WO2023007532A1 - 車両の制御方法及び車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御方法及び車両の制御装置 Download PDF

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combustion engine
combustion
stoichiometric
air
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亮 越後
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日産自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control method and a vehicle control device.
  • Patent Document 1 when the air-fuel ratio command is switched from lean to stoichiometric, by controlling the intake air amount so that the fuel supply amount before and after the switch is the same, the engine output is increased before and after the air-fuel ratio switch.
  • a technique for preventing the difference is disclosed.
  • Patent Document 1 when the excess air ratio is large when the air-fuel ratio is lean, it takes time from when the air-fuel ratio is switched to stoichiometric to when the intake air quantity decreases to the intake air quantity corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. , the amount of intake air during that time is relatively large.
  • the so-called rich spike temporarily increases the fuel injection amount to purge the oxygen in the catalyst provided in the exhaust passage in order to suppress deterioration of exhaust performance.
  • the intake air amount is relatively large during the period from when the air-fuel ratio is switched to stoichiometric to when the intake air amount is reduced to the intake air amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. If the above is carried out, a large amount of exhaust gas will flow into the catalyst whose exhaust purification function has not sufficiently recovered, and there is a risk that exhaust emissions will deteriorate.
  • the vehicle of the present invention has an internal combustion engine that can be used by switching between stoichiometric combustion in which the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio and lean combustion in which the target air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Then, when switching the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion, if the amount of air in the internal combustion engine is less than a predetermined air amount threshold value, the switching of the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion is permitted.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a vehicle drive system to which the present invention is applied;
  • FIG. 4 is a timing chart showing the behavior of ignition timing and the like when the combustion mode is switched;
  • 4 is a flowchart showing the flow of vehicle control;
  • 4 is a timing chart showing the behavior of ignition timing and the like when the intake air amount is greater than the air amount threshold when the combustion mode is switched;
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a drive system of a vehicle 1 to which the present invention is applied.
  • the vehicle 1 includes a drive unit 3 that drives the drive wheels 2, a power generation unit 4 that generates electric power for driving the drive wheels 2, and an auxiliary unit 5 that can transmit driving force from the power generation unit 4 to the drive unit 3. ,have.
  • the drive unit 3 includes a drive motor 6 as an electric motor that rotationally drives the drive wheels 2, and a first gear train 7 and a differential gear 8 that transmit the driving force of the drive motor 6 to the drive wheels 2. .
  • Electric power is supplied to the drive motor 6 from a battery 9 charged with electric power generated by the power generation unit 4 or the like.
  • the power generation unit 4 includes a power generator 10 as a motor generator that generates power to be supplied to the drive motor 6 , an internal combustion engine 11 that can drive the power generator 10 , and a second power generator that transmits the rotation of the internal combustion engine 11 to the power generator 10 .
  • a power generator 10 as a motor generator that generates power to be supplied to the drive motor 6
  • an internal combustion engine 11 that can drive the power generator 10
  • a second power generator that transmits the rotation of the internal combustion engine 11 to the power generator 10 .
  • the auxiliary unit 5 has a third gear train 13 capable of transmitting the rotation of the internal combustion engine 11 to the differential gear 8 and a clutch 14 capable of interrupting power transmission of the third gear train 13 .
  • the vehicle 1 is a so-called series-parallel hybrid vehicle that can use the internal combustion engine 11 as power.
  • the vehicle 1 has an EV running mode in which it runs only with the driving force of the driving motor 6, an engine running mode in which it runs only with the driving force of the internal combustion engine 11, and an HEV running with the driving force of the driving motor 6 and the internal combustion engine 11. It is possible to switch between running mode and .
  • the drive motor 6 is a direct drive source for the vehicle 1, and is driven by AC power from the battery 9, for example.
  • the driving motor 6 is, for example, a synchronous motor using a permanent magnet for its rotor.
  • the drive motor 6 functions as a generator when the vehicle 1 is decelerated.
  • the drive motor 6 is a generator-motor capable of charging the battery 9 by using regenerated energy when the vehicle decelerates as electric power.
  • the first gear train 7 slows down the rotation of the drive motor 6 and increases the motor torque to ensure a running drive torque.
  • the first gear train 7 is, for example, a two-stage reduction gear train, and includes a motor shaft 24 having a drive unit first gear 23 and a first idler shaft 27 having a drive unit second gear 25 and a drive unit third gear 26. and have A motor shaft 24 is a rotating shaft of the driving motor 6 .
  • the drive unit first gear 23 is meshed with the drive unit second gear 25 .
  • the drive unit third gear 26 meshes with an input side gear 28 provided on the input side of the differential gear 8 .
  • the differential gear 8 transmits the drive torque input via the input side gear 28 to the left and right drive wheels 2, 2 via the left and right drive shafts 29, 29.
  • the differential gear 8 can transmit the same drive torque to the left and right drive wheels 2, 2 while allowing a difference in rotational speed between the left and right drive wheels 2, 2.
  • the generator 10 is, for example, a synchronous motor using permanent magnets for the rotor.
  • the generator 10 converts rotational energy generated in the internal combustion engine 11 into electrical energy to charge the battery 9, for example.
  • the generator 10 also functions as an electric motor that drives the internal combustion engine 11, and functions as a starter motor when the internal combustion engine 11 is started. That is, the generator 10 is a generator-motor, can supply the generated power to the battery 9 , and can be rotationally driven by the power from the battery 9 .
  • the electric power generated by the generator 10 may be directly supplied to the drive motor 6 instead of charging the battery 9, for example, depending on the operating state. Further, the internal combustion engine 11 may be started by a dedicated starter motor different from the generator 10, for example.
  • the second gear train 12 is a gear train that connects the internal combustion engine 11 and the generator 10 .
  • the second gear train 12 includes an engine shaft 34 with a power generation unit first gear 33, a second idler shaft 36 with a power generation unit second gear 35, and a generator input shaft 38 with a power generation unit third gear 37. and have
  • the second gear train 12 increases the rotational speed of the internal combustion engine 11 and transmits the necessary engine torque to the generator 10 during power generation operation.
  • the second gear train 12 reduces the rotational speed of the generator 10 and transmits necessary motor torque to the internal combustion engine 11 when the generator 10 functions as a starter.
  • the engine shaft 34 rotates synchronously with the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 11 .
  • a generator input shaft 38 rotates synchronously with a rotor (not shown) of the generator 10 .
  • the power generation unit first gear 33 is meshed with the power generation unit second gear 35 .
