JP2016151187A - 自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】エンジンを始動すると、第１吸気管圧力Ｐｍ１と第２吸気管圧力Ｐｍ２との差分ΔＰｍを計算し（Ｓ２１０）、差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下である状態がエンジンの所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続するまでは（Ｓ２２０，Ｓ２３０）、壁面付着補正のうち減量補正を禁止し（Ｓ２４０）、差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下である状態がエンジンの所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続すると（Ｓ２２０，Ｓ２３０）、この減量補正を許可する（Ｓ２６０）。【選択図】図１２

Description

本発明は、自動車に関し、エンジンを備える自動車に関する。

従来、エンジンの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジンでは、インジェクタから燃料が噴射されると、その一部は、直入分として燃焼室に直接吸入され、残余は、吸気通路の内壁面に付着する。また、直入分が燃焼室に吸入される際に、内壁面に付着していた燃料の一部が気化して持ち去り分として燃焼室に吸入される。これを踏まえて、エンジンの制御装置では、以下のように燃料噴射制御を行なう。まず、吸入空気量とエンジン回転数とに基づく基本パルス幅を設定し、この基本パルス幅に各種補正係数と定数とを乗じて要求噴射量（パルス幅）を設定する。そして、この要求噴射量に、直入分と持ち去り分との予測によるインマニウエット補正（予測補正）を施して、インジェクタから噴く燃料量（パルス幅）を設定して燃料噴射制御を行なう。また、エンジンの制御装置では、エンジン始動時には、所定条件が成立するまでは、インマニウエット補正を禁止する。ここで、所定条件としては、エンジン回転数が所定回転数以上となり、吸気充填効率が第１設定値以下に下がり、吸気充填効率がそれをなました値よりも大きくなって更にその差が第２設定値以上になった、という条件が用いられる。こうした制御により、始動時或いは始動直後で、燃料付着の状態を正確に把握できない状態において、インマニウエット補正によって燃料減量側への補正が行なわれるのを抑制し、エンジンの回転落ちが生じるのを抑制することができる、としている。

特開平８−７４６２１号公報

上述のエンジンの制御装置を備える自動車では、エンジンを始動してからインマニウエット補正の開始までの時間が長くなることがある。この時間が長いと、エンジンの始動から比較的短時間でエンジンの要求出力が小さくなったときなどに、空燃比がリッチ側になり、未燃焼の燃料が増加し、エミッションが悪化することがある。

本発明の自動車は、エミッションの悪化を抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁を有するエンジンと、
基本燃料噴射量に、前記吸気管の壁面に付着する燃料量の変化に対応する増量補正または減量補正を施して、目標燃料噴射量を設定し、該目標燃料噴射量の燃料噴射が前記燃料噴射弁から行なわれるように前記エンジンを制御する制御手段と、
を備える自動車であって、
前記制御手段は、前記エンジンを始動してから所定条件が成立するまでは、前記減量補正を禁止し、前記所定条件が成立すると、前記減量補正を許可する手段であり、
前記所定条件は、現在のスロットル開度における単位時間当たりにスロットルバルブを通過する空気の流量であるスロットル通過空気量を用いて推定される前記吸気管の現在の圧力である第１吸気管圧力と、前記スロットル通過空気量と単位時間当たりに燃焼室内に流入する空気の流量である筒内吸入空気量とが等しいとしたときの前記吸気管の圧力である第２吸気管圧力と、の差分が所定値以下に至ったときに、成立する条件である、
ことを特徴とする。

