JP2017040237A - エンジン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時にベーパーロックが生じていると考えられるときに、早期に通常の燃料噴射制御にする。
【解決手段】燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上のときには、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離が大きいときには乖離が小さいときに比して大きな値を下限ガードαに設定し（Ｓ１２０）、下限ガードαにより設定されるポート噴射率ｋｐｆｉを用いた燃料噴射制御を実行する（Ｓ１６０，Ｓ１９０）。ポート噴射率ｋｐｆｉは値１より小さいから、筒内用燃料噴射バルブからの燃料噴射も行なわれる。このため、デリバリパイプの燃料を流してデリバリパイプの冷却を行なうことができ、これにより早期にベーパーロックを解消することができる。この結果、早期に通常の燃料噴射制御にすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン装置に関し、詳しくは、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを有するエンジンを備えるエンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの始動時に筒内噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給管の燃圧が所定圧力を超えるまでは筒内噴射弁による燃料噴射を禁止し、ポート噴射弁による燃料噴射を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、上述の制御により、短い時間で十分な燃圧を確保してから筒内噴射弁による燃料噴射を開始し、噴射開始当初から噴射燃料の微粒化を促進し、始動性を向上している。

特開２００８−１９８７４号公報

しかしながら、上述のエンジン装置では、燃料の高温時などに高圧燃料供給管やこの高圧燃料供給管に燃料を供給する低圧燃料供給管にベーパーロックが生じたときには、高圧燃料供給管の燃圧が上昇せず、筒内噴射弁による燃料噴射を開始することができない場合が生じる。こうしたベーパーロック時には、低圧燃料供給管の燃圧を上昇させてベーパーをつぶし、高圧燃料供給管の燃圧を上昇させることも考えられているが、高圧燃料供給管の燃圧を十分に上昇させるまでに時間を要する。この場合、筒内噴射弁による燃料噴射を禁止してポート噴射弁からの燃料噴射だけによりエンジンを運転する状態が長く続くため、筒内噴射弁による燃料噴射を伴う場合に比して燃料噴射量が不足して加速不良などの運転フィーリングを損なう場合も生じる。特に、高圧燃料供給管の燃圧が所定圧力を超えるまで筒内噴射弁による燃料噴射を禁止すると、高圧燃料供給管に燃料が流れないため、燃料による冷却が行なわれず、高圧燃料供給管のベーパーを解消するのに長時間を要してしまう。

本発明のエンジン装置は、エンジン始動時にベーパーロックが生じていると考えられるときに、早期に通常の燃料噴射制御にすることを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁と燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁とを有するエンジンと、前記エンジンを制御する制御手段と、を備えるエンジン装置において、
前記制御手段は、前記エンジンを始動する際に前記筒内噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給管における燃料圧力と目標燃圧との乖離が所定の乖離以上の場合、前記エンジンの出力と目標出力との乖離が大きいときには小さいときに比して全燃料噴射量に対する前記ポート噴射弁からの燃料噴射量の比率を大きくする、
ことを特徴とする。

この本発明のエンジン装置では、エンジンを始動する際に筒内噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給管における燃料圧力と目標燃圧との乖離が所定の乖離以上の場合には、ベーパーロックが生じていると考えられる。この場合、エンジンの出力と目標出力との乖離が大きいときには小さいときに比して全燃料噴射量に対するポート噴射弁からの燃料噴射量の比率を大きくする。即ち、エンジンの出力と目標出力との乖離に応じて筒内噴射弁による燃料噴射とポート噴射弁による燃料噴射とを行なうのである。この場合、筒内噴射弁による燃料噴射も行なわれるから、高圧燃料供給管の燃料を流して高圧燃料供給管の冷却を行なうことができ、これにより早期にベーパーロックを解消することができる。この結果、早期に通常の燃料噴射制御にすることができる。しかも、エンジンの出力と目標出力との乖離が大きいときには小さいときに比して全燃料噴射量に対するポート噴射弁からの燃料噴射量の比率を大きくするから、ベーパーロックに起因して生じる燃料噴射量の不足によるエンジン出力の不足を抑制することができる。ここで、「燃料圧力と目標燃圧との乖離」としては、目標燃圧から燃料圧力を減じた差分や、目標燃圧に対する燃料圧力の比など、燃料圧力と目標燃圧との乖離の程度を反映するものを用いることができる。また、「エンジンの出力と目標出力との乖離」としては、目標出力からエンジンの出力を減じた差分や、目標出力に対するエンジンの出力の比など、エンジンの出力と目標出力との乖離の程度を反映するものを用いることができる。