  • the power generation unit third gear 37 is meshed with the power generation unit second gear 35 . That is, the power generation unit first gear 33 and the power generation unit third gear 37 are meshed with the power generation unit second gear 35 .
  • the third gear train 13 is a gear train capable of transmitting rotation of the engine shaft 34 to the input gear 28 .
  • the third gear train 13 has a third idler shaft 45 on which an auxiliary unit first gear 43 and an auxiliary unit second gear 44 are provided.
  • the auxiliary unit first gear 43 is meshed with the auxiliary unit third gear 46 provided on the engine shaft 34 .
  • the auxiliary unit second gear 44 is meshed with the input side gear 28 .
  • the third idler shaft 45 can be connected to the auxiliary unit first gear 43 by the clutch 14 . That is, the third idler shaft 45 rotates integrally with the auxiliary unit first gear 43 when the clutch 14 is engaged, and the rotation of the auxiliary unit first gear 43 is transmitted when the clutch 14 is disengaged. It will be in a state where it will not be That is, the vehicle 1 is in a state where the clutch 14 is engaged during the engine running mode or the HEV running mode. Further, the vehicle 1 is in a state in which the clutch 14 is released during the EV driving mode.
  • the internal combustion engine 11 can change the air-fuel ratio, and can be used by switching between stoichiometric combustion, which is combustion in the first combustion mode, and lean combustion, which is combustion in the second combustion mode. It is.
  • Stoichiometric combustion is combustion in which the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio.
  • Lean combustion is lean combustion in which the target air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the internal combustion engine 11 is, for example, a gasoline engine arranged in an engine room located on the front side of the vehicle 1 .
  • the air-fuel ratio of the internal combustion engine 11 is controlled by the control unit 51. That is, switching between stoichiometric combustion and lean combustion in the internal combustion engine is controlled by the control unit 51 .
  • the combustion mode of the internal combustion engine 11 is determined according to the engine speed of the internal combustion engine 11 and the torque of the internal combustion engine 11 (for example, target torque).
  • the control unit 51 is a well-known digital computer equipped with a CPU, ROM, RAM and an input/output interface.
  • the control unit 51 optimally controls the ignition timing of the internal combustion engine 11, the amount of intake air as the amount of air, etc., and also controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine 11 based on the detection signals of various sensors.
  • the control unit 51 corresponds to a control section that controls the operation of the internal combustion engine 11 .
  • the control unit 51 includes an air flow meter 52 that detects the amount of intake air, a crank angle sensor 53 that detects the crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine 11, an accelerator opening sensor 54 that detects the depression amount of the accelerator pedal, A water temperature sensor 55 that detects the temperature of the cooling water, an outside air temperature sensor 56 that detects the temperature of the outside air, a temperature sensor 57 that detects the wall temperature of the internal combustion engine 11, and an intake collector (not shown) temperature of the internal combustion engine 11 is detected. Detection signals from various sensors such as a collector temperature sensor 58 that detects the humidity of the outside air (atmosphere) and a humidity sensor 59 that detects the humidity of the atmosphere are input.
  • the crank angle sensor 53 can detect the engine speed of the internal combustion engine 11 .
  • the control unit 51 When the combustion mode of the internal combustion engine 11 is switched from lean combustion to stoichiometric combustion, the control unit 51, as shown in FIG. , the fuel injection setting of the internal combustion engine 11 and the ignition setting of the internal combustion engine 11 are switched stepwise from lean combustion (lean combustion) to stoichiometric combustion, and the combustion mode is switched stepwise from lean combustion to stoichiometric combustion.
  • the fuel injection settings include, for example, the number of injections, the injection timing, the fuel pressure (the pressure of the fuel discharged from the fuel pump), and the presence or absence of lift control of the fuel injection valve (control of the lift amount of the valve body of the fuel injection valve).
  • the fuel injection setting is determined, for example, by referring to a fuel injection setting map (not shown) using the air-fuel ratio (target air-fuel ratio) required for the internal combustion engine 11, the intake air amount of the internal combustion engine 11, and the engine speed. be done.
  • the fuel injection setting map is a map set by adaptation in advance.
  • a plurality of fuel injection setting maps may be prepared for each air-fuel ratio.
  • the fuel injection setting may be determined by interpolation.
  • correction may be made according to the air-fuel ratio required for the internal combustion engine 11 .
  • the air-fuel ratio required for the internal combustion engine 11 is determined according to the intake air amount of the internal combustion engine 11 and the engine speed of the internal combustion engine 11 .
  • the fuel injection amount decreases as the required air-fuel ratio increases.
  • the ignition setting includes, for example, the ignition timing of the internal combustion engine 11, the number of ignitions of the internal combustion engine 11, the discharge time of the spark plug (not shown) of each cylinder of the internal combustion engine 11, and the spark plug (not shown) of each cylinder of the internal combustion engine 11. ) and the magnitude of the discharge energy.
  • the ignition setting is determined, for example, by referring to an ignition setting map (not shown) using the air-fuel ratio (target air-fuel ratio) required for the internal combustion engine 11, the intake air amount of the internal combustion engine 11, and the engine speed. .
  • the ignition setting map is a map set by adaptation in advance.
  • a plurality of ignition setting maps may be prepared for each air-fuel ratio.
  • the ignition setting may be determined by interpolation.
  • correction may be made according to the air-fuel ratio required for the internal combustion engine 11 .
  • the combustion speed becomes slower as the air-fuel ratio increases. Therefore, the ignition timing advances as the required air-fuel ratio increases.
  • the fuel injection setting and ignition setting are switched in synchronization with the switching of the combustion mode by determining which cylinder has switched the combustion mode from stoichiometric combustion to lean combustion.
  • the ignition setting of the cylinder maintains the stoichiometric combustion setting and fuel injection Switch the ignition setting to the lean-burn setting from the next combustion cylinder that can be set to lean-burn.
  • the switching of the fuel injection setting and the ignition setting is not synchronized with the switching of the combustion mode, it may lead to abnormal combustion such as knocking and misfiring.
  • the fuel injection settings and ignition settings may be corrected according to various environmental conditions around the internal combustion engine 11 .
  • the environmental conditions include, for example, the outside air temperature, the temperature of the intake collector (collector temperature), the wall temperature of the internal combustion engine 11, the cooling water temperature (water temperature) of the internal combustion engine 11, the humidity of the outside air (atmosphere), and the like.
  • correction may be made so that the ignition timing advances toward the MBT as the humidity increases. This is because knocking is less likely to occur when the humidity is high.
