JP2003148202A

JP2003148202A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2003148202A
Application number: JP2001341065A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshiro Kamioka; 清城上岡; Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口; Yukio Kobayashi; 幸男小林; Osamu Harada; 修原田; Takahiro Nishigaki; 隆弘西垣; Mamoru Tomatsuri; 衛戸祭
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防止が両立
する空燃比制御を可能にした内燃機関の空燃比制御装置
を提供すること。【解決手段】停車中にバッテリを充電するためにエン
ジンを負荷運転するとき、目標空燃比を理論空燃比より
リッチ側に寄せて空燃比制御を行うことにより（ステッ
プＳ１４０）、三元触媒内の酸素量がＮＯｘの発生条件
から遠ざかる側に変化し、排気ガス中のＮＯｘが低減さ
れる。これとともに、その空燃比制御を充電開始時から
Ａ秒の所定時間だけ行うことで（ステップＳ１３０，Ｓ
１５０）、三元触媒内の酸素が枯渇して触媒排気臭が発
生するのを防止できる。したがって、停車中にバッテリ
を充電する際に、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防止
が両立する空燃比制御を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置、詳しくはハイブリッド車両の内燃機関の空燃
比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関と電動機の２つの動力源
が搭載され、走行状態等に応じてそれらの動力源を適宜
切り換えるようにしたハイブリッド車両が提案されてい
る。こうしたハイブリッド車両は、高速走行時には内燃
機関により走行し、低速走行時で機関負荷が小さいとき
（エアコンディショナの非駆動時等）には電動機によっ
て走行する。また、低速走行時で機関負荷が大きいとき
（エアコンディショナの駆動時等）には電動機と内燃機
関によって走行する。また、停車時には通常内燃機関が
自動的に停止されるが、停車中であってもバッテリの充
電が必要な場合や、エアコンディショナが駆動されてい
る場合には、内燃機関が駆動される。しかし、このよう
な間欠的な機関停止により、排気通路に設けた触媒に酸
素が蓄えられ、排気ガス中のＮＯｘが多くなってしま
う。その対策として、目標空燃比を理論空燃比よりやや
リッチ側に設定し、機関空燃比が設定された目標空燃比
になるように、燃料噴射量をＯ２センサの出力に基づい
てフィードバック制御するのが一般的な手法である。以
下、この空燃比フィードバック制御を「空燃比制御」と
略称する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにバッテリを充電するために、停車中に内燃機関によ
り発電機を駆動すると、２０ｋｍ／ｈ走行時と同程度の
負荷が内燃機関にかかることがある。このように停車中
にバッテリ充電のために内燃機関を負荷運転する際の空
燃比制御を、リッチ側に寄せ過ぎた目標空燃比で行う
と、その背反として触媒内の酸素量が枯渇側に変化し、
触媒排気臭が発生するおそれがある。これは、触媒内の
酸素が飽和するとＮＯｘが発生し、逆に触媒内の酸素が
枯渇すると触媒排気臭が発生するからである。こうし
て、排気ガス中のＮＯｘを規制値以下にするために、停
車中における空燃比制御をリッチ側に寄せ過ぎた目標空
燃比で行うと、ＮＯｘは少なくなる。しかしその背反と
して触媒排気臭が発生してしまう。なお、ＮＯｘは触媒
内の酸素が飽和すると直ちに発生し、その飽和に対して
敏感であるが、触媒排気臭は臭覚に頼る部分でもあり、
その酸素が枯渇しても直ぐには検出されない（鈍感であ
る）。

【０００４】また、従来技術として、触媒の下流側に設
けたＯ２センサで触媒内の酸素量を検出し、この検出し
た酸素量に基づき空燃比制御をリッチ／リーンに制御す
るものが知られている。しかし、この従来技術では、上
述したように内燃機関が間欠的に停止される場合、その
停止前の条件によって触媒内の酸素量が異なる。この理
由と、始動直後はその酸素量を正確に検出できないとい
う理由とにより、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防止
が両立する空燃比制御を行うのが難しい。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、その目的は、ＮＯｘの低減と触媒
排気臭の発生防止が両立する空燃比制御を可能にした内
燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に係る発明は、内燃機関及び電動機の２つの動力源
と、同電動機に電力を供給するバッテリとを備えた内燃
機関の空燃比制御装置において、停車中に前記内燃機関
を負荷運転するとき、同負荷運転の開始時から所定時
間、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ側に寄せて空燃
比制御を行う空燃比制御手段を備えることを要旨とす
る。

