JP2007083951A - ハイブリット車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒内噴射式エンジンと電動モータを搭載したハイブリット車のエンジン性能を十分に発揮させながら、燃料噴射弁のデポジットによる不具合を防止する。
【解決手段】 エンジン１２の燃料噴射量の学習補正量に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定し、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに、デポジット焼失制御を実行する。このデポジット焼失制御では、エンジン回転速度を上昇させると共に、点火時期を進角し、更に、燃料噴射量を低減することで、燃料噴射弁２３のノズル部の温度を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させる。このデポジット焼失制御中に、トルク補正制御を実行して、デポジット焼失制御によるエンジン１２のトルク変動を打ち消すように電動モータのトルクを制御することで、デポジット焼失制御時に車両全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、筒内噴射式内燃機関と電動モータとを車輪の動力源として搭載したハイブリット車の制御装置に関するものである。

近年、車輪の動力源としてエンジンと電動モータとを搭載して、これらのエンジンと電動モータの少なくとも一方の動力で車両を走行させるようにしたハイブリット車が実用化されている。このようなハイブリット車においては、エンジン出力、燃費、排気エミッション等の更なる向上を目的として、特許文献１（特開平１１−２１０５２１号公報）や特許文献２（特開２０００−６４８７４号公報）に記載されているように、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンと電動モータとを組み合わせるようにしたものがある。

しかし、筒内噴射式エンジンでは、燃料噴射弁のノズル部が燃焼室内に露出しているため、ノズル部が燃焼熱に晒されてノズル部の外表面に付着した未燃燃料成分の炭化が進み、ノズル部にカーボン（燃料炭化物）のデポジットが生成されやすいという事情がある。このデポジットが多くなると、デポジットが燃料噴射の障害物となって燃料噴射量が減少したり、燃料噴霧状態が悪くなってしまうことがあり、その結果、空燃比が乱れて排気エミッションの悪化や内燃機関の出力低下とった不具合が生じることがある。

そこで、筒内噴射式エンジンのデポジット対策として、特許文献３（特開２００１−６５３９３号公報）に記載されているように、予めエンジン運転状態（エンジン回転速度及びスロットル開度）と燃料噴射弁のノズル部の温度との関係を計測しておき、燃料噴射弁のノズル部の温度が高くなる運転領域で、点火時期や燃料噴射開始時期を遅角して燃料噴射弁のノズル部の温度を低下させることで、燃料噴射弁のノズル部の温度を常にデポジットが発生しない温度に維持するようにしたものがある。
特開平１１−２１０５２１号公報（第２頁等） 特開２０００−６４８７４号公報（第２頁等） 特開２００１−６５３９３号公報（第４頁〜第５頁等）

しかし、上記特許文献３の技術では、燃料噴射弁のノズル部の温度を常にデポジットが発生しない温度に維持するようにエンジンを制御するため、エンジン運転条件が常に制限されてしまい、筒内噴射式エンジンの本来の優れた性能を十分に引き出すことができないという欠点がある。しかも、ハイブリット車では、エンジンを運転して走行する状態からエンジンを停止して電動モータのみで走行するモータ走行モードに切り換えられる毎に、燃料噴射が停止されて、燃料噴射によるノズル冷却効果が得られなくなる。このため、モータ走行モードに切り換えられる毎に、燃料噴射弁のノズル部の温度がデポジット生成温度領域まで上昇してノズル部にデポジットが生成される可能性があり、上記特許文献３の技術によってはハイブリット車における燃料噴射弁のデポジットの不具合を十分に防止することができない。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、ハイブリット車に搭載した筒内噴射式内燃機関の優れた性能を十分に引き出しながら、燃料噴射弁のデポジットによる不具合を防止することができるハイブリット車の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式内燃機関と電動モータとを車輪の動力源として搭載したハイブリット車の制御装置において、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態をデポジット判定手段により判定し、このデポジット判定手段により燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに、燃料噴射弁のノズル部の温度（以下「ノズル温度」という）を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させるように内燃機関を制御するデポジット焼失制御をデポジット焼失制御手段により実行するようにしたものである。

