JP3696393B2

JP3696393B2 - Control device for internal combustion engine for vehicle

Info

Publication number: JP3696393B2
Application number: JP05198398A
Authority: JP
Inventors: 年克鷹嘴; 賢治杉浦; 弘志大野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH11247679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原動機として内燃機関および電動機を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原動機として内燃機関（以下エンジンという）および電動機（以下モータという）を備えたハイブリッド車両は従来より知られており、そのような車両にための制御装置として、特開平５−２２９３５１号公報に記載されるもの、特開平９−２８００８５号公報に記載されるものなどがある。
【０００３】
これらの装置では、車両の走行条件に応じてエンジンの効率が最大となる最適トルクを決定するとともにエンジンの実際の駆動トルクを検出し、最適トルクおよび実トルクに基づいて要求トルクを決定し、この要求トルクに基づいて加速時など適時にモータによる駆動補助が行われる。
【０００４】
特開平９−２８００８５号公報では、ハイブリッド車両においてリーン空燃比での運転を行うことが提案されており、リーン空燃比での運転が許可されているとき、モータによる駆動補助（アシスト）が行われているかどうかを判別し、アシストが行われているときは、アシスト量に応じてリーン空燃比を設定することが記載されている。
【０００５】
ところでエンジンをリーン空燃比で運転すると排気ガスの浄化、特にＮＯ_xの浄化に問題を生じることが知られており、この問題に対応する触媒としてリーンＮＯ_x触媒が注目されている。リーンＮＯｘ触媒としては、リーン下でＨＣを還元剤としてＮＯ_xを浄化する直接分解方式のもの、およびリーン空燃比においてＮＯ_xを吸蔵し、リッチで吸蔵したＮＯ_xを還元する吸蔵還元方式のものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−２８００８５号公報に記載される制御方法では、先ずリーン運転が可能かどうかが判別され、リーン運転が許されているとき、モータによる駆動補助がなされているかどうかを判別し、駆動補助の有無に応じてリーンの程度を変えている。そして、リーン運転が許されていないときは、理論空燃比での運転がなされる。
【０００７】
このような制御手法によると、エンジン側でストイキ運転をするかリーン運転をするかの判断がされて、リーン運転に入った場合のみモータによる駆動補助を目標空燃比に反映している。この手法は、通常のストイキ運転中にモータによる駆動補助が始まり、エンジンの負荷が低減してもストイキ運転が継続されるという欠点を含んでいる。
【０００８】
また、従来のハイブリッドエンジンのリーン運転制御は、リーンＮＯ_x触媒を使用する際の触媒の活性領域、すなわちリーンＮＯ_x触媒がＮＯ_x浄化性能を発揮することができる触媒の温度範囲、に対する配慮が十分でなく、触媒が活性領域にないときにリーン運転を行い、排気ガスの十分な浄化がなされなくなる可能性を含んでいる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上に述べた課題は、次のような構成をとることにより解決することができる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、車両に搭載される内燃機関と、該内燃機関により駆動される駆動軸と、該駆動軸の駆動を補助する電動機と、前記内燃機関の運転を制御する制御手段とを有する車両において、前記制御手段は、理論空燃比での運転中に前記電動機による駆動補助が開始することに応答して、該駆動補助によって前記内燃機関の負荷が低減することによりリーン運転が可能になったかどうか決定し、該決定に応じて前記内燃機関の空燃比をリーンに制御することを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、理論空燃比での運転中にモータによる駆動補助が開始されると、駆動補助によってリーン運転が可能になったかどうかが決定され、駆動補助によって低減した内燃機関の負荷に応じてリーン運転が開始されるので、燃費を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、排気系にリーンＮＯ_x触媒を備え、該リーンＮＯ_x触媒が活性状態にあるとき空燃比をリーンに制御することを特徴とする。