CN103958307A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式的混合动力车辆(10)，以使内燃机(20)的效率最高的方式调整该内燃机的产生输出(即，使内燃机(20)以最佳内燃机工作点运转)并且控制该内燃机的产生转矩和第2发电电动机(MG2)的输出转矩，从而使与根据加速操作量(AP)确定的用户要求转矩相等的转矩作用于驱动轴(53)。进而，车辆(10)基于电池(63)的剩余容量(SOC)来变更内燃机的输出，从而控制第1发电电动机(MG1)所产生的电力来对电池(63)进行充电。另外，车辆(10)在不满足预定条件的情况下将内燃机的空燃比控制为浓空燃比，在满足预定条件的情况下将内燃机的空燃比控制为理论空燃比。在内燃机的空燃比被控制为浓空燃比的情况下，与内燃机的空燃比被控制为理论空燃比的情况相比，车辆(10)将内燃机(20)的产生输出的上限值(内燃机输出上限值)设定为小的值。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一边控制内燃机和电动机一边进行行驶的混合动力车辆。
背景技术
混合动力车辆搭载有内燃机和电动机作为产生使车辆行驶的驱动力的驱动源。即，混合动力车辆通过将内燃机和电动机的至少一方产生的转矩传递到与车辆的驱动轮连接的驱动轴来进行行驶。
这样的混合动力车辆根据用户的加速操作量决定对混合动力车辆的驱动轴要求的转矩(即，用户要求转矩)，基于该用户要求转矩与驱动轴的转速(即，车速相当值)之积来决定用户要求输出。接着，混合动力车辆将与该用户要求输出相等的输出设定为内燃机要求输出，使内燃机输出该输出。此时，决定内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态。即，混合动力车辆一边调整内燃机的运转状态(内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne)以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态，一边使内燃机输出与内燃机要求输出相等的输出。并且，驱动电动机，以通过电动机输出的转矩来补偿在使基于该内燃机产生转矩Te的转矩作用于驱动轴时相对于用户要求转矩不足的转矩。
混合动力车辆还搭载有用于向电动机供给电力的蓄电装置(例如，电池)和用于产生用于对该蓄电装置进行充电的电力的发电机。在基于与蓄电装置的剩余容量有关的参数(以下，称为“剩余容量参数”)判断为应该进行蓄电装置的充电时，混合动力车辆将为了产生充电电力而需要的输出(电池充电要求输出)与前述用户要求输出相加，并将该相加后的值设定为内燃机要求输出。
在该情况下，混合动力车辆也一边调整内燃机的运转状态(内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne)以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态，一边使内燃机输出与该内燃机要求输出相等的输出。进而，驱动电动机，以通过电动机输出的转矩来补偿在使基于该内燃机产生转矩Te的转矩作用于驱动轴时相对于用户要求转矩不足的转矩(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平9-398012号公报(参照0111段、0141段～0145段、图7、图9以及图16)
发明内容
混合动力车辆所搭载的内燃机与仅搭载有内燃机作为驱动源的通常车辆的内燃机同样，基于表示内燃机的运转状态的参数(以下，也称为“内燃机参数”)来调整向该内燃机供给的混合气的空燃比(以下，也称为“内燃机的空燃比”)。
例如，在刚刚启动内燃机之后和/或在内燃机的冷却水温低等情况下，将内燃机的空燃比设定为比理论空燃比小的空燃比(以下，也称为“浓空燃比”)，以使得内燃机稳定运转。或者，在内燃机的排气通路上具备空燃比传感器的情况下，在直到该空燃比传感器活性化为止的期间内将内燃机的空燃比设定为浓空燃比。
然而，若在内燃机的空燃比被设定为浓空燃比的状态下从内燃机产生大的输出，则存在会导致燃料经济性恶化这一问题。特别是，在通过将上述电池充电要求输出与用户要求输出相加而使内燃机要求输出变大的情况下，混合动力车辆会在内燃机的燃料经济性不好的状态下使内燃机产生大的输出且为了对蓄电装置进行充电而消耗该内燃机的输出，因此，燃料经济性可能会进一步恶化。
本发明人得到了如下见解：在这样的情况下，在蓄电装置存在余裕的范围内与内燃机产生转矩相比优先提高电动机的产生转矩，从而满足用户要求转矩，然后，在内燃机的空燃比被设定为理论空燃比之后，利用内燃机的输出对蓄电装置充电，这在燃料经济性上是有利的。即，本发明的目的之一在于，在内燃机的效率不好的状态下，通过抑制蓄电装置的充电量来进一步提高混合动力车辆的燃料经济性。
为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆具备：
内燃机；电动机；蓄电装置，其能够向所述电动机供给驱动该电动机的电力；发电机，其能够使用所述内燃机的动力来产生对所述蓄电装置进行充电的电力；动力传递机构，其将车辆的驱动轴和所述内燃机以能够传递转矩的方式连接，并且将所述驱动轴与所述电动机以能够传递转矩的方式连接；以及控制装置。
所述控制装置，以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出并控制所述内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与“根据用户的加速操作量确定的对所述驱动轴要求的转矩”即用户要求转矩相等的转矩作用于该驱动轴。进而，所述控制装置基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力。
另外，所述控制装置还具备空燃比控制单元和内燃机产生输出限制单元。
所述空燃比控制单元，
(1)在表示内燃机的运转状态的内燃机参数不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比，并且，
(2)在所述内燃机参数满足所述预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为理论空燃比。
内燃机参数可以包括内燃机的冷却水温、根据内燃机的冷却水温和内燃机启动后经过时间等确定的燃料喷射量的增量值、根据内燃机的冷却水温等确定的目标空燃比、以及表示空燃比传感器的活性状态的参数等。
所述内燃机产生输出限制单元，在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，将所述内燃机的产生输出的上限值(最大容许值)设定为小的值。换言之，所述内燃机产生输出限制单元，将所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下的内燃机产生转矩的最大容许值设定为比所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况下的内燃机产生转矩的最大容许值小的值。