【０００７】この構成により、停車中に内燃機関を負荷
運転するとき、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ側に
寄せて空燃比制御を行うことにより、触媒内の酸素量が
枯渇側、すなわちＮＯｘの発生条件から遠ざかる側に変
化するので、排気ガス中のＮＯｘが低減される。これと
ともに、その空燃比制御を負荷運転の開始時から所定時
間だけ行うことで、触媒内の酸素が枯渇して触媒排気臭
が発生するのを防止できる。したがって、ＮＯｘの低減
と触媒排気臭の発生防止が両立する空燃比制御を行うこ
とができる。

【０００８】なお、ここにいう「負荷運転」には、停車
中にバッテリを充電するのに発電機を駆動するための運
転と、停車中にエアコンディショナを駆動するための運
転とが含まれる。また、ここにいう「所定時間」は、触
媒内の酸素量が枯渇して発生する触媒排気臭が乗員に不
快感を与えないような時間に設定される。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比制御手
段は、停車中に前記バッテリを充電するために前記内燃
機関を負荷運転するときに前記空燃比制御を行うことを
要旨とする。

【００１０】この構成により、停車中にバッテリを充電
するために内燃機関を負荷運転するときに、ＮＯｘの低
減と触媒排気臭の発生防止が両立する空燃比制御を行う
ことができる。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比
制御手段は、触媒内の酸素量が多いほど前記目標空燃比
をより大きくリッチ側に寄せた値に設定して前記空燃比
制御を行うことを要旨とする。

【００１２】この構成により、触媒内の酸素量が多いほ
どその酸素量が枯渇側に変化する傾きが大きくなる。こ
れにより、触媒内の酸素量が多い場合でも、その酸素量
をＮＯｘの発生条件から早く遠ざけることができる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１又は２に
記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比
制御手段は、触媒内の酸素量が多いほど前記所定時間を
より大きい値に設定して前記空燃比制御を行うことを要
旨とする。

【００１４】この構成により、触媒内の酸素量が多いほ
ど前記空燃比制御を行う所定時間をより長くするので、
触媒内の酸素量が多い場合でも、その酸素量を枯渇側
に、すなわちＮＯｘの発生条件から遠ざける側に早く変
化させることができる。

【００１５】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置におい
て、前記空燃比制御手段は、前記停車中に停止状態にあ
る前記内燃機関を駆動して負荷運転するときに前記空燃
比制御を行うことを要旨とする。

【００１６】この構成により、停車中にバッテリの充電
が必要になり、停止状態にある内燃機関を駆動してその
充電を行うときに、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防
止が両立した最適な空燃比制御を実現できる。

【００１７】請求項６に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置におい
て、前記空燃比制御手段は、停車中にアイドル運転状態
にある前記内燃機関を負荷運転するときに前記空燃比制
御を行うことを要旨とする。

【００１８】この構成により、停車中にバッテリの充電
が必要になり、アイドル運転状態にある内燃機関により
その充電を行うときに、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発
生防止が両立した最適な空燃比制御を実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の空
燃比制御装置をハイブリッド車両に適用した一実施形態
を図面に基づいて説明する。

【００２０】図３は、ハイブリッド車両のエンジン（内
燃機関）及び駆動系を概略的に示している。同図に示す
ハイブリッド車両には、エンジン１０及び電動機１２の
２つの動力源と、同電動機１２に電力を供給するバッテ
リ（メインバッテリ）４２とが搭載されている。また、
ハイブリッド車両には、エンジン１０の動力を駆動輪１
５に伝える動力伝達系に設けられ、エンジン回転速度を
無段階に変更可能な無段変速機構２０が搭載されてい
る。