  • correction may be made so that the ignition timing advances toward the MBT as the water temperature and wall temperature decrease. This is because knocking is less likely to occur when the water temperature or wall temperature is low.
  • the fuel injection setting may be corrected so that the lower the water temperature and wall temperature, the richer the air-fuel ratio. This is because when the water temperature or wall temperature is low, the combustion limit air-fuel ratio moves to the rich side.
  • the ignition timing may be corrected to be retarded as the outside air temperature and the collector temperature rise. This is because knocking is more likely to occur when the outside air temperature or collector temperature is high.
  • the fuel injection setting and ignition setting are corrected according to the environmental conditions, and combustion stability and exhaust performance can be further improved when the combustion mode is switched from stoichiometric combustion to lean combustion.
  • the fuel injection amount of the internal combustion engine 11 increases compared to when the rich spike is performed with a small amount of intake air. increases, causing a rapid temperature rise of the catalyst, which may promote deterioration of the catalyst.
  • the intake air amount it is also possible to use, for example, the charging efficiency, the in-cylinder air mass, etc. as the air amount.
  • the air amount threshold is converted according to the charging efficiency and the in-cylinder air mass.
  • the amount of intake air when switching to stoichiometric combustion is small, the amount of fuel injection at the time of rich spike (supplied energy during rich spike) can be reduced. deterioration due to a large temperature rise can be suppressed.
  • the air amount threshold is the intake air amount at which lean combustion is established, and is set according to the specifications of the internal combustion engine 11 and the engine speed of the internal combustion engine 11, for example.
  • the air amount threshold may be determined from the viewpoint of the torque step.
  • the allowable air amount may be calculated according to the allowable torque step, and the calculated allowable air amount may be used as the air amount threshold.
  • the air amount threshold may be a table value for each engine speed in advance adaptation. Also, the air amount threshold may be corrected according to (various) environmental conditions around the internal combustion engine 11 .
  • the environmental conditions include, for example, the outside air temperature, the temperature of the intake collector (collector temperature), the wall temperature of the internal combustion engine 11, the cooling water temperature (water temperature) of the internal combustion engine 11, the humidity of the outside air (atmosphere), and the like.
  • FIG. 2 is a timing chart showing behavior such as ignition timing when the internal combustion engine 11 is switched from lean combustion to stoichiometric combustion.
  • the air-fuel ratio of the internal combustion engine 11 is switched stepwise from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition timing setting is switched stepwise from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the vehicle 1 uses an intermediate air-fuel ratio that is an intermediate air-fuel ratio between the stoichiometric air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio. Deterioration of performance can be suppressed.
  • the torque (actual torque) of the internal combustion engine 11 increases stepwise from the torque corresponding to lean combustion to the torque corresponding to stoichiometric combustion at the timing of time t1 in FIG.
  • FIG. 2 shows a short period of time before and after switching the air-fuel ratio, and since the intake air amount does not change abruptly, the intake air amount remains constant.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the control flow of the vehicle 1 described above.
  • step S1 it is determined whether or not an instruction to switch the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion has been issued. If an instruction to switch the combustion mode has been issued, the process proceeds to step S2. If no instruction to switch the combustion mode has been issued, the current routine is terminated.
  • step S2 the fuel injection setting of the internal combustion engine 11 is switched to stoichiometric combustion.
  • step S3 it is determined whether fuel injection has been performed after the fuel injection setting of the internal combustion engine 11 has been switched to stoichiometric combustion. If fuel injection is performed after the fuel injection setting is switched to stoichiometric combustion, the process proceeds to step S4.
  • step S4 the ignition setting of the internal combustion engine 11 is set from lean combustion to stoichiometric combustion.
  • step S5 it is determined whether or not switching of the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion has been completed in all cylinders of the internal combustion engine 11 . If the switching of the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion has been completed in all cylinders, the current routine ends. If the combustion mode switching from lean combustion to stoichiometric combustion has not been completed in all cylinders, the process proceeds to step S2.
  • the vehicle 1 When the intake air amount of the internal combustion engine 11 is equal to or greater than the air amount threshold when switching the combustion mode from lean combustion to stoichiometric combustion, the vehicle 1 reduces the intake air amount to the air amount threshold while maintaining lean combustion. It may be reduced to less than The intake air amount of the internal combustion engine 11 may be reduced by controlling at least one of the engine speed of the internal combustion engine 11 and the torque of the internal combustion engine 11, for example.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the behavior of ignition timing and the like when the intake air amount is larger than the air amount threshold when switching the internal combustion engine 11 from lean combustion to stoichiometric combustion.
  • an instruction is given to switch the air-fuel ratio of the internal combustion engine 11 from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the intake air amount is larger than the first air amount threshold. Start reducing the air volume.
  • Time t2 in FIG. 4 is the timing when the intake air amount is less than the air amount threshold.
  • the air-fuel ratio of the internal combustion engine 11 is switched stepwise from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition timing setting is switched stepwise from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the torque (actual torque) of the internal combustion engine 11 decreases from time t1 to time t2 in FIG. 4, and increases stepwise to torque corresponding to stoichiometric combustion at time t2.
  • the time t2 in FIG. 4 may be the timing when the intake air amount becomes less than the air amount threshold.
  • the vehicle 1 when the combustion mode of the internal combustion engine 11 is switched from lean combustion to stoichiometric combustion, the vehicle 1 is in a state where the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine 11 is not transmitted to the driving wheels 2, and When the intake air amount is greater than the air amount threshold, the regenerative torque of the generator 10 may be decreased in accordance with the decrease in the intake air amount.
  • a predetermined first operation mode for example, the EV driving mode described above
  • the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the rotor of the generator (motor generator) and the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is not transmitted to the drive wheels.
  • Vehicles having the first driving mode include a series hybrid vehicle, a parallel hybrid vehicle, a series-parallel hybrid vehicle, and a motor that doubles as a starter motor and a generator to assist the output of the internal combustion engine.
  • a series hybrid vehicle for example, the EV driving mode described above
  • a parallel hybrid vehicle for example, the parallel hybrid vehicle
  • a series-parallel hybrid vehicle for example, a motor that doubles as a starter motor and a generator to assist the output of the internal combustion engine.
  • the torque that decreases in accordance with the air amount change is estimated, and the torque absorbed by the generator 10 is decreased according to the decreased torque.
  • the rotation speed of the generator 10 is controlled so that the engine speed remains constant.
  • the amount of air given as a constant is determined in advance by adaptation.