因此，根据该混合动力车辆，在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，“内燃机不产生大输出的频率”变高。因此，能够缩短内燃机在内燃机的燃料效率差的状态下产生大输出的期间，因此能够改善混合动力车辆的燃料经济性。
在该情况下，所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，基于“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速确定的用户要求输出”和“所述剩余容量参数”来变更所述上限值。
由此，能够基于用户要求输出和剩余容量参数来决定内燃机产生转矩的上限值，因此，能够一边使蓄电装置的剩余容量不会过度降低一边使电动机的产生转矩优先于内燃机的产生转矩，从而满足用户要求转矩。其结果，能够使内燃机在内燃机的燃料效率差的状态下尽可能不产生大的输出，因此能够改善混合动力车辆的燃料经济性。
更具体而言，所述内燃机产生输出限制单元可以构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速确定的用户要求输出”越大，则将所述上限值变更为越大的值。
由此，用户要求转矩越大，则能够越提高内燃机的输出，因此能够避免发生无法满足用户要求转矩的状况。
进而，所述内燃机产生输出限制单元可以构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，所述剩余容量参数越大，则将所述上限值变更为越小的值。
由此，剩余容量参数越大，则能够越减小内燃机的输出，因此能够在蓄电装置的电力供给能力高的情况下减少内燃机的输出。其结果，能够不招致蓄电装置的过度放电状态而改善混合动力车辆的燃料经济性。
在本发明的其他方式中，所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，在作为所述剩余容量参数的“所述蓄电装置每单位时间能够输出的电力即瞬时输出”为“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速确定的用户要求输出”以上时，将所述上限值设定为0。
在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，若蓄电装置的瞬时输出为能够满足用户要求输出的值以上，则优选从蓄电装置向电动机供给电力且使内燃机不产生输出。因此，根据上述其他方式，在蓄电装置的瞬时输出为能够满足用户要求输出的值的情况下，能够将内燃机的输出设定为最低的输出(“0”)，因此能够进一步改善混合动力车辆的燃料经济性。此外，将所述上限值设定为0包括使内燃机独立运转的情况和使内燃机停止运转的情况的双方。
本发明的其他目的、其他特征以及附带的优点通过参照以下附图记述的关于本发明的各实施方式的说明能够容易理解。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的混合动力车辆的概略图。
图2是表示图1所示的功率管理ECU的CPU所执行的例程的流程图。
图3是表示加速操作量AP及车速SPD与用户要求转矩的关系的图。
图4是表示图1所示的电池的剩余容量与电池充电要求输出的关系的图。
图5是表示内燃机转速及内燃机产生转矩与最佳内燃机动作线的关系的图。
图6是混合动力车辆行驶期间的行星齿轮装置的列线图。
图7是表示电池的剩余容量及用户要求输出与内燃机输出上限值的关系的图。
图8是表示图1所示的发动机ECU的CPU所执行的例程的流程图。
图9是表示图1所示的发动机ECU的CPU所执行的例程的流程图。
图10是表示本发明第2实施方式的混合动力车辆的功率管理ECU的CPU所执行的例程的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式的混合动力车辆进行说明。
＜第1实施方式＞
(结构)
如图1所示，本发明第1实施方式的混合动力车辆10具备：发电电动机MG1、发电电动机MG2、内燃机20、动力分配机构30、驱动力传递机构50、第1变换器61、第2变换器62、电池63、功率管理ECU70、电池ECU71、马达ECU72以及发动机ECU73。此外，ECU是电子控制单元(Electric Control Unit)的简称，是具有微型计算机作为主要构成部件的电子控制电路，所述微型计算机包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)以及接口等。
发电电动机(电动发电机)MG1是既能作为发电机又能作为电动机发挥功能的同步发电电动机。为了方便，将发电电动机MG1也称为第1发电电动机MG1。第1发电电动机MG1在本例中主要发挥作为发电机的功能。第1发电电动机MG1具备输出轴(以下，也称为“第1轴”)41。
发电电动机(电动发电机)MG2与第1发电电动机MG1同样，是既能作为发电机又能作为电动机发挥功能的同步发电电动机。为了方便，将发电电动机MG2也称为第2发电电动机MG2。第2发电电动机MG2在本例中主要发挥作为电动机的功能。第2发电电动机MG2具备输出轴(以下，也称为“第2轴”)42。
内燃机20是4冲程火花点火式多汽缸内燃机。内燃机20包括：包括进气管和进气歧管的进气通路部21、节气门22、节气门致动器22a、多个燃料喷射阀23、包括火花塞的多个点火装置24、作为内燃机20的输出轴的曲轴25、排气歧管26、排气管27、上游侧的三元催化剂28、以及下游侧的三元催化剂29。此外，内燃机20也可以具备未图示的可变进气门控制装置(VVT)。
节气门22以能够旋转的方式支撑在进气通路部21。
节气门致动器22a能够对来自发动机ECU73的指示信号进行响应而使节气门22旋转，从而变更进气通路部21的通路截面积。
燃料喷射阀23分别以与各汽缸对应的方式配设在各汽缸的进气口，能够对来自发动机ECU73的指示信号进行响应而变更燃料喷射量。
包括火花塞的点火装置24分别对来自发动机ECU73的指示信号进行响应而在各汽缸的燃烧室内以预定的定时产生点火用火花。
上游侧的三元催化剂28是排气净化用催化剂，配设在排气歧管26的排气集合部。即，催化剂28设置在内燃机20的排气通路上。催化剂28对从内燃机20排出的未燃物(HC、CO等)和NOx进行净化。
下游侧的三元催化剂29是排气净化用催化剂，设置在与排气歧管26的排气集合部连接的排气管27。即，下游侧的三元催化剂29配设在排气通路上且比上游侧的三元催化剂28靠下游的位置。催化剂29对从内燃机20排出的未燃物(HC、CO等)和NOx进行净化。此外，在本说明书和权利要求书中，只要没有特别指定，“催化剂”就意味着上游侧的三元催化剂28。