この発明によると、リーンＮＯ_xが活性状態にあるときに空燃比がリーンに制御されるから、リーン運転固有のＮＯ_x排出を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施の一形態のハイブリッド車両の駆動系およびその制御装置の構成を模式的に示す図であり、エンジン1によって駆動される駆動軸2は、トランスミッション機構4を介して駆動輪5を駆動できるように構成されている。モータ3は、駆動軸2を直接回転駆動できるようになっており、また駆動軸2の回転による運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する。モータ3は、パワードライブユニット(以下「PDU」という)13を介してバッテリ14と接続されており、PDU13を介して駆動、回生の制御が行われる。
【００１３】
エンジン電子コントロールユニット(以下「エンジンＥＣＵ」という)11は、この発明の制御手段に対応する装置で、エンジン１の運転を制御する。モータ電子コントロールユニット(以下「モータＥＣＵ」という)12は、エンジン１の負荷状態およびバッテリ１４の充電状態に応じてモータ３の運転を制御する。この制御の詳細は、本願の出願人による特許出願に係る前掲の特開平９−２８００８５号公報に記載されている。
【００１４】
バッテリ電子コントロールユニット(以下「バッテリＥＣＵ」という)15は、バッテリ14の積算放電量（DISCH）および積算充電量（CHG）を監視し、これらに基づいてバッテリ１４を使用して（放電して）よいかどうかを判定し、また、モータ３の回生機能を用いてバッテリ１４を充電すべきときを判定する。このようにバッテリＥＣＵ１５は、バッテリ１４の充放電を制御する。
【００１５】
トランスミッション電子コントロールユニット(「トランスミッションＥＣＵ」という)16は、車両の運転状況に応じてトランスミッションを制御する。これらのＥＣＵ１１、１２、１５、１６は、データバス21を介して相互に接続され、データや指令などの情報を相互に伝送する。図１に示す車両は、４つのＥＣＵを備えているが、これらのＥＣＵは、１つに統合して構成することもでき、あるいは２つまたは３つのＥＣＵとして構成することもできる。
【００１６】
図2は、エンジン1,エンジンＥＣＵ11およびその周辺装置の構成を示す図である。エンジン1の吸気管102にはスロットル弁103が配されている。スロットル弁103にはスロットル弁開度(θTH)センサ104が設けられており、このスロットル弁103の開度に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ11に送る。
【００１７】
燃料噴射装置（インジェクタ）106がエンジン1の吸気マニホールドに各気筒ごとに設けられている。または、筒内直噴エンジンの場合、燃料噴射装置は、エンジン１の燃焼室内にノズルが位置するように配置される。燃料噴射装置106は燃料タンクから燃料を供給されており、エンジンＥＣＵ11からの信号により開弁時間および開弁時期が制御される。
【００１８】
スロットル弁103の下流のサージタンク10７には吸気圧力（ＰＢＡ）センサ108が設けられており、吸気圧力信号をエンジンＥＣＵ11に送る。エンジン回転数(NE)センサ111は、エンジン1のカム軸またはクランク軸に取り付けられ、エンジンの回転数を示すNE信号をエンジンＥＣＵ11に送る。
【００１９】
エンジン1の各気筒の点火ブラグ113は、エンジンＥＣＵ11により点火時期が制御される。エンジン1の排気管116には、排気ガス中のHC,CO,NOx等の浄化を行う三元触媒特性をも有するリーンＮＯ_x触媒115が装着されている。このリーンＮＯ_x触媒は、リーンの時でもＮＯｘを浄化する機能を持つものであれば前述した直接分解型、吸蔵還元型その他の型のいずれでもよい。排気マニホールドに全域空燃比(LAF)センサ117が設けられている。全域空燃比センサ117は、空燃比の全域にわたって排気ガス中の酸秦濃度にほぼ比例する電気信号を出力しエンジンＥＣＵ11に供給する。これにより、広い空燃比領域にわたって空燃比のフィードバック制御が行われる。
【００２０】
リーンＮＯ_x触媒115には、その温度を検出する触媒温度(TCAT)センサ118が設けられており、その検出信号がエンジンＥＣＵ11に供給される。また、車両の車速VCARを検出する車速センサ121およびアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)θAPを検出するアクセル開度センサ120からの検出信号がエンジンＥＣＵ11に送られる。
【００２１】