【００２１】この無段変速機構２０は、発電機能を有し
発電した電力で電動機１２を駆動する発電機１１と、エ
ンジン１０の発生する動力を、駆動輪１５を直接駆動す
る経路と、発電機１１を駆動して発電させる経路とに分
割して伝達可能な動力分割機構１３とを備える。

【００２２】発電機１１にはインバータ４０が接続され
ており、同インバータ４０に入力される制御信号によ
り、発電機１１をインバータ制御することにより、同発
電機１１の回転速度を自由に変化させ得るようになって
いる。

【００２３】電動機１２にも、インバータ４１が接続さ
れており、電動機１２をインバータ制御することによ
り、同電動機１２の回転速度を自由に変化させ得るよう
になっている。また、インバータ４１は発電機１１及び
バッテリ４２に接続され、電動機１２は発電機１１で発
電された電力及びバッテリ４２の電力の少なくとも一方
で駆動可能である。

【００２４】なお、発電機１１は、車両の走行状態やバ
ッテリ４２の残容量に応じて、エンジン１０の動力で駆
動されて発電し、この電力でバッテリ４２を充電するよ
うになっている。また、電動機１２も、減速時や制動時
等に、発電機として機能して回生発電を行い、回収した
エネルギーがバッテリ４２に蓄えられるようになってい
る。

【００２５】動力分割機構１３は、発電機１１に連結さ
れたサンギア、電動機１２に連結されたリングギア、及
びエンジン１０のクランクシャフト１０ａに連結された
プラネタリキャリアからなる遊星歯車で構成されてい
る。そのプラネタリキャリアには、複数のプラネタリギ
アが回転可能に支持されており、各プラネタリギアは、
サンギア及びリングギアの間にあって両ギアに噛合して
いる。

【００２６】このように構成された無段変速機構２０で
は、エンジン１０の「始動時」には、駆動輪１５が止ま
っているため、リングギア（電動機１２、駆動輪１５）
は停止されている。ここで発電機１１にバッテリ４２に
蓄えられた電流を通電することでサンギアを回転させれ
ば、エンジン１０が回転される。このとき、発電機１１
は、スタータモータとして用いられている。

【００２７】「発進時」や「低速走行時」には、エンジ
ン１０の作動を停止させて、電動機１２の動力のみによ
って駆動輪１５を駆動する。このとき発電機１１は、空
転している。「通常走行時」には、エンジン１０が作動
され、その動力が動力分割機構１３及び減速機１４を介
して駆動輪１５に伝達される。また、エンジン１０の動
力は、動力分割機構１３を介して発電機１１にも伝達さ
れ、同発電機１１にて発電が行われる。そして、発電機
１１で発電した電力が電動機１２に供給され、同電動機
１２が駆動されてエンジン１０の駆動力を補助する。ま
た、全開加速時等の「高負荷時」には、電動機１２にバ
ッテリ４２からの電力も供給される。

【００２８】このように、無段変速機構２０のインバー
タ４０，４１をＥＣＵ１６で制御して発電機１１の発電
量や回転速度を調整することで、エンジン１０の回転速
度を動力分割機構１３により適宜に調整可能になってい
る。すなわち、エンジン１０の作動効率が最大とするよ
うに両経路間の動力伝達の割合を適宜に変更できる。

【００２９】エンジン１０のクランクシャフト１０ａ
は、エアコンディショナ用のコンプレッサ（図示略）等
の各種補機類にも駆動連結されており、エンジン１０の
動力でそれら補機類が作動されるようになっている。

【００３０】エンジン１０の吸気通路３０には、その上
流側から順に、エアクリーナ３１、エアフローメータ３
２、スロットルバルブ３３が設けられている。スロット
ルバルブ３３は、図示しないスロットルモータで開閉駆
動され、これにより吸気通路３０を通ってエンジン１０
に吸入される空気量（吸入空気量）が調整される。この
吸入空気量がエアフロメータ３２により検出される。

【００３１】エンジン１０の排気通路５０には、排気ガ
ス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）の還元とを同時に推進する三元触媒５１が設けら
れている。この三元触媒５１の上流側には、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
よりもリッチかリーンかを検知するＯ２センサ５２が設
けられている。