この本発明の自動車では、基本燃料噴射量に、吸気管の壁面に付着する燃料量の変化に対応する増量補正または減量補正を施して、目標燃料噴射量を設定し、目標燃料噴射量の燃料噴射が燃料噴射弁から行なわれるようにエンジンを制御する。そして、エンジンを始動してから所定条件が成立するまでは、減量補正を禁止し、所定条件が成立すると、減量補正を許可する。そして、所定条件は、現在のスロットル開度における単位時間当たりにスロットルバルブを通過する空気の流量であるスロットル通過空気量を用いて推定される吸気管の現在の圧力である第１吸気管圧力と、スロットル通過空気量と単位時間当たりに燃焼室内に流入する空気の流量である筒内吸入空気量とが等しいとしたときの吸気管の圧力である第２吸気管圧力と、の差分が所定値以下に至ったときに、成立する条件である。この所定条件を用いることにより、エンジンを始動してから減量補正を許可するまでの時間をより短くすることができる。ここで、差分が所定値以下に至ったときには、吸気管の実際の圧力がある程度安定していると考えられる。このため、減量補正を許可してよいと考えられる。エンジンを始動してから減量補正を許可するまでの時間をより短くすることにより、エンジンを始動してから比較的短時間でエンジンの要求出力が小さくなったときなどに、空燃比がリッチ側になるのを抑制することができる。この結果、未燃焼の燃料が増加するのを抑制することができ、エミッションが悪化するのを抑制することができる。ここで、「基本燃料噴射量」は、始動時噴射用の噴射量（空燃比を目標空燃比よりも小さくするための燃料噴射量）、または、空燃比を目標空燃比にするための燃料噴射量であるものとしてもよい。

こうした本発明の自動車において、前記所定条件は、前記差分が前記所定値以下である所定差分状態が、前記エンジンの所定行程数または所定時間に亘って継続したときに、成立する条件であるものとしてもよい。ここで、「所定行程数」は、吸気管の実際の圧力が安定していると確定するのに要する行程数であり、吸気・圧縮・膨張・排気の４行程によって動力を出力するエンジンの３行程，４行程，５行程などを用いることができる。また、「所定時間」は、吸気管の実際の圧力が安定していると確定するのに要する時間であり、所定行程数に応じた時間などを用いることができる。所定条件をこのように定めることにより、吸気管の実際の圧力が安定しているか否かをより確実に判定することができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エアモデルの一例を示す説明図である。 スロットル開度θｔと流量係数μ（θｔ）との関係の一例を示す説明図である。 スロットル開度θｔと開口断面積Ａ（θｔ）との関係の一例を示す説明図である。 （Ｐｍ１／Ｐａ）とΦ（Ｐｍ１／Ｐａ）との関係の一例を示す説明図である。 スロットルモデルＭ１０についての説明図である。 吸気管モデルＭ２０についての説明図である。 吸気バルブモデルＭ３０についての説明図である。 筒内吸入空気量ｍｃおよび筒内充填空気量Ｍｃについての説明図である。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される下限値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の状態，始動時噴射，エンジン２２の要求パワーＰｅ＊，スロットル開度θｔ，第１吸気管圧力Ｐｍ１，第２吸気管圧力Ｐｍ２，エンジン２２の負荷率（体積効率ＫＬ），補正量Ｑｆｍｗの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

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ハイブリッド自動車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２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として、吸気・圧縮・膨張・排気の４行程によって動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。エンジン２２は、図示するように、吸気管１２５ａに燃料を噴射する燃料噴射弁１２７を有する。このエンジン２２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を介して吸気管１２５ａに吸入すると共に、燃料噴射弁１２７から吸気管１２５ａに燃料を噴射し、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１２９に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させて、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。燃焼室１２９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浄化触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。燃焼室１２９からの排気は、外気に排出されるだけでなく、排気を吸気に還流する排気再循環装置（以下、「ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム」という）１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム１６０は、ＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲバルブ１６４と、を備える。ＥＧＲ管１６２は、浄化装置１３４の後段に接続されており、排気を吸気側のサージタンクに供給するために用いられる。ＥＧＲバルブ１６４は、ＥＧＲ管１６２に配置されており、ステッピングモータ１６３により駆動される。このＥＧＲシステム１６０は、ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節することにより、不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気側に還流する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室１２９に吸引することができるようになっている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。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を運転制御するのに必要な各種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。各種センサからの信号としては、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からのクランク角θｃｒ。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。吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１３１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からのカム角θｃｉ，θｃｏ。スロットルバルブ１２４の開度を検出するスロットル開度センサ１４６からのスロットル開度θｔ。吸気管１２５ａ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１２５ａに取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温度（大気温度）Ｔａ。大気圧を検出する大気圧センサ１５０からの大気圧Ｐａ。浄化装置１３４の浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの浄化触媒温度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。ＥＧＲバルブ１６４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御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。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。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への制御信号。燃料噴射弁１２７への制御信号。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１７０への制御信号。ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３への制御信号。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいて、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を演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、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とに基づいて、エンジン２２の負荷としての体積効率（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を演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、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３６とモータＭＧ２の回転子とが接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、上述したように、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、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、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