エンジンＥＣＵ11は、ディジタル・コンピュータで構成され、各種センサからの信号を受け取る入力ポート130、中央演算処理装置(以下「CPU」という)134、実行するプログラムおよびデータを格納するＲＯＭ（読み取り専用メモリ）132、および実行時の作業領域を提供し演算結果などを記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）133を備えている。エンジンＥＣＵ11は、出力ポート136から燃料噴射装置106、点火プラグ113などに駆動信号を送る。他のＥＣＵも基本的な構成は、エンジンＥＣＵ11と同様であり、コンピュータで構成されている。
【００２２】
図３は、エンジン１をリーン空燃比で運転する際の目標空燃比を示す空燃比マップで、エンジンＥＣＵは、回転数センサ111から得られるエンジンの回転数と吸気圧力センサ108から得られる吸気管圧力に基づいて、この空燃比マップから目標空燃比を求め、燃料噴射装置106の燃料噴射時間を制御する。エンジンＥＣＵ１１は、全域空燃比センサ117からの入力に基づいて排気ガスの空燃比を検出し、これに基づいて目標空燃比のフィードバック制御を行う。すなわち、検出された空燃比と目標空燃比との差に応じて、燃料噴射装置113の噴射時間を修正する。
【００２３】
図４は、モータ3、パワードライブユニット（PDU）13、バッテリ14,モータＥＣＵ12およびバッテリＥＣＵ15の接続状態を示す。モータ3には、その回転数を検出するモータ回転数センサ202が設けられており、その検出信号がモータＥＣＵ12に送られる。PDU13とモータ3との間にはモータ3から出力される電圧および電流を検出する電流電圧センサ201が設けられている。また、ＰＤＵ13にはその温度を検出する温度センサ203が設けられており、これらのセンサ201、203の検出信号はモータＥＣＵ12に送られる。
【００２４】
バッテリ14とPDU13とを接続する接続線には、バッテリ14の出力端子間の電圧、およびバッテリ14から出カされる又はバッテリ14へ供給される電流を検出する電圧電流センサ204が設けられており、その検出信号がバッテリＥＣＵ15に送られる。
【００２５】
図５は、この発明の実施形態における空燃比制御の流れを示すフローチャートである。この例では目標空燃比を設定するのに空燃比の逆数に比例する空燃比係数KCOMを用いる。KCOMは、理論空燃比のときにその値が1.0になる。便宜上、空燃比係数を用いるが、直接的に空燃比を用いて制御してもよい。ステップS171でリーン運転が許可されていることを示すリーンフラッグFLEANが「1」であるか否かを判別する。リーンフラグFLEANは、エンジンＥＣＵが空燃比マップ（図３）を参照して車両がリーン運転領域に入っている時、エンジンＥＣＵ11によって１にセットされる。
【００２６】
FLEAN=1の場合、モータ3による駆動補助が開始されるときにモータＥＣＵ12によって１にセットされるアシスト実行フラグFASSISTONを点検し(ステップS173)、FASSISTON=1であるときは、図６に示すチャートを参照してモータ出力に応じて目標空燃比係数KCOML2（＜1.O）を算出する(ステップS174)。KCOML2チャートはテーブルの型式でもよく、図６に示すように、モータ出力が増加するほど、空燃比がリーンとなるように設定されている。続くステップS175では目標空燃比係数KCOMをステップS174で算出したKCOML2値に設定する。
【００２７】
ステップS173でFASSISTON=1でなくモータによる駆動補助中でないときは、車両がアイドル運転中であることを示すアイドルフラグFIDLEが「1」か否かを判別し(ステップS176)、FIDLE=1でなくアイドル状態でないときは、エンジン回転数NEおよび吸気圧力PBAに応じて図３の空燃比マップからリーン目標空燃比係数KCOML1（＜1.O）を算出し(ステップS177)、目標空燃比係数KCOMをKCOML1値に設定する(ステップS178)。
【００２８】
FIDLE=1であってアイドル状態のときは、モータが回生状態にあることを示すアイドル回生フラグFIDLEREGが「1」か否かを判別し(ステップS179)、FIDLEREG=1でなく回生実行中でないときは、目標空燃比係数KCOMを予め定められたアイドリング中の目標空燃比係数KCOM_IDLに設定する(ステップS182)。また、FIDLEREG=1であってアイドル回生実行中は、アイドル回生中のリーン運転用に予め定められた目標空燃比係数KCOM_IDLREG（例えば空燃比A/F=22.0程度に柏当する値とする）を求め(ステップS180)、目標空燃比係数KCOMをKCOM_IDLREG値に設定する(ステップS181)。
アイドル回生用リーン目標空燃比係数KCOM_IDLREGは、回生量の関数として設定するようにしてもよい。
【００２９】
