JP5673644B2

JP5673644B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP5673644B2
Application number: JP2012225796A
Authority: JP
Inventors: 祐介儘田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: US20140107910A1; CN103726939A; JP2014076743A; US9644557B2

Description

本発明は、ハイブリッド車両のエンジン始動制御に関する。

エンジンとモータによって駆動されるハイブリッド車両では、走行中に間欠的にエンジンの始動停止を行う制御が行われている。間欠的にエンジンを停止すると停止時にエンジンの吸気系に付着、残留する燃料により、間欠停止後の始動の際にエンジンの燃焼状態が適切な状態ではなくなる場合がある。このため、走行中にエンジンの間欠停止回数をカウントし、間欠停止回数が多くなると次回のエンジン始動時の燃料噴射量を減少させてエンジン始動の際の燃焼状態を適正化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、車両要求パワーが始動判定値を超えるとエンジンを始動し、排気酸素センサあるいは空燃比センサの信号に基づいて燃料供給量をフィードバック制御するハイブリッド車両において、排気酸素センサあるいは空燃比センサの信号からのフィードバック量が所定値以上である場合に、上記の始動判定値を小さくして通常よりもエンジンを早く始動させ、エンジンの故障を早期に発見する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１１−２３５７６９号公報特開２０１０−０５２６１０号公報

ところで、特許文献２に記載されているように、エンジンでは排気系統に取り付けた空燃比センサ等で排ガスの空燃比を検出し、その信号をフィードバックして理論空燃比で燃焼を行うように燃料噴射量、空気流量等が制御されている。エンジン始動直後は、空気が多量に含まれるガスが排気されるため、空燃比センサは空燃比が高い（リーン状態）信号を出力する。その後、空燃比センサからの信号によるフィードバック制御によって、空燃比は一旦目標空燃比よりも低い状態（リッチ状態）となった後、次第に目標空燃比に向って上昇し、最終的には目標空燃比で制御されるようになる。このため、エンジン始動直後のリーン状態から目標空燃比になるまでの間にはある程度の時間がかかる。

一方、ハイブリッド車両では車両要求パワーに応じてエンジンの停止、始動を行うので、例えば、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでエンジンが始動した直後に運転者がアクセルペダルの踏込をやめた場合のように車両要求パワーが急変すると、エンジンは空燃比の安定時間と関係なく始動停止してしまう。これにより、エンジン停止後の排気系統内に目標空燃比よりも空燃比の高い状態（リーン状態）の排ガスあるいは目標空燃比よりも空燃比の低い状態（リッチ状態）の排ガスが滞留し、排気系統に設置されている排気ガス浄化用の触媒の性能を低下させ、排ガスの浄化が適切に行われなくなる場合がある。また、エンジン停止後の排気系統内に目標空燃比よりも空燃比がずれた状態の排ガスが滞留した状態で次回のエンジン始動を行うと、排ガスの空燃比が目標空燃比からずれた状態が続く時間、つまり、排ガスの空燃比が目標空燃比に安定するまでの時間が延び、結果としてエンジンの燃費が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、エンジン間欠始動時の空燃比を目標空燃比に近づけることを目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、車両駆動用モータと、車両要求パワーに応じて前記エンジンの停止、始動を行う制御部と、を備えるハイブリット車両であって、前記制御部は、前記エンジンが停止した時に空燃比センサから検出された空燃比が目標空燃比よりもリッチ側であるように、前記空燃比と前記目標空燃比との差が所定の範囲を超える場合に、前記エンジンを始動させる前記車両要求パワーの閾値を基準値よりも大きくすることで、前記差を縮小する方向に変更し、前記空燃比センサから検出された前記空燃比が前記目標空燃比よりもリーン側であるように、前記空燃比と前記目標空燃比との差が所定の範囲を超える場合に、前記車両要求パワーの閾値を前記基準値よりも小さくすることで、前記差を縮小する方向に変更するエンジン始動要求パワー閾値変更手段を備えること、を特徴とする。