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を駆動制御するのに必要な各種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。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。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４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子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。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４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を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４によってインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、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各種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。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ。バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ。バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。

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，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種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。各種センサからの信号としては、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、上述したように、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いる。このＨＶＥＣＵ７０は、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。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードで走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止して走行する走行モードである。

ＨＶ走行モードでは、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３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を演算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、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、車両に要求される車両パワーＰｖ＊を演算する。次に、車両パワーＰｖ＊をエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に設定する。続いて、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊と、動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する。実施例では、要求パワーＰｅ＊の等パワーラインと、動作ラインと、の交点の回転数ＮｅｅｆおよびトルクＴｅｅｆを目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊として設定するものとした。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊については、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によって設定する。モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊については、トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を要求トルクＴｒ＊から減じて設定する。トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）は、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときに、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクである。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊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，開閉タイミング制御などを行なう。吸入空気量制御は、スロットルモータ１３６を駆動制御することによって行なわれる。燃料噴射制御は、燃料噴射弁１２７を駆動制御することによって行なわれる。点火制御は、イグニッションコイル１３８を駆動制御することによって行なわれる。開閉タイミング制御は、可変バルブタイミング機構１７０を駆動制御することによって行なわれる。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

このＨＶ走行モードでは、車両パワーＰｖ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときなどに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の停止処理を実行して、ＥＶ走行モードに移行する。エンジン２２の停止処理は、エンジン２２の燃料噴射制御を停止し、モータＭＧ１によってエンジン２２の回転数Ｎｅが低下するようにモータリングする、ことによって行なわれる。

なお、実施例では、エンジン２２の停止条件が成立したときに、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴがエンジン２２の始動に適した始動用位置（例えば最遅角位置）よりも進角側の位置（目標トルクＴｅ＊などに応じた位置）のときには、以下のように制御する。まず、可変バルブタイミング機構１５０によって開閉タイミングＶＴを始動用位置に移動させながらエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジン２２をアイドル運転する。そして、開閉タイミングＶＴが始動用位置に移動すると、エンジン２２の停止処理を実行する。これは、次回のエンジン２２の始動性を良好にするためである。

また、実施例では、エンジン２２の始動完了（完爆）から所定時間ｔｒｅｆ（例えば、３秒，５秒など）が経過する前にエンジン２２の停止条件が成立したときには、以下のように制御する。まず、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴが始動用位置であるか否かに拘わらず、エンジン２２の始動完了から所定時間ｔｒｅｆが経過するまでは、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊に値０を設定してエンジン２２をアイドル運転する。そして、エンジン２２の始動完了から所定時間ｔｒｅｆが経過すると、エンジン２２の停止処理を実行する。これは、エンジン２２の運転時間が極短時間になるのを回避するためである。なお、エンジン２２の始動完了（完爆）は、エンジン２２の回転数Ｎｅの変化量などに基づいて判定することができる。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＨＶ走行モードと同様に、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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６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。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

このＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に演算した車両パワーＰｖ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときなどに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２の始動処理を実行して、ＨＶ走行モードに移行する。エンジン２２の始動処理は、モータＭＧ１によってエンジン２２の回転数Ｎｅが増加するようにモータリングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ（例えば、５００ｒｐｍ，６００ｒｐｍ，７００ｒｐｍなど）以上に至ったときに、燃料噴射制御と点火制御とを開始する、ことによって行なわれる。また、エンジン２２の始動処理では、目標トルクＴｅ＊を値０からトルクＴｅｅｆ（ＨＶ走行モードと同様に動作ラインと要求パワーＰｅ＊とを用いて設定したトルク）に向けて徐々に増加させるものとした。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４は、図３のエアモデルを用いて、スロットル通過空気量ｍｔ，第１吸気管圧力Ｐｍ１，第２吸気管圧力Ｐｍ２，吸気管温度Ｔｍ，筒内吸入空気量ｍｃ，筒内充填空気量Ｍｃを演算する（推定する）。ここで、スロットル通過空気量ｍｔは、単位時間当たりにスロットルバルブ１２４を通過する空気の流量である。第１吸気管圧力Ｐｍ１は、所定部分１２６内の空気の圧力である。所定部分１２６は、吸気管１２５ａのうちスロットルバルブ１２４から吸気バルブ１２８までの部分である。第２吸気管圧力Ｐｍ２は、現在のスロットル開度θｔでエンジン２２を定常運転するとしたときの所定部分１２６内の空気の圧力である。吸気管温度Ｔｍは、所定部分１２６内の空気の温度である。筒内吸入空気量ｍｃは、単位時間当たりに燃焼室１２９内に流入する空気の流量である。筒内充填空気量Ｍｃは、吸気バルブ１２８が閉じたときに燃焼室１２９内に充填されている空気の量である。

図３のエアモデルは、スロットルモデルＭ１０と、吸気管モデルＭ２０と、吸気バルブモデルＭ３０と、を有する。

スロットルモデルＭ１０には、以下のデータが入力される。スロットル開度センサ１４６によって検出されたスロットル開度θｔ。大気圧センサ１５０によって検出された大気圧Ｐａ。温度センサ１４９によって検出された吸気温度（大気温度）Ｔａ。吸気管モデルＭ２０によって演算された第１吸気管圧力Ｐｍ１。このスロットルモデルＭ１０では、入力されたパラメータをスロットルモデルＭ１０のモデル式に代入し、スロットル通過空気量ｍｔを演算する。そして、演算したスロットル通過空気量ｍｔを吸気管モデルＭ２０に出力する。

吸気管モデルＭ２０には、以下のデータが入力される。スロットルモデルＭ１０によって演算されたスロットル通過空気量ｍｔ。温度センサ１４９からの吸気温度Ｔａ。吸気バルブモデルＭ３０によって演算された筒内吸入空気量ｍｃ。この吸気管モデル２０では、入力されたパラメータを吸気管モデルＭ２０のモデル式に代入し、第１吸気管圧力Ｐｍ１および吸気管温度Ｔｍを演算する。そして、演算した第１吸気管圧力Ｐｍ１および吸気管温度Ｔｍを吸気バルブモデルＭ３０に出力する。また、第１吸気管圧力Ｐｍ１をスロットルモデルＭ１０に出力する。

吸気バルブモデルＭ３０には、以下のデータが入力される。吸気管モデルＭ２０によって演算された第１吸気管圧力Ｐｍ１および吸気管温度Ｔｍ。温度センサ１４９からの吸気温度Ｔａ。この吸気バルブモデルＭ３０では、入力されたパラメータを吸気バルブモデルＭ３０のモデル式に代入し、筒内吸入空気量ｍｃを演算する。そして、演算した筒内吸入空気量ｍｃを筒内充填空気量Ｍｃに変換して出力する。また、筒内吸入空気量ｍｃを吸気管モデルＭ２０に出力する。