次にステップS171でFLEAN=1でないときの流れを説明する。従来の技術では、この場合、目標空燃比係数KCOMを1.Oに設定し、理論空燃比での運転が行われた。この発明の実施形態では、FLEAN=1でないときは、モータによるアシストが実行中であることを示すフラッグFASSISTONが１にセットされているか否かを判別し（ST01）、セットされていない（モータアシストが行われていない）ときは、理論空燃比での運転（ストイキ運転）を継続しつつ、ステップST01にループしてFASSISTONが１にセットされたかどうかを見る。こうして、FASSISTONがセットされるまでこの動作を続ける。すなわち、モータ3による駆動補助（アシスト）が開始され、モータＥＣＵ12によってFASSITONが１にセットされるのを監視する。
【００３０】
ここでは、ソフトウェアによってモータによる駆動補助の開始を監視するようにしているが、モータによる駆動補助が開始されるときモータＥＣＵ12がアシスト開始信号をエンジンＥＣＵ11に送り、この信号に応答してエンジンＥＣＵ11がステップST03からのプロセスを実行してもよい。
【００３１】
ステップST01でFASSISTON=1でアシストが実行中であることが示されると、リーンバーン運転可能領域にあるかどうかがサブルーチンST03で判断される。すなわち、リーン空燃比での運転が許可されていなかった（FLEAN=1でない）ときでも、モータアシスト（FASSITON=1で示される）によりエンジンの負荷が低減されてリーン空燃比での運転が可能になることがあるので、これをステップST03で判断する。
【００３２】
モータによる駆動補助が行われると、エンジンの負荷が軽減される。図３の空燃比マップを参照すると、エンジンの回転数NEおよび吸気管圧力によって、目標空燃比が求められる。したがって、たとえば、吸気管圧力400mmHg、理論空燃比14.7の目標空燃比近傍で運転しているときにモータ3による駆動補助が開始すると、エンジンの負荷が低減し、例えば図３で空燃比20近傍になると、空燃比20でのリーン運転が可能になる。このようにステップST03では、エンジンＥＣＵ11が空燃比マップを参照してリーン運転が可能かどうかを決定する。
【００３３】
ステップST03でリーン運転が不可とされると、プロセスはステップST01にループする。ステップST03でリーン運転が可能と判定されると、ステップST04に進み、図２に示した温度センサ118で検出されるリーンＮＯ_x触媒の温度を読み取り（ST04）、この温度が300℃超500℃未満の範囲にあるかどうかが判定される（ST05）。この温度範囲は、リーンＮＯ_x触媒がＮＯ_xの浄化性能を発揮することができる活性領域である。触媒の温度がこの温度範囲にあればステップST06に進み、目標空燃比係数がセットされる（ST07）。ここでの目標空燃比係数は、前述したステップS174と同様に図６のチャートを参照してアシスト量に応じた空燃比係数KCOML2を算出する。または、図３の空燃比マップから得られる空燃比に相当する係数を使ってもよい。
【００３４】
触媒の温度が上記の温度範囲にないときには、プロセスは、ステップST03にループし、触媒の温度が上記の温度範囲内になるのを待つ。
【００３５】
この実施の形態では、リーン運転中の目標空燃比係数KCOML2はアシスト量に応じて設定されるので、アシストによるサージ抑制効果を加味したリーン目標空燃比の設定が可能となり、リーン限界を高めることができ、よりリーン側での運転が可能となる。
【００３６】
以上にこの発明の実施の形態を図面を参照して説明したが、この発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、理論空燃比での運転中にモータによる駆動補助が開始されると、駆動補助によってリーン運転が可能になったかどうかが判定され、駆動補助によって低減した内燃機関の負荷に応じてリーン運転が開始されるので、燃費を向上させることができる。
【００３８】
また、請求項２の発明によると、リーンＮＯ_xが活性状態にあるときに空燃比がリーンに制御されるから、リーン運転固有のＮＯ_x排出を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のハイブリッド車両の全体的な構成を示すブロック図。
【図２】エンジンＥＣＵとエンジン周辺との関係を示すブロック図。
【図３】エンジンの空燃比マップの一例を示す図。
【図４】モータとモータＥＣＵとの接続関係を示すブロック図。
【図５】この発明の一実施形態における目標空燃比を求める流れ図。
【図６】モータによる駆動補助があるときモータ出力から目標空燃比係数を求めるためのチャート図。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
２駆動軸
３モータ（電動機）
１１エンジンＥＣＵ（制御手段）
１１５リーンＮＯ_x触媒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control apparatus for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover.