  • the engine speed of the internal combustion engine 11 is reduced by reducing the torque that the generator 10 absorbs for power generation in accordance with the reduction (decrease) of the torque on the internal combustion engine 11 side due to the decrease in the amount of intake air. It is possible to suppress the rapid decrease (drop) and suppress the deterioration of the combustion stability.
  • the vehicle 1 when the combustion mode of the internal combustion engine 11 is switched from lean combustion to stoichiometric combustion, the vehicle 1 is in a state in which the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine 11 is transmitted to the drive wheels 2, and the internal combustion engine 11 is greater than the air amount threshold, the torque applied from the generator 10 to the internal combustion engine 11 may be increased in accordance with the decrease in the intake air amount.
  • a predetermined second operation mode (e.g., the above-mentioned second operation mode) in which a motor generator (e.g., equivalent to the electric generator 10) capable of applying torque to the internal combustion engine is provided, and the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels.
  • a motor generator e.g., equivalent to the electric generator
  • the internal combustion engine is placed in the second operation mode. If so, the torque applied from the motor generator to the internal combustion engine may be increased when the air amount is reduced to be less than the air amount threshold.
  • Vehicles having the second driving mode include a parallel hybrid vehicle, a series parallel hybrid vehicle, and a motor that doubles as a starter motor and a generator to assist the output of the internal combustion engine.
  • a parallel hybrid vehicle for example, the HEV driving mode and the engine driving mode described above
  • a series parallel hybrid vehicle for example, a parallel hybrid vehicle, a series parallel hybrid vehicle, and a motor that doubles as a starter motor and a generator to assist the output of the internal combustion engine.
  • the vehicle 1 applies the torque of the internal combustion engine 11 (rotational torque of the crankshaft) and the torque of the internal combustion engine 11 from the generator 10.
  • the sum of the applied assist torque becomes constant.
  • the vehicle 1 increases the assist torque applied from the generator 10 to the internal combustion engine 11 in accordance with the decrease in the torque on the internal combustion engine 11 side due to the decrease in the amount of intake air, so that the engine speed of the internal combustion engine 11 is increased. can be suppressed, and deterioration of combustion stability can be suppressed.
  • the torque difference when the combustion mode is switched from the lean combustion to the stoichiometric combustion is the torque applied to the internal combustion engine 11 (applicable torque).
  • the air amount threshold may be set to be equivalent.
  • the vehicle 1 can prevent the torque transmitted to the drive wheels 2 from decreasing when the combustion mode is switched from lean combustion to stoichiometric combustion.
  • the air amount threshold is the intake air amount that realizes the torque obtained by subtracting the assist torque from the current torque of the internal combustion engine 11. It can be a quantity.
  • the air amount threshold may be calculated from the sequentially calculated assist torque.