図３から分かるように、エアモデルでは、スロットルモデルＭ１０，吸気管モデルＭ２０，吸気バルブモデルＭ３０の何れかのモデルによって演算されたデータが他のモデルの入力値として用いられる。このため、エアモデル全体では、実際の入力値は、スロットル開度θｔ，大気圧Ｐａ，吸気温度Ｔａの３つのパラメータのみである。即ち、エアモデルでは、この３つのパラメータを用いて、スロットル通過空気量ｍｔ，第１吸気管圧力Ｐｍ１，吸気管温度Ｔｍ，筒内吸入空気量ｍｃ，筒内充填空気量Ｍｃを演算する（推定する）ことになる。

次に、スロットルモデルＭ１０，吸気管モデルＭ２０，吸気バルブＭ３０の詳細について順に説明する。

まず、スロットルモデルＭ１０の詳細について説明する。スロットルモデルＭ１０では、スロットル開度θｔと大気圧Ｐａと吸気温度Ｔａと第１吸気管圧力Ｐｍ１とを用いて、次式（１）により、スロットル通過空気量ｍｔを演算する。

ここで、式（１）中、「μ（θｔ）」は、スロットルバルブ１２４における流量係数である。この流量係数μ（θｔ）は、実施例では、スロットル開度θｔと流量係数μ（θｔ）との関係を予め実験や解析によって求めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、スロットル開度θｔが与えられると、このマップから対応する流量係数μ（θｔ）を導出して推定するものとした。スロットル開度θｔと流量係数μ（θｔ）との関係の一例を図４に示す。流量係数μ（θｔ）は、図示するように、スロットル開度θｔが大きいほど小さくなる傾向に設定される。式（１）中、「Ａ（θｔ）」は、スロットルバルブ１２４の開口断面積である。この開口断面積Ａ（θｔ）は、スロットル開度θｔと開口断面積Ａ（θｔ）との関係を予め実験や解析によって求めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、スロットル開度θｔが与えられると、このマップから対応する開口断面積Ａ（θｔ）を導出して推定するものとした。スロットル開度θｔと開口断面積Ａ（θｔ）との関係の一例を図５に示す。開口断面積Ａ（θｔ）は、図示するように、スロットル開度θｔが所定値θｔ１未満の領域では、スロットル開度θｔが大きいほど所定値Ａ１に向けて大きくなり、スロットル開度θｔが所定値θｔ１以上の領域では、所定値Ａ１で一定となるように設定される。なお、流量係数μ（θｔ）と開口断面積Ａ（θｔ）との積としての値μ（θｔ）・Ａ（θｔ）をスロットル開度θｔに基づく１つのマップを用いて求めるものとしてもよい。式（１）中、「Ｒ」は、気体定数に関する定数である。この定数Ｒは、気体定数を１ｍｏｌ当たりの気体（空気）の質量Ｍｌで除した値に相当する。式（１）中、「Φ（Ｐｍ１／Ｐａ）」は、式（２）により得られる関数である。式（２）中、「κ」は、比熱比である。この比熱比は、一定値とした。この関数Φ（Ｐｍ１／Ｐａ）は、図６に示すように、マップとして表わすことができる。したがって、式（２）に代えて、図６のマップに、第１吸気管圧力Ｐｍ１と大気圧Ｐａとを適用して、関数Φ（Ｐｍ１／Ｐａ）の値を求めるものとしてもよい。

図７は、スロットルモデルＭ１０についての説明図である。上述の式（１）および式（２）は、以下のようにすることによって得られる。まず、スロットルバルブ１２４の上流の気体の圧力を大気圧Ｐａ，スロットルバルブ１２４の上流の気体の温度を吸気温度Ｔａ，スロットルバルブ１２４の下流の気体の圧力を第１吸気管圧力Ｐｍ１とする。そして、図７のスロットルモデルＭ１０に対して、質量保存則，エネルギ保存則，運動量保存則を適用し、更に、気体の状態方程式，比熱比の方程式，マイヤーの関係式を利用する。