この構成では、燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに、デポジット焼失制御を実行してノズル温度を所定温度以上（デポジットを焼失可能な温度）に上昇させることで燃料噴射弁のノズル部に堆積したデポジットを焼失させることができ、燃料噴射弁のデポジットによる不具合を防止することができる。しかも、従来のように内燃機関の運転条件を常に制限する（ノズル温度を常にデポジットが発生しない温度に維持するように内燃機関を制御する）必要がなく、ハイブリット車においても筒内噴射式内燃機関の本来の優れた性能を十分に引き出すことができる。

ところで、ノズル温度を上昇させるように内燃機関を制御するデポジット焼失制御を実行すると、内燃機関のトルクが変動して車両の走行に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、請求項２のように、デポジット焼失制御による内燃機関のトルク変動を打ち消すように電動モータのトルクを制御するようにすると良い。このようにすれば、デポジット焼失制御中に車両全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持することができ、車両のドライバビリティに悪影響を及ぼすことなく、デポジット焼失制御を実行することができる。

本発明において、デポジットの状態を判定する具体的な方法としては、請求項３のように、内燃機関の排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量に対する空燃比補正量を演算し、この空燃比補正量に基づいて燃料噴射量に対する学習補正量を学習するシステムでは、燃料噴射量の学習補正量に基づいて燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。

燃料噴射弁のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、デポジットが燃料噴射の障害物となって燃料噴射量が減少して実空燃比が目標空燃比に対してリーン方向に変化した状態となるため、その実空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比補正量が燃料噴射量の増量方向に変化した状態となり、それに伴って学習補正量が燃料噴射量の増量方向に変化する。従って、燃料噴射量の学習補正量を監視すれば、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。一般に、燃料噴射量の学習補正量は、空燃比制御システムの製造ばらつきや経時変化等による空燃比のずれを補償するものであり、運転状態の変化等による一時的な空燃比のずれの影響を受けないように更新されるため、学習補正量に基づいてデポジットの状態を判定すれば、運転状態の変化等により空燃比が一時的にずれた場合に、燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと誤判定することを防止できる利点がある。

しかしながら、請求項４のように、実空燃比と目標空燃比との偏差又は空燃比補正量に基づいて燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。燃料噴射弁のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、燃料噴射量が減少して実空燃比が目標空燃比に対してリーン方向に変化する（つまり、実空燃比と目標空燃比との偏差が大きくなる）と共に、実空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比補正量が燃料噴射量の増量方向に変化する。従って、実空燃比と目標空燃比との偏差や燃料噴射量の空燃比補正量を監視しても、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

更に、請求項５のように、アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度に基づいて燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。燃料噴射弁のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、燃料噴射量が減少して内燃機関の出力が低下した状態となるため、運転者のアクセルペダル踏込量が通常よりも多くなってアクセル開度が通常よりも大きくなる。従って、アクセル開度を監視すれば、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

また、気筒内の燃焼圧力が高くなるほど、燃焼温度が上昇してノズル温度が上昇するという関係があるため、請求項６のように、ノズル温度を評価する情報として、気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧力検出手段を設け、この燃焼圧力検出手段で検出した燃焼圧力に基づいて燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。一般に、ノズル温度がデポジット生成温度領域（例えば１５０〜３００℃）まで上昇すると、ノズル部にデポジットが生成されるため、ノズル温度に相関する燃焼圧力を監視すれば、ノズル温度がデポジット生成温度領域まで上昇したか否かを推定することが可能となり、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

或は、請求項７のように、ノズル温度を検出するノズル温度検出手段を設け、このノズル温度検出手段で検出したノズル温度に基づいて燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。このように、ノズル温度検出手段を設ければ、ノズル温度をより精度良く検出できるため、燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態をより精度良く判定することができる。

また、デポジット焼失制御の具体的方法としては、請求項８のように、デポジット焼失制御の際に内燃機関の回転速度を上昇させることでノズル温度を上昇させるようにしても良い。内燃機関の回転速度を上昇させれば、単位時間当りの燃焼回数を多くしてノズル温度を上昇させることができる。

