JP6137310B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給器を備えたハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、バッテリの充電状態に応じて過給の度合いとモータトルクとを制御するものがある（特許文献１参照）。

尚、ハイブリッド車両において、モータの回生制動力により、リッチスパイク処理時のエンジントルクの急激な増加を抑制する装置もある（特許文献２参照）。

また、ハイブリッド車両において、触媒暖機時に要求パワーが出力制限を上回った場合に、点火時期の遅角補正、吸入空気量の増量補正及び燃料供給量の減量補正等を行う装置もある（特許文献３参照）。

また、過給器とＮＯｘトラップ触媒とを備えるハイブリッド車両において、排気中のＮＯｘ濃度に応じてリッチスパイク制御を行う装置もある（特許文献４参照）。

また、過給エンジンを備えるハイブリッド車両において、アクセル開度の変化率に基づいて判定される燃料増量領域において、燃料の混合比をリッチ化する装置もある（特許文献５参照）。

特開２００４−０９２４５５号公報 特開平１１−０６２６５３号公報 特開２０１０−２４１１７０号公報 特開２００９−０３６１５３号公報 特開２００６−２５８０１５号公報

過給器を備えたハイブリッド車両においては、加速要求時に過給器の応答遅延が生じる場合がある。ここで、応答遅延による駆動輪のトルクの不足をモータトルクにより補償することは有意義である。しかしながら、モータトルクの上限はバッテリの出力制限に律束される。従って、バッテリの出力制限を超えたモータトルクが必要とされる場合には、応答遅延による動力性能の低下が顕在化する。上記先行技術文献に開示される装置では、このような動力性能の低下を回避することができない。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、過給器を備えたハイブリッド車両において、過給器の応答遅延による動力性能の低下を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、過給器とＮＯｘ吸蔵還元触媒とを備え、ストイキ比リーンの空燃比での運転が可能な内燃機関と、駆動輪と連結される駆動軸との間でトルクの入出力が可能な回転電機と、電力の入出力が可能なバッテリとを備えたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記過給器の応答遅延が生じるか否かを判定する判定手段と、前記回転電機のトルクを制御するトルク制御手段と、前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、を備え、前記バッテリの出力制限値が所定値未満であり、且つ前記応答遅延が生じると判定された場合、前記トルク制御手段は、前記駆動軸のトルク不足が補われるように前記回転電機のトルクを制御し、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の空燃比を一時的にストイキ比リッチに制御する。

本発明に係る「ＮＯｘ吸蔵還元触媒」とは、内燃機関がストイキ比リーンの空燃比（これ以降適宜「リーン空燃比」と表現する）で運転される期間にＮＯｘを吸蔵し、内燃機関がストイキ比リッチの空燃比（これ以降適宜「リッチ空燃比」と表現する）で運転される期間に、この吸蔵されたＮＯｘが還元される触媒装置を意味する。本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、動力源の一つとしての内燃機関に、例えばターボ過給器等の過給器と共に、このＮＯｘ吸蔵還元触媒が備わる車両構成を前提とする。

尚、本発明に係る内燃機関は、リーン空燃比での運転が可能な内燃機関を包括する概念であり、本発明に係る内燃機関における空燃比の制御は、空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比との間で二値的に切り替えるものに限定されない。例えば、リーン空燃比とリッチ空燃比との間に適宜ストイキを介在させるような制御が行われてもよい。また、段階的に空燃比が切り替わるような制御が行われてもよい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリの出力制限値が所定値未満である場合において過給器の応答遅延の発生が予測される場合に、空燃比の一時的なストイキ比リッチ化処理（これ以降、適宜「リッチスパイク」と表現する）が行われる。リッチスパイクが行われると、燃料噴射量が、リーン空燃比に較べて増量されるため、内燃機関のトルクが増大する。従って、過給器の応答遅延による動力性能の一時的な低下を、好適に抑制することができる。

ここで、リッチスパイクによるトルク増大作用は周知であるが、従来、リッチスパイクは、触媒再生を目的としてＮＯｘ吸蔵量に基づいたタイミングで実施されてきた。即ち、ＮＯｘ吸蔵量に由来しないタイミングでリッチスパイクを行う技術思想は、従来存在しない。これは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えたリーンバーン型内燃機関におけるリッチスパイクの意義からして当然である。

一方、本発明は、過給器の応答遅延による駆動軸のトルク（以下、適宜「駆動軸トルク」と表現する）の不足を回転電機のトルクで補うにあたって、バッテリの出力（即ち、放電量）が出力制限値に抵触する可能性を見出した上で、リッチスパイクによるトルクの増大効果を動力性能の低下抑制に利用する旨の技術思想に想到している。ＮＯｘ吸蔵量に由来しないタイミングでリッチスパイクが行われたところで、吸蔵されたＮＯｘの還元は問題無く進行するから、本発明によれば、リッチスパイクをより有意義に活用することができるのである。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記トルク制御手段は、前記空燃比が一時的にストイキ比リッチに制御される期間において前記駆動軸のトルクが余剰となる場合に、前記駆動軸のトルクの余剰分が電力として回生されるように前記回転電機を制御する。

バッテリの出力制限を考慮してリッチスパイクにより駆動軸トルクの補償がなされる場合、内燃機関の吸気量（気筒に吸入される吸気の量）の上昇に伴って、或いは、リッチスパイクが開始された時点で、駆動軸トルクは要求値に対して余剰となる。