【００３２】また、ハイブリッド車両には、電子制御装
置（ＥＣＵ）１６が搭載されている。このＥＣＵ１６か
ら、インバータ４０，４１にそれぞれ制御信号が出力さ
れる。また、ＥＣＵ１６には、エアフロメータ３２によ
り検出される吸入空気量を表す信号の他に、各種のセン
サから出力される信号が入力される。こうしたセンサと
して、スロットル開度センサ１７、吸気圧センサ１８、
クランク角センサ１９、図示しない車速センサ、アクセ
ル開度センサ３９、及びノックセンサ４９等が設けられ
ている。スロットル開度センサ１７は、吸入空気量を調
整するスロットルバルブ３３の開度（スロットル開度）
を検出する。吸気圧センサ１８は、吸気通路３０内の吸
気圧を検出する。

【００３３】クランク角センサ１９は、クランクシャフ
ト１０ａが所定角度、例えば３０度回転する毎にパルス
信号を出力する。ＥＣＵ１６では、クランク角センサ１
９から出力されるパルス信号からエンジン回転速度を算
出する。車速センサは、車両の走行速度（車速）を検知
する。アクセル開度センサ３９は、アクセルペダルの踏
み込み量（アクセル開度）を検出する。そして、ノック
センサ４９は、エンジン１０のノッキングを検出する。

【００３４】これら各種センサの検出信号に基づき、Ｅ
ＣＵ１６は、インジェクタ３６やイグナイタ３７などを
作動制御して、点火プラグ３８による点火を行う時期
（点火時期）やインジェクタ３６から噴射される燃料の
噴射量や噴射時期などを制御する燃料噴射制御を実行す
る。

【００３５】また、ＥＣＵ１６は、空燃比制御を行う。
三元触媒５１による酸化・還元能力を高めるためには、
エンジン１０の燃料状態を空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃
比近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。しかし、
本例のようなハイブリッド車両では、上述したようにエ
ンジン１０が間欠的に停止されることにより、触媒に酸
素が蓄えられ、排気ガス中のＮＯｘが多くなる特性があ
る。そのため、本例では、目標空燃比を理論空燃比より
ややリッチ側に設定し、機関空燃比が目標空燃比になる
ように、燃料噴射量をＯ２センサ５２の出力に基づいて
フィードバック制御する空燃比制御を実行する。

【００３６】また、ＥＣＵ１６は、停車中にバッテリ４
２の充電が必要になった場合に、その充電のためにエン
ジン１０を運転して発電機１１を駆動させる。こうして
停車中にエンジン１０を負荷運転するとき、ＥＣＵ１６
は、同負荷運転の開始時から所定時間、目標空燃比を理
論空燃比よりリッチ側に寄せて空燃比制御を行うように
なっている。

【００３７】ＥＣＵ１６は、これらの制御を実行するた
めのプログラムや演算用マップ、制御の実行に際して算
出されるデータ等を記憶保持するメモリ１６ａを備えて
いる。なお、上述したように、本例のハイブリッド車両
では、車両停車時には、通常エンジン１０が自動的に停
止されるようになっている。また、停車中であってもバ
ッテリ４２の充電が必要な場合や、エアコンディショナ
が駆動されている場合には、エンジン１０が駆動される
ようになっている。

【００３８】次に、ＥＣＵ１６の実行する停車中におけ
る空燃比制御処理を、図１に基づいて説明する。ＥＣＵ
１６は、図１に示す空燃比制御処理のルーチンを、所定
の制御周期で繰り返し実行する。

【００３９】まず、ステップＳ１００では、車両が停車
しているか否かを判定する。この判定は、例えば上記車
速センサ（図示略）で検出される車速が「０」でサイド
ブレーキレバーが駐車位置或いはシフトレバーがＰポジ
ションにあると判定されたときに、車両が停車している
と判定される。車両が停車していないと判定されるとス
テップ１１０に進む。このステップでは、充電状態継続
カウンタｅｃｃｈｇのカウント値を「０」にする。

【００４０】ステップＳ１００で車両が停車していると
判定されるとステップＳ１２０に進む。このステップＳ
１２０では、バッテリ４２が充電されているか否かが判
定される。停車中におけるバッテリ４２の充電は、バッ
テリ電圧が所定の下限値まで低下したことを図示しない
バッテリ電圧センサの出力によりＥＣＵ１６が検出する
と開始され、ステップＳ１２０の判定結果がＹＥＳにな
る。