こうした本発明のエンジン装置において、制御手段は、空燃比（空気量／燃料量）が目標空燃比より大きくなるときには全燃料噴射量に対するポート噴射弁からの燃料噴射量の比率が大きくなるように補正するものとしてもよい。こうすれば、ベーパーロックに起因して生じる燃料噴射量の不足によるエンジン出力の不足をより抑制することができる。

本発明の一実施例としてのエンジン装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のエンジン装置２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される始動時燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。 下限ガード設定用マップの一例を示す説明図である。 補正量設定用マップの一例を示す説明図である。 ベーパーロックが生じているときのポート噴射率ｋｐｆｉ等の時間変化の一例を通常時および比較例と比較可能に示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、実施例のエンジン装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車１０は、図１に示すように、エンジン２２と、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などを行なうエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、を備える。また、実施例のハイブリッド自動車１０は、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０を備える。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、例えば同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１の回転子が接続されている。駆動軸３２には、例えば同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２の回転子が接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ４１，４２により駆動されており、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子がモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０によってスイッチング制御されることによって駆動制御される。モータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ４１，４２を介して、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と電力のやりとりをする。バッテリ５０は、電池電圧Ｖｂや電池電流Ｉｂ，電池温度Ｔｂなどを用いてバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２により管理される。ハイブリッド自動車１０は、更に、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０を備える。

エンジン２２は、図２に示すように、筒内にガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を直接噴射する筒内用燃料噴射バルブ１２５と、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射バルブ１２６とを備える内燃機関として構成されている。エンジン２２は、こうした二種類の燃料噴射バルブ１２５，１２６を備えることにより、ポート噴射駆動モードと筒内噴射駆動モードと共用噴射駆動モードの３つのモードのいずれかで運転される。ポート噴射駆動モードでは、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。筒内噴射駆動モードでは、同様にして空気を燃焼室に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る。共用噴射駆動モードでは、空気を燃焼室に吸入する際にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料噴射してクランクシャフト２６の回転運動を得る。これらの駆動モードは、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて切り替えられる。なお、エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する三元触媒を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。

燃料供給装置６０は、燃料タンク５８の燃料をエンジン２２の筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６に燃料を供給する装置として構成されている。燃料供給装置６０は、燃料タンク５８の燃料をポート用燃料噴射バルブ１２６が接続された燃料パイプ６３（低圧燃料供給管）に供給する電動の燃料ポンプ６２と、燃料パイプ６３内の燃料を加圧して筒内用燃料噴射バルブ１２５が接続されたデリバリパイプ６６（高圧燃料供給管）に供給する高圧燃料ポンプ６４と、を備える。また、燃料供給装置６０は、デリバリパイプ６６と燃料タンク５８とに接続されたリリーフパイプ６８に設けられてデリバリパイプ６６内の加圧された燃料の圧力を大気圧との差圧により減圧可能なリリーフバルブ６７を備える。高圧燃料ポンプ６４は、エンジン２２からの動力により駆動されて燃料パイプ６３内の燃料を加圧するポンプである。高圧燃料ポンプ６４には、その吸入口に接続されて燃料の加圧時に開閉する電磁バルブ６４ａと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を防止すると共にデリバリパイプ６６内の燃料の圧力（燃料圧力）を保持するチェックバルブ６４ｂと、が取り付けられている。これにより、高圧燃料ポンプ６４は、エンジン２２の運転中に電磁バルブ６４ａが開弁されると燃料ポンプ６２からの燃料を吸入し、電磁バルブ６４ａが閉弁されたときにエンジン２２からの動力により作動する図示しないプランジャにより圧縮した燃料をチェックバルブ６４ｂを介してデリバリパイプ６６に断続的に送り込むことにより、デリバリパイプ６６に供給する燃料を加圧する。リリーフバルブ６７は、デリバリパイプ６６内の燃料圧力Ｐｆが過剰となるのを防止すると共にエンジン２２の停止時にデリバリパイプ６６内の燃料圧力Ｐｆを低下させるように開弁される電磁バルブである。リリーフバルブ６７が開弁されると、デリバリパイプ６６内の燃料はリリーフパイプ６８を介して燃料タンク５８に戻される。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４の入力ポートに入力される信号としては以下のものを挙げることができる。
・クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジション
・エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ
・燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ
・燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａ
・スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ
・吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ
・吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ
・浄化装置１３４に取り付けられた温度センサからの触媒温度Ｔｃ
・空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ
・酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２
・シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサからのノック信号Ｋｓ
・燃料供給装置６０のデリバリパイプ６６内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ６９からの燃料圧力Ｐｆ

