JP2011235769A

JP2011235769A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2011235769A
Application number: JP2010109178A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Fushiki; 俊介伏木; Makoto Yamazaki; 誠山崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化するハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】運転が開始されて以降のエンジン１２の間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRをカウントし、その間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRに基づいて次回のエンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを設定するものであることから、頻繁にエンジン１２の間欠駆動を行うハイブリッド車両１０において、そのエンジン１２の気筒内空燃比雰囲気等を好適に把握して適正な燃焼状態を実現することができる。すなわち、エンジン１２の始動時における燃焼状態を適正化するハイブリッド車両１０の制御装置を提供することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両走行中に内燃機関を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、その内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化するための改良に関する。

駆動源としてガソリンエンジン等の内燃機関を備えた車両においては、その内燃機関における燃焼状態の把握乃至その燃焼状態を好適に制御することが求められる。このために、特許文献１に記載された内燃機関の燃焼状態制御装置が提案されている。この技術によれば、希薄燃焼式内燃機関におけるリーンバーン運転時に、燃焼変動の確率統計的性質を考慮してノイズ除去を行うことで、各気筒毎の確実な燃焼状態判定延いては燃焼状態制御を行うことができるとされている。

特開平８−２９１７５９号公報特開２００２−３７１８９４号公報特開２００６−２５７９９７号公報特開２００８−２１５１９２号公報特開２００８−２４０６２０号公報

ところで、前記内燃機関に加えて駆動源として機能する電動機を備えたハイブリッド車両においては、車両走行中にその内燃機関を間欠的に始動乃至停止する制御が行われる。前記従来の技術では、前記内燃機関の冷却水温や吸入空気温度等の情報に基づいて吸気系及び気筒内空燃比雰囲気を判定し、その判定結果に基づいて燃焼制御を行っていた。しかし、前記内燃機関を間欠的に始動乃至停止する制御を行う場合、前記従来の技術により吸気系及び気筒内空燃比雰囲気を判定するのは困難であり、必ずしも適正な燃焼状態を実現することができなかった。すなわち、内燃機関を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両において、その内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化する技術は、未だ開発されていないのが現状である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、車両走行中に内燃機関を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両の制御装置であって、運転が開始されて以降の前記内燃機関の間欠始動乃至停止回数をカウントし、その間欠始動乃至停止回数に基づいて次回の前記内燃機関の始動時における燃料噴射量を設定することを特徴とするものである。

このようにすれば、車両走行中に内燃機関を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両の制御装置において、運転が開始されて以降の前記内燃機関の間欠始動乃至停止回数をカウントし、その間欠始動乃至停止回数に基づいて次回の前記内燃機関の始動時における燃料噴射量を設定するものであることから、頻繁に内燃機関の間欠駆動を行うハイブリッド車両において、前記内燃機関の気筒内空燃比雰囲気等を好適に把握して適正な燃焼状態を実現することができる。すなわち、内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記間欠始動乃至停止回数が多いほど次回の前記内燃機関の始動時における燃料噴射量を減少させるものである。このようにすれば、頻繁に内燃機関の間欠駆動が行われる場合には、吸気系に付着燃料が残存する可能性を勘案して、実用的な態様で内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

また、好適には、前回の前記内燃機関の始動時における空燃比に基づいて次回のその内燃機関の始動時における燃料噴射量を設定するものである。このようにすれば、前回始動時における空燃比に基づいて推定される吸気系の付着燃料を勘案して、実用的な態様で内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

また、好適には、前回の前記内燃機関の始動時における空燃比が高いほど次回のその内燃機関の始動時における燃料噴射量を減少させるものである。このようにすれば、前回始動時における空燃比に基づいて推定される吸気系の付着燃料を勘案して、更に実用的な態様で内燃機関の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。図１に示すハイブリッド車両の駆動装置に備えられた内燃機関であるエンジンの駆動に係る構成の一部を例示する図である。図１に示すハイブリッド車両の駆動を制御するためにそのハイブリッド車両に備えられた電子制御装置を説明する図である。図３に示す電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図３に示す電子制御装置によるエンジン始動時における空燃比の検出点について説明する図である。図３に示す電子制御装置による間欠始動時燃料補正係数の決定に用いられる関係の一例を示す図である。図３に示す電子制御装置によるエンジン間欠駆動制御の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動装置の構成を説明する骨子図である。このハイブリッド車両１０の駆動装置は、例えば車両において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、主動力源としてのエンジン１２と、第１の電動機である第１モータジェネレータＭＧ１（以下、単にＭＧ１という）と、第２の電動機である第２モータジェネレータＭＧ２（以下、単にＭＧ２という）とを備えた動力伝達機構（変速機構）である。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射されるガソリン等の燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。また、上記ＭＧ１及びＭＧ２は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有する所謂モータジェネレータであるが、上記ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備えたものであり、上記ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備えたものである。