【００４１】その充電開始後は、バッテリ電圧が所定の
上限値まで上昇したことをバッテリ電圧センサの出力に
よりＥＣＵ１６が検出するまでバッテリ４２の充電が継
続される。したがって、バッテリ４２の充電開始後は、
バッテリ電圧が所定の上限値に達するまでは「充電中」
と判定されてステップ１３０に進む。一方、その充電開
始後、バッテリ電圧が所定の上限値まで上昇したことが
検出されると、上記ステップＳ１１０に進む。

【００４２】なお、停車中にエンジン１０が停止してい
る状態でステップＳ１２０の判定結果がＹＥＳになる場
合、ＥＣＵ１６は、インジェクタ３６やイグナイタ３７
などに制御信号を出力して上記燃料噴射制御を実行し、
エンジン１０を駆動させる。これにより、エンジン１０
の動力が動力分割機構１３を介して発電機１１に伝達さ
れ、発電機１１にて発電が行われ、その電力がバッテリ
４２に供給されることで、バッテリ４２が充電される。

【００４３】一方、停車中にエンジン１０がアイドル運
転されている状態でステップＳ１２０の判定結果がＹＥ
Ｓになる場合にも、エンジン１０の動力が発電機１１に
伝達され、発電機１１で発電された電力がバッテリ４２
に供給されて充電される。上述のようにバッテリ４２の
充電が開始されてステップ１２０の判定結果がＹＥＳに
なると、その充電開始時点から、充電状態継続カウンタ
ｅｃｃｈｇのカウント値が「０」からインクリメントさ
れていく。

【００４４】バッテリ４２の充電が開始されてステップ
１３０に進むと、充電状態継続カウンタｅｃｃｈｇのカ
ウント値が所定時間（ここではＡ秒）以上になったか否
かが判定される。そのカウント値がＡ秒未満の場合には
ステップＳ１４０に進み、そのカウント値がＡ秒以上に
なるとステップ１５０に進む。

【００４５】ステップＳ１４０では、ＥＣＵ１６は、停
車中にバッテリ４２を充電するためにエンジン１０を負
荷運転する際の空燃比制御を、理論空燃比よりリッチ側
に寄せた目標空燃比で行うようにする。つまり「リッチ
寄せ」を許可する。こうして停車中にバッテリ４２を充
電するために停止状態或いはアイドル運転状態にあるエ
ンジン１０を負荷運転する際の空燃比制御を、リッチ側
に寄せた目標空燃比で行う。

【００４６】これにより、三元触媒５１内の酸素量を枯
渇側、すなわちＮＯｘの発生条件から遠ざける側に変化
させる。例えば、図２に示すように、充電開始時点（充
電スタート）で三元触媒５１内に符号ａ或いはｂで示す
ように酸素量が多く蓄えられている場合、その酸素量が
一点鎖線或いは実線で示すように、枯渇側、すなわちＮ
Ｏｘの発生条件から遠ざかる側に変化していく。これに
より、排気ガス中のＮＯｘが低減されるようになる。

【００４７】このような空燃比制御中に、バッテリ４２
の充電開始時からＡ秒の所定時間が経過すると、ステッ
プＳ１３０の判定結果がＹＥＳになり、ステップＳ１５
０に進む。このステップＳ１５０では、空燃比制御を理
論空燃比よりリッチ側に寄せた目標空燃比で行うのを
（「リッチ寄せ」）を禁止する。これにより、図２の一
点鎖線或いは実線で示すように枯渇側に変化していた三
元触媒５１内の酸素量がそれ以上枯渇側に変化しないよ
うにしている。

【００４８】こうして、「リッチ寄せ」にした空燃比制
御をバッテリ４２の充電開始時からＡ秒の所定時間が経
過するまで行う。これにより、バッテリ電圧が所定の上
限値に達するまでエンジン１０を負荷運転する際に、三
元触媒５１内の酸素量が枯渇して触媒臭が発生しないよ
うにしている。