また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４の出力ポートから出力される制御信号としては以下のものを挙げることができる。
・筒内用燃料噴射バルブ１２５への駆動信号
・ポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号
・スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号
・吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号
・燃料ポンプ６２への駆動信号
・高圧燃料ポンプ６４の電磁バルブ６４ａへの駆動信号
・リリーフバルブ６７への駆動信号

また、エンジンＥＣＵ２４は、以下に例示する演算なども行なっている。
・クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づくクランクシャフト２６の回転数（即ちエンジン２２の回転数Ｎｅ）
・エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づく体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬ
・ノックセンサからのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づくノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒ
・モータＭＧ１の出力トルク（例えばトルク指令Ｔｍ１＊）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とに基づくエンジン２２から出力されていると推定される出力トルクＴｅおよびこれにエンジン２２の回転数Ｎｅを乗じて得られるエンジン実出力Ｐｅ（Ｐｅ＝Ｎｅ・（１＋ρ）・Ｔｍ１＊／ρ）

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されている。バッテリＥＣＵ５２からは、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータが通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信されている。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された電池電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，記憶したデータを保持する不揮発性のフラッシュメモリ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、車両を運転するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０の入力ポートに入力される信号としては以下のものを挙げることができる。
・イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号
・シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ
・アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ
・ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ
・車速センサ８８からの車速Ｖ

ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

なお、実施例では、エンジン装置２０は、エンジン２２とエンジンＥＣＵ２４とにより構成される。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車１０は、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。

ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３２に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３２の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、エンジン２２から出力すべき目標出力Ｐｅ＊を設定する。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差分ΔＳＯＣに基づいて、差分ΔＳＯＣの絶対値が小さくなるように設定する。次に、目標出力Ｐｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについては、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるように、インバータ４１，４２の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。

次に、こうして構成された実施例のエンジン装置２０の動作、特にエンジン２２の始動時における燃料噴射制御について説明する。図３は、エンジン２２の始動時にエンジンＥＣＵ２４により実行される始動時燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。始動時燃料噴射制御が実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、燃料圧力センサ６９からの燃料圧力Ｐｆや空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，エンジン２２の実出力Ｐｅを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の実出力Ｐｅは、エンジンＥＣＵ２４により演算されるものを用いた。

続いて、目標燃圧Ｐｆ＊から燃料圧力Ｐｆを減じて燃圧乖離値ΔＰｆを計算し（ステップＳ１１０）、計算した燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、目標燃圧Ｐｆ＊は、筒内用燃料噴射バルブ１２５により燃料噴射を行なうのに適した燃料圧力として予め定められており、リリーフバルブ６７を開弁する圧力より若干低い圧力が用いられる。所定値Ｐｒｅｆは、燃料パイプ６３やデリバリパイプ６６に生じたベーパーによりベーパーロックが生じていると考えられると判定するための閾値であり、目標燃圧Ｐｆ＊と燃料パイプ６３の通常圧力との差分より小さな値として予め定められるものである。

燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ未満のときには、ベーパーロックは生じていないと判断し、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを用いた通常のエンジン２２の始動時の燃料噴射制御を実行して（ステップＳ１３０）、本制御を終了する。

燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上のときには、ベーパーロックは生じていると考えられると判断し、エンジン２２の目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅと基づいて下限ガードαを設定する（ステップＳ１４０）。下限ガードαは、実施例では図４に例示する下限ガード設定用マップを用いて設定される。この下限ガード設定用マップでは、以下のように下限ガードαが設定される。
・目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが０．４（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝０．４）以上で目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが０．６（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝０．６）未満のときには下限ガードαは０．８
・目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが０．６（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝０．６）以上で目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが０．８（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝０．８）未満のときには下限ガードαは０．６
・目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが０．８（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝０．８）以上で目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅが１．０（Ｐｅ／Ｐｅ＊＝１．０）未満のときには下限ガードαは０

この下限ガード設定用マップは、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離が大きいとき（Ｐｅ／Ｐｅ＊が小さいとき）は乖離が小さいとき（Ｐｅ／Ｐｅ＊が大きいとき）に比して大きな値を下限ガードαに設定するものといえる。