この態様によれば、この余剰分が回転電機を介して電力として回生されるため、駆動軸トルクを要求値に好適に維持することができる。

尚、この態様では、前記空燃比制御手段は、前記余剰分に応じた電力回生量が前記バッテリの入力制限値以上となる場合に、前記空燃比を前記ストイキ比リッチに制御される空燃比よりもストイキ比リーン側にしてもよい。

このように駆動軸トルクの余剰分を電力として回生するにあたってバッテリの入力制限値に抵触する場合にリッチスパイクを禁止すれば、バッテリの過充電を防止することができる。

尚、このように電力回生量が入力制限値に抵触した場合の空燃比は、リッチスパイク時のリッチ空燃比と較べてストイキ比リーン側にあればよい。例えば、この場合、空燃比は、リッチ空燃比から制御空燃比としてリーン空燃比に迅速に切り替えられてもよいし、ストイキ又はストイキ近傍の空燃比を経る等して制御空燃比としてのリーン空燃比へ向けて段階的に切り替えられてもよい。

或いは、電力回生量が入力制限値に抵触する状況を考慮すれば、内燃機関の駆動力が要求駆動力に対して不足することに伴う回転電機の電力消費が生じる範囲で空燃比がストイキ比リーン側に変更されてもよい。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１に示されるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１に示されるエンジンの構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるリッチスパイク制御のフローチャートである。 図４のリッチスパイク制御における各種制御量の一時間推移を例示するタイミングチャートである。 第２実施形態に係るリッチスパイク制御のフローチャートである。 図６のリッチスパイク制御における各種制御量の一時間推移を例示するタイミングチャートである。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０、バッテリ３０及びセンサ群４０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するリッチスパイク制御を実行することができる。

ＰＣＵ２０は、バッテリ３０と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を制御可能に構成された公知の電力制御ユニットである。ＰＣＵ２０は、バッテリ３０と電力負荷との電気的接続を遮断可能なＳＭＲ（System Main Relay）、バッテリ３０の出力電圧を各モータジェネレータの駆動に適した昇圧指令電圧まで昇圧可能な昇圧コンバータ及びバッテリ３０から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に供給可能に構成されたインバータ等（いずれも不図示）を含む。ＰＣＵ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ３０は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な二次電池ユニットである。バッテリ３０は、例えばリチウムイオンバッテリセル等の単位電池セルが複数（例えば、数百個）直列に接続された構成を有している。バッテリ３０は、本発明に係る「バッテリ」の一例である。

センサ群４０は、ハイブリッド車両１の状態を検出する各種センサの総体的呼称である。図１には、センサ群４０を構成する各種センサとして、バッテリ温度センサ４１、ＳＯＣセンサ４２、アクセル開度センサ４３及び車速センサ４４が示される。

バッテリ温度センサ４１は、バッテリ３０の温度であるバッテリ温度Ｔｂａｔを検出可能に構成されたセンサである。バッテリ温度センサ４１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたバッテリ温度Ｔｂａｔは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

ＳＯＣセンサ４２は、バッテリ３０の蓄電残量であるＳＯＣ（State Of Charge）を検出可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ４２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＳＯＣは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

アクセル開度センサ４３は、アクセルペダルの開度であるアクセル開度Ｔａを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ４３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

車速センサ４４は、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ４４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）を備える。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。エンジン２００の詳細な構成については図３を使用して後述する。

モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機である。

モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備えるが、無論他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた公知の遊星歯車機構である。

動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。

サンギアＳ１は、エンジン２００の出力トルクであるエンジントルクＴｅに対する反力トルクを負担するための反力要素であり、モータジェネレータＭＧ１のロータに連結されている。従って、サンギアＳ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１と等価である。

リングギアＲ１は、動力分割機構３００の出力要素であり、動力分割機構３００の動力出力軸である駆動軸５００に、その回転軸を共有する形で連結されている。尚、駆動軸５００は、デファレンシャル等を介してハイブリッド車両１の駆動輪ＤＷに間接的に連結されている。

キャリアＣ１は、トーションダンパＴＤＰを介して後述するエンジン２００のクランク軸に連結される入力軸４００に、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転数ＮＥと等価である。

動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。

この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳ１に作用するトルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸５００に現れる直達トルクＴｅｒは下記（２）式により、夫々表される。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
減速機構６００は、駆動軸５００とモータジェネレータＭＧ２との間に介装された、サンギアＳ２、リングギアＲ２、ピニオンギア（不図示）及びキャリアＣ２の各回転要素を備えた遊星歯車機構である。

減速機構６００において、サンギアＳ２は、モータジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。また、キャリアＣ２は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭ケースに回転不能に固定されている。更に、リングギアＲ２は、駆動軸５００に連結されている。係る構成において、減速機構６００は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２を、駆動軸５００に対し、各回転要素（ギア）のギア比に応じて定まる減速比に従って減速して伝達することが出来る。

尚、減速機構６００の構成は、モータジェネレータＭＧ２の回転を減速する機構の採り得る一形態に過ぎず、この種の減速機構は実践上多様な形態を有し得る。また、この種の減速機構は、必ずしもハイブリッド駆動装置に備わっておらずともよい。即ち、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に直結されていてもよい。

