステップＳ３５０で目標パージ率Ｒｐ＊が高率範囲に入らない場合、パージ優先フラグＦｐが値１か否かを判定し（ステップＳ３６０）、パージ優先フラグＦｐが値１のときには、積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以下か否かを判定し（ステップＳ３７０）、積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以下のときにはステップＳ３８０〜Ｓ４４０の処理を実行したあと本ルーチンを終了する。つまり、パージ優先フラグＦｐが値１に設定されたあと蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入る状態が継続している場合には、目標パージ率Ｒｐ＊が高率範囲に入るか否かにかかわらず、積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆを超えるまでパージ優先フラグＦｐを値１のまま維持するのである。
【００４８】
一方、ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入らなかったときやステップＳ３６０でパージ優先フラグＦｐが値０だったとき、あるいはステップＳ３７０で積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆを超えたときには、パージガス流量を増大させる必要がないとみなし、パージ優先フラグＦｐ及び積算パージガス量Ａを値０にリセットし（ステップＳ４５０）、上述したステップＳ３９０〜Ｓ４４０の処理を実行したあと本ルーチンを終了する。これにより、駆動制御ルーチンで燃費最適動作ラインが選択されるため、パージ制御を実行しつつもエンジン２２の燃費をできる限り最適化することができる。なお、ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度でないと判定されるタイミングとステップＳ３７０で積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以上になるタイミングとは概ね一致する。
【００４９】
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入り且つ目標パージ率Ｒｐ＊が高率領域に入るというパージ優先条件が成立したときには、パージ優先動作ライン上の運転ポイントを採用することにより、燃費最適動作ライン上の運転ポイントを採用する場合に比べて吸気管負圧の絶対値を大きくしキャニスタ１６０から吸気管１２０ａへ放出されるパージガスの流量を増大させることが可能となる。このため、パージ率Ｒｐ＊を高率の目標パージ率Ｒｐ＊と一致するよう制御することが容易になり、キャニスタ１６０に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管１２０ａへ放出することができる。一方、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入らないか積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆを超えたとき（つまりパージ優先解除条件が成立したとき）には、キャニスタ１６０に捕捉されている蒸発燃料を速やかに吸気管１２０ａへ放出する必要性が低いため、燃費最適動作ライン上の運転ポイントを採用して、エンジン２２の燃費を良好に維持する。したがって、エンジン２２の燃費を大きく損なうことなく、多量の蒸発燃料がキャニスタ１６０に捕捉されている場合にその蒸発燃料を短時間で放出することができる。また、蒸発燃料濃度ｃｆが所定の高濃度領域に入ったとしても目標パージ率Ｒｐ＊が所定の高率領域に入らないときには、パージガス流量を多くする必要性がそれほど高くないため、燃費最適動作ライン上の運転ポイントを採用することから燃費の面で有利となる。更に、エンジン２２の目標運転ポイントをパージ優先動作ライン又は燃費最適動作ラインを用いて求めているため、このような動作ラインを用いず毎回計算などによりパージ優先運転ポイントや燃費最適運転ポイントを求める場合に比べて制御の負担が軽減される。
【００５０】
上述した実施例では、パージ優先フラグＦｐが値１に設定されたあとステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入らないと判定されるタイミングとステップＳ３７０で積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆを超えるタイミングとは概ね一致する。このことから、図１２に示すようにステップ３７０の積算パージガス量Ａが閾値Ａｒｅｆ以下か否かの判定処理を省略し、ステップＳ３５０又はステップＳ３６０で肯定判定されたときにはステップＳ３８０に進んでパージ優先フラグＦｐに値１を設定してもよい。
【００５１】
上述した実施例では、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入り且つ目標パージ率Ｒｐ＊が高率領域に入ることをパージ優先条件としたが、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入ることのみをパージ優先条件としてもよい。すなわち、図１３に示すようにステップＳ３５０〜Ｓ３７０の処理を省略し、ステップＳ３４０で蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入るときにはステップＳ３８０に進んでパージ優先フラグＦｐを値１に設定し、蒸発燃料濃度ｃｆが高濃度領域に入らないときにはステップＳ４５０に進んでパージ優先フラグＦｐを値０にリセットしてもよい。
【００５２】
上述した実施例では、蒸発燃料量に関するパラメータとして蒸発燃料濃度ｃｆを用いたが、蒸発燃料濃度ｃｆの代わりにキャニスタ１６０に捕捉されている蒸発燃料量（例えば重量）を用いてもよい。
【００５３】
上述した実施例では、エンジン２２の目標運転ポイントを燃費最適動作ラインやパージ優先動作ラインを用いて設定するものとしたが、こうした動作ラインを用いずに目標運転ポイントを設定してもよい。例えば、燃費最適動作ポイントを設定するにあたり、要求動力を出力可能な複数の運転ポイントで実際にエンジン２２を運転し、各運転ポイントにおける燃費を比較して最良の燃費の運転ポイントを求め、それを燃費最適運転ポイントとしてもよい。また、パージ優先運転ポイントを設定するにあたり、目標パージ率Ｒｐ＊とパージＶＳＶ１６６のデューティ比Ｄ（開度）とに基づいて吸気管圧力ＰＭを求め、その吸気管圧力ＰＭが得られるようにパージ優先運転ポイントを設定してもよい。