本発明は、エンジン間欠始動時の空燃比を目標空燃比に近づけることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のシステムの構成を示す系統図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のエンジンの制御システムを示す系統図である。車両要求パワーによってエンジンの間欠始動、停止を行う従来技術によるハイブリッド車両の車両要求パワー、エンジン回転数、空燃比の変化を示すグラフである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態のハイブリッド車両において、エンジンの間欠始動、停止時の車両要求パワー、エンジン回転数、空燃比の変化を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明のハイブリッド車両について説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、第１モータジェネレータ１６と、第２モータジェネレータ２２と、動力分割機構２０および減速ギヤ２６，３０，３１を備えている。エンジン１２の出力は、動力分割機構２０により二分され、その出力の一方は第２モータジェネレータ２２と車輪に、他方は第１モータジェネレータ１６に伝達され、エンジン１２の動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪３４に伝達される。

動力分割機構２０は、遊星歯車（プラネタリーギヤ）によって構成されており、各構成ギヤの比率でエンジン１２のトルクを動力出力軸１９と第１モータジェネレータ１６に分割している。歯車機構内部のキャリア２０ｃの回転軸は、回転変動を吸収するダンパ装置１４を介してエンジン１２と連結され、ピニオンギヤ２０ｐを通じて外周のリングギヤ２０ｒおよび内側のサンギヤ２０ｓに動力を伝達する。サンギヤ２０ｓの回転軸２４は第１モータジェネレータ１６に連結され、リングギヤ２０ｒは第２モータジェネレータ２２の回転子２２ｒに直結され、回転子２２ｒの回転軸１８は第２モータジェネレータ２２と動力出力軸１９に直結している。動力出力軸１９は減速ギヤ２６，３０，３１を介してディファレンシャルギヤ３３に駆動力を伝達するように構成され、ディファレンシャルギヤ３３は車両駆動軸であるドライブシャフト３２を介して車輪３４に接続されている。このように、第２モータジェネレータ２２の回転子２２ｒの回転が減速ギヤ２６，３０，３１を介しドライブシャフト３２と車輪３４を駆動している構成となっている。ハイブリッド車両１０の車室内には、ハイブリッド車両１０の加速を調整するアクセルペダル４６が設けられている。

ハイブリッド車両１０は、充放電可能な二次電池４０の直流電力を各モータジェネレータ１６，２２の駆動用の交流電力に変換すると共に、各モータジェネレータ１６，２２の交流の発電電力を二次電池４０に充電するために直流電力に変換する第１、第２インバータ３６，３７と、二次電池４０からの電圧を駆動用電圧に昇圧すると共に発電電圧を二次電池４０への充電電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ３９と、電流を平滑化するコンデンサ３５，３８とが設けられている。各インバータ３６，３７は互いに２本の接続線で接続され、この２本の接続線の間にコンデンサ３５が設けられている。そして、これら２本の接続線にはＤＣ／ＤＣコンバータ３９が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９にはコンデンサ３８と二次電池４０が並列に接続されている。

エンジン１２と第１モータジェネレータ１６、第２モータジェネレータ２２にはそれぞれの回転数を検出する回転数センサ４３，４４，４５が取付けられている。また、ハイブリッド車両１０には車速を検出する速度センサ４１が取り付けられている。速度センサ４１は車輪３４の回転数によって車速を検出するものであってもよいし、他の方法で車速を検出するものであっても良い。

ハイブリッド車両１０は、エンジン１２の出力と各モータジェネレータ１６，２２の回転数、トルクを設定する制御部９０を備えている。制御部９０は内部にＣＰＵとメモリ等の記憶装置とを備えるコンピュータである。そして、エンジン１２、回転数センサ４３，４４，４５、速度センサ４１、各インバータ３６，３７、二次電池４０、アクセルペダル４６はそれぞれ制御部９０に接続され、二次電池４０の残存容量（ＳＯＣ）、各センサ４１〜４５の検出信号及びアクセルペダル４６の踏み込み量の信号は制御部９０に入力され、エンジン１２及び第１、第２モータジェネレータ１６，２２は制御部９０の指令によって回転数、トルクの制御が行なわれるよう構成されている。