次に、図３を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

エンジン２００は、ガソリンを燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒エンジンである。エンジン２００は、シリンダブロック２０１に４本の気筒２０２が並列した構成を有している。燃料たるガソリンは不図示の吸気ポートに噴射され、吸入行程において、空気と混合された混合気として気筒内部に吸入される。この気筒内部において、吸入空気は、圧縮行程における不図示の着火装置の着火制御により着火し、燃焼室内で燃焼する。

この燃焼に伴う燃焼エネルギは、不図示のピストン及びコネクティングロッドを介して不図示のクランク軸を駆動することにより運動エネルギに変換される。このクランク軸の回転は、クランク軸と連結される上述した入力軸４００の回転として伝達される。

排気行程において各気筒から排出される排気は、排気マニホールド２０３に集約され、排気マニホールド２０３に接続された排気管２０４に導かれる。

エンジン２００は、ターボ過給器２５０を備える。ターボ過給器２５０は、タービンハウジング２５１に収容されたタービンブレード２５２と、コンプレッサハウジング２５４に収容されたコンプレッサインペラ２５５と、これらを連結するターボ回転軸２５３とを備える。ターボ過給器２５０は、排気熱を回収してタービンブレード２５２を回転駆動し、タービンブレード２５２と略一体に回転するコンプレッサインペラ２５５の流体圧縮作用を利用して吸入空気を大気圧以上に過給可能な、本発明に係る「過給器」の一例である。

エンジン２００において、上流側吸気管２０５には、不図示のエアクリーナを介して外界から空気が吸入される。この吸入空気は、ターボ過給器２５０のコンプレッサインペラ２５５の回転により圧縮され、コンプレッサインペラ２５５の下流側に設置された下流側吸気管２０６に供給される。

下流側吸気管２０６には、インタークーラ２０７が設置されている。インタークーラ２０７は、圧縮後の吸入空気を冷却して過給効率を向上させるための冷却装置である。

下流側吸気管２０６における、インタークーラ２０７の下流側には、スロットル弁２０８が設置されている。スロットル弁２０８は、開閉状態に応じて吸入空気を調量する弁であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のアクチュエータにより、その開閉状態が制御される構成となっている。即ち、スロットル弁２０８は、所謂電子制御スロットル装置の一部である。

下流側吸気管２０６は、スロットル弁２０８の下流側において吸気マニホールド２０９に連結されている。吸気マニホールド２０９は、シリンダブロック２０１内に形成された、各気筒に対応する吸気ポートに接続されている。吸気マニホールド２０９に導かれた吸入空気は、この吸気ポートにおいて霧状に噴射されるガソリンと混合され、先に述べたように、各気筒における不図示の吸気弁の開弁時に気筒内に吸入される。

上流側吸気管２０５には、エアフローメータ２１０が設置されている。エアフローメータ２１０は、外界から吸入される吸入空気の量たる吸入空気量Ｇａを検出可能に構成されたセンサである。エアフローメータ２１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量Ｇａは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

上流側吸気管２０５には、第１圧力センサ２１１が設置されている。第１圧力センサ２１１は、上流側吸気管２０５における吸入空気の圧力、即ち、コンプレッサ入口圧Ｐ０を検出可能に構成されたセンサである。第１圧力センサ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたコンプレッサ入口圧Ｐ０は、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。尚、コンプレッサ入口圧Ｐ０は、実質的に大気圧と同等である。

下流側吸気管２０６には、第２圧力センサ２１２が設置されている。第２圧力センサ２１２は、下流側吸気管２０６における吸入空気の圧力、即ち、コンプレッサ出口圧Ｐ３を検出可能に構成されたセンサである。第２圧力センサ２１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたコンプレッサ出口圧Ｐ３は、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。尚、コンプレッサ出口圧Ｐ３は、実質的に過給圧と同等である。尚、ＥＣＵ１００は、コンプレッサ入口圧Ｐ０とコンプレッサ出口圧Ｐ３との比たるコンプレッサ前後圧力比Ｒｐ（Ｒｐ＝Ｐ３／Ｐ０）を常時把握している。

エンジン２００において、排気管２０４には、空燃比センサ２１３が設置されている。空燃比センサ２１３は、例えば、拡散抵抗層を備えた限界電流式広域空燃比センサであり、排気管２０４を流れる排気の空燃比（排気空燃比）を検出可能に構成される。より具体的には、空燃比センサ２２１は、後述する三元触媒２１４の上流側の排気の空燃比に応じた出力電圧値を出力するセンサである。この出力電圧値は、排気空燃比がストイキ（即ち、理論空燃比）である時に基準出力電圧値に一致する。また、この出力電圧値は、排気空燃比がストイキ比リッチ側にある場合に基準出力電圧値より低くなり、同じくストイキ比リーン側にある場合に基準出力電圧値より高くなる。空燃比センサ２１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された出力電圧値は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

尚、本実施形態に係るエンジン２００は、この空燃比センサ２１３の出力電圧値を使用して、基本的にストイキ比リーンのリーン空燃比（例えば、２０前後）で運転される所謂リーンバーンエンジンである。具体的な空燃比制御については公知の各種制御態様を適用可能であるが、例えば、エンジン２００の燃料噴射量は、空燃比センサ２１３の出力電圧値が制御空燃比（上記リーン空燃比）に対応する値よりも低ければ（即ち、排気空燃比が制御空燃比よりもリッチであれば）減量側に補正され、高ければ（即ち、排気空燃比が制御空燃比よりもリーンであれば）増量側に補正される。