  • the internal combustion engine 11 of the embodiment described above may be an in-cylinder direct injection internal combustion engine or a port injection internal combustion engine.
  • the above-described embodiments relate to a vehicle control method and a vehicle control device.

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Abstract

車両（１）は、ストイキ燃焼とリーン燃焼とを切り替えて使用可能な内燃機関（１１）を有する。車両（１）は、リーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関（１１）の吸入空気量が所定の空気量閾値よりも少ないとき、希薄燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替えを許可する。これにより、車両（１）は、ストイキ燃焼中にリッチスパイクが実施されても、リッチスパイク中の吸入空気量が低減され、リッチスパイクによる触媒からの酸素パージ中の排気性能の悪化を抑制することができる。

Description

車両の制御方法及び車両の制御装置
　本発明は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。
　例えば、特許文献１には、空燃比指令がリーンからストイキに切り替わる際に、切り替えの前後の燃料供給量が同じになるように吸気量を制御することで、空燃比の切り替え前後でエンジン出力に差が生じないようにする技術が開示されている。
　特許文献１においては、空燃比がリーンのときの空気過剰率が大きい場合、空燃比がストイキに切り替わってから吸気量がストイキ空燃比に対応した吸気量に減少するまでに時間を要することになり、その間の吸気量が相対的に多くなる。
　また、空燃比指令がリーンからストイキに切り替わった後は、排気性能の悪化を抑制するため排気通路に設けられた触媒内の酸素をパージするために燃料噴射量を一時的に増量するいわゆるリッチスパイクを実施する場合がある。
　しかしながら、特許文献１においては、空燃比がストイキに切り替わってから吸気量がストイキ空燃比に対応した吸気量に減少するまでの間の吸気量が相対的に多くなっているので、この間にリッチスパイクを実施すると排気浄化機能が十分に回復していない触媒に大量の排気が流れ込むことになり、排気エミッションが悪化する虞がある。
　つまり、空燃比をリーンからストイキに切り替えて使用する状況が想定される内燃機関にあっては、空燃比をリーン空燃比からストイキ空燃比に切り替える際の排気性能の悪化を抑制するために更なる改善の余地がある。
特開平８－３５４３８号公報
　本発明の車両は、目標空燃比を理論空燃比とするストイキ燃焼と、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンとする希薄燃焼と、を切り替えて使用可能な内燃機関を有する。そして、希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、上記内燃機関の空気量が所定の空気量閾値よりも少ないとき、希薄燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替えを許可する。
　これにより、車両は、ストイキ燃焼中にリッチスパイクが実施されても、リッチスパイク中の空気量が低減されているので、リッチスパイクによる触媒からの酸素パージ中の排気性能の悪化を抑制することができる。
本発明が適用される車両の駆動システムの概略を模式的に示した説明図。 燃焼形態を切り替えた際の点火時期等の挙動を示すタイミングチャート。 車両の制御の流れを示すフローチャート。 燃焼形態を切り替えた際に吸入空気量が空気量閾値より大きい場合の点火時期等の挙動を示すタイミングチャート。
　以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、本発明が適用される車両１の駆動システムの概略を模式的に示した説明図である。
　車両１は、駆動輪２を駆動する駆動ユニット３と、駆動輪２を駆動するための電力を発電する発電ユニット４と、発電ユニット４から駆動ユニット３に駆動力を伝達可能な補助ユニット５と、を有している。
　駆動ユニット３は、駆動輪２を回転駆動する電動機としての駆動用モータ６と、駆動用モータ６の駆動力を駆動輪２に伝達する第１ギヤトレーン７及びディファレンシャルギヤ８と、を有している。駆動用モータ６には、発電ユニット４で発電された電力等が充電されたバッテリ９から電力が供給される。
　発電ユニット４は、駆動用モータ６に供給する電力を発電するモータジェネレータとしての発電機１０と、発電機１０を駆動可能な内燃機関１１と、内燃機関１１の回転を発電機１０に伝達する第２ギヤトレーン１２と、を有している。
　補助ユニット５は、内燃機関１１の回転をディファレンシャルギヤ８に伝達可能な第３ギヤトレーン１３と、第３ギヤトレーン１３の動力伝達を遮断可能なクラッチ１４と、を有している。
　車両１は、内燃機関１１を動力として使用可能ないわゆるシリーズパラレルハイブリッド車両である。車両１は、駆動用モータ６の駆動力のみで走行するＥＶ走行モードと、内燃機関１１の駆動力のみで走行するエンジン走行モードと、駆動用モータ６と内燃機関１１の駆動力で走行するＨＥＶ走行モードと、を切り替えて使用することが可能となっている。
　駆動用モータ６は、車両１の直接的な駆動源であり、例えばバッテリ９からの交流電力により駆動する。駆動用モータ６は、例えば、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなっている。
　また、駆動用モータ６は、車両１の減速時に発電機として機能する。すなわち、駆動用モータ６は、車両減速時の回生エネルギーを電力としてバッテリ９に充電可能な発電電動機である。
　第１ギヤトレーン７は、駆動用モータ６の回転を減速し、モータトルクを増大して走行駆動トルクを確保するものである。
　第１ギヤトレーン７は、例えば２段減速によるギヤトレーンであり、駆動ユニット第１ギヤ２３を備えたモータ軸２４と、駆動ユニット第２ギヤ２５及び駆動ユニット第３ギヤ２６を備えた第１アイドラー軸２７と、を有している。モータ軸２４は、駆動用モータ６の回転軸である。
　駆動ユニット第１ギヤ２３は、駆動ユニット第２ギヤ２５と噛み合わされている。駆動ユニット第３ギヤ２６は、ディファレンシャルギヤ８の入力側に設けられた入力側ギヤ２８と噛み合わされている。
　ディファレンシャルギヤ８は、入力側ギヤ２８を介して入力された駆動トルクを、左右のドライブシャフト２９、２９を介して左右の駆動輪２、２に伝達する。ディファレンシャルギヤ８は、左右の駆動輪２、２の回転数差を許容しつつ、左右の駆動輪２、２に同じ駆動トルクを伝達することができる。
　発電機１０は、例えば、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなっている。発電機１０は、内燃機関１１に発生した回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、例えばバッテリ９を充電する。また、発電機１０は、内燃機関１１を駆動する電動機としての機能も有しており、内燃機関１１の始動時にスタータモータとして機能する。つまり、発電機１０は、発電電動機であり、発電した電力をバッテリ９に供給可能で、かつバッテリ９からの電力により回転駆動可能である。
　なお、発電機１０で発電した電力は、運転状態に応じて、例えばバッテリ９に充電するのではなく駆動用モータ６に直接供給するようにしてよい。また、内燃機関１１は、例えば、発電機１０とは異なる専用のスタータモータにより始動するようにしてもよい。
　第２ギヤトレーン１２は、内燃機関１１と発電機１０とを連結するギヤトレーンである。第２ギヤトレーン１２は、発電ユニット第１ギヤ３３を備えたエンジン軸３４と、発電ユニット第２ギヤ３５を備えた第２アイドラー軸３６と、発電ユニット第３ギヤ３７を備えた発電機入力軸３８と、を有している。