[0002]
[Prior art]
A hybrid vehicle including an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) and an electric motor (hereinafter referred to as a motor) as a prime mover has been conventionally known, and a control device for such a vehicle is described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-229351. And those described in JP-A-9-280085.
[0003]
In these devices, the optimum torque that maximizes the engine efficiency is determined according to the driving conditions of the vehicle, the actual driving torque of the engine is detected, and the required torque is determined based on the optimum torque and the actual torque. Based on the required torque, driving assistance by the motor is performed at an appropriate time such as during acceleration.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-280085, it is proposed that a hybrid vehicle is operated at a lean air-fuel ratio, and when driving at a lean air-fuel ratio is permitted, driving assistance (assist) by a motor is performed. It is described that the lean air-fuel ratio is set according to the assist amount when the assist is performed.
[0005]
By the way, it is known that when the engine is operated at a lean air-fuel ratio, there is a problem in exhaust gas purification, particularly NO _x purification, and a lean NO _x catalyst has attracted attention as a catalyst corresponding to this problem. The lean NOx catalyst, as a direct decomposition method for purifying NO _x to HC in lean under a reducing agent, and occludes NO _x in a lean air-fuel ratio, that of storage reduction method for reducing the NO _x occluding rich There is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the control method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-280085, it is first determined whether or not lean operation is possible. When lean operation is permitted, it is determined whether or not drive assistance is performed by a motor. The degree of lean is changed according to the presence or absence. When lean operation is not permitted, operation at the stoichiometric air-fuel ratio is performed.
[0007]
According to such a control method, it is determined whether the engine side performs the stoichiometric operation or the lean operation, and the driving assistance by the motor is reflected in the target air-fuel ratio only when the lean operation is started. This method has a drawback in that driving assistance by a motor starts during normal stoichiometric operation, and the stoichiometric operation is continued even if the engine load is reduced.
[0008]
Further, the lean operation control of a conventional hybrid engine, the active region of the catalyst when using lean NO _x catalyst, i.e. the temperature range of the catalyst can be the lean NO _x catalyst to exhibit _the NO _x purification performance, attention to It is not sufficient, and there is a possibility that the lean operation is performed when the catalyst is not in the active region, and the exhaust gas is not sufficiently purified.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The problems described above can be solved by adopting the following configuration.
That is, the invention according to claim 1 controls an internal combustion engine mounted on a vehicle, a drive shaft driven by the internal combustion engine, an electric motor for assisting driving of the drive shaft, and an operation of the internal combustion engine. In the vehicle having the control means, the control means is configured to reduce the load of the internal combustion engine by reducing the load of the internal combustion engine in response to the start of drive assistance by the electric motor during operation at the theoretical air-fuel ratio. It is determined whether or not operation is possible, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to be lean according to the determination.
[0010]
According to the present invention, when driving assistance by the motor is started during operation at the stoichiometric air-fuel ratio, it is determined whether or not lean operation is enabled by driving assistance, and according to the load of the internal combustion engine reduced by driving assistance. Since lean operation is started, fuel consumption can be improved.
[0011]
The invention according to claim 2, in the control apparatus according to claim 1, comprising a lean NO _x catalyst in the exhaust system, to control the air-fuel ratio to lean when said lean NO _x catalyst is active It is characterized by. According to the present invention, since the air-fuel ratio is controlled to be lean when lean NO _x is in an active state, NO _x emissions inherent to lean operation can be reduced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a hybrid vehicle drive system and its control apparatus according to an embodiment of the present invention. A drive shaft 2 driven by an engine 1 is driven via a transmission mechanism 4. The wheel 5 is configured to be driven. The motor 3 can directly drive the drive shaft 2 and has a regeneration function of converting kinetic energy generated by the rotation of the drive shaft 2 into electric energy and outputting the electric energy. The motor 3 is connected to the battery 14 via a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”) 13, and driving and regeneration control are performed via the PDU 13.