排気管２０４に導かれた排気は、ターボ過給器２５０のタービンブレード２５２に熱エネルギを供与した後、下流側の触媒システムに導かれる。

触媒システムは、三元触媒２１４及びＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５を備える。

三元触媒２１４は、触媒担体に白金等の貴金属が担持された触媒装置であり、ＨＣ及びＣＯの酸化燃焼反応と、窒素酸化物ＮＯｘの還元反応とを略同時に進行させることによって排気を浄化可能に構成される。

ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等のＮＯｘ吸蔵材と貴金属をアルミナ等の多孔質担体に担持してなる触媒装置である。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５は、ストイキ比リーンの雰囲気において、排気中のＮＯを貴金属上でＮＯｘに酸化し、塩基性物質であるＮＯｘ吸蔵材がＮＯｘと中和反応して硝酸塩や亜硝酸塩を形成することによりＮＯｘを吸蔵する構成となっている。

また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５は、後述するリッチスパイクによるストイキ比リッチの雰囲気において、吸蔵されていた硝酸塩や亜硝酸塩が分解しＮＯｘが放出されると共に、貴金属の触媒作用によりＨ_２、ＨＣ或いはＣＯ等の還元剤と反応してＮ_２に浄化される構成となっている。これらの還元剤は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５の上流側に設置された三元触媒２１４で生成されることにより、或いは三元触媒２１４を吹き抜けることにより供給される。
＜実施形態の動作＞
続いて、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるリッチスパイク制御の詳細について説明する。

始めに、図４を参照し、リッチスパイク制御の流れについて説明する。ここに、図４は、リッチスパイク制御のフローチャートである。尚、リッチスパイク制御は、ハイブリッド車両１の稼動期間（例えば、レディオンからレディオフまでの期間）において常時所定周期で実行される制御である。

図４において、先ずＮＯｘ排出量Ａｎｏｘが推定される（ステップＳ１０１）。ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘは、単位時間当たりにエンジン２００から発生するＮＯｘの量である。ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘは、エンジン２００の動作点に基づいて推定される。尚、動作点とは、エンジン２００の機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定されるエンジン２００の動作条件である。

気筒内におけるＮＯｘ生成プロセスは一種の化学反応である。従って、一の気筒における一の燃焼プロセスにおけるＮＯｘの生成量は、制御空燃比及び燃料噴射量が既知であれば求めることができる。また、機関回転数ＮＥは、単位時間当たりの燃焼プロセスの回数に対応する。従って、動作点の情報から、ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘを求めることができる。

尚、ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘの推定には、公知の各種手法を適用することができる。例えば、ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、動作点の各々に対応付けられ、マップ等の形態で制御情報として記憶されていてもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、マップから該当値を選択することにより、比較的簡単にＮＯｘ排出量Ａｎｏｘを推定することができる。この際、動作点の全てにＮＯｘ排出量Ａｎｏｘが対応付けられていない場合には、適宜補間処理や補正処理が行われてもよい。或いは、ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘは、予め実験的に、経験的に又は理論的に策定された演算アルゴリズムに基づいて、動作点のパラメータからその都度個別具体的に算出されてもよい。

ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘが推定されると、ＥＣＵ１００は、推定されたＮＯｘ排出量Ａｎｏｘを積算し、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘを算出する（ステップＳ１０２）。ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５におけるＮＯｘの吸蔵量である。エンジン２００は、先述したように制御空燃比がリーン空燃比であるリーンバーン型エンジンであるから、酸素リッチ雰囲気となる三元触媒２１４において、ＮＯｘの還元反応は殆ど進行しない。従って、ＮＯｘ排出量Ａｎｏｘの積算値をＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘとして扱うことができる。

ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが算出されると、この算出されたＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが基準値Ｃ１未満であるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。この基準値Ｃ１は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５の再生（即ち、ＮＯｘの還元）のタイミングを規定する値であり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５のＮＯｘ吸蔵能等に応じて任意に定められる値である。即ち、基準値Ｃ１は、リーンバーン型エンジンにおけるリッチスパイクの通常の実行タイミングを規定する。

ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが基準値Ｃ１以上である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００はＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５を再生する目的から、リッチスパイクを実行する（ステップＳ１１０）。尚、リッチスパイクとは、制御空燃比をストイキ比リーンのリーン空燃比から、一時的にストイキ比リッチのリッチ空燃比に変更し、燃料噴射量を増量する措置を意味する。リッチスパイクが実行されると、三元触媒２１３が燃料リッチ雰囲気となり、ＨＣやＣＯが吹き抜け易くなる。またＨ_２の生成が促進される。これらはいずれも還元剤であり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５に吸蔵されたＮＯｘを還元する能力を有する。この還元剤の作用により、吸蔵されたＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５から脱離し浄化される。

リッチスパイクが実行されると、所定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１１１）。所定時間が経過しない間は（ステップＳ１１１：ＮＯ）、リッチスパイクは継続される。この所定時間は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘがゼロとなるのに要する時間であり、予め実験的に定められる可変な値である。可変であるとしたのは、エンジン２００の動作点によりＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５におけるＮＯｘの還元速度（即ち、単位時間当たりのＮＯｘ還元量）が異なるからである。尚、ＮＯｘの還元速度は、エンジン２００の動作点の情報に基づいて、公知の手法により算出することができる。或いは、エンジン２００の動作点とＮＯｘの還元速度とが予め実験的に、経験的に又は理論的に対応付けられ制御マップ等の形で記憶されていてもよい。