　第２ギヤトレーン１２は、発電運転時には、内燃機関１１の回転数を増速して発電機１０に必要なエンジントルクを伝達する。第２ギヤトレーン１２は、発電機１０がスタータとして機能するときには、発電機１０の回転数を減速して内燃機関１１に必要なモータトルクを伝達する。
　エンジン軸３４は、内燃機関１１のクランクシャフト（図示せず）と同期回転する。発電機入力軸３８は、発電機１０のロータ（図示せず）と同期回転する。
　発電ユニット第１ギヤ３３は、発電ユニット第２ギヤ３５と噛み合わされている。発電ユニット第３ギヤ３７は、発電ユニット第２ギヤ３５と噛み合わされている。つまり、発電ユニット第２ギヤ３５には、発電ユニット第１ギヤ３３及び発電ユニット第３ギヤ３７が噛み合わされている。
　第３ギヤトレーン１３は、エンジン軸３４の回転を入力側ギヤ２８に伝達可能なギヤトレーンである。第３ギヤトレーン１３は、補助ユニット第１ギヤ４３及び補助ユニット第２ギヤ４４が設けられた第３アイドラー軸４５を有している。
　補助ユニット第１ギヤ４３は、エンジン軸３４に設けられた補助ユニット第３ギヤ４６と噛み合わされている。補助ユニット第２ギヤ４４は、入力側ギヤ２８と噛み合わされている。
　第３アイドラー軸４５は、クラッチ１４により、補助ユニット第１ギヤ４３との連結が可能となっている。すなわち第３アイドラー軸４５は、クラッチ１４が接続された状態のとき補助ユニット第１ギヤ４３と一体となって回転し、クラッチ１４が解放された状態のとき補助ユニット第１ギヤ４３の回転が伝達されない状態となる。つまり、車両１は、エンジン走行モードまたはＨＥＶ走行モードの際には、クラッチ１４が接続された状態となる。また、車両１は、ＥＶ走行モードの際には、クラッチ１４が解放された状態となる。
　内燃機関１１は、空燃比を変更可能なものであって、第１の燃焼形態での燃焼であるストイキ燃焼と、第２の燃焼形態での燃焼であるリーン燃焼と、を切り替えて使用可能なものである。ストイキ燃焼は、目標空燃比を理論空燃比とする燃焼である。リーン燃焼は、目標空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とする希薄燃焼である。内燃機関１１は、例えば、車両１のフロント側に位置するエンジンルーム内に配置されるガソリンエンジンである。
　内燃機関１１の空燃比は、コントロールユニット５１によって制御される。つまり、内燃機関におけるストイキ燃焼とリーン燃焼との切り替えは、コントロールユニット５１よって制御される。内燃機関１１の燃焼形態は、内燃機関１１の機関回転数と内燃機関１１のトルク（例えば目標トルク）に応じて決定される。
　コントロールユニット５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。
　コントロールユニット５１は、各種センサ類の検出信号に基づいて、内燃機関１１の点火時期、空気量としての吸入空気量等を最適に制御するとともに、内燃機関１１の空燃比を制御している。つまり、コントロールユニット５１は、内燃機関１１の運転を制御する制御部に相当する。
　コントロールユニット５１には、吸入空気量を検出するエアフローメータ５２、内燃機関１１のクランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ５３、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ５４、内燃機関１１の冷却水温度を検出する水温センサ５５、外気の温度を検出する外気温センサ５６、内燃機関１１の壁温を検出する温度センサ５７、内燃機関１１に吸気コレクタ（図示せず）の温度を検出するコレクタ温度センサ５８、外気（大気）の湿度を検出する湿度センサ５９等の各種センサ類の検出信号が入力されている。クランク角センサ５３は、内燃機関１１の機関回転数を検出可能なものである。
　そして、コントロールユニット５１は、内燃機関１１の燃焼をリーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、図２に示すように、内燃機関１１の吸入空気量が所定の空気量閾値よりも少ない場合には、内燃機関１１の燃料噴射設定及び内燃機関１１の点火設定をリーン燃焼用（希薄燃焼用）からストイキ燃焼用にステップ的に切り替え、リーン燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態のステップ的な切り替えを許可する。
　燃料噴射設定は、例えば、噴射回数、噴射時期、燃圧（燃料ポンプから吐き出される燃料の圧力）、燃料噴射弁のリフト制御（燃料噴射弁の弁体のリフト量の制御）の有無等である。
　燃料噴射設定は、例えば、内燃機関１１に要求される空燃比（目標空燃比）、内燃機関１１の吸入空気量及び機関回転数を用いた燃料噴射設定マップ（図示せず）を参照して決定される。
　燃料噴射設定マップは、予め適合によって設定されたマップである。燃料噴射設定マップは、空燃比毎に複数枚用意してもよい。燃料噴射設定マップが用意されていない空燃比のときは、補間により燃料噴射設定を決定するようにしてもよい。燃料噴射設定マップを１枚用意する場合は、内燃機関１１に要求される空燃比に応じて補正すればよい。内燃機関１１に要求される空燃比は、内燃機関１１の吸入空気量と内燃機関１１の機関回転数に応じて決定される。燃料噴射量は、要求される空燃比が大きくなるほど減少する。
　点火設定は、例えば、内燃機関１１の点火時期、内燃機関１１の点火回数、内燃機関１１の各気筒の点火プラグ（図示せず）の放電時間、内燃機関１１の各気筒の点火プラグ（図示せず）の放電エネルギーの大きさ等である。
　点火設定は、例えば、内燃機関１１に要求される空燃比（目標空燃比）、内燃機関１１の吸入空気量及び機関回転数を用いた点火設定マップ（図示せず）を参照して決定される。
　点火設定マップは、予め適合によって設定されたマップである。点火設定マップは、空燃比毎に複数枚用意してもよい。点火設定マップが用意されていない空燃比のときは、補間により点火設定を決定するようにしてもよい。点火設定マップを１枚用意する場合は、内燃機関１１に要求される空燃比に応じて補正すればよい。燃焼速度は、空燃比が大きくなるほど遅くなる。そのため、点火時期は、要求される空燃比が大きくなるほど進角する。
　燃料噴射設定及び点火設定は、ストイキ燃焼からリーン燃焼へ燃焼形態を切り替えた気筒を判別し、燃焼形態の切り替えに同期させて切り替える。
　例えば、燃料噴射の最中等で燃料噴射設定が変えられない状態で燃焼形態をストイキ燃焼からリーン燃焼へ切り替える指示が発生した場合は、当該気筒の点火設定はストイキ燃焼の設定を維持し、燃料噴射設定をリーンに設定できる次の燃焼気筒から点火設定をリーン燃焼の設定に切り替える。
　燃料噴射設定及び点火設定の切り替えが燃焼形態の切り替えと同期しない場合は、ノッキングや失火等の異常燃焼につながる虞がある。
　燃料噴射設定及び点火設定は、内燃機関１１の周囲の各種の環境条件に応じて補正するようにしてもよい。
　環境条件としては、例えば、外気温、吸気コレクタの温度（コレクタ温度）、内燃機関１１の壁温、内燃機関１１の冷却水温度（水温）、外気（大気）の湿度等がある。
　ノッキングが発生する点火時期、内燃機関１１の排気性能、燃焼限界となる空燃比等は、環境条件によって変化する。そのため、適切な設定がなされていない場合には、燃焼形態を切り替えた直後にノッキングや失火等の異常燃焼や、排気性能の悪化を引き起こす虞がある。
　そこで、点火時期がＭＢＴよりも遅角しているような場合には、湿度が高くなるほどＭＢＴに向けて点火時期が進角するように補正してもよい。これは、湿度が高い場合、ノッキングが発生しにくくなるからである。
　点火時期がＭＢＴよりも遅角しているような場合には、水温や壁温が低くなるほどＭＢＴに向けて点火時期が進角するように補正してもよい。これは、水温や壁温が低い場合は、ノッキングが発生しにくくなるからである。