【００５４】
上述した実施例では、吸気管圧力ＰＭと吸気酸素センサ１４９からの出力値とに基づいて吸気管内ガスの燃料濃度Ｃｆを求めるようにしたが、吸気酸素センサ１４９からの出力値を用いずに燃料濃度Ｃｆを求めても構わない。例えば、燃料噴射弁１２６から通常の燃料噴射量ＴＡＵｎを噴射したあとの空燃比センサ１７４からの空燃比Ｖａｆを用いて燃料濃度Ｃｆを求めてもよい。具体的には、式（１２）のように、実際に噴射した燃料噴射量ＴＡＵｎとパージ燃料量ｔａｕ（式（８）参照）との和で新規の吸入空気量Ｇａとパージ空気量ｇａ（式（９）参照）との和を除した値が空燃比Ｖａｆとなるように燃料濃度Ｃｆを求めてもよい。こうすれば、吸気酸素センサ１４９を吸気管１２０ａに取り付ける必要がなくなる。
Vaf=(Ga+ga)/(TAUn+tau)  …(12)
【００５５】
上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００５６】
上述した実施例では、エンジン２２や動力分配統合機構３０，モータＭＧ１，モータＭＧ２，ハイブリッド用電子制御ユニット７０などからなる動力出力装置をハイブリッド自動車に搭載するものとして説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載するものとしてもよい。また、こうした動力出力装置を建設設備などの移動体以外の設備などに組み込むものとしてもよい。さらに、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
【００５７】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、燃料タンク１６８が「燃料タンク」に相当し、キャニスタ１６０が「蒸発燃料捕捉手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、３軸式の動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、吸気管圧力センサ１４８や吸気酸素センサ１４９からの信号に基づいて蒸発燃料濃度ｃｆを算出するエンジンＥＣＵ２４が「検出手段」に相当し、図３のステップＳ１１０〜Ｓ１５０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２が「要求動力設定手段」及び「目標運転ポイント設定手段」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０やエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＲＯＭ７４が「動作ライン記憶手段」に相当する。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、蒸発した燃料がそのまま大気へ放出されるのを防止する必要のあるものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「蒸発燃料捕捉手段」としては、キャニスタ１６０に限定されるものではなく、内燃機関への燃料を貯留する燃料タンク内の蒸発燃料を捕捉するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」及び「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１及びモータＭＧ２に限定されるものではなく、如何なるタイプであっても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「検出手段」としては、吸気管圧力センサ１４８や吸気酸素センサ１４９からの信号に基づいて蒸発燃料濃度ｃｆを算出するエンジンＥＣＵ２４に限定されるものではなく、例えば、吸入空気量と目標空燃比Ｖａｆ＊とから算出される燃料量を燃料噴射弁１２６から噴射させたあとの空燃比センサ１７４からの空燃比Ｖａｆと目標空燃比Ｖａｆ＊とのずれから蒸発燃料濃度ｃｆを算出するものとしてもよい。「要求動力設定手段」及び「目標運転ポイント設定手段」としては、一つのＣＰＵが要求動力や目標運転ポイントを設定してもよいが、複数のＣＰＵが処理を分担するようにしても構わない。「制御手段」も、一つのＣＰＵが内燃機関、電動機及び発電機のすべてを制御すると共にパージ制御も実行するようにしてもよいし、複数のＣＰＵが適宜処理を分担するようにしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の一例を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図５】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の燃費最適動作ラインとパージ優先動作ラインの一例を示す説明図である。
【図８】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を説明する説明図である。
【図９】エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射量設定ルーチンのフローチャートである。
【図１０】吸入空気量Ｇａとパージガス量との関係を示す説明図である。
【図１１】吸気管圧力ＰＭと吸気酸素センサ１４９の出力値との関係を示す説明図である。
【図１２】変形例の燃料噴射量設定ルーチンのフローチャートである。
【図１３】変形例の燃料噴射量設定ルーチンのフローチャートである。
【図１４】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、１２０  吸気通路、１２０ａ  吸気管、１２２  エアクリーナ、１２４  スロットルバルブ、１２６  燃料噴射弁、１２８  吸気バルブ、１２９  排気バルブ、１３０  点火プラグ、１３２  ピストン、１３６  スロットルモータ、１３８  イグニッションコイル、１４０  クランクポジションセンサ、１４２  水温センサ、１４４  カムポジションセンサ、１４５  スロットルバルブポジションセンサ、１４６  エアフロメータ、１４７  温度センサ、１４８  吸気管圧力センサ、１４９  吸気酸素センサ、１５０  可変バルブタイミング機構、１６０  キャニスタ、１６２  パージ通路、１６３  ベーパ通路、１６４  大気導入口、１６６  パージＶＳＶ、１６８  燃料タンク、１７０  排気通路、１７２  浄化装置、１７４  空燃比センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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