図１に示すように、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置には、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスアクスルケース１４（以下、ケース１４という）内において、前記エンジン１２側から順に、そのエンジン１２の出力軸（例えばクランク軸）に作動的に連結されてエンジン１２からのトルク変動等による脈動を吸収するダンパ１６と、そのダンパ１６を介して前記エンジン１２によって回転駆動させられる入力軸１８と、動力分配機構として機能する第１遊星歯車装置２０と、その第１遊星歯車装置２０を介して上記入力軸１８及び出力歯車２４に動力伝達可能に連結された前記ＭＧ１と、減速装置として機能する第２遊星歯車装置２２と、その第２遊星歯車装置２２を介して上記出力歯車２４等に動力伝達可能に連結された前記ＭＧ２とが備えられている。

前記入力軸１８は、両端がベアリング２６及び２８によって回転可能に支持されると共に、一端が前記ダンパ１６を介して前記エンジン１２に連結されることでそのエンジン１２により回転駆動させられるように構成されている。また、前記入力軸１８における他方の端部には、潤滑油供給装置としての機械式オイルポンプ３０が連結されており、前記入力軸１８が回転駆動されることによりそのオイルポンプ３０が回転駆動させられて、前記ハイブリッド車両１０の各部例えば前記第１遊星歯車装置２０、第２遊星歯車装置２２、ベアリング２６及び２８等に潤滑油が供給されるように構成されている。

前記第１遊星歯車装置２０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第１サンギヤＳ１、第１ピニオンギヤＰ１、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１、及び第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。斯かる構成により、前記第１遊星歯車装置２０は、前記入力軸１８に伝達された前記エンジン１２の出力を機械的に分配する機械的機構として機能し、そのエンジン１２の出力を前記ＭＧ１及び出力歯車２４に分配する。

すなわち、前記第１遊星歯車装置２０において、上記第１キャリアＣＡ１は前記入力軸１８すなわち前記エンジン１２に連結され、上記第１サンギヤＳ１は前記ＭＧ１に連結され、上記第１リングギヤＲ１は前記出力歯車２４に連結されている。これにより、上記第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣＡ１、及び第１リングギヤＲ１は、それぞれ相互に相対回転可能となることから、前記エンジン１２の出力が前記ＭＧ１及び出力歯車２４に分配されると共に、そのＭＧ１に分配された前記エンジン１２の出力によって前記ＭＧ１において発電が行われ、その発電された電気エネルギが図示しない蓄電装置（バッテリ）に蓄電されたり、その電気エネルギにより前記ＭＧ２が回転駆動される。この作動により、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置は、例えば無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、前記エンジン１２の回転状態に拘わらず前記出力歯車２４の回転が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。

前記第２遊星歯車装置２２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２、及び第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を回転要素として備えている。なお、図１に示すように、前記第１遊星歯車装置２０のリングギヤＲ１及び前記第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２は一体化された複合歯車となっており、その外周部に前記出力歯車２４が設けられている。

前記第２遊星歯車装置２２において、上記第２キャリアＣＡ２は非回転部材である前記ケース１４に連結されることで回転が阻止され、上記第２サンギヤＳ２は前記ＭＧ２に連結され、上記第２リングギヤＲ２は前記出力歯車２４に連結されている。これにより、例えば、車両発進時等においては前記ＭＧ２が駆動源として用いられる。すなわち、そのＭＧ２から出力される駆動力により上記第２サンギヤＳ２が回転させられ、前記第２遊星歯車装置２２によって減速させられて前記出力歯車２４に回転が伝達される。この出力歯車２４は、カウンタギヤ対の一方を構成するものであり、その出力歯車２４に伝達された駆動力は、そのカウンタギヤ対、図示しないファイナルギヤ対、差動歯車装置（終減速機）及び一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪へ伝達される。

図２は、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置に備えられた、前記エンジン１２の駆動制御に係る構成の一部を例示する図である。この図２に示すように、前記エンジン１２には、吸気配管３２へ燃料を供給（噴射）する燃料噴射装置３４と、気筒３６内に供給された燃料と空気の混合気に点火する点火装置（スパークプラグ）３８と、上記吸気配管３２に設けられて吸気（吸入空気量）を制御する電子スロットル弁４０とが備えられている。また、その電子スロットル弁４０の開き角すなわちスロットル弁開度θ_THを制御するために、スロットルアクチュエータ４２が設けられている。なお、本実施例において、上記燃料噴射装置３４は、各気筒３６のインテークポートに燃料を噴射する形式のポート噴射式燃料噴射装置であるが、各気筒３６内に直接燃料を供給するものであってもよい。

図３は、前記ハイブリッド車両１０の駆動を制御するためにそのハイブリッド車両１０に備えられた電子制御装置５０を説明する図である。この電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記エンジン１２の駆動制御や、前記ＭＧ１及びＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする前記ハイブリッド車両１０の駆動に係る各種制御を実行する。なお、この電子制御装置５０は、前記エンジン１２の出力制御用や前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。

図３に示すように、上記電子制御装置５０には、前記ハイブリッド車両１０の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、エンジン水温センサ４４により検出された前記エンジン１２の冷却水温であるエンジン水温Ｔ_Wを表す信号、吸入空気温度センサ４６により検出された前記エンジン１２の吸気（吸入空気）温度Ｔ_Aを表す信号、空燃比センサ４８により検出された前記エンジン１２の排気系（例えば排気管における排気ガス）の空燃比（気筒３６内での燃焼に係る混合気中の空気と燃料の質量比）Ｒ_AFを表す信号が、それぞれ上記電子制御装置５０に供給される。また、図示しないシフトレバーのシフトポジションＰ_SHを表す信号、前記エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_Eを表す信号、モータ走行（ＥＶ走行）モードを設定するためのスイッチ操作の有無を表す信号、エアコンの作動を表す信号、前記出力歯車２４の回転速度Ｎ_OUTに対応する車速Ｖを表す信号、図示しないフットブレーキ操作を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、前記電子スロットル弁４０のスロットル弁開度θ_THを表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、前記ＭＧ１の回転速度Ｎ_MG1を表す信号、前記ＭＧ２の回転速度Ｎ_MG2を表す信号、前記ＭＧ１の温度ＴＨ_MG1を表す信号、前記ＭＧ２の温度ＴＨ_MG2を表す信号、図示しない蓄電装置の温度ＴＨ_BATを表す信号、蓄電装置の充電電流または放電電流Ｉ_CDを表す信号、蓄電装置の電圧Ｖ_BATを表す信号、上記蓄電装置温度ＴＨ_BAT、充放電電流Ｉ_CD、及び電圧Ｖ_BATに基づいて算出された蓄電装置の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置５０に供給される。

また、前記電子制御装置５０からは、前記ハイブリッド車両１０の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、前記エンジン１２の出力を制御するエンジン出力制御指令として、前記燃料噴射装置３４による吸気配管３２等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、前記点火装置３８による前記エンジン１２の点火時期（点火タイミング）を指令する点火信号、及び前記電子スロットル弁４０のスロットル弁開度θ_THを操作するために前記スロットルアクチュエータ４２へ供給される電子スロットル弁駆動信号等が出力されるようになっている。また、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動を指令する指令信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、及びＥＶ走行モードが選択されていることを表示させるＥＶモード表示信号等が、それぞれ出力される。