　燃料噴射設定は、水温や壁温が低くなるほど空燃比がリッチ側になるよう補正してもよい。これは、水温や壁温が低い場合は、燃焼限界の空燃比がリッチ側に移動するからである。
　また、点火時期は、外気温やコレクタ温度が高くなるほど遅角するよう補正してもよい。これは、外気温やコレクタ温度が高い場合は、ノッキングが発生しやすくなるためである。
　これにより、燃料噴射設定及び点火設定は、環境条件に応じて補正され、ストイキ燃焼からリーン燃焼へ燃焼形態を切り替えた際の燃焼安定性や排気性能を一層向上させることができる。
　内燃機関１１がリーン燃焼のときには、内燃機関１１の排気通路に設けられた排気浄化用の触媒（図示せず）の酸素ストレージ量が多くなる。そのため、内燃機関１１の燃焼形態がリーン燃焼からストイキ燃焼に切り替わると、通常は、上記触媒内の酸素をパージするために燃料噴射量を一時的に増量するいわゆるリッチスパイクが実施される。
　しかしながら、リッチスパイク中の吸入空気量が多い場合には、酸素ストレージ量が多い状態の上記触媒に大量の排気が流れ込むことになり、当該触媒が十分な排気浄化機能を発揮せず排気エミッションが悪化する虞がある。
　また、吸入空気量が多い状態でリッチスパイクを行う場合には、吸入空気量が少ない状態でリッチスパイクを行う場合に比べて内燃機関１１の燃料噴射量が増加するため、上記触媒での発熱量が大きくなって当該触媒の急激な昇温を招き、当該触媒の劣化が促進される虞がある。
　上述した実施例の車両１においては、リーン燃焼からストイキ燃焼への切り替えは、吸入空気量が少ない状態で実施されるので、ストイキ燃焼中にリッチスパイクが実施されても、リッチスパイク中の吸入空気量が低減され、リッチスパイクによる上記触媒からの酸素パージ中の排気性能の悪化を抑制することができる。
　なお、吸入空気量に代えて、例えば、充填効率、筒内空気質量等を空気量として用いることも可能である。この場合、空気量閾値は、充填効率や筒内空気質量に対応して換算される。
　また、上述した実施例の車両１においては、ストイキ燃焼に切り替えられた際の吸入空気量が少ないため、リッチスパイク時の燃料噴射量（リッチスパイク中の供給エネルギ）を低減でき、上記触媒の過度な温度上昇による劣化を抑制できる。
　ここで、空気量閾値は、リーン燃焼が成立する吸入空気量であり、例えば内燃機関１１の仕様や内燃機関１１の機関回転数に応じて設定される。
　なお、空気量閾値は、トルク段差の観点から決定するようにしてもよい。その場合には、許容トルク段差に応じて許容空気量を演算し、演算された許容空気量を空気量閾値としてもよい。
　また、空気量閾値は、事前の適合で機関回転数毎のテーブル値としてよい。また、空気量閾値は、内燃機関１１の周囲の（各種）環境条件に応じて補正してもよい。環境条件としては、例えば、外気温、吸気コレクタの温度（コレクタ温度）、内燃機関１１の壁温、内燃機関１１の冷却水温度（水温）、外気（大気）の湿度等がある。
　図２は、内燃機関１１をリーン燃焼からストイキ燃焼に切り替える際の点火時期等の挙動を示すタイミングチャートである。
　図２の時刻ｔ１においては、内燃機関１１の空燃比がリーン空燃比から理論空燃比にステップ的に切り替わり、点火時期の設定がリーン空燃比用から理論空燃比用にステップ的に切り替わる。
　これにより、車両１は、内燃機関１１をリーン燃焼からストイキ燃焼に切り替える際に、理論空燃比とリーン空燃比との中間の空燃比である中間空燃比が使用されることによる内燃機関１１の排気性能の悪化を抑制できる。
　また、内燃機関１１のトルク（実トルク）は、図２の時刻ｔ１のタイミングでリーン燃焼に対応したトルクからストイキ燃焼に対応したトルクにステップ的に増加する。なお、図２は、空燃比の切り替え前後の短時間を示したものであり、吸入空気量は急に変わらないので、吸入空気量が一定となっている。
　図３は、上述した車両１の制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、リーン燃焼からストイキ燃焼に燃焼形態の切り替え指示が出ているか否かを判定する。燃焼形態の切り替え指示が出ている場合は、ステップＳ２へ進む。燃焼形態の切り替え指示が出ていない場合は、今回のルーチンを終了する。ステップＳ２では、内燃機関１１の燃料噴射設定をストイキ燃焼用に切り替える。ステップＳ３では、内燃機関１１の燃料噴射設定がストイキ燃焼用に切り替わってから燃料噴射が行われたか否かを判定する。燃料噴射設定がストイキ燃焼用に切り替わってから燃料噴射が行われた場合は、ステップＳ４へ進む。燃料噴射設定がストイキ燃焼用に切り替わる前に燃料噴射が行われた場合は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ４では、内燃機関１１の点火設定をリーン燃焼用からストイキ燃焼用に設定する。ステップＳ５では、内燃機関１１の全気筒でリーン燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替えが完了したか否かを判定する。全気筒でリーン燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替え完了している場合は、今回のルーチンを終了する。全気筒でリーン燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替え完了していない場合は、ステップＳ２へ進む。
　また、車両１は、希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関１１の吸入空気量が空気量閾値以上の場合には、リーン燃焼を維持した状態で吸入空気量を空気量閾値未満となるよう減少させるようにしてもよい。内燃機関１１の吸入空気量は、例えば内燃機関１１の機関回転数または内燃機関１１のトルクの少なくとも一方を制御することで減少させればよい。
　吸入空気量が多いときに燃焼形態の切り替え要求があった場合には、図４に示すように、吸入空気量を減少させてから燃焼形態を切り替えることで、排気性能の悪化や触媒の劣化を抑制できる。
　図４は、内燃機関１１をリーン燃焼からストイキ燃焼に切り替える際に吸入空気量が空気量閾値より大きい（多い）場合の点火時期等の挙動を示すタイミングチャートである。
　図４の時刻ｔ１においては、内燃機関１１の空燃比をリーン空燃比から理論空燃比へ切り替える指示が出る。但し、図４の時刻ｔ１では、吸入空気量が第１空気量閾値よりも大きい値となっているので、空燃比の切り替えに先立って吸入空気量が第１空気量閾値未満となるように吸入空気量の減少を開始する。
　図４の時刻ｔ２は、吸入空気量が空気量閾値未満になっているタイミングである。図４の時刻ｔ２においては、内燃機関１１の空燃比がリーン空燃比から理論空燃比にステップ的に切り替わり、点火時期の設定がリーン空燃比用から理論空燃比用にステップ的に切り替わる。
　内燃機関１１のトルク（実トルク）は、図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２まで減少し、時刻ｔ２のタイミングでストイキ燃焼に対応したトルクにステップ的に増加する。なお、図４の時刻ｔ２は、吸入空気量が空気量閾値未満となるタイミングでもよい。
　また、車両１は、内燃機関１１の燃焼形態をリーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関１１のクランクシャフトの回転が駆動輪２に伝達されない状態であり、かつ内燃機関１１の吸入空気量が空気量閾値よりも多い場合には、吸入空気量の減少に合わせて発電機１０の回生トルクを減少させてもよい。
　つまり、内燃機関のクランクシャフトの回転が発電機（モータジェネレータ）のロータに伝達され、かつ内燃機関のクランクシャフトの回転が駆動輪に伝達されない所定の第１運転モード（例えば上述したＥＶ走行モード）を有する車両においては、リーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関の空気量が所定の空気量閾値よりも多いとき、内燃機関が第１運転モードであれば、空気量を空気量閾値未満となるよう減少させる際に、発電機（モータジェネレータ）の回生トルクを減少させて機関回転数を一定としてもよい。