内燃机20能够通过变更燃料喷射量和变更吸入空气量等来变更内燃机20产生的转矩和内燃机转速(即，内燃机输出)，所述吸入空气量的变更通过利用节气门致动器22a变更节气门22的开度来进行。进而，内燃机20能够通过使点火正时迟于基准点火正时来使从内燃机20排出的排气温度上升。由此，内燃机20能够促进催化剂28的预热。
动力分配机构30具备周知的行星齿轮装置31。行星齿轮装置31包括太阳轮32、多个行星齿轮33以及齿圈34。
太阳轮32与第1发电电动机MG1的第1轴41连接。因此，第1发电电动机MG1能够向太阳轮32输出转矩。进而，第1发电电动机MG1能够通过从太阳轮32向第1发电电动机MG1(第1轴41)输入的转矩而进行旋转驱动。通过利用从太阳轮32向第1发电电动机MG1输入的转矩进行旋转驱动，第1发电电动机MG1能够进行发电。
多个行星齿轮33分别与太阳轮32啮合并且与齿圈34啮合。行星齿轮33的旋转轴(自转轴)设置在行星架35。行星架35被保持为能够与太阳轮32同轴旋转。因此，行星齿轮33能够一边在太阳轮32的外周进行自转一边进行公转。行星架35与内燃机20的曲轴25连接。由此，行星齿轮33能够通过从曲轴25向行星架35输入的转矩而进行旋转驱动。
齿圈34被保持为能够与太阳轮32同轴旋转。
如上所述，行星齿轮33与太阳轮32及齿圈34啮合。因此，在从行星齿轮33向太阳轮32输入了转矩时，太阳轮32通过该转矩进行旋转驱动。在从行星齿轮33向齿圈34输入了转矩时，齿圈34通过该转矩进行旋转驱动。相反，在从太阳轮32向行星齿轮33输入了转矩时，行星齿轮33通过该转矩进行旋转驱动。在从齿圈34向行星齿轮33输入了转矩时，行星齿轮33通过该转矩进行旋转驱动。
齿圈34经由齿圈架36与第2发电电动机MG2的第2轴42连接。因此，第2发电电动机MG2能够向齿圈34输出转矩。进而，第2发电电动机MG2能够通过从齿圈34向第2发电电动机MG2(第2轴42)输入的转矩而进行旋转驱动。通过利用从齿圈34向第2发电电动机MG2输入的转矩进行旋转驱动，第2发电电动机MG2能够进行发电。
进而，齿圈34经由齿圈架36与输出齿轮37连接。因此，输出齿轮37能够通过从齿圈34向输出齿轮37输入的转矩进行旋转驱动。齿圈34能够通过从输出齿轮37向齿圈34输入的转矩进行旋转驱动。
驱动力传递机构50包括齿轮列51、差速器52以及驱动轴53。
齿轮列51以能够传递动力的方式通过齿轮机构将输出齿轮37和差速器52连接。差速器52安装在驱动轴53。在驱动轴53的两端安装有驱动轮54。因此，来自输出齿轮37的转矩经由齿轮列51、差速器52以及驱动轴53传递到驱动轮54。混合动力车辆10能够通过该传递到驱动轮54的转矩进行行驶。
第1变换器61与第1发电电动机MG1及电池63电连接。因此，在第1发电电动机MG1进行发电时，第1发电电动机MG1产生的电力经由第1变换器61向电池63供给。相反，第1发电电动机MG1通过经由第1变换器61从电池63供给的电力进行旋转驱动。
第2变换器62与第2发电电动机MG2及电池63电连接。因此，第2发电电动机MG2通过经由第2变换器62从电池63供给的电力进行旋转驱动。相反，在第2发电电动机MG2进行发电时，第2发电电动机MG2产生的电力经由第2变换器62向电池63供给。
此外，第1发电电动机MG1产生的电力能够直接向第2发电电动机MG2供给，并且，第2发电电动机MG2产生的电力能够直接向第1发电电动机MG1供给。
电池63在本例中是锂离子电池。但是，电池63只要是能够放电和充电的蓄电装置即可，也可以是镍氢电池和其他二次电池。
功率管理ECU70(以下，记为“PMECU70”)以能够通过通信来交换信息的方式与电池ECU71、马达ECU72以及发动机ECU73连接。
PMECU70与电源开关81、档位传感器82、加速操作量传感器83、制动开关84以及车速传感器85等连接，被输入这些传感器类产生的输出信号。
电源开关81是混合动力车辆10的***启动用开关。PMECU70构成为：若在均未图示的车辆钥匙***钥匙槽且制动踏板被踩踏时操作电源开关81，则启动***(成为Ready-On状态)。
档位传感器82产生表示通过未图示的换档杆选择的档位的信号，所述换挡杆以能够由驾驶员操作的方式设置在混合动力车辆10的驾驶席附近。档位包括P(停车档)、R(后退档)、N(空档)以及D(行驶档)。
加速操作量传感器83产生表示以能够由驾驶员操作的方式设置的未图示的加速踏板的操作量(加速操作量AP)的输出信号。
制动开关84在以能够由驾驶员操作的方式设置的未图示的制动踏板***作时产生表示制动踏板处于***作状态的输出信号。
车速传感器85产生表示混合动力车辆10的车速SPD的输出信号。
PMECU70被输入由电池ECU71算出的电池63的剩余容量SOC(State Of Charge：充电状态)。该剩余容量SOC是与电池63的剩余容量有关的参数，因此也被称为剩余容量参数。剩余容量SOC通过周知的方法而基于相对于电池63流入流出的电流的累计值等算出。
PMECU70还被输入由电池ECU71算出的电池63的瞬时输出Wout(单位为W)。瞬时输出Wout也被称为电池瞬时输出Wout。电池瞬时输出Wout是电池63每单位时间能够输出的电力的上限值。电池瞬时输出Wout与剩余容量SOC有关，在剩余容量SOC为预定值(例如，40％)以上时，电池瞬时输出Wout为大致一定(恒定)的值，在剩余容量SOC低于预定值时，剩余容量SOC越小，则电池瞬时输出Wout越小。
PMECU70经由马达ECU72被输入表示第1发电电动机MG1的转速(以下，称为“MG1转速Nm1”)的信号和表示第2发电电动机MG2的转速(以下，称为“MG2转速Nm2”)的信号。
此外，MG1转速Nm1由马达ECU72基于“设置在第1发电电动机MG1且输出与第1发电电动机MG1的转子的旋转角度对应的输出值的旋转变压器(resolver)96的输出值”而算出。同样，MG2转速Nm2由马达ECU72基于“设置在第2发电电动机MG2且输出与第2发电电动机MG2的转子的旋转角度对应的输出值的旋转变压器97的输出值”而算出。
PMECU70经由发动机ECU73被输入表示发动机状态的各种输出信号。该表示发动机状态的输出信号包括内燃机转速Ne、节气门开度TA以及内燃机的冷却水温THW等。
马达ECU72与第1变换器61及第2变换器62连接。马达ECU72基于来自PMECU70的指令(后述的MG1指令转矩Tm1*和MG2指令转矩Tm2*)，向第1变换器61和第2变换器62发送指示信号。由此，马达ECU72使用第1变换器61来控制第1发电电动机MG1，并且使用第2变换器62来控制第2发电电动机MG2。