【００４９】なお、図２の符号ｃで示すように充電開始
時に三元触媒５１内の酸素量が少ない場合、空燃比制御
をリッチ側に寄せた目標空燃比で行うと、その酸素量は
図２の破線で示すように変化する。この場合、その酸素
量は一時的に枯渇し、触媒臭が発生する。しかし、充電
開始時からＡ秒の所定時間が経過した時に「リッチ寄
せ」を禁止することにより、枯渇した酸素量が三元触媒
５１内に再び蓄えられていき、触媒排気臭が発生しなく
なる。しかも、触媒排気臭は発生して乗員が即座にその
臭いを感じるものではない（鈍感である）ので、触媒排
気臭が一時的に発生しても特に問題はない。

【００５０】ステップ１４０の実行後、図１に示す処理
は一旦終了する。以上のように構成された一実施形態に
よれば、以下の作用効果を奏する。（イ）停車中にバッテリ４２を充電するためにエンジン
１０を負荷運転するとき、目標空燃比を理論空燃比より
リッチ側に寄せて空燃比制御を行う（ステップＳ１４
０）。これにより、三元触媒５１内の酸素量が枯渇側、
すなわちＮＯｘの発生条件から遠ざかる側に変化し、排
気ガス中のＮＯｘが低減される。これとともに、その空
燃比制御を充電開始時（負荷運転の開始時）からＡ秒の
所定時間だけ行うことで、三元触媒５１内の酸素が枯渇
して触媒排気臭が発生するのを防止できる（ステップＳ
１３０，Ｓ１５０）。したがって、停車中にバッテリ４
２を充電する際に、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防
止が両立する空燃比制御を行うことができる。

【００５１】（ロ）上記（イ）の作用効果は、バッテリ
４２のようなメインバッテリの容量が小さいハイブリッ
ド車両に特に有効になる。つまり、その容量が小さいハ
イブリッド車両では、車両を駆動する動力中エンジンに
頼る時間割合が長い等の不利な要因がある。そこで、メ
インバッテリの容量が小さいハイブリッド車両では、そ
の容量が大きいハイブリッド車両よりも、目標空燃比を
よりリッチ側に設定する傾向がある。こうしてリッチ側
に寄せ過ぎた目標空燃比で空燃比制御を行うと、三元触
媒５１内の触媒排気臭が発生するおそれがある。このよ
うなバッテリの容量が小さいハイブリッド車両に本発明
を適用することにより、停車中にメインバッテリを充電
する際に、ＮＯｘの低減と触媒排気臭の発生防止を効果
的に防止した空燃比制御を行うことができる。

【００５２】（ハ）目標空燃比を理論空燃比よりリッチ
側に寄せた空燃比制御中に、バッテリ４２の充電開始時
からＡ秒の所定時間が経過すると、「リッチ寄せ」を禁
止するようにしている（ステップＳ１５０）。これによ
り、図２の一点鎖線或いは実線で示すように枯渇側に変
化していた三元触媒５１内の酸素量がそれ以上枯渇側に
変化するのが防止され、バッテリ４２の充電時に触媒排
気臭が発生するのを防止できる。つまり、三元触媒５１
内の酸素量を、ＮＯｘの発生条件および触媒排気臭の発
生条件からそれぞれ外れた領域に維持できる。

【００５３】なお、上記一実施形態では、図１のステッ
プＳ１３０，Ｓ１４０及びＳ１５０が空燃比制御手段に
相当する。 [ 変形例]以上、本発明の一実施形態について説明した
が、上記一実施形態は以下に示すようにその構成を変更
して実施することもできる。

【００５４】・本発明は、上記一実施形態で示すハイブ
リッド車両に限らず、その車両とは異なる構成を有する
ハイブリッド車両に広く適用可能である。要するに、本
発明は、エンジン１０及び電動機１２の２つの動力源、
バッテリ４２等が搭載され、停車中にバッテリを充電す
るためにエンジンを負荷運転するものに広く適用され
る。