こうして下限ガードαを設定すると、空燃比ＡＦと所定値βとを比較する（ステップＳ１５０）。所定値βは、空燃比ＡＦの目標値としての目標空燃比ＡＦ＊より大きな値（リーン側の値）として予め設定されるものである。ここで、目標空燃比ＡＦ＊は、吸入空気量Ｑａとこの吸入空気量Ｑａに対して計算される燃料噴射量τ（始動時の補正量などを含む）とに基づいてＱａ／τとして計算することができる。ベーパーロックが生じている場合、デリバリパイプ６６の燃料圧力を上昇させることができないため、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量が不足することになる。そのため、空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊より大きく（リーン）になる。空燃比ＡＦと所定値β未満のときには、空燃比ＡＦが比較的目標空燃比ＡＦ＊に近いと判断し、下限ガードαをポート噴射率ｋｐｆｉに設定し（ステップＳ１６０）、設定したポート噴射率ｋｐｆｉを用いた燃料噴射制御を実行し（ステップＳ１９０）、本制御を終了する。ここで、ポート噴射率ｋｐｆｉは、全燃料噴射量に対するポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量の比率である。したがって、全燃料噴射量に対する筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量の比率としての筒内噴射率ｋｄｆｉは（１−ｋｐｆｉ）により計算することができる。このため、ポート用燃料噴射バルブ１２６については吸入空気量Ｑａに対して計算された燃料噴射量にポート噴射率ｋｐｆｉを乗じた燃料噴射量の噴射が行なわれるように駆動制御し、筒内用燃料噴射バルブ１２５に対しては計算された燃料噴射量に筒内噴射率ｋｄｆｉ（１−ｋｐｆｉ）を乗じた燃料噴射量の噴射が行なわれるように駆動制御される。ポート噴射率ｋｐｆｉは値１より小さいため、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射も行なわれる。このため、デリバリパイプ６６の燃料を流してデリバリパイプ６６の冷却を行なうことができ、これにより早期にベーパーロックを解消することができる。

一方、空燃比ＡＦと所定値β以上のときには、空燃比ＡＦが比較的目標空燃比ＡＦ＊に比して必要以上に大きいと判断し、空燃比ＡＦに基づいて補正量γを設定する（ステップＳ１７０）。補正量γは、実施例では図５に例示する補正量設定用マップを用いて設定される。この補正量設定用マップでは、空燃比ＡＦが所定値βを超えて大きくなるほど大きな値の補正量γが設定される。この関係は、空燃比ＡＦが大きいときには空燃比ＡＦが小さいときに比して大きな値の補正量γを設定するものとなる。補正量γを設定すると、下限ガードαに補正量γを加えたものをポート噴射率ｋｐｆｉに設定し（ステップＳ１８０）、設定したポート噴射率ｋｐｆｉを用いた燃料噴射制御を実行し（ステップＳ１９０）、本制御を終了する。これにより、ベーパーロックに起因して生じる燃料噴射量の不足によるエンジン２２の出力不足をより抑制することができる。

ここで、下限ガードαについて考える。下限ガードαは、燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上のときには、空燃比ＡＦの大小に関わらずにポート噴射率ｋｐｆｉの設定に用いられる。上述したように、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離が大きいときには乖離が小さいときに比して大きな値を下限ガードαに設定するから、このことは、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離が大きいときには乖離が小さいときに比して大きな値をポート噴射率ｋｐｆｉに設定することと同意となる。

図６は、ベーパーロックが生じているときのポート噴射率ｋｐｆｉ、燃料パイプ６３の燃料圧力、デリバリパイプ６６の燃料圧力Ｐｆ、デリバリパイプ６６の燃料温度、エンジン２２の実出力Ｐｅと目標出力Ｐｅ＊、空燃比ＡＦと目標空燃比ＡＦ＊の時間変化の一例を通常時および比較例と比較可能に示す説明図である。図中、ポート噴射率ｋｐｆｉ、燃料パイプ６３の燃料圧力、デリバリパイプ６６の燃料圧力Ｐｆ、デリバリパイプ６６の燃料温度において、実線はベーパーロックが生じているときに図３に示す始動時燃料噴射制御を行なった実施例である。破線はベーパーロックが生じていない通常制御を行なっている通常時である。一点鎖線はベーパーロックが生じているときにポート噴射率ｋｐｆｉを１．０（１００％）として筒内噴射を禁止する比較例である。エンジン２２の実出力Ｐｅと目標出力Ｐｅ＊において、実線はエンジン２２の実出力Ｐｅであり、破線は目標出力Ｐｅ＊である。空燃比ＡＦと目標空燃比ＡＦ＊において、実線は空燃比ＡＦであり、破線は目標空燃比ＡＦ＊である。実施例では、時間Ｔ１に燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上となってベーパーロックは生じていると判断されると、エンジン２２の目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離に応じてポート噴射率ｋｐｆｉが設定される。ポート噴射率ｋｐｆｉは値１より小さいから、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射も行なわれる。このため、デリバリパイプ６６には燃料が流れ、デリバリパイプ６６の燃料の温度が低下する。そして、デリバリパイプ６６の燃料の温度がベーパーが発生しない程度の温度に至ったときに、ポート噴射率ｋｐｆｉは通常時（通常制御）に戻る。一方、比較例では、時間Ｔ１に燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上となってベーパーロックは生じていると判断されると、ポート噴射率ｋｐｆｉは１．０（１００％）とされ、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射が禁止される。このため、デリバリパイプ６６には燃料は流れず、デリバリパイプ６６の燃料の温度は低下しない。この結果、ベーパーロックの解消が遅くなり、圧力によりベーパーがつぶされる時間Ｔ３に通常時（通常制御）に戻る。