図２に示すように、ハイブリッド車両１０のエンジン１２は、気筒１２１と気筒１２１の中を上下に移動するピストン１２２と、気筒１２１の上部に設けられた吸入弁１２７、排気弁１２８と、気筒１２１の頂部に設けられたスパークプラグ１３４とを含む内燃部１２０と、内燃部１２０に吸入される空気、燃料が流入する吸気管１２３と、内燃部１２０で燃焼したガスを排気する排気管１３０を含んでいる。吸気管１２３には吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ１２４が配置されている。スロットルバルブ１２４はアクチュエータ１２５によって開閉駆動される。また、スロットルバルブ１２４の下流側には、燃料を空気に噴射する燃料噴射装置１２６が配置されている。燃料噴射装置１２６によって燃料が噴射された混合気体は、吸入弁１２７から気筒１２１の中に流入する。気筒１２１の中で燃焼した燃料の排ガスは、排気弁１２８を通って排気管１３０に排気される。排気管１３０には排ガス中の酸素濃度から排ガス中の空燃比を出力する空燃比センサ１３１が取り付けられている。空燃比センサ１３１の下流側には、排ガス中の窒素酸化物や二酸化炭素等を除去して排ガスを浄化する触媒１３２が設けられている。触媒１３２を通った排ガスは、排気管１３０を通って大気に放出される。

図２に示すように、スロットルバルブ１２４のアクチュエータ１２５、燃料噴射装置１２６、空燃比センサ１３１は制御部９０に接続されている。制御部９０は、空燃比センサ１３１によって取得した空燃比に応じてスロットルバルブ１２４のアクチュエータ１２５、燃料噴射装置１２６を調整して排ガスの空燃比がストイキに対応する目標空燃比となるように調整する。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０の従来技術による動作について図３を参照しながら説明する。図３（ｃ）に示す時刻ｔ₁において、ハイブリッド車両１０の走行中に運転者が図１に示すアクセルペダル４６を踏み込むと、制御部９０は、アクセルペダル４６の踏込量と速度センサ４１から取得したハイブリッド車両１０の車速とから車両要求パワーＰｒを計算する。運転者のアクセルペダル４６の踏み込みにしたがって図３（ｃ）の実線ｅで示す様に車両要求パワーは次第に増加し、図３（ｃ）に示す時刻ｔ₂に車両要求パワーＰｒが所定の閾値Ｐｒｓを超えると、制御部９０はエンジン１２を始動する指令を出力する。この指令により図３（ａ）の時刻ｔ₂において、第１モータジェネレータ１６がエンジン１２を回転させてエンジン１２を始動する。図３（ａ）の実線ａに示すように、エンジン１２が始動すると、制御部９０は、空気の吸気流量、燃料流量を増加させてエンジン１２の回転数ＮＥを増加させる。エンジン１２の回転数が自立回転数以上となったら、制御部９０は、車両要求パワーＰｒの上昇に合わせて燃料噴射量、回転数ＮＥを上昇させていく。

図３（ｂ）はエンジン１２の始動後の空燃比の時間変化を示す図である。図３（ｂ）の実線ｂは、空燃比が目標空燃比ＡＦ₀の状態からエンジン１２が始動し、目標空燃比ＡＦ₀の状態で停止する基準波形を示し、一点鎖線ｃはリーンずれが発生した場合の空燃比の波形を示し、破線ｄは、リッチずれが発生した場合の空燃比の波形を示している。最初に、実線ｂで示される基準波形を参照しながら、基準波形に沿ったエンジン１２の実空燃比の変化について説明する。