リッチスパイクが開始されてから所定時間が経過した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘはクリア（即ち、初期化）され（ステップＳ１０８）、ＥＣＵ１００は、リッチスパイクを終了する（ステップＳ１０９）。リッチスパイクが終了すると、リッチスパイク制御が終了する。但し、先述したように、リッチスパイク制御はハイブリッド車両１の稼動期間において常時実行される制御であって、所定のインタバルの後に、ステップＳ１０１から処理が再開される。

一方、ステップＳ１０３において、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが基準値Ｃ１未満であった場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ３０の放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。尚、基準値Ｃ２は、事前に実験的な適合プロセスにより決定された値である。放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、リッチスパイク制御は終了する。

バッテリ３０には、単位時間当たりの電力の入出力量に制限がある。出力側の制限値が放電制限値Ｗｏｕｔであり、放電制限値Ｗｏｕｔを超えた電力の持ち出しは禁止される。入力側の制限値が充電制限値Ｗｉｎであり、充電制限値Ｗｉｎを超えた充電は禁止される。これら充放電制限値は、主としてバッテリ温度Ｔｂａｔにより定まる。

バッテリ温度Ｔｂａｔは、バッテリ３０の性能に影響があり、例えば低温時や高温時には、放電制限値Ｗｏｕｔ及び充電制限値Ｗｉｎは夫々減少する（即ち、充放電が夫々より大きく制限される）。充放電制限値は、このような概念に基づいてＥＣＵ１００により決定される。

ステップＳ１０４において、放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２未満である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ターボ過給器２５０の応答遅延が発生するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ターボ過給器２５０の応答遅延とは、例えばアクセル開度Ｔａが急激に増加する等して駆動軸５００に要求されるトルク（即ち、駆動軸トルクの要求値）が急激に増大した場合（例えば、加速要求時）に、ターボ過給器２５０による過給が追い付かずに吸気量が不足してエンジントルクＴｅが要求値よりも低くなる現象を指す。

ターボ過給器２５０に応答遅延が発生するか否かは、アクセル開度Ｔａの変化率（単位時間当たりのアクセル開度Ｔａの変化量）と、コンプレッサインペラ２５５の回転数（以下、適宜「コンプレッサ回転数」と表現する）とに基づいて推定される。

例えば、アクセル開度Ｔａの変化率が大きい場合、駆動軸トルクの要求値の変化率も大きくなるため、変化率が小さい場合よりも、ターボ過給器２５０の応答遅延が顕在化し易い。また、コンプレッサ回転数が高ければ、ターボ過給器２５０は実践上問題なく過給動作を行うことができるが、コンプレッサ回転数が低ければ過給圧の上昇（立上がり）は遅れ易い。従って、簡便な手法の一つとしては、アクセル開度Ｔａの変化率とコンプレッサ回転数とに夫々閾値を設けて、アクセル開度Ｔａの変化率が閾値よりも大きく、且つ、コンプレッサ回転数が当該閾値よりも低い場合に、ターボ過給器２５０に応答遅延が発生するとの判定が下されてもよい。尚、コンプレッサ回転数は、センサ等の検出手段により直接検出することもできるが、本実施形態では、上述したコンプレッサ前後圧力比Ｒｐにより間接的に推定される。

尚、ターボ過給器２５０の応答遅延は、大気圧が低い程生じ易くなり、また吸気温が高い程生じ易くなる。従って、応答遅延が発生するか否かを判定するにあたっては、その時点の大気圧及び／又は吸気温に基づいた補正が行われてもよい。例えば、応答遅延の発生する可能性を表す指標値が決定された後に、この指標値に大気圧や吸気温に基づいた補正係数を乗じて最終的な指標値を決定し、当該最終的な指標値が閾値以上であるか否かに基づいて応答遅延の発生の有無が判定されてもよい。応答遅延が生じないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、リッチスパイク制御は終了される。

一方、応答遅延が生じると予想される場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ハイブリッド車両１の駆動軸トルクの不足分を何らかの形で補って、駆動軸トルクを補償する必要がある。

ここで、ターボ過給器２５０の応答遅延は、バッテリ３０の放電制限値Ｗｏｕｔとは無関係に発生する現象である。従って、放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２以上である場合（即ち、ステップＳ１０４が「ＮＯ」側に分岐した場合）にも、ターボ過給器２５０の応答遅延は当然ながら生じ得る。この場合、バッテリ３０が十分な電力供給能を有することから、この駆動軸トルクの不足分は、モータジェネレータＭＧ２が発生するＭＧ２トルクＴｍｇ２により賄われる。ＥＣＵ１００は、吸入空気量Ｇａ、制御空燃比（即ち、リーン空燃比）及び点火時期等から、エンジントルクＴｅを推定することができる。或いは、モータジェネレータＭＧ１が負担するエンジン２００の反力トルクから、エンジントルクＴｅを推定することができる。従って、その時点の駆動軸トルクの不足分を正確に把握することができる。

これに対して、バッテリ３０の放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２未満である場合、ＭＧ２トルクＴｍｇ２による駆動軸トルクの補償が、放電制限値Ｗｏｕｔにより律束される可能性がある。そこで、放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２未満である場合においてターボ過給器２５０の応答遅延が発生する場合、ＥＣＵ１００は、リッチスパイクを実行する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６におけるリッチスパイクは、その実行タイミングがＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘに由来しない点においてのみ、既に説明したステップＳ１１０におけるリッチスパイクと異なる措置である。