図４は、前記電子制御装置５０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図４に示すハイブリッド駆動制御手段５２は、前記ハイブリッド車両１０におけるハイブリッド駆動制御を実行する。例えば、キーが図示しないキースロットに挿入された（或いは所定位置にキーの存在が検出された）後、ブレーキペダルが操作された状態でパワースイッチが操作されることによりシステムが起動されると、アクセル開度Ａ_CCに基づいて運転者の要求出力を算出し、低燃費で排ガス量の少ない運転となるように前記エンジン１２及びはＭＧ２の少なくとも一方から要求出力を発生させる。例えば、前記エンジン１２を停止させると共に専ら前記ＭＧ２を駆動源とするモータ走行モードすなわちＥＶモード、前記エンジン１２の動力で発電を行い前記ＭＧ２を駆動源として走行する走行モード、前記エンジン１２の動力を機械的に前記駆動輪１８に伝えて走行するエンジン走行モードを、走行状態に応じて選択的に成立させる。

上記ハイブリッド駆動制御手段５２は、前記エンジン１２を駆動する場合であっても、前記ＭＧ１によって最適燃費曲線上で作動するようにそのエンジン１２の回転速度を制御する。また、コースト走行時には車両の有する慣性エネルギで前記ＭＧ１或いはＭＧ２を回転駆動することにより電力として回生し、蓄電装置にその電力を蓄える。上記エンジン走行モードにおける制御を一例としてより具体的に説明すると、上記ハイブリッド駆動制御手段５２は、動力性能や燃費向上等のために、前記エンジン１２を効率のよい作動域で作動させる一方で、そのエンジン１２とＭＧ２との駆動力の配分やＭＧ１の発電による反力を最適になるよう制御する。

前記ハイブリッド駆動制御手段５２は、好適には、予め記憶された駆動力マップから運転者の出力要求量としてのアクセル開度Ａ_CCや車速Ｖ等に基づいて要求出力軸トルクＴ_Rを決定し、その要求出力軸トルクＴ_Rから充電要求値等を考慮して要求出力軸パワーを算出する。そして、その要求出力軸パワーが得られるように伝達損失、補機負荷、前記ＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶されたエンジンの最適燃費率曲線（燃費マップ、関係）に沿って前記エンジン１２を作動させつつ上記目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度Ｎ_Eとエンジントルクとなるように前記エンジン１２の駆動を制御すると共に、前記ＭＧ１の発電量を制御する。

また、前記ハイブリッド駆動制御手段５２は、前記ＭＧ１により発電された電気エネルギを図示しないインバータを介して蓄電装置や前記ＭＧ２へ供給する制御を行う。前記ハイブリッド車両１０の駆動装置において、前記エンジン１２の動力の主要部は前記第１遊星歯車装置２０により機械的に前記出力歯車２４へ伝達されるが、そのエンジン１２の動力の一部は前記ＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータを介してその電気エネルギが前記ＭＧ２へ供給される。斯かる電気エネルギによりそのＭＧ２がモータとして駆動させられることで、そのＭＧ２から出力される動力が前記出力歯車２４へ伝達される。この電気エネルギの発生から前記ＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、前記エンジン１２の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。なお、前記ハイブリッド駆動制御手段５２は、電気パスによる電気エネルギ以外に、蓄電装置からインバータを介して直接的に電気エネルギを前記ＭＧ２へ供給してそのＭＧ２を駆動することが可能である。

また、前記ハイブリッド駆動制御手段５２は、前記エンジン１２の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。すなわち、前記燃料噴射装置３４による吸気配管３２等への燃料供給量、前記点火装置３８による前記エンジン１２の点火時期、及び前記電子スロットル弁４０のスロットル弁開度θ_TH等を制御することにより、前記エンジン１２により必要なエンジン出力すなわち前記目標エンジン出力が得られるようにそのエンジン１２の駆動を制御することができるようになっている。

図４に示すエンジン間欠始動停止回数カウント手段５４は、運転が開始されて以降の前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数をカウントする。すなわち、前記ハイブリッド車両１０のシステムが起動されて以降、前記エンジン１２が前記ハイブリッド駆動制御手段５２により始動された回数及び停止された回数の少なくとも一方を間欠駆動回数Ｎ_DRとしてカウントし、その累計値を前記電子制御装置５０のＲＡＭ等の記憶装置に記憶（保存）する。