发动机ECU73与作为发动机致动器的“节气门致动器22a、燃料喷射阀23以及点火装置24等”连接，向它们发送指示信号。进而，发动机ECU73与空气流量计91、节气门开度传感器92、冷却水温传感器93、内燃机转速传感器94以及空燃比传感器95等连接，取得它们所产生的输出信号。
空气流量计91对吸入到内燃机20的每单位时间的空气量进行计测，输出表示该空气量(吸入空气流量)Ga的信号。
节气门开度传感器92检测节气门22的开度(节气门开度)，输出表示该检测出的节气门开度TA的信号。
冷却水温传感器93检测内燃机20的冷却水的温度，输出表示该检测出的冷却水温THW的信号。该冷却水温THW是与催化剂28的温度具有强相关性的参数，也被称为催化剂温度参数。
内燃机转速传感器94在每当内燃机20的曲轴25旋转预定角度时产生脉冲信号。发动机ECU73基于该脉冲信号取得内燃机转速Ne。
空燃比传感器95配设在排气歧管26的排气集合部且比上游侧的三元催化剂28靠上游的位置。空燃比传感器95是所谓的“极限电流式广域空燃比传感器”。空燃比传感器95检测排气的空燃比，输出该检测出的排气的空燃比(检测空燃比)abyfs。此外，排气的空燃比越大(越稀)，则检测空燃比abyfs越大。
发动机ECU73基于从这些传感器等取得的信号和来自PMECU70的指令，向“节气门致动器22a、燃料喷射阀23以及点火装置24(进而向未图示的可变进气门控制装置)”发送指示信号，从而控制内燃机20。此外，在内燃机20设置有未图示的凸轮位置传感器。发动机ECU73基于来自内燃机转速传感器94和凸轮位置传感器的信号，取得以特定的汽缸的进气上止点为基准的内燃机20的曲轴角度(绝对曲轴角)。
(工作：驱动控制)
接着，对混合动力车辆10的工作进行说明。此外，以下所述的处理由“PMECU70的CPU和发动机ECU73的CPU”来执行。但是，以下，为了简化记载，将发动机ECU73的CPU记为“EG”，并且将PMECU70的CPU记为“PM”。另外，如后所述，除了利用内燃机输出上限值Pemax限制内燃机要求输出Pe*这一点之外，内燃机20、第1发电电动机MG1以及第2发电电动机MG2的驱动控制例如在日本特开2009-126450号公报(美国公开专利号US2010/0241297)和日本特开平9-308012号公报(美国申请日1997年3月10日的美国专利第6,131,680号)等中有详细记载。这些内容通过参照而编入本申请说明书中。
在档位处于行驶档的情况下，PM在每经过预定时间时执行图2的流程图所示的“驱动控制例程”。因此，当成为预定的定时时，PM从图2的步骤200开始处理，依次进行下述步骤205～步骤215的处理，并进入步骤220。
步骤205：PM基于加速操作量AP和车速SPD，取得齿圈要求转矩Tr*。更具体而言，作用于驱动轴53的转矩(驱动轴转矩)与作用于齿圈34的旋转轴的转矩成正比关系。因此，用户为了混合动力车辆10的行驶而要求的用户要求转矩Tu*与齿圈要求转矩Tr*成正比关系。因此，PM在ROM内存储有表格作为转矩映射MapTr*(AP，SPD)，所述表格具有将图3所示的“加速操作量AP及车速SPD与用户要求转矩Tu*之间的关系”变换为“加速操作量AP及车速SPD与齿圈要求转矩Tr*之间的关系”后的数据。并且，PM通过将当前时刻的“加速操作量AP及车速SPD”应用于该转矩映射MapTr*(AP，SPD)来取得齿圈要求转矩Tr*。
另一方面，对驱动轴53要求的输出(功率)等于用户要求转矩(车辆要求驱动力)Tu*与实际的车速SPD之积(Tu*·SPD)。该积(Tu*·SPD)等于齿圈要求转矩Tr*与齿圈34的转速Nr之积(Tr*·Nr)。因此，以下，将积(Tr*·Nr)称为“用户要求输出Pr*”。在本例中，齿圈34不经由减速器地与第2发电电动机MG2的第2轴42连接。由此，齿圈34的转速Nr等于第2MG转速Nm2。因此，用户要求输出Pr*等于齿圈要求转矩Tr*与第2MG转速Nm2之积(Tr*·Nm2)。
此外，若假设齿圈34经由减速齿轮与第2轴42连接，则齿圈34的转速Nr等于将第2MG转速Nm2除以该减速齿轮的齿轮比Gr而得到的值(Nm2/Gr)。由此，在该情况下，用户要求输出Pr*作为值(Tr*·Nm2/Gr)而算出。
步骤210：PM基于剩余容量SOC，取得电池充电要求输出Pb*。电池充电要求输出Pb*是与为了对电池63充电而应该向电池63供给的电力相应的值。
更具体而言，PM在ROM内存储有规定了图4所示的“剩余容量SOC与电池充电要求输出Pb*”的关系的表格MapPb*(SOC)。PM通过将实际的剩余容量SOC应用于该表格MapPb*(SOC)来取得电池充电要求输出Pb*。根据该表格MapPb*(SOC)，在剩余容量SOC为预定值SOCLoth以上时，电池充电要求输出Pb*算出为“0”。进而，根据该表格MapPb*(SOC)，在剩余容量SOC比预定值SOCLoth小时，剩余容量SOC越小，则电池充电要求输出Pb*算出为越大。
步骤215：PM取得对用户要求输出Pr*与电池充电要求输出Pb*之和加上损失Loss而得到的值(Pr*+Pb*+Loss)作为内燃机要求输出Pe*。内燃机要求输出Pe*是对内燃机20要求的输出。
接着，PM进入步骤220，判定内燃机要求输出Pe*是否为阈值要求输出Peth以上。当该阈值要求输出Peth被设定为如下的值：当在内燃机20的输出低于阈值要求输出Peth的状态下运转时，内燃机20的运转效率(即，燃料经济性)为容许限度以下。
(例1)
现在，假定内燃机要求输出Pe*为阈值要求输出Peth以上。进而，假定内燃机20在足够长的期间内进行了运转从而目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich。此外，目标空燃比abyfr是向内燃机供给的混合气的空燃比的目标值，如后所述，由EG另行设定。
在该情况下，PM在步骤220中判定为“是”而进入步骤225，判定目标空燃比abyfr是否与理论空燃比stoich相等。
根据上述假定，目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich。由此，PM在步骤225判定为“是”而进入步骤230，将内燃机20产生的输出的上限值Pemax(以下，称为“内燃机输出上限值Pemax”)设定为内燃机20能够产生的最大输出Max(以下，称为“内燃机最高输出Max”)。换言之，内燃机20不管处于怎样的运转状态都不能产生内燃机最高输出Max以上的输出。
接着，PM进入步骤235，判定内燃机要求输出Pe*是否为内燃机输出上限值Pemax以上。在该情况下，内燃机输出上限值Pemax在上述步骤230中被设定为内燃机最高输出Max。因此，内燃机要求输出Pe*必然比内燃机输出上限值Pemax小，因此，PM在步骤235中判定为“否”而直接进入步骤240，依次进行下述步骤240～步骤265的处理。然后，PM进入步骤295而暂时结束本例程。