リッチスパイクが実行されると、所定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０７）。所定時間が経過しない間は（ステップＳ１０７：ＮＯ）、リッチスパイクは継続される。この所定時間は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘがゼロとなるのに要する時間である。但し、ステップＳ１１０におけるリッチスパイクと異なり、その時点のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘは基準値Ｃ１未満の範囲であらゆる値を採り得る。従って、ステップＳ１０７における所定時間は、エンジン２００の動作点により定まるＮＯｘの還元速度と、その時点のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘとに基づいて決定される。

所定時間が経過すると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０８に移項され、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが初期化され、リッチスパイクが終了した後（ステップＳ１０９）、リッチスパイク制御は終了する。リッチスパイク制御は以上の如く実行される。

次に、図５を参照し、本実施形態に係るリッチスパイク制御の効果について説明する。ここに、図５は、リッチスパイク制御の実行過程におけるハイブリッド車両１の各種制御量の一時間推移を例示するタイミングチャートである。

図５において、上段から順に、アクセル開度Ｔａ、制御空燃比Ａ／Ｆ、吸気量Ｑａｉｒ、エンジントルクＴｅ及びバッテリ３０の充放電量Ｗの各時間推移が例示されている。

尚、吸気量Ｑａｉｒとは、エンジン２００の各気筒に実際に吸入される空気の量である。また、充放電量Ｗは、放電時に正値、充電時に負値を採る。従って、図５において、放電制限値Ｗｏｕｔは正値であり、充電制限値Ｗｉｎは負値である。

図５には、時刻ｔ１にアクセル開度Ｔａの急変が生じた場合が例示される。また、図５には、本実施形態との比較検討に供すべき比較例として、駆動軸トルクの補償を目的としたリッチスパイクが行われない場合の各制御量の時間推移が実線で例示される。即ち、比較例は、ターボ過給器２５０の応答遅延に対して、放電制限値Ｗｏｕｔとは無関係にＭＧ２トルクＴｍｇ２による駆動軸トルクの補償が行われる場合に相当する。

先ず、比較例について説明する。

比較例においては、時刻ｔ１に生じたアクセル開度Ｔａの変化（図示Ｌ＿ｔａ参照）に対して、制御空燃比Ａ／Ｆは、ストイキ比リーンのリーン空燃比Ｌのまま維持される（図示Ｌ＿ａｆｃｍｐ参照）。比較例においては、ストイキ比リッチのリッチ空燃比Ｒは、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘに基づいたリッチスパイクの実行タイミング以外は採用されない。

一方、吸気量Ｑａｉｒは、急激なアクセル開度Ｔａの変化に追従できず、アクセル開度Ｔａに対応する目標吸気量（図示Ｌ＿ｑｔｇ（一点鎖線）参照）に対して大きく不足する（図示Ｌ＿ｑ参照）。即ち、図５は、上述した「過給器の応答遅延」が生じた状況に対応している。

吸気量Ｑａｉｒの応答が、このように目標の応答特性に対して遅延すると、必然的にエンジントルクＴｅの応答もまた、目標エンジントルク（図示Ｌ＿ｔｅｔｇ（一点鎖線）参照）の応答特性に対して遅延する（図示Ｌ＿ｔｅｃｍｐ参照）。この応答遅延によって生じる目標エンジントルクと実際のエンジントルクＴｅとの差は、何らの対策も講じられることがなければ、ハイブリッド車両１の動力性能の低下となって顕在化する。

ここで、この駆動軸トルクの不足分は、先述したように、ＭＧ２トルクＴｍｇ２によって補償される。比較例にはその様子が示される。即ち、ターボ過給器２５０の応答遅延による駆動軸トルクの不足が生じる期間においては、バッテリ３０から電力が持ち出される。従って、バッテリ３０の充放電量Ｗは、時刻ｔ１を境に放電側の領域（正領域）において増加し始める（図示、Ｌ＿ｗｃｍｐ参照）。

ここで特に、本実施形態に係る、駆動軸トルクの補償を目的としたリッチスパイクが行われない場合、このＭＧ２トルクＴｍｇ２による駆動軸トルクの補償期間の少なくとも一部において、バッテリ３０の放電量が放電制限値Ｗｏｕｔを超える事態が生じ得る。図５の比較例（実線）では、時刻ｔ２近傍の期間において、バッテリ充放電量Ｗが放電制限値Ｗｏｕｔを超えた状態（即ち、過放電が生じた状態）が示されている。このような事態は、当然ながら、放電制限値Ｗｏｕｔが小さい程、即ち、バッテリ３０の放電制限の度合いが大きい程、発生し易い。

一方、実践的には、バッテリ３０の保護を図る観点から、このような過放電は許可されない（即ち、そのために放電制限値Ｗｏｕｔが設定される）。従って、この期間においては、モータジェネレータＭＧ２から、駆動軸トルクの不足分を相殺するために必要なＭＧ２トルクＴｍｇ２を出力することができない。必然的に、駆動軸トルクは要求値に対して不足することとなり、動力性能が低下する。

次に、本実施形態に係る、駆動軸トルクの補償を目的としたリッチスパイクの効果について説明する。本実施形態に係る各制御量の時間推移は、図５において太い破線で表示されている。