更に、請求項９のように、デポジット焼失制御の際に内燃機関の点火時期を進角させることでノズル温度を上昇させるようにしても良い。点火時期を進角すれば、燃焼温度を上昇させてノズル温度を上昇させることができる。

また、請求項１０のように、デポジット焼失制御の際に燃料噴射量を減量補正することでノズル温度を上昇させるようにしても良い。燃料噴射量を減量補正すれば、燃料噴射によるノズル冷却効果を低下させてノズル温度を上昇させることができる。

尚、デポジット焼失制御の際に、内燃機関の回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量を予め決められた固定値に設定して、演算処理を簡略化するようにしても良いが、請求項１１のように、ノズル温度を所定温度以上に上昇させるのに必要な内燃機関の回転速度、点火時期、燃料噴射量のうちの少なくとも１つの制御量と内燃機関の運転状態との関係を規定したマップを記憶手段に記憶しておき、デポジット焼失制御の際に前記マップを参照してノズル温度を所定温度以上に上昇させるのに必要な内燃機関の回転速度、点火時期、燃料噴射量のうちの少なくとも１つの制御量を内燃機関の運転状態に応じて設定するようにしても良い。

このようにすれば、デポジット焼失制御の際に、ノズル温度を所定温度以上に上昇させるのに必要な内燃機関の回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量が、そのときの内燃機関の運転状態（例えば、回転速度、点火時期、燃料噴射量、吸気温、外気温等）に応じて変化するのに対応して、内燃機関の回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量を適正値に変化させることができ、内燃機関の運転状態に左右されずにノズル温度を確実に所定温度以上（デポジットを焼失可能な温度）に上昇させることができる。

また、請求項１２のように、燃料噴射弁のノズル部を加熱するヒータを設け、燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに燃料噴射弁のノズル部の温度を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させるようにヒータを制御するデポジット焼失制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の回転速度や点火時期や燃料噴射量を変化させずに、ヒータの熱でデポジットを確実に焼失させることができるため、車両のドライバビリティに全く影響を与えることなく、デポジット焼失制御を実行することができる。

また、請求項１３のように、デポジット判定手段により燃料噴射弁のノズル部に堆積していたデポジットが焼失されたと判定されたときにデポジット焼失制御を終了させるようにすると良い。このようにすれば、燃料噴射弁のノズル部に堆積していたデポジットが焼失されたと判定されたときに速やかにデポジット焼失制御を終了して通常制御に復帰することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリット車の駆動システム全体の概略構成を説明する。ハイブリット車の車輪１１を駆動する動力源として、筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１２と電動モータ１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４と電動モータ１３の回転軸１５は、それぞれ遊星ギヤ装置等で構成された動力分配装置１６を介して駆動軸１７に連結され、この駆動軸１７がデファレンシャルギヤ１８等を介して各車輪１１の車軸１９に連結されている。車両の状態等に応じてエンジン１２の動力のみで走行するモードと、電動モータ１３の動力のみで走行するモードと、エンジン１２と電動モータ１３の両方の動力で走行するモードとの間で走行モードを切り換えるようになっている。

尚、エンジン１２のクランク軸１４は、例えば無段変速機構を備えた自動変速機（図示せず）等を介して動力分配装置１６に連結しても良い。また、駆動軸１７には、発電機２０が連結され、この発電機２０の発電電力がインバータ２１を介してバッテリ２２に充電されると共に、このバッテリ２２から供給される電力で電動モータ１３が駆動されるようになっている。

図２に示すように、筒内噴射式エンジン１２の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２３が取り付けられている。エンジン１２のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２４が取り付けられ、各点火プラグ２４の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

また、燃料を貯溜する燃料タンク２５内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ２６が設置され、この低圧ポンプ２６から吐出される燃料が燃料配管２７を通して高圧ポンプ２８に供給される。この燃料配管２７に接続されたプレッシャレギュレータ２９によって低圧ポンプ２６の吐出圧（高圧ポンプ２８への燃料供給圧力）が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料タンク２５内に戻されるようになっている。高圧ポンプ２８から吐出された燃料は、高圧燃料配管３０を通してデリバリパイプ３１に送られ、このデリバリパイプ３１から各気筒の燃料噴射弁２３に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ３１には、燃料噴射弁２３に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサ３２が設けられている。