エンジン１２の始動直後は排ガス中の酸素濃度が高くなるので、図３（ｂ）の実線ｂに示すように、図３（ｂ）の時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までは、実空燃比は目標空燃比ＡＦ₀から急速に上昇し、初期ピーク空燃比ＡＦ₁に達する。制御部９０は、排気管１３０に配置した空燃比センサ１３１からの信号によるフィードバック制御により燃料噴射装置１２６からの燃料噴射量、スロットルバルブ１２４を通過する吸入空気流量を調整し、実空燃比を目標空燃比ＡＦ₀に低下させようと制御する。このため、実空燃比は初期ピーク空燃比ＡＦ₁から低下し、図３（ｂ）の時刻ｔ₄には、実空燃比はリッチピークＡＦ₂まで低下する。その後、実空燃比は図３（ｂ）の実線ｂに示す様に、再度、目標空燃比ＡＦ₀よりも大きいＡＦ₃まで増加した後、次第に低下して目標空燃比ＡＦ₀に近づいていく。一方、時間の経過と共に運転者がアクセルペダル４６の踏み込みを緩めると、図３（ｃ）の実線ｅに示す様に、車両要求パワーＰｒは次第に小さくなってくる。そして、図３（ｃ）の時刻ｔ₅に車両要求パワーＰｒがゼロとなると、制御部９０は、エンジン１２を間欠停止する指令を出力する。この指令によって図３（ａ）の時刻ｔ₅からｔ₆に示す様に、エンジン１２の回転数ＮＥは急速に低下し、図３（ａ）に示す時刻ｔ₆にエンジン１２は停止する。図３（ｂ）の実線ｂに示す様に、エンジン１２が停止する時刻ｔ₆には、実空燃比は略目標空燃比ＡＦ₀近傍となっている。

図３（ｃ）の時刻ｔ₇に再び運転者がアクセルペダル４６を踏み込むと、図３（ｃ）の実線ｅに示す様に、再び車両要求パワーＰｒが増加し、図３（ｃ）の時刻ｔ₈に再び車両要求パワーＰｒが所定の閾値Ｐｒｓを超えると、制御部９０はエンジン１２を再始動する指令を出力する。これによって図３（ｃ）に示す時刻ｔ₈にエンジン１２が再始動し、回転数ＮＥが上昇する。図３（ｂ）の時刻ｔ₈以降は、先に時刻ｔ₂から時刻ｔ₆と同様、実空燃比は再度初期ピーク空燃比ＡＦ₁の近傍まで上昇した後、時刻ｔ₁₀にリッチピークＡＦ₂まで低下した後、上下しながら次第に目標空燃比ＡＦ₀に近づいていく。

次に、エンジン１２が始動した後、実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀よりも低い方にずれるリッチずれが発生する場合について説明する。エンジン１２が間欠的に停止始動を繰り返すと、図２に示す吸気管１２３の燃料噴射装置１２６の下流側の内面に付着する燃料が過多となった状態でエンジン１２が停止する場合がある。この場合、図３（ｂ）の破線ｄに示す様に、エンジン１２が始動した後、過多となった付着燃料の影響で、図３（ｂ）の時刻ｔ₄に発生するリッチピークが実線ｂで示す基準波形の場合のＡＦ₂よりも低くなるまで低下し、その後も、実空燃比は、基準波形の場合よりも低い状態で推移する。そして、エンジン１２が間欠停止する時刻ｔ₆には、実空燃比は目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇ（ｇはマイナス）を加えた空燃比（ＡＦ₀＋ｇ）よりも小さいＡＦ₄となる場合がある。ここで、ｇはマイナスなので、（ＡＦ₀＋ｇ）はＡＦ₀よりも小さい値である。そして、このリッチずれ状態は、エンジン１２の停止後も継続するので、リッチずれの状態でエンジン１２が停止すると、実空燃比が（ＡＦ₀＋ｇ）よりも小さいリッチずれの状態でエンジン１２が再始動する。すると、図３（ｂ）の破線ｄで示す様に、エンジン１２の再始動後においても実空燃比は再び実線ｂで示す基準波形よりも小さい状態が継続する。このため、エンジン１２の燃焼効率が低下すると共に、排ガスの性状が基準的な性状からずれることによって図２に示す触媒１３２の性能が低下してしまうという問題がある。