本実施形態に係るリッチスパイク制御によれば、放電制限値Ｗｏｕｔが基準値Ｃ２未満である場合（即ち、図示Ｌ＿ｗｃｍｐに示すように、バッテリ３０の放電量が放電制限値Ｗｏｕｔに抵触する可能性があると判断される場合）に、アクセル開度Ｔａが急変し始めた時刻ｔ１において、リッチスパイク制御が実行される（図示Ｌ＿ａｆ参照）。即ち、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘとは無関係なタイミングでリッチスパイクが開始される。

尚、図４に例示するリッチスパイク制御の実行周期は十分に短く設定されており、ターボ過給器２５０の応答遅延が発生するか否かの判定（ステップＳ１０５）は、アクセル開度Ｔａの変化が生じた時刻ｔ１と略等しい時点で完了している。

リッチスパイクが開始されると、時刻ｔ１の時点でエンジントルクＴｅは不連続に増加する（図示Ｌ＿ｔｅ参照）。これは、制御空燃比の変化分だけ燃料噴射量が増加し、燃料噴射量が増加した分だけトルクが上昇するためである。

一方、リッチスパイクが開始されると、エンジントルクＴｅは要求値を超え、駆動軸トルクも要求値を超える。駆動軸トルクが要求値よりも大きくなることはドライバビリティの観点から許容されないため、駆動軸トルクの余剰分は、モータジェネレータＭＧ２により電力として回生される。

従って、バッテリ３０の充放電量Ｗは、比較例とは逆に、負の領域で変化する。即ち、バッテリ３０に充電が行われ（図示Ｌ＿ｗ参照）、充放電量Ｗが放電制限値Ｗｏｕｔに律束される事態は回避される。

このように、本実施形態に係るリッチスパイク制御によれば、ＭＧ２トルクＴｍｇ２による駆動軸トルクの補償がバッテリ３０の放電制限値Ｗｏｕｔに抵触する可能性がある場合には、リッチスパイクによる駆動軸トルクの補償が選択される。従って、駆動軸トルクを常に要求値に一致させることができ、ターボ過給器２５０の応答遅延に起因する動力性能の低下を回避することができるのである。

尚、この駆動軸トルクの不足に起因するリッチスパイクは、図４のリッチスパイク制御では、その時点のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが全て還元されたと推定されるまで継続する。図５では、そのタイミングは時刻ｔ４に相当する。一方、ＥＣＵ１００は、リッチスパイク開始時点のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘと、リッチスパイクによるＮＯ還元量とを把握しているのであるから、リッチスパイクは必ずしもＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘがゼロとなるまで継続される必要は無い。例えば、リッチスパイクは、吸気量Ｑａｉｒが目標吸気量に追い付き、エンジントルクＴｅが要求値と一致する時刻ｔ３において終了されてもよい。この場合も、ターボ過給器２５０の応答遅延に起因する動力性能の低下は問題無く回避される。

但し、この場合、図４のステップＳ１０８におけるＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘのクリア処理は、その時点でＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５が吸蔵するＮＯｘの残量に更新される。そして、この更新された残量からＮＯｘ排出量Ａｎｏｘの積算が再開される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るリッチスパイク制御について説明する。始めに、図６を参照し、第２実施形態に係るリッチスパイク制御の流れについて説明する。ここに、図６は、リッチスパイク制御のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図６において、ターボ過給器２５０の応答遅延に起因する駆動軸トルクの不足を補うべくリッチスパイクが実行されると（ステップＳ１０６）、ＥＣＵ１００は更に、バッテリ３０の充電が充電制限値Ｗｉｎに抵触しない範囲で行われているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

尚、充放電量Ｗは、先述したように、正値が放電に、負値が充電に夫々対応しており、充電が制限値に抵触しない、とは即ち充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎ以上であることを意味する。

充電が許容範囲で行われている場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、即ち、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎ以上である場合、所定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１０７）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理はステップＳ１２０に戻される。

一方、制限値を超えた充電が行われる場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、即ち、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎ未満である場合、ＥＣＵ１００は、リッチスパイク開始時点のＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘと、リッチスパイク開始以後のＮＯｘ還元量とに基づいて、ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘを更新する（ステップＳ１２１）。ＮＯｘ吸蔵量ΣＡｎｏｘが更新されると、ＥＣＵ１００は、制御空燃比をリーン空燃比に戻し、リッチスパイクを終了させる（ステップＳ１０９）。リッチスパイクが終了すると、リッチスパイク制御は終了する。第２実施形態に係るリッチスパイク制御はこのように進行する。

次に、このような第２実施形態に係るリッチスパイク制御の効果について、図７を参照して説明する。ここに、図７は、リッチスパイク制御の実行過程におけるハイブリッド車両１の各種制御量の一時間推移を例示するタイミングチャートである。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７において、第１実施形態と同様、時刻ｔ１に制御空燃比がリッチ空燃比Ｒに変更され、リッチスパイクが開始される。

ここで、エンジントルクＴｅの余剰分をモータジェネレータＭＧ２で回生して駆動軸トルクを目標トルクに維持する期間における時刻ｔ２’において、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎに抵触したとする。即ち、それ以上の規模で電力回生が継続すると、バッテリ３０は過充電となる。