一方、エンジン１２の排気管には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ３３（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。
これら各種センサの出力は、エンジンＥＣＵ３４に入力される。このエンジンＥＣＵ３４は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２３の燃料噴射量や点火プラグ２４の点火時期を制御する。

その際、エンジンＥＣＵ３４は、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度と負荷等）に応じてマップ等により基本燃料噴射量（又は基本燃料噴射時間）を算出し、排出ガスセンサ３３の出力に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量に対する空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段として機能すると共に、この空燃比補正量に基づいて燃料噴射量に対する学習補正量を学習する補正量学習手段として機能する。この学習補正量は、ＥＣＵ３４のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶される。そして、空燃比補正量、学習補正量等の各種補正量を用いて基本燃料噴射量（又は基本燃料噴射時間）を補正して最終的な燃料噴射量（又は燃料噴射時間）を算出する。

ところで、筒内噴射式エンジン１２では、燃料噴射弁２３先端のノズル部が気筒内に露出されているため、燃料噴射弁２３のノズル部にカーボン（燃料炭化物）のデポジットが生成されやすい。このデポジットが多くなると、燃料噴射量が減少して実空燃比が目標空燃比に対してリーン方向に変化した状態となるため、その実空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比補正量が燃料噴射量の増量方向に変化した状態となり、それに伴って、学習補正量が燃料噴射量の増量方向に変化した状態となる。従って、燃料噴射量の学習補正量を監視すれば、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

この点に着目して、エンジンＥＣＵ３４は、後述する図３のデポジット焼失制御プログラムを実行することで、燃料噴射量の学習補正量に基づいて燃料噴射弁２３先端のノズル部に付着するデポジットの状態を判定し、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに、デポジット焼失制御を実行する。このデポジット焼失制御では、燃料噴射弁２３のノズル部の温度（以下「ノズル温度」という）を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させるようにエンジン回転速度、点火時期、燃料噴射量を制御する。更に、エンジンＥＣＵ３４は、デポジット焼失制御中にトルク補正制御を実行するように、電動モータ１３を制御するモータＥＣＵ又は車両全体を総括的に制御するハイブリットＥＣＵ（共に図示せず）に指令する。このトルク補正制御では、デポジット焼失制御によるエンジン１２のトルク変動を打ち消すように電動モータ１３のトルクを制御することで、デポジット焼失制御時に車両全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持する。

以下、エンジンＥＣＵ３４が実行する図３のデポジット焼失制御プログラムの処理内容を説明する。図３に示すデポジット焼失制御プログラムは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうデポジット焼失制御手段としての役割を果たす。

本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃料噴射量の学習補正量が増加してデポジット判定値（例えば基本燃料噴射量の３％に相当する値）よりも大きくなったか否かを判定する。尚、学習補正量が噴射時間に対する補正量の場合には、学習補正量を噴射量に対する補正量に換算して判定する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいうデポジット判定手段としての役割を果たす。

このステップ１０１で、燃料噴射量の学習補正量がデポジット判定値以下であると判定されれば、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積していないと判断して、本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、燃料噴射量の学習補正量がデポジット判定値よりも大きいと判定されれば、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと判断して、ステップ１０２に進み、デポジット焼失制御を実行する。このデポジット焼失制御では、エンジン回転速度を所定回転速度以上（例えば２０００ｒｐｍ以上）に上昇させると共に、点火時期を例えばノック限界まで進角して燃焼圧（燃焼温度）のピークが圧縮上死点付近となるように制御し、更に、燃料噴射量を例えば７０％以下に減量補正する。これにより、ノズル温度をデポジットを焼失可能な所定温度（例えば４００℃以上）に上昇させてデポジットを焼失させる。ここで、エンジン回転速度を上昇させるには、例えば自動変速機の変速比を変化させたり、ロックアップクラッチのスリップ量を増加させるようにすれば良い。エンジン回転速度を上昇させれば、単位時間当りの燃焼回数を多くしてノズル温度を上昇させることができる。また、点火時期を進角すれば、燃焼温度を高くしてノズル温度を上昇させることができる。更に、燃料噴射量を減量補正すれば、燃料噴射によるノズル冷却効果を低下させてノズル温度を上昇させることができる。