步骤240：PM使内燃机20运转，以使得从内燃机20输出与内燃机要求输出Pe*相等的输出且内燃机20的运转效率最高。即，PM基于与内燃机要求输出Pe*相应的最佳内燃机动作点，决定目标内燃机产生转矩Te*和目标内燃机转速Ne*。
更具体而言，通过实验等预先按各输出求出了在使某输出从曲轴25输出时内燃机20的运转效率(燃料消耗率)成为最高的内燃机动作点作为最佳内燃机工作点。将这些最佳内燃机工作点绘制在由内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne规定的图上，进而，求出通过连结这些绘制点而形成的线作为最佳内燃机动作线。这样求出的最佳内燃机动作线在图5中由实线Lopt示出。在图5中，由虚线示出的多条线C0～C5分别是将能够使相同输出从曲轴25输出的内燃机动作点连结而得到的线(等输出线)。
PM对能够输出与内燃机要求输出Pe*相等的输出的最佳内燃机动作点进行检索，并将与该检索出的最佳动作点对应的“内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne”分别决定为“目标内燃机产生转矩Te*和目标内燃机转速Ne*”。例如，在内燃机要求输出Pe*与图5的线C2所对应的输出相等的情况下，将线C2与实线Lopt的交点P1处的内燃机产生转矩Te1决定为目标内燃机产生转矩Te*，将交点P1处的内燃机转速Ne决定为目标内燃机转速Ne*。
步骤245：PM将“与转速Nr相等的第2MG转速Nm2”作为齿圈34的转速Nr代入下述(1)式，并且将目标内燃机转速Ne*作为内燃机转速Ne代入下述(1)式，从而算出“与太阳轮32的目标转速Ns*相等的MG1目标转速Nm1*”。
Ns＝Nr-(Nr-Ne)·(1+ρ)/ρ  …(1)
在上述(1)式中，“ρ”是通过下述(2)式定义的值。即，“ρ”是太阳轮32的齿数与齿圈34的齿数之比。
ρ＝(太阳轮32的齿数/齿圈34的齿数)  …(2)
在此，对上述(1)式的根据进行说明。行星齿轮装置31中的各齿轮的转速的关系通过图6所示的周知的列线图来表示。列线图所示的直线被称为动作列线L。根据该列线图可知，内燃机转速Ne与太阳轮32的转速Ns之差(Ne-Ns)相对于齿圈34的转速Nr与太阳轮32的转速Ns之差(Nr-Ns)之比(＝(Ne-Ns)/(Nr-Ns))等于1相对于值(1+ρ)之比(＝1/(1+ρ))相等。基于该比例关系导出上述(1)式。
进而，在步骤245中，PM按照下述(3)式算出应该使第1发电电动机MG1输出的转矩即MG1指令转矩Tm1*。在(3)式中，值PID(Nm1*-Nm1)是与“MG1目标转速Nm1*与第1发电电动机MG1的实际转速Nm1”之差相应的反馈量。
Tm1*＝Te*·(ρ/(1+ρ))+PID(Nm1*-Nm1)  …(3)
在此，对上述(3)式的根据进行说明。在使曲轴25产生与目标内燃机产生转矩Te*相等的转矩的情况下(即，在内燃机产生转矩为Te*的情况下)，该内燃机产生转矩Te*由行星齿轮装置31进行转矩变换。其结果，由下述(4)式表示的转矩Tes作用于太阳轮32的旋转轴，由下述(5)式表示的转矩Ter作用于齿圈34的旋转轴。
Tes＝Te*·(ρ/(1+ρ))  …(4)
Ter＝Te*·(1/(1+ρ))  …(5)
为了使动作列线稳定，取得动作列线的力平衡即可。因此，如图6所示，使与通过上述(4)式求出的转矩Tes大小相同且方向相反的转矩Tm1作用太阳轮32的旋转轴、且使由下述(6)式表示的转矩Tm2作用于齿圈34的旋转轴即可。即，转矩Tm2等于转矩Ter相对于齿圈要求转矩Tr*的不足量。该转矩Tm2被采用为MG2指令转矩Tm2*。
Tm2＝Tr*-Ter  …(6)
另一方面，若太阳轮32以目标转速Ns*进行旋转(即，若第1发电电动机MG1的实际的转速Nm1与MG1目标转速Nm1*一致)，则内燃机转速Ne与目标内燃机转速Ne*一致。根据以上，MG1指令转矩Tm1*通过上述(3)式求出。
步骤250：PM按照上述(5)式和上述(6)式，算出应该使第2发电电动机MG2输出的转矩即MG2指令转矩Tm2*。此外，PM也可以基于下述(7)式来决定MG2指令转矩Tm2*。
Tm2*＝Tr*-Tm1*/ρ  …(7)
步骤255：PM向EG发送指令信号，以使得内燃机20在最佳内燃机动作点进行运转(换言之，以使得内燃机产生转矩成为目标内燃机产生转矩Te*)。由此，EG利用节气门致动器22a来变更节气门22的开度，并且相应地变更燃料喷射量，控制内燃机20以使得内燃机产生转矩Te成为目标内燃机产生转矩Te*。
步骤260：PM向马达ECU72发送MG1指令转矩Tm1*。马达ECU72控制第1变换器61以使得第1发电电动机MG1的产生转矩与MG1指令转矩Tm1*一致。
步骤265：PM向马达ECU72发送MG2指令转矩Tm2*。马达ECU72控制第2变换器62以使得第2发电电动机MG2的产生转矩与MG2指令转矩Tm2*一致。
通过以上的处理，通过内燃机20和第2发电电动机MG2使与齿圈要求转矩Tr*相等的转矩作用于齿圈34。进而，在剩余容量SOC比预定值SOCLoth小的情况下，使内燃机20产生的输出按电池充电要求输出Pb*增大。因此，转矩Ter变大，因而，根据上述(6)式可知，MG2指令转矩Tm2*变小。其结果，第1发电电动机MG1发电产生的电力中被第2发电电动机MG2消耗的电力变少，因此，通过第1发电电动机MG1发电产生的剩余电力(不被第2发电电动机MG2消耗的电力)对电池63进行充电。
(例2)
接着，假定内燃机要求输出Pe*为阈值要求输出Peth以上，但由于内燃机20没有在足够长的期间内进行运转所以目标空燃比abyfr没有被设定为理论空燃比stoich(即，目标空燃比abyfr被设定为浓空燃比)。
在该情况下，PM在步骤220判定为“是”而进入步骤225，在步骤225判定为“否”而进入步骤270。然后，在该步骤270中，PM基于用户要求输出Pr*和剩余容量SOC来取得内燃机输出上限值Pemax。
更具体而言，PM在ROM内存储有规定了图7所示的“剩余容量SOC及用户要求输出Pr*与内燃机输出上限值Pemax的关系”的表格MapPemax(Pr*，SOC)。然后，PM通过将实际的“剩余容量SOC及用户要求输出Pr*”应用于MapPemax(Pr*，SOC)来取得内燃机输出上限值Pemax。
根据该表格MapPemax(Pr*，SOC)，内燃机输出上限值Pemax被决定为：剩余容量SOC越大，则内燃机输出上限值Pemax越小，并且，用户要求输出Pr*越大，则内燃机输出上限值Pemax越大。即，内燃机输出上限值Pemax被确定为：在容许从电池63向第2发电电动机MG2供给电力的范围内，向第2发电电动机MG2供给电力以使得通过第2发电电动机MG2产生的转矩来供应用户要求输出Pr*(实际上为齿圈要求转矩Tr*)中尽可能多的比例，由此，尽可能减少内燃机20产生的输出。