次に、エンジン１２が始動した後、実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀よりも高い方にずれるリーンずれが発生する場合について説明する。エンジン１２が始動直後にエンジン１２を回転させるのみの始動から目標トルクあるいはパワーが得られるような始動に移行するような場合、あるいは、エンジン１２が長時間停止した後にエンジン１２が再始動された場合には、図３（ｂ）の一点鎖線ｃに示す様に、実空燃比は、目標空燃比ＡＦ₀にリーンずれ許容値ｆを加えた空燃比（ＡＦ₀＋ｆ）よりも高くなる傾向があり、エンジン１２が間欠停止時刻ｔ₆には、実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀にリーンずれ許容値ｆを加えた空燃比（ＡＦ₀＋ｆ）よりも大きいＡＦ₅となる場合がある。ここで、ｆはプラスで、（ＡＦ₀＋ｆ）はＡＦ₀よりも大きな値である。そして、このリーンずれ状態は、エンジン１２の停止後も継続するので、リーンずれの状態でエンジン１２が停止すると実空燃比が（ＡＦ₀＋ｆ）よりも大きいリーンずれの状態でエンジン１２が始動する。すると、図３（ｂ）の一点鎖線ｃで示す様に、エンジン１２の再始動後においても実空燃比は実線ｂで示す基準波形よりも大きい状態が継続する。このため、リッチとずれの場合と同様、エンジン１２の燃焼効率が低下すると共に、排ガスの性状が基準的な性状からずれることによって図２に示す触媒１３２の性能が低下してしまうという問題がある。

次に、図４、図５を参照しながら本実施形態のハイブリッド車両１０の動作について説明する。先に図３で説明したと同様、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₁に運転者がアクセルペダル４６を踏み込むと、車両要求パワーＰｒが増加し、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₂に車両要求パワーＰｒがエンジン始動要求パワー基準閾値Ｐｒｓ₀を超えると、制御部９０は、図４のステップＳ１０１に示す様に、エンジン１２を始動（間欠始動）する指令を出力する。この指令によって図５（ａ）の時刻ｔ₁₂にエンジン１２が始動し、図５（ａ）の実線ａのようにその回転数ＮＥが上昇していく。図４のステップＳ１０２に示す様に、制御部９０は図２に示す空燃比センサ１３１の信号を取得し、図４のステップＳ１０３に示すように空燃比センサ１３１によって取得した空燃比とその取得時間とを実空燃比波形として制御部９０の中のメモリに格納する。そして、運転者がアクセルペダル４６の踏み込みを緩めると、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₅に車両要求パワーＰｒがゼロとなり、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₆にエンジン１２が間欠停止する。図４のステップＳ１０４に示す様に、制御部９０は、エンジン１２が間欠停止後も実空燃比波形をメモリに格納し続ける。通常の場合、エンジン１２の始動後、実空燃比は、図５（ｂ）の実線ｂに示す基準波形のように時刻ｔ₁₃に一旦上昇したのち時刻ｔ₁₄にリッチピークまで低下し、その後目標空燃比ＡＦ₀に向かって制御されていく。空燃比がリッチずれとなる場合には、図５（ｂ）の破線ｑのように実空燃比が実線ｂで示す基準波形よりも低い状態で推移する。また、リーンずれとなる場合には、図５（ｂ）の一点鎖線ｐのように実空燃比が実線ｂで示す基準波形よりも高い状態で推移する。

図４のステップＳ１０５に示す様に、制御部９０は、エンジン１２が間欠停止した図５（ｃ）に示す時刻ｔ₁₆の後にアクセルペダル４６が再度踏み込まれた場合には、車両要求パワーが増大してエンジン１２に再始動が行われると判断し、図４のステップＳ１０６に示す様に、空燃比センサ１３１からの空燃比の取得、実空燃比波形の格納を停止し、制御部９０のメモリに格納した実空燃比波形を読みだす。そして、図４のステップＳ１０７に示す様に、目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値（ＡＦ₀＋ｇ）と、エンジン１２が間欠停止した図５の時刻ｔ₁₆における実空燃比（エンジン１２の間欠停止の時のの実空燃比）とを比較する。先に説明したように、ｇはマイナスなので（ＡＦ₀＋ｇ）はＡＦ₀よりも小さい値である。そして、図４のステップＳ１０７に示す様に、目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値（ＡＦ₀＋ｇ）が実空燃比よりも大きい場合（空燃比が目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値よりも小さい）、つまり、図５（ｂ）に示す破線ｑが（ＡＦ₀−（ｇの絶対値））よりも下（リッチ側）にある場合には、図４のステップＳ１０８に示すようにエンジン１２を始動する車両要求パワーの閾値をエンジン始動要求パワー基準閾値Ｐｒｓ₀よりも大きいリッチ側閾値Ｐｒｓ₁に引き上げる（大きくする）。