　第１運転モード（例えば上述したＥＶ走行モード）を有する車両としては、シリーズハイブリッド車両、パラレルハイブリッド車両、シリーズパラレルハイブリッド車両、スタータモータと発電機を兼ねるモータを強化して内燃機関の出力を補助することが可能な車両等がある。
　内燃機関１１の機関回転数を一定としてトルクを減少させる場合、空気量変化に合わせて減少するトルクを推定し、減少するトルクに応じて発電機１０で吸収するトルクを減少させる。あるいは、内燃機関１１の機関回転数を一定としてトルクを減少させる場合、機関回転数が一定となるよう発電機１０の回転数を制御する。
　内燃機関１１のトルクを一定として機関回転数を減少させる場合、空気量変化に合わせて減少する出力を推定し、減少する出力に応じて発電機１０で吸収する出力を減少させつつ機関回転数を減少させ、内燃機関１１のトルクを一定に保つ。
　内燃機関１１の機関回転数及び内燃機関１１のトルクの双方を変化させる場合、トレースさせたい目標トルクに応じて発電機１０で吸収するトルクを減少させて、機関回転数を減少させる。
　定数で与える空気量は、予め適合で決定しておく。
　車両１は、吸入空気量の減少による内燃機関１１側のトルクの減少（落ち込み）に応じて、発電機１０が発電するために吸収するトルクを減らすことで、内燃機関１１の機関回転数が不用意に減少（落ち込み）することを抑制し、燃焼安定性が悪化することを抑制できる。
　また、車両１は、内燃機関１１の燃焼形態をリーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関１１のクランクシャフトの回転が駆動輪２に伝達される状態であり、かつ内燃機関１１の吸入空気量が空気量閾値よりも多い場合には、吸入空気量の減少に合わせて発電機１０から内燃機関１１に付与するトルクを増加させてもよい。
　つまり、内燃機関にトルクを付与することか可能なモータジェネレータ（例えば発電機１０に相当）を有し、内燃機関のクランクシャフトの回転が駆動輪に伝達される所定の第２運転モード（例えば上述したＨＥＶ走行モード及びエンジン走行モード）を有する車両において、リーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関の空気量が所定の空気量閾値よりも多いとき、内燃機関が第２運転モードであれば、空気量を空気量閾値未満となるよう減少させる際に、モータジェネレータから内燃機関に付与するトルクを増加させてもよい。
　第２運転モード（例えば上述したＨＥＶ走行モード及びエンジン走行モード）を有する車両としては、パラレルハイブリッド車両、シリーズパラレルハイブリッド車両、スタータモータと発電機を兼ねるモータを強化して内燃機関の出力を補助することが可能な車両等がある。
　これにより車両１は、内燃機関１１の燃焼形態をリーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、内燃機関１１のトルク（クランクシャフトの回転トルク）と発電機１０から内燃機関１１のトルクに付与されるアシストトルクとの和が一定になる。
　車両１は、吸入空気の量減少による内燃機関１１側のトルクの減少に応じて、発電機１０から内燃機関１１に付与するアシストトルクを増加させることで、内燃機関１１の機関回転数が不用意に減少することを抑制し、燃焼安定性が悪化することを抑制できる。
　また、車両１は、内燃機関１１に付与するアシストトルクに上限がある場合、リーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替えた際のトルク差が内燃機関１１に付与するトルク（付与可能なトルク）と同等となるように空気量閾値を設定してもよい。
　これによって、車両１は、リーン燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替えた際に、駆動輪２に伝達されるトルクの低下を防止することができる。
　例えば、発電機１０から内燃機関１１に付与するトルク（アシストトルク）に上限がある場合、空気量閾値は、内燃機関１１の現在のトルクから上記アシストトルクを差し引いた分のトルクを実現する吸入空気量としてもよい。
　発電機１０で付与可能なアシストトルクは、バッテリＳＯＣ等の各種パラメータに応じて変化するので、逐次演算したアシストトルクから空気量閾値を演算してもよい。
　以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上述した実施例の内燃機関１１は、筒内直接噴射式の内燃機関やポート噴射式の内燃機関であってもよい。
　上述した実施例は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関するものである。

Claims (9)

  1. 　目標空燃比を理論空燃比とするストイキ燃焼と、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンとする希薄燃焼と、を切り替えて使用可能な内燃機関を有する車両の制御方法において、
    　希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、上記内燃機関の空気量が所定の空気量閾値よりも少ないとき、希薄燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替えを許可する車両の制御方法。
  2. 　希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、上記内燃機関の空気量が上記空気量閾値以上の場合には、空気量を上記空気量閾値未満となるよう減少させる請求項１に記載の車両の制御方法。
  3. 　上記内燃機関の機関回転数または上記内燃機関のトルクの少なくとも一方を制御することで上記内燃機関の空気量を減少させる請求項２に記載の車両の制御方法。
  4. 　上記内燃機関によって駆動可能なモータジェネレータを有し、
    　上記内燃機関の回転が駆動輪に伝達されない場合には、空気量を上記空気量閾値未満となるよう減少させる際に、上記モータジェネレータの回生トルクを減少させる請求項２または３に記載の車両の制御方法。
  5. 　上記内燃機関にトルクを付与することか可能なモータジェネレータを有し、
    　上記内燃機関の回転が駆動輪に伝達される場合には、空気量を上記空気量閾値未満となるよう減少させる際に、上記モータジェネレータから上記内燃機関に付与するトルクを増加させる請求項２または３に記載の車両の制御方法。
  6. 　上記内燃機関に付与するトルクに上限がある場合、上記空気量閾値は、希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替えた際のトルク差が上記内燃機関に付与するトルクと同等となるように設定される請求項５に記載の車両の制御方法。
  7. 　上記内燃機関の空気量が上記空気量閾値未満の場合には、上記内燃機関の燃料噴射設定及び上記内燃機関の点火設定を希薄燃焼用からストイキ燃焼用にステップ的に切り替える請求項１～６のいずれかに記載の車両の制御方法。
  8. 　上記燃料噴射設定及び上記点火設定は、希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替えた気筒を判別し、燃焼形態の切り替えに同期させて切り替える請求項７に記載の車両の制御方法。
  9. 　目標空燃比を理論空燃比とするストイキ燃焼と、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンとする希薄燃焼と、を切り替えて使用可能な内燃機関を有する車両の制御装置において、
    　希薄燃焼からストイキ燃焼へ燃焼形態を切り替える際に、上記内燃機関の空気量が所定の空気量閾値よりも少ないとき、希薄燃焼からストイキ燃焼への燃焼形態の切り替えを許可する制御部を有する車両の制御装置。
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