接着，PM进入图2的步骤235，判定内燃机要求输出Pe*是否为内燃机输出上限值Pemax以上。此时，若内燃机要求输出Pe*为内燃机输出上限值Pemax以上，则PM在步骤235判定为“是”而进入步骤275，将内燃机要求输出Pe*设定为内燃机输出上限值Pemax。即，内燃机要求输出Pe*的上限受到内燃机输出上限值Pemax限制。与此相对，若内燃机要求输出Pe*比内燃机输出上限值Pemax小，则PM在步骤235判定为“否”而直接进入步骤240以后的步骤。
然后，PM执行上述步骤240～步骤265的处理。其结果，内燃机20的输出被控制成最高仅为内燃机输出上限值Pemax。即，在目标空燃比abyfr不是理论空燃比stoich而是浓空燃比的情况下，在步骤215中算出的内燃机要求输出Pe*为内燃机输出上限值Pemax以上时，内燃机20被控制成不产生在该步骤215中算出的内燃机要求输出Pe*，而是产生与内燃机输出上限值Pemax相等的输出。因此，内燃机20不会在效率不高的状态(内燃机的空燃为浓空燃时进行运转的状态)下以高输出进行运转。因此，能够改善内燃机20的燃料经济性(即，混合动力车辆10的燃料经济性)。
进而，由此，目标内燃机产生转矩Te*(内燃机产生转矩Te)变小，因此，根据上述(5)式可知，转矩Ter变小。其结果，根据步骤250和上述(6)式可知，MG2指令转矩Tm2*变大。即，从电池63向第2发电电动机MG2供给更多的电力。即，在内燃机20的燃料经济性不好的情况下，从电池63向第2发电电动机MG2供给尽可能多的电力。虽然剩余容量SOC因此而减少，但在成为内燃机20高效运转的状态时(即，在内燃机的空燃比被设定为理论空燃比stoich的时刻以后)，该减少量通过内燃机20的输出来填补。因此，结果上，内燃机20以在效率更高的状态下产生高输出的方式进行运转，因此能够改善混合动力车辆10的燃料经济性。
(例3)
接着，假定内燃机要求输出Pe*比阈值要求输出Peth小。
在该情况下，在PM进入了步骤220时，在该步骤220中判定为“否”而进入步骤280，将使内燃机20停止运转的指示发送到EG。其结果，内燃机20停止运转。
接着，PM进入步骤285，将MG1指令转矩Tm1*设定为“0”，然后进入步骤290，将MG2指令转矩TM2*设定为齿圈要求转矩Tr*。然后，PM执行上述步骤260和步骤265的处理。其结果，用户要求转矩Tu*仅通过第2发电电动机MG2产生的转矩来满足。
(工作：内燃机的空燃比控制)
接着，对内燃机的空燃比控制进行简单说明。EG在每当经过预定时间时执行图8的流程图所示的“启动后增量初始值设定例程”。
因此，当成为预定的定时时，EG从图8的步骤800开始处理并进入步骤810，判定当前时刻是否为基于来自PM的指示而刚启动内燃机20之后。若当前时刻为刚启动内燃机20之后，则EG在步骤810中判定为“是”而进入步骤820，基于冷却水温THW决定启动后增量Kst(启动后增量Kst的初始值)。在该情况下，冷却水温THW越低，则启动后增量Kst算出为越大的值。但是，启动后增量Kst被决定为：当冷却水温THW为内燃机完全预热时的温度THWth(例如，80℃)以上时，启动后增量Kst为“0”。然后，EG进入步骤895而暂时结束本程序。
与此相对，若当前时刻不为刚启动内燃机20之后，则EG在步骤810判定为“否”，直接进入步骤895而暂时结束本程序。
进而，EG在每当经过预定时间时执行图9的流程图所示的“燃料喷射控制例程”。因此，当成为预定的定时时，EG从图9的步骤900开始处理并进入步骤905，将从启动后增量Kst中减去正的预定值Δkst后的值设定为新的启动后增量Kst。由此，启动后增量Kst逐渐减少。
接着，EG进入步骤910，判定启动后增量Kst是否为“0”以下。此时，若启动后增量Kst为“0”以下，则EG在步骤910中判定为“是”而进入步骤915，将启动后增量Kst设定为“0”，并进入步骤920。与此相对，若启动后增量Kst比“0”大，则EG在步骤910中判定为“否”而直接进入步骤920。通过以上，启动后增量Kst被设定为“0”以上的值。
在步骤920中，EG基于“该时刻的冷却水温THW”来决定预热增量Kthw。在该情况下，冷却水温THW越低，则预热增量Kthw算出为越大的值。但是，预热增量Kthw被决定为：在冷却水温THW为内燃机完全预热时的温度THWth(例如，80℃)以上时，预热增量Kthw为“0”。
接着，EG基于内燃机20的吸入空气量Ga和内燃机转速Ne，取得接着迎接进气行程的汽缸在一进气行程中吸入的空气量(即，缸内吸入空气量)Mc。更具体而言，EG在ROM内存储有规定了“吸入空气量Ga及内燃机转速Ne”与“缸内吸入空气量Mc”的关系的表格MapMc(Ga，Ne)。EG通过将当前时刻的“吸入空气量Ga及内燃机转速Ne”应用于该表格MapMc(Ga，Ne)来求出缸内吸入空气量Mc。此外，缸内吸入空气量Mc也可以利用周知的空气模型来算出。
接着，EG进入步骤930，判定启动后增量Kst与预热增量Kthw之和(以下，称为“增量值”)是否为“0”。此时，若增量值(Kst+Kthw)不为“0”，则EG在步骤930判定为“否”而进入步骤935，按照下述(8)式来设定目标空燃比abyfr。在(8)式中，stoich为理论空燃比(例如，14.6)。其结果，目标空燃比abyfr被设定为比理论空燃比stoich小的浓空燃比。
目标空燃比abyfr＝stoich/(1+Kst+Kthw)
与此相对，若增量值(Kst+Kthw)为“0”，则EG在步骤930判定为“是”而进入步骤940，将目标空燃比abyfr设定为理论空燃比stoich。
接着，EG进入步骤945，判定是否目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich且空燃比传感器95已活性化。更具体而言，EG取得作为空燃比传感器95的元件的固体电解质层的温度，在该温度为活性温度以上时判定为空燃比传感器95已活性化。此外，“作为空燃比传感器元件温度的固体电解质的温度”越高，则固体电解质的导纳越大。空燃比传感器元件温度越高，则固体电解质层的实际阻抗越小。因此，EG通过未图示的例程，在每当经过预定时间时按照周知的方法取得固体电解质的导纳或阻抗。
在目标空燃比abyfr与理论空燃比stoich不同或者空燃比传感器95没有活性化的情况下，EG在步骤945中判定为“否”而进入步骤950，将空燃比反馈量DFi设定为“0”，并进入步骤960以后的步骤。
与此相对，在目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich且空燃比传感器95已活性化的情况下，EG在步骤945中判定为“是”而进入步骤955，按照周知的方法(例如，PI控制)算出空燃比反馈量DFi。空燃比反馈量DFi是用于使“由空燃比传感器95检测出的实际空燃比(检测空燃比)abyfs”与“作为目标空燃比abyfr的理论空燃比stoich”一致的反馈量。简单来说，空燃比反馈量DFi在检测空燃比abyfs比理论空燃比stoich小(即，浓)时减少，在检测空燃比abyfs比理论空燃比stoich大时(即，稀)时增大。