すると、運転者がアクセルペダル４６をより大きく踏み込むと、制御部９０は、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₇から時刻ｔ₂₄の破線ｓに示す様に車両要求パワーＰｒが急増すると予想し、エンジン始動要求パワー基準閾値Ｐｒｓ₀とリッチ側閾値Ｐｒｓ₁との間はエンジン１２を始動させずにそのパワーを図１に示す第１、第２モータジェネレータ１６，２２の出力を増加させることによって補充し、車両要求パワーＰｒがリッチ側閾値Ｐｒｓ₁を超えた場合にエンジン１２を始動するので、再始動におけるエンジン１２への燃料噴射量を低減することができる。このため、実空燃比のリッチずれ（燃料過多）を補正して実空燃比を目標空燃比ＡＦ₀に近づけることができる。また、運転者がより大きなパワーを要求した場合は、結果としてより長時間エンジン１２を回転させることが必要となる場合なので、図５（ａ）の破線ｕに示す様に、エンジン１２の起動時間は、時刻ｔ₁₈からｔ₂₇までと、実空燃比が実線ｂで示される基準波形で推移した場合にエンジン１２が起動している時刻ｔ₁₈からｔ₂₆までよりも長くなる。これにより、実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀に安定するまでの時間が確保でき、次にエンジン１２が停止した際に実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀からずれることを抑制することができる。

また、制御部９０は、図４のステップＳ１０７において、目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値（ＡＦ₀＋ｇ）が実空燃比よりも大きくない（実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値よりも小さくない）場合、つまり、図５（ｂ）に示す破線ｑが（ＡＦ₀−（ｇの絶対値））と同一かそれよりも上にある場合には、図４のステップＳ１０９に示すように、目標空燃比ＡＦ₀にリーンずれ許容値ｆを加えた値（ＡＦ₀＋ｆ）と、エンジン１２が間欠停止した図５の時刻ｔ₁₆における実空燃比と、を比較する。先に説明したように、ｆはプラスなので（ＡＦ₀＋ｆ）はＡＦ₀よりも大きい値である。そして、図４のステップＳ１０９に示す様に、目標空燃比ＡＦ₀にリーンずれ許容値ｆを加えた値（ＡＦ₀＋ｆ）が実空燃比よりも小さい場合（実空燃比が目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｆを加えた値よりも大きい）、つまり、図５（ｂ）に示す一点鎖線ｐが（ＡＦ₀＋ｆの絶対値）よりも上（リーン側）にある場合には、図４のステップＳ１１０に示すようにエンジン１２を始動する車両要求パワーの閾値をエンジン始動要求パワー基準閾値Ｐｒｓ₀よりも小さいリーン側閾値Ｐｒｓ₂に引き下げる（小さくする）。

すると、運転者がアクセルペダル４６をより少しだけ踏み込むと、つまり、図５（ｃ）の時刻ｔ₁₇から時刻ｔ₂₂の一線鎖線ｒに示す様に、車両要求パワーＰｒが、エンジン始動要求パワー基準閾値Ｐｒｓ₀よりも小さいリーン側閾値Ｐｒｓ₂を超えると直ぐにエンジン１２が始動する。つまり、運転者の要求パワーが小さく、結果としてエンジン１２が短時間で停止してもよいような小さな要求パワーであっても第１、第２モータジェネレータ１６，２２の出力を増加させるのではなくエンジン１２を始動することによってパワーを補充するようにして、全体的にエンジン１２への燃料噴射量を増加させて実空燃比をリッチ側に誘導することができる。このため、空燃比のリーンずれ（燃料過少）を補正して実空燃比を目標空燃比ＡＦ₀に近づけることができる。