次に、吸気管モデルＭ２０の詳細について説明する。吸気管モデルＭ２０では、スロットル通過空気量ｍｔと吸気温度Ｔａと筒内吸入空気量ｍｃと定数Ｒと比熱比κとを用いて、次式（３）および式（４）により、第１吸気管圧力Ｐｍ１および吸気管温度Ｔｍを演算する。式（３）および式（４）中、「Ｖｍ」は、所定部分１２６の容積に等しい定数である。

図８は、吸気管モデルＭ２０についての説明図である。図８から分かるように、所定部分１２６の総気体量（総空気量）をＭとすると、総気体量Ｍの時間変化量は、所定部分１２６に流入する気体の流量すなわちスロットル通過空気量ｍｔと、所定部分１２６から流出する気体の流量すなわち筒内吸入空気量ｍｃと、の差に等しい。このため、質量保存則により、次式（５）が得られる。そして、この式（５）と、所定部分１２６における気体の状態方程式（Ｐｍ１・Ｖｍ＝Ｍ・Ｒ・Ｔｍ）と、により、式（３）が得られる。

また、所定部分１２６の気体のエネルギＭ・Ｃｖ・Ｔｍの時間変化量は、所定部分１２６に流入する気体のエネルギと、所定部分１２６から流出する気体のエネルギと、の差に等しい。このため、所定部分１２６に流入する気体の温度を吸気温度Ｔａ，所定部分１２６から流出する気体の温度を吸気管温度Ｔｍとすると、エネルギ保存則により、次式（６）が得られる。ここで、式（６）中、「Ｃｐ」は空気の定圧比熱であり、「Ｃｖ」は空気の定容比熱である、そして、この式（６）と上述の気体の状態方程式とにより、式（４）が得られる。

次に、吸気バルブモデルＭ３０の詳細について説明する。吸気バルブモデルＭ３０では、第１吸気管圧力Ｐｍ１と吸気管温度Ｔｍと吸気温度Ｔａとを用いて、次式（７）により、筒内吸入空気量ｍｃを演算する。式（７）中、「ａ」，「ｂ」は、エンジン２２の回転数Ｎｅと、可変バルブタイミング機構１７０の開閉タイミングＶＴと、に応じて定められる値である。

図９は、吸気バルブモデルＭ３０についての説明図である。一般に、筒内充填空気量Ｍｃ（吸気バルブ１２８を閉じたときに燃焼室１２９内に充填されている空気の量）は、吸気バルブ１２８が閉弁するときに確定し、吸気バルブ１２８の閉弁時の燃焼室１２９内の圧力に比例する。また、吸気バルブ１２８の閉弁時の燃焼室１２９の圧力は、吸気バルブ１２８の上流の気体の圧力すなわち第１吸気管圧力Ｐｍ１と等しいとみなすことができる。したがって、筒内充填空気量Ｍｃは、第１吸気管圧力Ｐｍ１に比例する、と近似することができる。

ここで、一定時間（例えば、クランク角θｃｒの７２０°分）当たりに所定部分１２６から流出する全空気量を平均化したもの、または、一定時間（例えば、クランク角θｃｒの７２０°分）当たりに所定部分１２６から全ての気筒の燃焼室１２９に吸入される空気量を一定時間で除算したものを筒内吸入空気量ｍｃとすると、筒内充填空気量Ｍｃは、第１吸気管圧力Ｐｍ１に比例する。このため、筒内吸入空気量ｍｃも、第１吸気管圧力Ｐｍ１に比例すると考えられる。このことから、理論および経験則に基づいて、上述の式（７）が得られる。式（７）中、「ａ」は、比例係数であり、「ｂ」は、燃焼室１２９内に残存する既燃ガスを表す適合値である。この適合値は、排気バルブ１３１の閉弁時に燃焼室１２９内に残存する既燃ガス量を、クランクシャフト２６が１８０°回転するのに要する時間ΔＴ１８０°で除して得られる。ここで、１８０°は、１サイクル（吸気・圧縮・膨張・排気の４行程）でクランクシャフト２６が回転する角度７２０°を気筒数４で除した角度（１行程分の角度）を意味する。また、エンジン２２の実際の運転では、吸気管温度Ｔｍが大きく変化する場合がある。このため、式（７）では、吸気管温度Ｔｍの変化を考慮した補正として、理論および経験則に基づいて導いた「Ｔａ／Ｔｍ」を「ａ・Ｐｍ−ｂ」に乗じるものとした。