尚、このデポジット焼失制御の際に、エンジン回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量を予め決められた固定値に設定して、演算処理を簡略化するようにしても良いが、本実施例では、デポジット焼失制御の際に、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度、点火時期、燃料噴射量、吸気温、外気温等）と、ノズル温度をデポジットを焼失可能な温度に上昇させるのに必要なエンジン回転速度の上昇量、点火時期の進角量、燃料噴射量の減量補正量との関係を規定したマップを参照して、現在の運転状態に応じて、ノズル温度をデポジットを焼失可能な温度に上昇させるのに必要なエンジン回転速度の上昇量、点火時期の進角量、燃料噴射量の減量補正量を設定する。このマップは、予め試験データ、設計データ等に基づいて設定され、ＥＣＵ３４のＲＯＭに記憶されている。

これにより、デポジット焼失制御の際に、ノズル温度をデポジットを焼失可能な温度に上昇させるのに必要なエンジン回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量が、そのときのエンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度、点火時期、燃料噴射量、吸気温、外気温等）に応じて変化するのに対応して、エンジン回転速度の上昇量や点火時期の進角量や燃料噴射量の減量補正量を適正値に変化させることができ、エンジン運転状態に左右されずにノズル温度を確実にデポジットを焼失可能な温度に上昇させることができる。

この後、ステップ１０３に進み、トルク補正制御を実行して、デポジット焼失制御によるエンジン１２のトルク変動を打ち消すように電動モータ１３のトルクを制御することで、デポジット焼失制御中に車両全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持する。

この後、ステップ１０４に進み、燃料噴射量の学習補正量が終了判定値（例えば基本燃料噴射量の１％に相当する値）以下であるか否かを判定する。尚、学習補正量が噴射時間に対する補正量の場合には、学習補正量を噴射量に対する補正量に換算して判定する。このステップ１０４の処理も特許請求の範囲でいうデポジット判定手段としての役割を果たす。

このステップ１０４で、燃料噴射量の学習補正量が終了判定値よりも大きいと判定された場合には、燃料噴射弁２３のノズル部に堆積したデポジットが十分に焼失されていないと判断して、ステップ１０２に戻り、デポジット焼失制御とトルク補正制御を継続する（ステップ１０２、１０３）。

その後、上記ステップ１０４で、燃料噴射量の学習補正量が終了判定値以下であると判定された時点で、燃料噴射弁２３のノズル部に堆積していたデポジットが焼失したと判断して、ステップ１０５に進み、デポジット焼失制御を終了して、エンジン回転速度と点火時期と燃料噴射量を、それぞれ通常値に復帰させる。この後、ステップ１０６に進み、トルク補正制御を終了して、電動モータ１３のトルクを通常値に復帰させる。これにより、燃料噴射弁２３のノズル部に堆積していたデポジットが焼失されたと判定されたときに、速やかにデポジット焼失制御とトルク補正制御を終了させて通常制御に復帰することができる。

以上説明した本実施例では、燃料噴射量の学習補正量に基づいて燃料噴射弁２３先端のノズル部に付着するデポジットの状態を判定し、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに、デポジット焼失制御を実行してノズル温度をデポジットを焼失可能な温度に上昇させるようにエンジン回転速度、点火時期、燃料噴射量を制御するようにしたので、燃料噴射弁２３のノズル部に堆積したデポジットを早期に検出して焼失させることができ、燃料噴射弁２３のデポジットによる不具合を防止することができる。しかも、従来のようにエンジン運転条件を常に制限する（ノズル温度を常にデポジットが発生しない温度に維持するようにエンジンを制御する）必要がなく、ハイブリット車においても筒内噴射式エンジン１２の本来の優れた性能を十分に引き出すことができる。

しかも、本実施例では、デポジット焼失制御中にトルク補正制御を実行して、デポジット焼失制御によるエンジン１２のトルク変動を打ち消すように電動モータ１３のトルクを制御するようにしたので、デポジット焼失制御時に車両全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持することができ、車両の走行に悪影響を及ぼすことなく、デポジット焼失制御を実行することができる。