接着，EG依次进行以下所述的步骤960～步骤970的处理，并进入步骤995而暂时结束本程序。
步骤960：EG通过将缸内吸入空气量Mc除以目标空燃比abyfr来算出基本燃料喷射量Fbase。因此，若目标空燃比abyfr是在步骤935中求出的浓空燃比，则基本燃料喷射量Fbase比“得到理论空燃比stoich时的基本燃料喷射量Fbase”大。
步骤965：EG通过对在步骤960中求出的基本燃料喷射量Fbase加上空燃比反馈量DFi来算出最终燃料喷射量Fi。
步骤970：EG对相对于燃料喷射汽缸设置的燃料喷射阀23发送指示信号，以使得对迎接进气行程的汽缸(燃料喷射汽缸)喷射最终燃料喷射量Fi的燃料。根据以上，在比燃料喷射汽缸的进气上止点提前预定曲轴角的时刻从相对于燃料喷射汽缸设置的燃料喷射阀23喷射最终燃料喷射量Fi的燃料。
如上所述，第1实施方式的混合动力车辆10具备：内燃机20；电动机(第2发电电动机MG2)；蓄电装置(电池63)，其能够向所述电动机供给驱动所述电动机的电力；发电机(第1发电电动机MG1)，其能够使用所述内燃机20的动力来产生对所述蓄电装置进行充电的电力；动力传递机构(动力分配机构30和驱动力传递机构50)，其将车辆的驱动轴53与所述内燃机20以能够传递转矩的方式连接，并且将该驱动轴53与所述电动机(第2发电电动机MG2)以能够传递转矩的方式连接；以及控制装置(70和73等)。
进而，所述控制装置，
以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出(即，使内燃机20在最佳内燃机工作点进行运转)并控制该内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与根据用户的加速操作量AP确定的对所述驱动轴要求的转矩即用户要求转矩(用户要求转矩Tu*)相等的转矩作用于该驱动轴，并且，基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数(剩余容量SOC)来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力(参照图2的步骤205～步骤220、以及步骤240～步骤265)。
进而，所述控制装置具备：
空燃比控制单元，其在表示所述内燃机的运转状态的内燃机参数(增量值)不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比(参照图8和图9的步骤905～步骤930、步骤935、以及步骤960～步骤970)，并且，在所述内燃机参数满足该预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为理论空燃比(参照图8和图9的步骤905～步骤930、步骤940、以及步骤960～步骤970)；和
内燃机产生输出限制单元，其在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，将所述内燃机的产生输出的上限值(内燃机输出上限值Pemax)设定为小的值(参照图2的步骤225～步骤235、步骤270及步骤275、以及步骤240)。
因此，根据该混合动力车辆10，在内燃机的空燃比被控制为浓空燃比的情况下，与内燃机的空燃比被控制为理论空燃比的情况相比，内燃机20不产生大输出的频率变高。其结果，能够缩短内燃机20在内燃机20的燃料效率差的状态下产生大输出的期间，因此能够改善混合动力车辆10的燃料经济性。
在该情况下，所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，基于“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速而确定的用户要求输出Pr*”和“剩余容量参数(剩余容量SOC)”来变更所述上限值(内燃机输出上限值Pemax)(参照图2的步骤270和图7)。更具体而言，所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速而确定的用户要求输出Pr*”越大，则将所述上限值变更为越大的值(参照图7)。进而，所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，所述剩余容量参数越大，则将所述上限值变更为越小的值(参照图7)。
因此，通过一边使电池63的剩余容量不会过度降低，一边使电动机(第2发电电动机MG2)的产生转矩优先于内燃机20的产生转矩，能够满足用户要求转矩Tu*(即，齿圈要求转矩Tr*)。其结果，能够使内燃机在内燃机20的燃料效率差的状态下尽可能不产生大的输出，因此能够改善混合动力车辆10的燃料经济性。
＜第2实施方式＞
接着，对本发明第2实施方式的混合动力车辆10进行说明。第2实施方式的混合动力车辆10与第1实施方式的混合动力车辆10的不同点仅在于，PM在每经过预定时间时执行在取代图2的图10中流程图所示的“驱动控制例程”。因此，以下以该不同点为中心进行说明。此外，在图10中，对进行与图2所示的步骤相同的处理的步骤标注有与图2所示的步骤相同的标号。适当省略关于这些步骤的说明。
第2实施方式的PM在步骤205～步骤215中算出齿圈要求转矩Tr*、用户要求输出Pr*、电池充电要求输出Pb*以及内燃机要求输出Pe*，然后进入步骤220。此时，若内燃机要求输出Pe*比阈值要求输出Peth小，则PM执行步骤280～步骤290、步骤260及步骤265的处理而暂时结束本例程。这一点与第1实施方式相同。
另一方面，在PM进行步骤220的处理时，若内燃机要求输出Pe*为阈值要求输出Peth以上，则PM在步骤220判定为“是”而进入步骤1010，判定是否目标空燃比abyfr比理论空燃比stoich小(即，为浓空燃比)且电池瞬时输出Wout为用户要求输出Pr*以上。电池瞬时输出Wout是电池63每单位时间能够输出的电力(放电可能电力瞬时值)。电池瞬时输出Wout由电池ECU71基于剩余容量SOC和电池温度等以如下方式算出：剩余容量SOC越小，则电池瞬时输出Wout越小，进而，由未示于图1的电池温度传感器检测出的电池温度越低，则电池瞬时输出Wout越小。
现在，假定目标空燃比abyfr比理论空燃比stoich小，并且电池63的状态较好或者用户要求输出Pr*较小从而电池瞬时输出Wout为用户要求输出Pr*以上。换言之，假定第2发电电动机MG2能够通过来自电池63的电力来供应齿圈要求转矩Tr*的全部。在该情况下，PM在步骤1010判定为“是”而进入步骤1020，将内燃机输出上限值Pemax设定为“0(kW)”。