そこで、第２実施形態では、この時刻ｔ２’において、リッチスパイクが終了される。即ち、過充電領域でのリッチスパイクは禁止される。図７では、リッチスパイクが終了する時刻ｔ２’から、吸気量Ｑａｉｒが目標吸気量に追い付く時刻ｔ３までの期間において、駆動軸トルクが不足するため、モータジェネレータＭＧ２は力行駆動に切り替えられ、バッテリ３０からの放電により（図示Ｌ＿ｗ参照）、駆動軸トルクは目標トルクに維持される。即ち、第２実施形態に係るリッチスパイク制御によれば、駆動軸トルクの不足を生じることなく、バッテリ３０の過充電を防止することができる。

尚、本実施形態では、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎに抵触する場合において、制御空燃比が従前のリーン空燃比（通常運転時の制御空燃比）に復帰する構成としたが、これは一例である。例えば、この場合、制御空燃比を、ストイキ又はストイキ近傍の空燃比を経て段階的に通常運転時の制御空燃比に復帰させてもよい。

また、本実施形態では、充放電制限値が主としてバッテリ温度に依存するものとしたが、バッテリ保護の観点から、バッテリ３０のＳＯＣが高い場合に充電制限値Ｗｉｎを低下させる制御もある。この場合、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎに抵触する状況において、ＳＯＣが低下するように、モータジェネレータＭＧ２が力行駆動となる範囲（即ち、電力消費が生じる範囲）で空燃比が切り替えられてもよい。尚、空燃比をリッチスパイク時の空燃比（リッチ空燃比）に対してストイキ比リーン側にすればエンジントルクＴｅは低下する。従って、ＭＧ２の力行駆動に伴う電力消費を一条件とする空燃比の切り替えは、空燃比をリッチスパイク時の空燃比に対してストイキ比リーン側にする制御の一態様となり得る。

或いは、空燃比は、吸蔵されたＮＯｘの還元が可及的に継続されるように、充放電量Ｗが充電制限値Ｗｉｎ以内に収まる範囲で、リッチスパイク時のリッチ空燃比よりもストイキ比リーン側（即ち、空燃比としてはストイキ比リッチを含み得る）の範囲で適宜制御されてもよい。

尚、第１及び第２実施形態では、ターボ過給器２５０に応答遅延が生じる場合において、駆動軸トルクの補償に、ＭＧ２トルクＴｍｇ２によるトルクアシストと、リッチスパイクとのいずれを使用するかが、放電制限値Ｗｏｕｔと基準値Ｃ２との比較により決定される。

ここで、放電制限値Ｗｏｕｔは、ＭＧ２トルクＴｍｇ２により駆動軸トルクを補償するにあたって過放電が生じる否かを厳密に規定する指標値ではない。即ち、放電制限値Ｗｏｕｔがハイブリッド車両１の制御上採り得る最大値であっても、駆動軸トルクの補償に要する放電量が放電制限値Ｗｏｕｔを超える可能性はある。同様に、放電制限値Ｗｏｕｔが十分に小さくとも、放電量が放電制限値Ｗｏｕｔを超えない可能性もある。しかしながら、放電制限値Ｗｏｕｔが小さい程、ＭＧ２トルクＴｍｇ２による駆動軸トルクの補償期間において放電量が放電制限値Ｗｏｕｔに抵触する可能性が高まることは自明であるから、放電制限値Ｗｏｕｔを指標値として予測的にいずれかの措置を選択することに実践上何らの問題も生じない。

一方、不足する駆動軸トルクを補償するにあたって、バッテリ３０の放電を伴うＭＧ２トルクＴｍｇ２を利用しようが、バッテリ３０の充電を伴うリッチスパイクを利用しようが、駆動軸トルクが目標トルクに維持される点において何ら変わりは無い。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１５に吸蔵されたＮＯｘはいずれ還元される必要があり、駆動軸トルクの補償を目的としたリッチスパイクが燃料の浪費に繋がることもない。

即ち、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、リッチスパイクにＮＯｘ還元以外の目的を付与することによって、リッチスパイクを従来に比して弾力的に運用し、過給器の応答遅延に起因する動力性能の低下を効率的且つ効果的に抑制することを可能としているのである。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、過給器とＮＯｘ吸蔵還元触媒とを有する内燃機関を備えたハイブリッド車両の制御に適用可能である。

１…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２１５…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、２５０…ターボ過給器、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ、

Claims (3)

1. 過給器とＮＯｘ吸蔵還元触媒とを備え、ストイキ比リーンの空燃比での運転が可能な内燃機関と、
   駆動輪と連結される駆動軸との間でトルクの入出力が可能な回転電機と、
   電力の入出力が可能なバッテリと
   を備えたハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記過給器の応答遅延が生じるか否かを判定する判定手段と、
   前記回転電機のトルクを制御するトルク制御手段と、
   前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
   を備え、
   前記バッテリの出力制限値が所定値未満であり、且つ前記応答遅延が生じると判定された場合、前記トルク制御手段は、前記駆動軸のトルク不足が補われるように前記回転電機のトルクを制御し、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の空燃比を一時的にストイキ比リッチに制御する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記トルク制御手段は、前記空燃比が一時的にストイキ比リッチに制御される期間において前記駆動軸のトルクが余剰となる場合に、前記駆動軸のトルクの余剰分が電力として回生されるように前記回転電機を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記空燃比制御手段は、前記余剰分に応じた電力回生量が前記バッテリの入力制限値に抵触する場合に、前記空燃比を前記ストイキ比リッチに制御される空燃比よりもストイキ比リーン側にする
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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