以上説明した実施例のエンジン装置２０では、燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上のときには、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離が大きいときには乖離が小さいときに比して大きな値を下限ガードαに設定し、下限ガードαにより設定されるポート噴射率ｋｐｆｉを用いた燃料噴射制御を実行する。ポート噴射率ｋｐｆｉは値１より小さいから、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射も行なわれる。このため、デリバリパイプ６６の燃料を流してデリバリパイプ６６の冷却を行なうことができ、これにより早期にベーパーロックを解消することができる。この結果、早期に通常の燃料噴射制御にすることができる。

また、実施例のエンジン装置２０では、燃圧乖離値ΔＰｆが所定値Ｐｒｅｆ以上のときであって空燃比ＡＦが所定値β以上のときには、空燃比ＡＦが大きいときには空燃比ＡＦが小さいときに比して大きな値の補正量γを設定し、設定した補正量γと下限ガードαとからなるポート噴射率ｋｐｆｉを用いた燃料噴射制御を実行する。これにより、ベーパーロックに起因して生じる燃料噴射量の不足によるエンジン２２の出力不足をより抑制することができる。

実施例のエンジン装置２０では、目標燃圧Ｐｆ＊から燃料圧力Ｐｆを減じたものを燃圧乖離値ΔＰｆとして用いた。しかし、燃圧乖離値としては、目標燃圧Ｐｆ＊に対する燃料圧力Ｐｆの比（Ｐｆ／Ｐｆ＊）を値１から減じたもの（１−Ｐｆ／Ｐｆ＊）など、燃料圧力Ｐｆと目標燃圧Ｐｆ＊との乖離の程度を反映するものであればよい。また、実施例のエンジン装置２０では、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離として目標出力Ｐｅ＊に対する実出力Ｐｅ（Ｐｅ／Ｐｅ＊）を用いた。しかし、目標出力Ｐｅ＊と実出力Ｐｅとの乖離として、目標出力Ｐｅ＊からエンジン２２の実出力Ｐｅを減じた差分など、エンジン２２の実出力Ｐｅと目標出力Ｐｅ＊との乖離の程度を反映するものであればよい。

実施例のエンジン装置２０では、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとエンジン２２の回転数Ｎｅとによりエンジン２２の実出力Ｐｅ（Ｐｅ＝Ｎｅ・（１＋ρ）・Ｔｍ１＊／ρ）を推定するものとした。しかし、エンジン２２の実出力Ｐｅとしては、吸入空気量Ｑａと空燃比ＡＦと路面勾配と車速Ｖとにより推定するものを用いたり、エンジン２２の回転変動に基づいて推定するものを用いたり、トルクセンサにより検出したトルクに回転数Ｎｅを乗じて計算するものを用いたりしてもよい。これらの場合、プラネタリギヤ３０やモータＭＧ１，ＭＧ２を搭載しない車両とすることもできる。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

１０ ハイブリッド自動車、２０ エンジン装置、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５８ 燃料タンク、６０ 燃料供給装置、６２ 燃料ポンプ、６３ 燃料パイプ、６４ 高圧燃料ポンプ、６４ａ 電磁バルブ、６４ｂ チェックバルブ、６６ デリバリパイプ、６７ リリーフバルブ、６８ リリーフパイプ、６９ 燃料圧力センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 筒内用燃料噴射バルブ、１２６ ポート用燃料噴射バルブ、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁と燃料を筒内に噴射する筒内噴射弁とを有するエンジンと、前記エンジンを制御する制御手段と、を備えるエンジン装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンを始動する際に前記筒内噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給管における燃料圧力と目標燃圧との乖離が所定の乖離以上の場合、前記エンジンの出力と目標出力との乖離が大きいときには小さいときに比して全燃料噴射量に対する前記ポート噴射弁からの燃料噴射量の比率を大きくする、
   ことを特徴とするエンジン装置。

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