[0013]
An engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 11 is a device corresponding to the control means of the present invention and controls the operation of the engine 1. A motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 12 controls the operation of the motor 3 in accordance with the load state of the engine 1 and the charged state of the battery 14. Details of this control are described in the above-mentioned JP-A-9-280085 relating to a patent application filed by the applicant of the present application.
[0014]
The battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 15 monitors the accumulated discharge amount (DISCH) and the accumulated charge amount (CHG) of the battery 14 and uses (discharges) the battery 14 based on these. It is determined whether or not the battery 14 should be charged using the regenerative function of the motor 3. Thus, the battery ECU 15 controls charging / discharging of the battery 14.
[0015]
A transmission electronic control unit (referred to as “transmission ECU”) 16 controls the transmission in accordance with the driving situation of the vehicle. These ECUs 11, 12, 15, and 16 are connected to each other via a data bus 21, and transmit information such as data and commands to each other. The vehicle shown in FIG. 1 includes four ECUs, but these ECUs can be integrated into one, or can be configured as two or three ECUs.
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the engine 1, the engine ECU 11, and its peripheral devices. A throttle valve 103 is disposed in the intake pipe 102 of the engine 1. The throttle valve 103 is provided with a throttle valve opening (θTH) sensor 104, and an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 103 is sent to the engine ECU 11.
[0017]
A fuel injection device (injector) 106 is provided in the intake manifold of the engine 1 for each cylinder. Alternatively, in the case of an in-cylinder direct injection engine, the fuel injection device is arranged such that the nozzle is positioned in the combustion chamber of the engine 1. The fuel injection device 106 is supplied with fuel from a fuel tank, and the valve opening time and the valve opening timing are controlled by a signal from the engine ECU 11.
[0018]
The surge tank 107 downstream of the throttle valve 103 is provided with an intake pressure (PBA) sensor 108 and sends an intake pressure signal to the engine ECU 11. The engine speed (NE) sensor 111 is attached to the camshaft or crankshaft of the engine 1 and sends an NE signal indicating the engine speed to the engine ECU 11.
[0019]
The ignition timing of each cylinder of the engine 1 is controlled by the engine ECU 11. The exhaust pipe 116 of the engine 1 is equipped with a lean NO _x catalyst 115 having a three-way catalyst characteristic for purifying HC, CO, NO x and the like in the exhaust gas. This lean NO _x catalyst is lean when the direct decomposition type described above as long as it has a function of purifying NOx even be any of the storage-reduction type other types. A global air-fuel ratio (LAF) sensor 117 is provided in the exhaust manifold. The full-range air-fuel ratio sensor 117 outputs an electric signal that is substantially proportional to the concentration of acid in the exhaust gas over the whole range of the air-fuel ratio, and supplies it to the engine ECU 11. As a result, air-fuel ratio feedback control is performed over a wide air-fuel ratio region.
[0020]
The lean NO _x catalyst 115 has a catalyst temperature (TCAT) sensor 118 is provided for detecting the temperature, the detection signal is supplied to the engine ECU 11. In addition, detection signals from a vehicle speed sensor 121 that detects the vehicle speed VCAR of the vehicle and an accelerator opening sensor 120 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (hereinafter referred to as “accelerator opening”) θAP are sent to the engine ECU 11.
[0021]
The engine ECU 11 is composed of a digital computer, an input port 130 for receiving signals from various sensors, a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”) 134, a ROM (read only memory) 132 for storing programs to be executed and data. And a RAM (Random Access Memory) 133 that provides a work area at the time of execution and stores the calculation result and the like. The engine ECU 11 sends a drive signal from the output port 136 to the fuel injection device 106, the spark plug 113, and the like. Other ECUs have the same basic configuration as the engine ECU 11 and are configured by a computer.
[0022]
FIG. 3 is an air-fuel ratio map showing a target air-fuel ratio when the engine 1 is operated at a lean air-fuel ratio. The engine ECU is an intake pipe obtained from the engine speed obtained from the speed sensor 111 and the intake pressure sensor 108. Based on the pressure, the target air-fuel ratio is obtained from this air-fuel ratio map, and the fuel injection time of the fuel injection device 106 is controlled. The engine ECU 11 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the input from the global air-fuel ratio sensor 117, and performs feedback control of the target air-fuel ratio based on this. That is, the injection time of the fuel injection device 113 is corrected according to the difference between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio.