また、本実施例では、燃料噴射弁２３のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、燃料噴射量が減少して実空燃比が目標空燃比に対してリーン方向に変化した状態（空燃比補正量が燃料噴射量の増量方向に変化した状態）となり、それに伴って学習補正量が燃料噴射量の増量方向に変化する点に着目して、燃料噴射量の学習補正量を判定値と比較して燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしたので、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を精度良く判定することができる。また、一般に、燃料噴射量の学習補正量は、空燃比制御システムの製造ばらつきや経時変化等による空燃比のずれを補償するものであり、運転状態の変化等による一時的な空燃比のずれの影響を受けないように更新されるため、学習補正量に基づいてデポジットの状態を判定すれば、運転状態の変化等により空燃比が一時的にずれた場合に、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと誤判定することを防止できる。

尚、上記実施例では、燃料噴射量の学習補正量に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしたが、デポジットの状態を判定する方法は、これに限定されず、例えば、実空燃比と目標空燃比との偏差又は空燃比補正量に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。燃料噴射弁２３のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、燃料噴射量が減少して実空燃比が目標空燃比に対してリーン方向に変化する（つまり、実空燃比と目標空燃比との偏差が大きくなる）と共に、実空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比補正量が燃料噴射量の増量方向に変化する。従って、実空燃比と目標空燃比との偏差や燃料噴射量の空燃比補正量を監視しても、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

また、アクセルセンサ（アクセル開度検出手段）で検出したアクセル開度に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。燃料噴射弁２３のノズル部に多くのデポジットが堆積すると、燃料噴射量が減少してエンジン１２の出力が低下した状態となるため、運転者のアクセルペダル踏込量が通常よりも多くなってアクセル開度が通常よりも大きくなる。従って、アクセル開度を監視すれば、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

また、気筒内の燃焼圧力が高くなるほど、燃焼温度が上昇してノズル温度が上昇するという関係があるため、気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧力センサ（燃焼圧力検出手段）を設け、この燃焼圧力センサで検出した燃焼圧力に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。一般に、ノズル温度がデポジット生成温度領域（例えば１５０〜３００℃）まで上昇すると、ノズル部にデポジットが生成されるため、ノズル温度に相関する燃焼圧力を監視すれば、ノズル温度がデポジット生成温度領域まで上昇したか否かを推定することが可能となり、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することができる。

或は、ノズル温度を検出するノズル温度センサ（ノズル温度検出手段）を設け、このノズル温度センサで検出したノズル温度に基づいて燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するようにしても良い。このように、ノズル温度センサを設ければ、ノズル温度をより精度良く検出できるため、燃料噴射弁２３のノズル部に付着するデポジットの状態をより精度良く判定することができる。

また、上記実施例では、ノズル温度を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させるようにエンジン１２を制御するデポジット焼失制御を実行するようにしたが、燃料噴射弁２３のノズル部を加熱するヒータを設け、燃料噴射弁２３のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときにノズル温度を所定温度以上に上昇させてデポジットを焼失させるようにヒータを制御するデポジット焼失制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転速度や点火時期や燃料噴射量を変化させずに、ヒータの熱でデポジットを焼失させることができるため、車両のドライバビリティに全く影響を与えることなく、デポジット焼失制御を実行することができる。

また、上記実施例では、デポジット焼失制御の際に、エンジン回転速度の上昇、点火時期の進角、燃料噴射量の減量補正を全て行うようにしたので、ノズル温度を効率良く上昇させることができる利点があるが、エンジン回転速度の上昇、点火時期の進角、燃料噴射量の減量補正のいずれか１つ又は２つのみを行ってデポジット焼失制御を行うようにしても良い。

その他、本発明の適用範囲は、上記実施例で説明した方式のハイブリット車（前輪と後輪のうちの一方のみの動力源として筒内噴射式エンジンと電動モータを搭載したハイブリット車）に限定されず、本発明は、例えば、前輪と後輪のうちの一方の動力源として筒内噴射式エンジンを搭載すると共に他方の動力源として電動モータを搭載したハイブリット車等、筒内噴射式エンジンと電動モータとを車輪の動力源として搭載した種々の方式のハイブリット車に適用することができる。