また、制御部９０は、目標空燃比ＡＦ₀にリッチずれ許容値ｇを加えた値（ＡＦ₀＋ｇ）が実空燃比よりも大きくなく、目標空燃比ＡＦ₀にリーンずれ許容値ｆを加えた値（ＡＦ₀＋ｆ）が実空燃比よりも小さくない場合、つまり、エンジン１２の間欠停止した時刻ｔ₁₆の実空燃比が図５（ｂ）（ＡＦ₀＋ｆの絶対値）と（ＡＦ₀−（ｇの絶対値））の間にある場合には、実空燃比はリーン側、リッチ側の許容値内に入っているものと判断し、図４のステップＳ１１１に示すようにエンジン１２を始動する車両要求パワーの閾値を変更しない。

以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両１０は、エンジン１２の始動直前あるいは、エンジン１２が間欠停止した後にアクセルペダル４６が踏み込まれた際に、エンジン１２を始動する車両要求パワーの閾値を切り替えることによってエンジン１２始動後の実空燃比を目標空燃比ＡＦ₀に近づけてエンジン１２の燃焼効率の低下を抑制することができると共に、排ガスの性状を基準的な状態に保持することができるので、触媒１３２の性能の低下を抑制することができる。

以上説明した実施形態では、図１に示す様に、エンジン１２の動力を動力分割機構２０によって分割し、第１、第２モータジェネレータ１６，２２に分割すると共に、エンジン１２と第２モータジェネレータ２２の両方の出力により車輪３４を駆動するハイブリッド車両１０に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、図１に示したような構成と異なる方式で走行中にエンジン１２の間欠始動停止を行うハイブリッド車両１０にも適用することができる。例えば、エンジン１２を発電のみに使用し、モータを車軸の駆動と回生のみに使用するシリーズ方式のハイブリッド車両にも適用できるし、エンジンがトランスミッションを介して車輪の駆動と発電機の駆動を同時に行い、蓄えられた電気エネルギーはモータへと送られて走行用として使われるようなパラレル方式のハイブリッド車両にも適用することができる。

１０ハイブリッド車両、１２エンジン、１４ダンパ装置、１６第１モータジェネレータ、１８回転軸、１９動力出力軸、２０動力分割機構、２０ｃキャリア、２０ｐピニオンギヤ、２０ｒリングギヤ、２０ｓサンギヤ、２２第２モータジェネレータ、２２ｒ回転子、２４回転軸、２６，３０，３１減速ギヤ、３２ドライブシャフト、３３ディファレンシャルギヤ、３４車輪、３５，３８コンデンサ、３６第１インバータ、３７第２インバータ、３９ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０二次電池、４１速度センサ、４３，４４，４５回転数センサ、４６アクセルペダル、９０制御部、１２０内燃部、１２１気筒、１２２ピストン、１２３吸気管、１２４スロットルバルブ、１２５アクチュエータ、１２６燃料噴射装置、１２７吸入弁、１２８排気弁、１３０排気管、１３１空燃比センサ、１３２触媒、１３４スパークプラグ。

Claims

エンジンと、
車両駆動用モータと、
車両要求パワーに応じて前記エンジンの停止、始動を行う制御部と、を備えるハイブリット車両であって、
前記制御部は、
前記エンジンが停止した時に空燃比センサから検出された空燃比が目標空燃比よりもリッチ側であるように、前記空燃比と前記目標空燃比との差が所定の範囲を超える場合に、前記エンジンを始動させる前記車両要求パワーの閾値を基準値よりも大きくすることで、前記差を縮小する方向に変更し、前記空燃比センサから検出された前記空燃比が前記目標空燃比よりもリーン側であるように、前記空燃比と前記目標空燃比との差が所定の範囲を超える場合に、前記車両要求パワーの閾値を前記基準値よりも小さくすることで、前記差を縮小する方向に変更するエンジン始動要求パワー閾値変更手段を備えること、
を特徴とするハイブリッド車両。