【００５５】・上記一実施形態では、目標空燃比を理論
空燃比よりリッチ側に寄せて空燃比制御を行う際に、目
標空燃比を一定の値に設定するようにしているが、本発
明はこの構成に限定されない。例えば、三元触媒５１内
の酸素量が多いほど目標空燃比をより大きくリッチ側に
寄せるようにしてもよい。この構成により、触媒内の酸
素量が多いほどその酸素量が枯渇側に変化する傾きが大
きくなる。これにより、触媒内の酸素量が多い場合で
も、その酸素量をＮＯｘの発生条件から早く遠ざけるこ
とができる。

【００５６】・上記一実施形態では、目標空燃比を理論
空燃比よりリッチ側に寄せた空燃比制御を、充電開始時
からＡ秒の所定時間だけ行うようにしているが、本発明
はこの構成に限定されない。例えば、三元触媒５１内の
酸素量が多いほど所定時間をより大きい値に設定してそ
の空燃比制御を行なうようにしてもよい。この構成によ
り、触媒内の酸素量が多い場合でも、その酸素量を枯渇
側に、すなわちＮＯｘの発生条件から遠ざける側に早く
変化させることができる。

【００５７】・上記一実施形態では、停車中にバッテリ
４２を充電するためにエンジン１０を負荷運転する際
に、目標空燃比をリッチ側に寄せて空燃比制御を行うよ
うにしているが、本発明はこれに限定されない。例え
ば、停車中にエアコンディショナを駆動するための負荷
運転を行う場合に、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ
側に寄せて空燃比制御を行うことにより、充電の場合と
同様の効果が得られる。

【００５８】・上記一実施形態では、三元触媒５１の上
流側にのみＯ２センサ５２を設けてあるが、その下流側
にもＯ２センサを設け、両Ｏ２センサ５２の少なくとも
一方の出力に基づいて空燃比制御を行う場合にも本発明
は適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で行う停車中における空
燃比制御を示すフローチャート。

【図２】同空燃比制御により触媒内の酸素量が変化す
る様子を示す説明図。

【図３】一実施形態に係るハイブリッド車両のエンジ
ン及び駆動系を示す概略構成図。

【符号の説明】

１０…エンジン、１２…電動機、１６…電子制御装置
（ＥＣＵ）、４２…バッテリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｂ // Ｂ６０Ｋ 6/02 ＺＨＶＢ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ (72)発明者小林幸男愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者原田修愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者西垣隆弘愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者戸祭衛愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA17 AB03 BA14 BA20 CB02 DA02 DA06 DB11 DC03 EA01 EA05 EA06 EA07 EA12 EA34 EA39 FA06 FA12 FB12 GA06 HA36 3G093 AA07 BA20 CA04 CA08 DA01 DA03 DA06 DA07 DA09 DA11 DB05 EA04 EC01 FA07 FB01 3G301 HA01 JA25 KA07 KA10 KA28 LB01 LC01 MA01 NA08 ND02 NE01 NE13 NE16 NE23 PA01Z PA07Z PA11Z PC08Z PD02Z PE01Z PE03Z PF01Z PF03Z PF12Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関及び電動機の２つの動力源と、
同電動機に電力を供給するバッテリとを備えた内燃機関
の空燃比制御装置において、停車中に前記内燃機関を負荷運転するとき、同負荷運転
の開始時から所定時間、目標空燃比を理論空燃比よりリ
ッチ側に寄せて空燃比制御を行う空燃比制御手段を備え
ることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】前記空燃比制御手段は、停車中に前記バ
ッテリを充電するために前記内燃機関を負荷運転すると
きに前記空燃比制御を行うことを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】前記空燃比制御手段は、触媒内の酸素量
が多いほど前記目標空燃比をより大きくリッチ側に寄せ
た値に設定して前記空燃比制御を行うことを特徴とする
請求項１又は２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】前記空燃比制御手段は、触媒内の酸素量
が多いほど前記所定時間をより大きい値に設定して前記
空燃比制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記
載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】前記空燃比制御手段は、前記停車中に停
止状態にある前記内燃機関を駆動して負荷運転するとき
に前記空燃比制御を行うことを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】前記空燃比制御手段は、停車中にアイド
ル運転状態にある前記内燃機関を負荷運転するときに前
記空燃比制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。