本発明の一実施例におけるハイブリット車の駆動システム全体の概略構成図である。 筒内噴射エンジン及びその周辺部の概略構成図である。 デポジット焼失制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…車輪、１２…筒内噴射式エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１３…電動モータ、１６…動力分配装置、２０…発電機、２２…バッテリ、２３…燃料噴射弁、２４…点火プラグ、３３…排出ガスセンサ、３４…ＥＣＵ（デポジット判定手段，デポジット焼失制御手段，空燃比補正量演算手段，補正量学習手段）

Claims (13)

1. 気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式内燃機関と電動モータとを車輪の動力源として搭載したハイブリット車の制御装置において、
   前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するデポジット判定手段と、
   前記デポジット判定手段により前記燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに前記燃料噴射弁のノズル部の温度（以下「ノズル温度」という）を所定温度以上に上昇させて前記デポジットを焼失させるように前記内燃機関を制御するデポジット焼失制御を実行するデポジット焼失制御手段と
   を備えていることを特徴とするハイブリット車の制御装置。
2. 前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット焼失制御による前記内燃機関のトルク変動を打ち消すように前記電動モータのトルクを補正することを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車の制御装置。
3. 前記内燃機関の排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサと、
   前記排出ガスセンサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量に対する空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段と、
   前記空燃比補正量に基づいて燃料噴射量に対する学習補正量を学習する補正量学習手段とを備え、
   前記デポジット判定手段は、前記補正量学習手段で学習した学習補正量に基づいて前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリット車の制御装置。
4. 前記内燃機関の排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサと、
   前記排出ガスセンサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量に対する空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段とを備え、
   前記デポジット判定手段は、前記実空燃比と前記目標空燃比との偏差又は前記空燃比補正量に基づいて前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
5. アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
   前記デポジット判定手段は、前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度に基づいて前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
6. 前記内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧力検出手段を備え、
   前記デポジット判定手段は、前記燃焼圧力検出手段で検出した燃焼圧力に基づいて前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
7. 前記ノズル温度を検出するノズル温度検出手段を備え、
   前記デポジット判定手段は、前記ノズル温度検出手段で検出したノズル温度に基づいて前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
8. 前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット焼失制御の際に前記内燃機関の回転速度を上昇させることで前記ノズル温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
9. 前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット焼失制御の際に前記内燃機関の点火時期を進角させることで前記ノズル温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
10. 前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット焼失制御の際に燃料噴射量を減量補正することで前記ノズル温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
11. 前記ノズル温度を前記所定値以上に上昇させるのに必要な内燃機関の回転速度、点火時期、燃料噴射量のうちの少なくとも１つの制御量と前記内燃機関の運転状態との関係を規定したマップが記憶された記憶手段を備え、
    前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット焼失制御の際に前記マップを参照して前記ノズル温度を前記所定値以上に上昇させるのに必要な内燃機関の回転速度、点火時期、燃料噴射量のうちの少なくとも１つの制御量を前記内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。
12. 気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式内燃機関と電動モータとを車輪の動力源として搭載したハイブリット車の制御装置において、
    前記燃料噴射弁のノズル部に付着するデポジットの状態を判定するデポジット判定手段と、
    前記燃料噴射弁のノズル部を加熱するヒータと、
    前記デポジット判定手段により前記燃料噴射弁のノズル部にデポジットが堆積したと判定されたときに前記燃料噴射弁のノズル部の温度を所定温度以上に上昇させて前記デポジットを焼失させるように前記ヒータを制御するデポジット焼失制御を実行するデポジット焼失制御手段と
    を備えていることを特徴とするハイブリット車の制御装置。
13. 前記デポジット焼失制御手段は、前記デポジット判定手段により前記燃料噴射弁のノズル部のデポジットが焼失されたと判定されたときに前記デポジット焼失制御を終了させることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のハイブリット車の制御装置。

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