前回空燃比保存手段５６は、前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFを保存する。すなわち、停止中の前記エンジン１２が前記ハイブリッド制御手段５２により始動させられるエンジン始動制御に際して、前記空燃比センサ４８により検出された空燃比Ｒ_AFを前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比として前記電子制御装置５０のＲＡＭ等の記憶装置に記憶（保存）する。図５は、前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFの検出点について説明する図である。この図５に示すように、上記前回空燃比保存手段５６は、好適には、前記エンジン１２の始動時において、前記空燃比センサ４８により検出される空燃比Ｒ_AFのうち最もリッチとなる点すなわち燃料の質量を１とした場合における空気の質量が最も小さくなる点Ｒ_maxを前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFとして検出する。

燃料噴射量設定手段５８は、前記燃料噴射装置３４による前記エンジン１２の始動時の吸気配管３２等への燃料噴射量を設定する。例えば、予め定められた関係から前記目標エンジン出力に基づいて前記燃料噴射装置３４による燃料噴射量の基本量Ｑ_Fを算出する。また、以下に示すような制御により燃料噴射量の補正値Ｋ１、Ｋ２を算出し、それら補正値Ｋ１、Ｋ２を上記基本量Ｑ_Fに適用することにより前記燃料噴射装置３４による前記エンジン１２の吸気配管３２等への燃料噴射量の目標値すなわち目標噴射量Ｑ_AIMを設定する。

上記燃料噴射量設定手段５８は、好適には、予め定められた関係から、前記エンジン水温センサ４４により検出されるエンジン水温Ｔ_W及び前記吸入空気温度センサ４６により検出される吸気温度Ｔ_A等に基づいて、前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の第１の補正値である基本始動燃料補正値Ｋ１を算出（決定）する。このＫ１は、好適には、０＜Ｋ１≦１の範囲内の値である。上記燃料噴射量設定手段５８は、例えば、前記吸気配管３２の壁面に付着した燃料の蒸発度合いと前記エンジン１２の温度との関係から、予め実験的に求められた関係（マップ等）に基づいて、前記エンジン水温Ｔ_W及び吸気温度Ｔ_A等に対応する基本始動燃料補正値Ｋ１を算出する。

また、前記燃料噴射量設定手段５８は、予め定められた関係から、前記エンジン間欠始動停止回数カウント手段５４によりカウントされる、運転が開始されて以降の前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRに基づいて、次回のエンジン１２の始動時における燃料噴射量の第２の補正値である間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を算出（決定）する。このＫ２は、好適には、０＜Ｋ２≦１の範囲内の値である。また、前記燃料噴射量設定手段５８は、好適には、更に、予め定められた関係から、前記前回空燃比保存手段５６により保存された前回のエンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFに基づいて、上記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を算出（決定）する。

図６は、前記燃料噴射量設定手段５８による上記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２の決定に用いられる関係の一例を示す図である。この図６に示すように、前記燃料噴射量設定手段５８は、好適には、前記エンジン間欠始動停止回数カウント手段５４によりカウントされる、運転が開始されて以降の前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRが多いほど次回の前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量を減少させるように前記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を決定する。また、好適には、前記前回空燃比保存手段５６により保存された前回のエンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFが高いほど（リッチであるほど）次回の前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量を減少させるように前記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を決定する。なお、図６に示す関係において、前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRは１以上の整数値である。

前記燃料噴射量設定手段５８は、以上のようにして決定された基本量Ｑ_F、基本始動燃料補正値Ｋ１、及び間欠始動時燃料補正係数Ｋ２から、次の（１）式で示すような関係に従って、前記エンジン１２の始動時における実際の燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを算出する。また、図４に示す吸入空気量設定手段６０は、予め定められた関係から前記燃料噴射量設定手段５８により設定された燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに基づいて、その燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに対応する前記エンジン１２の始動時における吸入空気量すなわち前記スロットル弁開度θ_THの目標値θ_AIMを設定する。また、点火時期設定手段６２は、予め定められた関係から前記燃料噴射量設定手段５８により設定された燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに基づいて、その燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに対応する前記エンジン１２の始動時における点火時期の目標値Ｔ_AIMを設定する。