図１０は、筒内吸入空気量ｍｃおよび筒内充填空気量Ｍｃについての説明図である。図１０中、横軸は、クランクシャフト２６の回転角度であり、縦軸は、単位時間当たりに所定部分１２６から燃焼室１２９に実際に流入する空気の流量である。実施例では、４気筒のエンジン２２を用いるから、吸気バルブ１２８は、例えば、１番気筒，３番気筒，４番気筒，２番気筒の順に開弁する。そして、図１０に示すように、各気筒に対応する吸気バルブ１２８の開弁量に応じて、所定部分１２６から各気筒の燃焼室１２９内に空気が流入する。例えば、所定部分１２６から各気筒の燃焼室１２９内に流入する空気の流量の変位は、図１０に破線で示す通りである。また、この変位を総合して所定部分１２６から全気筒の燃焼室１２９に流入する空気の流量は、図１０に実線で示す通りである。さらに、１番気筒の筒内充填空気量Ｍｃは、図１０に斜線で示した通りである。

これに対して、実線で示した所定部分１２６から全気筒の燃焼室１２９に流入する空気の流量を平均化したものが筒内吸入空気量ｍｃであり、図中に一点鎖線で示す。そして、この一点鎖線で示した筒内吸入空気量ｍｃに時間ΔＴ１８０°を乗じたものが筒内充填空気量Ｍｃとなる。したがって、吸気バルブモデルＭ３０によって演算された筒内吸入空気量ｍｃに時間ΔＴ１８０°を乗算することにより、筒内充填空気量Ｍｃを演算することができる。より詳細には、筒内充填空気量Ｍｃが吸気バルブ１２８の閉弁時の圧力に比例することを考慮して、吸気バルブ１２８の閉弁時の筒内吸入空気量ｍｃに時間ΔＴ１８０°を乗算したものが筒内充填空気量Ｍｃとされる。

ところで、実施例では、このエアモデルを用いて、第１吸気管圧力Ｐｍ１と共に、第２吸気管圧力Ｐｍ２も演算する（推定する）。ここで、第２吸気管圧力Ｐｍ２は、上述したように、現在のスロットル開度θｔでエンジン２２を定常運転するとしたときの所定部分１２６内の空気の圧力である。この第２吸気管圧力Ｐｍ２は、スロットル通過空気量ｍｔと筒内吸入空気量ｍｃとが等しいとして、上述の式（１）および式（７）により、演算することができる。

次に、上述のエアモデルをエンジンＥＣＵ２４に実装して、筒内充填空気量Ｍｃを実際に演算する場合について説明する。筒内充填空気量Ｍｃは、エアモデルを用いて、上述の式（１），式（３），式（４），式（７）を解くことによって表わされる。この場合、エンジンＥＣＵ２４で処理を行なうために、これらの式を離散化する必要がある。時刻ｔ，演算間隔Δｔを用いて式（１），式（３），式（４），式（７）を離散化すると、式（８），式（９），式（１０），式（１１）が得られる。なお、吸気管温度Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）は、式（９）および式（１０）によって演算されたＰｍ１／Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）およびＰｍ１（ｔ＋Δｔ）を用いて、式（１２）によって演算される。