[0023]
FIG. 4 shows a connection state of the motor 3, the power drive unit (PDU) 13, the battery 14, the motor ECU 12, and the battery ECU 15. The motor 3 is provided with a motor rotational speed sensor 202 that detects the rotational speed, and the detection signal is sent to the motor ECU 12. Between the PDU 13 and the motor 3, a current voltage sensor 201 for detecting a voltage and a current output from the motor 3 is provided. The PDU 13 is provided with a temperature sensor 203 for detecting the temperature, and detection signals from these sensors 201 and 203 are sent to the motor ECU 12.
[0024]
The connection line that connects the battery 14 and the PDU 13 is provided with a voltage / current sensor 204 that detects the voltage between the output terminals of the battery 14 and the current output from or supplied to the battery 14. The detection signal is sent to the battery ECU 15.
[0025]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of air-fuel ratio control in the embodiment of the present invention. In this example, an air-fuel ratio coefficient KCOM proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio is used to set the target air-fuel ratio. KCOM has a value of 1.0 at the stoichiometric air-fuel ratio. For convenience, the air-fuel ratio coefficient is used, but control may be performed directly using the air-fuel ratio. In step S171, it is determined whether or not a lean flag FLEAN indicating that lean operation is permitted is “1”. The lean flag FLEAN is set to 1 by the engine ECU 11 when the engine ECU is in the lean operation region with reference to the air-fuel ratio map (FIG. 3).
[0026]
When FLEAN = 1, the assist execution flag FASSISTON that is set to 1 by the motor ECU 12 when driving assistance by the motor 3 is started is checked (step S173). When FASSISTON = 1, the chart shown in FIG. The target air-fuel ratio coefficient KCOML2 (<1.O) is calculated according to the motor output (step S174). The KCOML2 chart may be a table type, and is set such that the air-fuel ratio becomes leaner as the motor output increases as shown in FIG. In subsequent step S175, the target air-fuel ratio coefficient KCOM is set to the KCOML2 value calculated in step S174.
[0027]
If FASSISTON = 1 and the motor is not driving assistance in step S173, it is determined whether or not the idle flag FIDLE indicating that the vehicle is idling is “1” (step S176). When the engine is not in the idle state, the lean target air-fuel ratio coefficient KCOML1 (<1.O) is calculated from the air-fuel ratio map of FIG. 3 according to the engine speed NE and the intake pressure PBA (step S177), and the target air-fuel ratio coefficient KCOM is calculated. Set to KCOML1 value (step S178).
[0028]
When FIDLE = 1 and in the idle state, it is determined whether or not the idle regeneration flag FIDLEREG indicating that the motor is in the regenerative state is `` 1 '' (step S179). Sets the target air-fuel ratio coefficient KCOM to a predetermined target air-fuel ratio coefficient KCOM _IDL during idling (step S182). In addition, when FIdleREG = 1 and idle regeneration is being executed, a target air-fuel ratio coefficient KCOM _IDLREG that is predetermined for lean operation during idle regeneration (for example, a value corresponding to about A / F = 22.0) (Step S180), and the target air-fuel ratio coefficient KCOM is set to the KCOM _IDLREG value (step S181).
The idle regeneration lean target air-fuel ratio coefficient KCOM _IDLREG may be set as a function of the regeneration amount.
[0029]
Next, the flow when FLEAN = 1 is not satisfied in step S171 will be described. In the conventional technique, in this case, the target air-fuel ratio coefficient KCOM is set to 1.O, and the operation at the stoichiometric air-fuel ratio is performed. In the embodiment of the present invention, when FLEAN = 1, it is determined whether or not the flag FASSISTON indicating that assist by the motor is being executed is set to 1 (ST01), and is not set (motor assist) Is not performed), while continuing the operation at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric operation), it loops to step ST01 and checks whether FASSISTON is set to 1. This continues until FASSISTON is set. That is, driving assistance (assist) by the motor 3 is started, and it is monitored that FASSITON is set to 1 by the motor ECU 12.
[0030]
Here, the start of driving assistance by the motor is monitored by software, but when driving assistance by the motor is started, the motor ECU 12 sends an assist start signal to the engine ECU 11, and in response to this signal, the engine ECU 11 The process from step ST03 may be executed.