Ｑ_AIM＝Ｑ_F×Ｋ１×Ｋ２・・・（１）

前記ハイブリッド駆動制御手段５２は、前記燃料噴射量設定手段５８により設定された燃料噴射量の目標値Ｑ_AIM、前記吸入空気量設定手段６０により設定されたスロットル弁開度θ_THの目標値θ_AIM、及び前記点火時期設定手段６２により設定された点火時期の目標値Ｔ_AIMに基づいて前記エンジン１２を始動させるエンジン始動制御を行う。すなわち、前記エンジン１２の始動時における前記吸気配管３２等への燃料噴射量が前記目標値Ｑ_AIMとなるように前記燃料噴射装置３４の作動を制御する。また、斯かるエンジン１２の始動時における前記電子スロットル弁４０のスロットル弁開度θ_THが前記目標値θ_AIMとなるように前記スロットルアクチュエータ４２を介してその電子スロットル弁４０の作動を制御する。また、斯かるエンジン１２の始動時における点火時期が前記目標値Ｔ_AIMとなるように前記点火装置３８の作動を制御する。

前述のように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、車両走行中に前記ハイブリッド制御手段５２により前記エンジン１２を繰り返し間欠的に始動乃至停止する制御が行われる。斯かる場合において、前記エンジン水温センサ４４により検出されるエンジン水温Ｔ_W及び前記吸入空気温度センサ４６により検出される吸気温度Ｔ_Aが変化しない場合、すなわち基本始動燃料補正値Ｋ１が同一の場合であっても、前記エンジン１２が間欠的に始動乃至停止させられることによりそのエンジン１２の始動時の空燃比Ｒ_AFのリッチピーク（最下点）が下がる傾向にある。従って、本実施例においては、前記エンジン１２の間欠的な始動乃至停止回数が増えるほど前記吸気配管３２における付着燃料が過多になっているものと考え、前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量が小さくなるように前記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を設定することで、燃料量を適正化することができる。また、前記エンジン１２の始動パターンが自立始動すなわち目標エンジン出力によらずエンジンを回転させ始めるだけの始動から、Ｐｅ始動すなわち前記エンジン１２の始動直後に目標エンジン出力が得られるようにそのエンジン１２を回転させる始動への移行に際しては空燃比Ｒ_AFがリーンとなりやすく、また、間欠時間すなわち前記エンジン１２の停止から再始動までの時間が長いほど空燃比Ｒ_AFがリーンとなりやすい等の傾向に基づいて、前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFが高いほど次回の前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量が小さくなるように前記間欠始動時燃料補正係数Ｋ２を設定することで、燃料量を更に適正化することができる。

図７は、前記電子制御装置５０によるエンジン間欠駆動制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記ＭＧ１等を介して前記エンジン１２が始動させられる。このエンジン１２の始動に際して、前記吸気配管３２等への燃料噴射量が後述するＳ９にて設定された目標値Ｑ_AIMとなるように前記燃料噴射装置３４の作動が制御される。また、前記電子スロットル弁４０のスロットル弁開度θ_THが後述するＳ１０にて設定された吸入空気量に対応する目標値θ_AIMとなるように前記スロットルアクチュエータ４２を介してその電子スロットル弁４０の作動が制御される。また、前記エンジン１２の点火時期が後述するＳ１１にて設定された目標値Ｔ_AIMとなるように前記点火装置３８の作動が制御される。次に、Ｓ２において、前記エンジン１２の停止条件が成立したか否かが判断される。このＳ２の判断が否定される場合は、Ｓ２の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、前記エンジン１２の駆動が停止させられる。

次に、前記前回空燃比保存手段５６の動作に対応するＳ４において、前回の前記エンジン１２の始動時すなわちＳ１の制御時において前記空燃比センサ４８により検出された空燃比Ｒ_AFが前記電子制御装置５０のＲＡＭ等に記憶される。次に、前記エンジン間欠始動停止回数カウント手段５４の動作に対応するＳ５において、運転が開始されて以降の前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数がカウントされ、前記電子制御装置５０のＲＡＭ等に記憶された間欠駆動回数Ｎ_DRが更新される。次に、Ｓ６において、前記エンジン１２の始動条件が成立したか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合は、Ｓ６の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ６の判断が肯定される場合には、Ｓ７において、予め定められた関係から、前記エンジン水温センサ４４により検出されるエンジン水温Ｔ_W及び前記吸入空気温度センサ４６により検出される吸気温度Ｔ_A等に基づいて、前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の基本始動燃料補正値Ｋ１が決定される。