接着，PM进入步骤235。由于内燃机输出上限值Pemax现在被设定为“0”，所以内燃机要求输出Pe*当然比内燃机输出上限值Pemax大。由此，PM从步骤235进入步骤275，将内燃机要求输出Pe*设定为内燃机输出上限值Pemax、即“0”。
接着，PM执行步骤240～步骤265的处理。在内燃机要求输出Pe*被设定为“0”的情况下，若内燃机20进行运转，则内燃机20进行独立运转而实质上不向曲轴25输出转矩。此时，由于内燃机20的最佳工作点成为接近内燃机20能够维持旋转的最低转速的值，所以将目标内燃机转速Ne*设定为该最低转速附近的值(怠速转速：例如，1000rpm)。进而，由于内燃机要求输出Pe*为“0”，所以将目标内燃机产生转矩Te*设定为“0”。另外，由于目标内燃机产生转矩Te*为“0”，所以将MG2指令转矩Tm2*设定为与齿圈要求转矩Tr*相等的值。
与此相对，在PM执行步骤1010的处理的时刻目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich或者电池瞬时输出Wout低于用户要求输出Pr*的情况下，PM在步骤1010判定为“否”而进入步骤1030，将内燃机输出上限值Pemax设定为内燃机最高输出Max。在该情况下，内燃机要求输出Pe*当然比设定为内燃机最高输出Max的内燃机输出上限值Pemax小。由此，PM从步骤235直接进入步骤240以后的步骤。然后，PM执行步骤240～步骤265的处理。其结果，内燃机20的输出不受限制而执行通常的运转。
如上所述，第2实施方式的混合动力车辆10的控制装置与第1实施方式同样，具备内燃机产生输出限制单元，该内燃机产生输出限制单元在内燃机的空燃比被控制为浓空燃比的情况下，与内燃机的空燃比被控制为理论空燃比的情况相比，将内燃机20的产生输出的上限值(内燃机输出上限值Pemax)设定为小的值(参照图10的步骤1010～步骤1030、步骤235及步骤275)。
进而，该内燃机产生输出控制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，在作为所述剩余容量参数的“所述蓄电装置每单位时间能够输出的电力即瞬时输出(电池瞬时输出Wout)”为“基于用户要求转矩(齿圈要求转矩Tr*)和驱动轴的转速(即，车速SPD)而确定的用户要求输出Pr*”以上时，将上限值设定为“0(kW)”(参照图10的步骤1010和步骤1020)。
因此，在能够通过第2发电电动机MG2来满足用户要求转矩(齿圈要求转矩Tr*)的情况下，能够使内燃机20实质上不产生输出。由此，在内燃机的空燃比被控制为浓空燃比且内燃机的效率不好的情况下，内燃机20实质上不产生输出，因此，能够改善混合动力车辆10的燃料经济性。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内采用各种变形例。例如，也可以为，在内燃机的空燃比被设定为浓空燃比的情况下，以剩余容量SOC为预定值(比SOCLoth小的预定值)以上为条件，将电池充电要求输出Pb*设定为“0”，从而减少内燃机输出上限值Pemax。
另外，在第2实施方式中，PM也可以在执行了步骤1020的处理之后经由步骤280～步骤290进入步骤260和步骤265。进而，在图9中，在增量值(Kst+Kthw)为“0”(即，不增量的值)时将目标空燃比abyfr设定为理论空燃比stoich。与此相对，即使增量值(Kst+Kthw)比“0”大，目标空燃比abyfr也可以在空燃比传感器95活性化的时刻被设定为理论空燃比stoich。另外，增量值并不限定于启动后增量Kst和预热增量Kthw。进而，启动后增量Kst也可以根据从内燃机20启动起的累计转速而衰减。
此外，也可以说，上述实施方式的混合动力车辆10的内燃机产生输出限制单元是将内燃机产生的输出限制为内燃机输出上限值Pemax以下的单元。

Claims (5)

1.一种混合动力车辆，包括：
内燃机；
电动机；
蓄电装置，其能够向所述电动机供给驱动所述电动机的电力；
发电机，其能够使用所述内燃机的动力产生对所述蓄电装置进行充电的电力；
动力传递机构，其将车辆的驱动轴和所述内燃机以能够传递转矩的方式连接，并且将所述驱动轴和所述电动机以能够传递转矩的方式连接；以及
控制装置，其以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出并控制所述内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与根据用户的加速操作量确定的对所述驱动轴要求的转矩即用户要求转矩相等的转矩作用于所述驱动轴，并且，基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力，
所述控制装置具备：
空燃比控制单元，其在表示所述内燃机的运转状态的内燃机参数不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比，并且，在所述内燃机参数满足所述预定条件的情况下，将所述内燃机的空燃比控制为理论空燃比；和
内燃机产生输出限制单元，其在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，将所述内燃机的产生输出的上限值设定为小的值。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，基于用户要求输出和所述剩余容量参数来变更所述上限值，所述用户要求输出基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速而确定。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，用户要求输出越大，则将所述上限值变更为越大的值，所述用户要求输出基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速而确定。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，所述剩余容量参数越大，则将所述上限值变更为越小的值。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，
所述内燃机产生输出限制单元构成为：在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，在作为所述剩余容量参数的所述蓄电装置每单位时间能够输出的电力即瞬时输出为用户要求输出以上时，将所述上限值设定为0，所述用户要求输出基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速而确定。
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