[0031]
If FASSISTON = 1 in step ST01 and it is indicated that the assist is being executed, it is determined in subroutine ST03 whether or not the vehicle is in the lean burn operable region. In other words, even when operation at a lean air-fuel ratio is not permitted (FLEAN = 1 is not true), the engine load is reduced by motor assist (indicated by FASSITON = 1), allowing operation at a lean air-fuel ratio. This is judged in step ST03.
[0032]
When driving assistance by the motor is performed, the load on the engine is reduced. Referring to the air-fuel ratio map of FIG. 3, the target air-fuel ratio is obtained from the engine speed NE and the intake pipe pressure. Therefore, for example, when driving assistance by the motor 3 is started while operating near the target air-fuel ratio of the intake pipe pressure of 400 mmHg and the theoretical air-fuel ratio of 14.7, the load on the engine is reduced, for example, near the air-fuel ratio of 20 in FIG. Then, lean operation at an air-fuel ratio of 20 becomes possible. Thus, in step ST03, the engine ECU 11 refers to the air-fuel ratio map to determine whether or not lean operation is possible.
[0033]
If the lean operation is disabled in step ST03, the process loops to step ST01. If it is determined in step ST03 that the lean operation is possible, the process proceeds to step ST04, the temperature of the lean NO _x catalyst detected by the temperature sensor 118 shown in FIG. 2 is read (ST04), and this temperature exceeds 300 ° C. and 500 ° C. It is determined whether it is within the range below (ST05). This temperature range is an active region in which the lean NO _x catalyst can exhibit NO _x purification performance. If the temperature of the catalyst is within this temperature range, the process proceeds to step ST06, where the target air-fuel ratio coefficient is set (ST07). As the target air-fuel ratio coefficient here, the air-fuel ratio coefficient KCOML2 corresponding to the assist amount is calculated with reference to the chart of FIG. Alternatively, a coefficient corresponding to the air-fuel ratio obtained from the air-fuel ratio map in FIG. 3 may be used.
[0034]
When the temperature of the catalyst is not within the above temperature range, the process loops to step ST03 and waits for the temperature of the catalyst to be within the above temperature range.
[0035]
In this embodiment, since the target air-fuel ratio coefficient KCOML2 during lean operation is set according to the assist amount, it becomes possible to set the lean target air-fuel ratio taking into account the surge suppression effect by assist, and to increase the lean limit. It is possible to operate on the lean side.
[0036]
Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to such an embodiment.
[0037]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the driving assistance by the motor is started during the operation at the stoichiometric air-fuel ratio, it is determined whether or not the lean operation is possible by the driving assistance, and the load of the internal combustion engine reduced by the driving assistance is determined. Accordingly, the lean operation is started, so that the fuel consumption can be improved.
[0038]
According to the invention of claim 2, since the air-fuel ratio is controlled to be lean when lean NO _x is in an active state, NO _x emission inherent to lean operation can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the relationship between the engine ECU and the engine periphery.
FIG. 3 is a view showing an example of an air-fuel ratio map of an engine.
FIG. 4 is a block diagram showing a connection relationship between a motor and a motor ECU.
FIG. 5 is a flowchart for obtaining a target air-fuel ratio in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a chart for obtaining a target air-fuel ratio coefficient from the motor output when there is driving assistance by the motor.
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
2 Drive shaft 3 Motor (electric motor)
11 Engine ECU (control means)
115 lean NO _x catalyst

Claims

In a vehicle having an internal combustion engine mounted on the vehicle, a drive shaft driven by the internal combustion engine, an electric motor for assisting driving of the drive shaft, and a control means for controlling the operation of the internal combustion engine,
The control means determines whether or not driving assistance by the electric motor is performed during operation of the internal combustion engine at a stoichiometric air-fuel ratio, and the load of the internal combustion engine when the driving assistance by the electric motor is performed lean operation to determine whether enabled, the air-fuel ratio of the internal combustion engine when the load of the internal combustion engine by driving assistance by the electric motor is carried out is determined to allow the lean operation is reduced on the basis of the A control device for an internal combustion engine for a vehicle, wherein the control is lean.

2. The control device according to claim 1, wherein the vehicle includes a lean NO _x catalyst in an exhaust system, and the control means controls the air-fuel ratio to lean when the lean NO _x catalyst is in an active state. .