次に、Ｓ８において、予め定められた関係から、Ｓ４にて保存された前回エンジン始動時の空燃比Ｒ_AF及びＳ５にて更新された間欠駆動回数Ｎ_DRに基づいて、前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の間欠始動時燃料補正係数Ｋ２が決定される。次に、Ｓ９において、予め定められた関係から目標エンジン出力に基づいて前記燃料噴射装置３４による燃料噴射量の基本量Ｑ_Fが算出されると共に、Ｓ７にて決定された基本始動燃料補正値Ｋ１及びＳ８にて決定された間欠始動時燃料補正係数Ｋ２に基づいて、前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMが設定される。次に、前記吸入空気量設定手段６０の動作に対応するＳ１０において、予め定められた関係からＳ９にて設定された燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに基づいて、その燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに対応する前記エンジン１２の始動時における吸入空気量の目標値が設定される。次に、前記点火時期設定手段６２の動作に対応するＳ１１において、予め定められた関係からＳ９にて設定された燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに基づいて、その燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMに対応する前記エンジン１２の始動時における点火時期の目標値Ｔ_AIMが設定された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１乃至Ｓ３、及びＳ６が前記ハイブリッド制御手段５２の動作に、Ｓ７乃至Ｓ９が前記燃料噴射量設定手段５８の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、車両走行中に内燃機関である前記エンジン１２を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両１０の制御装置において、運転が開始されて以降の前記エンジン１２の間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRをカウントし、その間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRに基づいて次回の前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを設定するものであることから、頻繁に前記エンジン１２の間欠駆動を行うハイブリッド車両１０において、そのエンジン１２の気筒内空燃比雰囲気等を好適に把握して適正な燃焼状態を実現することができる。すなわち、前記エンジン１２の始動時における燃焼状態を適正化するハイブリッド車両１０の制御装置を提供することができる。

また、前記間欠始動乃至停止回数Ｎ_DRが多いほど次回の前記エンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを減少させるように補正値Ｋ２を設定するものであるため、頻繁に前記エンジン１２の間欠駆動が行われる場合には、吸気系に付着燃料が残存する可能性を勘案して、実用的な態様で前記エンジン１２の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

また、前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFに基づいて次回のそのエンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを設定するものであるため、前回始動時における空燃比Ｒ_AFに基づいて推定される吸気系の付着燃料を勘案して、実用的な態様で前記エンジン１２の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

また、前回の前記エンジン１２の始動時における空燃比Ｒ_AFが高いほど次回のそのエンジン１２の始動時における燃料噴射量の目標値Ｑ_AIMを減少させるように補正値Ｋ２を設定するものであるため、前回始動時における空燃比Ｒ_AFに基づいて推定される吸気系の付着燃料を勘案して、更に実用的な態様で前記エンジン１２の始動時における燃焼状態を適正化することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記ハイブリッド車両１０の駆動装置は、前記ＭＧ１による電気エネルギの発生からその電気エネルギが前記ＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により構成される電気パスにより、電気的な無段変速機として機能するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば斯かる電気パスに加えて機械式の変速機構を備えたハイブリッド車両にも本発明は好適に適用されるものである。

また、前述の実施例において、前記燃料噴射量設定手段５８による間欠始動時燃料補正係数Ｋ２の決定に用いられる関係の一例を図６に示したが、これはあくまで好適に用いられる関係の一例であり、車両の設計に応じて種々の関係が適宜前記燃料噴射量設定手段５８による間欠始動時燃料補正係数Ｋ２の決定に用いられることは言うまでもない。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：ハイブリッド車両
１２：エンジン（内燃機関）

Claims

車両走行中に内燃機関を間欠的に始動乃至停止させるハイブリッド車両の制御装置であって、
運転が開始されて以降の前記内燃機関の間欠始動乃至停止回数をカウントし、該間欠始動乃至停止回数に基づいて次回の前記内燃機関の始動時における燃料噴射量を設定するものであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記間欠始動乃至停止回数が多いほど次回の前記内燃機関の始動時における燃料噴射量を減少させるものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前回の前記内燃機関の始動時における空燃比に基づいて次回の該内燃機関の始動時における燃料噴射量を設定するものである請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前回の前記内燃機関の始動時における空燃比が高いほど次回の該内燃機関の始動時における燃料噴射量を減少させるものである請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。