このようにして実装されたエアモデルでは、スロットルモデルＭ１０の式（８）によって演算された時刻ｔにおけるスロットル通過空気量ｍｔ（ｔ）と、吸気弁モデルＭ３０の式（１１）によって演算された時刻ｔにおける筒内吸入空気量ｍｃ（ｔ）とが、吸気管モデルＭ２０の式（９）および式（１０）に代入される。これにより、時刻ｔ＋Δｔにおける第１吸気管圧力Ｐｍ１（ｔ＋Δｔ）および吸気管温度Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）が演算される。続いて、演算された第１吸気管圧力Ｐｍ１（ｔ＋Δｔ）および吸気管温度Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）は、スロットルモデルＭ１０および吸気弁モデルＭ３０の式（８）および式（１１）に代入される。これにより、時刻ｔ＋Δｔにおけるスロットル通過空気量ｍｔ（ｔ＋Δｔ）および筒内吸入空気量ｍｃ（ｔ＋Δｔ）が演算される。そして、こうした演算を繰り返すことにより、スロットル開度θｔと大気圧Ｐａと吸気温度Ｔａとから、任意の時刻ｔにおける筒内吸入空気量ｍｃが演算される。そして、演算された筒内吸入空気量ｍｃに時間ΔＴ１８０°を乗算することにより、任意の時刻ｔにおける筒内充填空気量Ｍｃが演算される。

また、実装されたエアモデルでは、式（８）および式（１１）により、時刻ｔにおける第２吸気管圧力Ｐｍ２（ｔ）も演算される。

なお、エンジン２２の始動時には、即ち、時刻ｔ＝０においては、第１吸気管圧力Ｐｍ１が大気圧Ｐａと等しい（Ｐｍ１（０）＝Ｐａ）とされると共に吸気管温度Ｔｍが吸気温度Ｔａと等しい（Ｔｍ（０）＝Ｔａ）とされ、スロットルモデルＭ１０，吸気管モデルＭ２０，吸気バルブモデルＭ３０の演算が開始される。

また、上述のエアモデルでは、吸気温度Ｔａおよび大気圧Ｐａは、時刻に拘わらず一定値であるものとした（式（８）など参照）。しかし、吸気温度Ｔａおよび大気圧Ｐａは、時刻に応じて変化する値としてもよい。例えば、温度センサ１４９によって検出された値を吸気温度（大気温度）Ｔａ（ｔ），大気圧センサ１５０によって検出された値を大気圧Ｐａ（ｔ）として、上述の式（８），式（１０），式（１１）に代入するものとしてもよい。

次に、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御、特に、吸入空気量制御および燃料噴射制御について説明する。なお、点火制御および開閉タイミング制御については、本発明の中核をなさないため、詳細な説明は省略する。

吸入空気量制御では、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊などのデータを入力する。ここで、目標トルクＴｅ＊は、上述のＨＶ走行モード，始動処理で設定された値を入力するものとした。こうしてデータを入力すると、入力した目標トルクＴｅ＊に基づいて目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する。そして、スロットル開度θｔが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ１３６を制御する。

燃料噴射制御では、エンジンＥＣＵ２４は、図１１に例示する燃料噴射制御ルーチンを実行する。このルーチンは、繰り返し実行される。

燃料噴射制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬ，第１吸気管圧力Ｐｍ１，冷却水温Ｔｗ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいて演算された値を入力するものとした。体積効率ＫＬは、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とに基づいて演算された値を入力するものとした。第１吸気管圧力Ｐｍ１は、上述のエアモデルの吸気管モデルＭ２０によって演算された値を入力するものとした。冷却水温Ｔｗは、水温センサ１４２によって検出された値を入力するものとした。吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴは、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて演算された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、エンジン２２の始動時噴射を完了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。そして、エンジン２２の始動時噴射を完了していないと判定されたときには、所定噴射量Ｑｆ１を基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐに設定する（ステップＳ１１２）。ここで、所定噴射量Ｑｆ１は、エンジン２２の始動性を良好にするために、空燃比が理論空燃比などの目標空燃比よりも若干小さくなる（若干リッチ側になる）ように設定される値である。この基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐ（＝Ｑｆ１）に基づく目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いて燃料噴射制御を行なうことを「始動時噴射」という。始動時噴射は、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｓｔ以上に至ったとき（燃料噴射制御を開始するとき）に開始し、所定気筒数（例えば、４，８，１２（エンジン２２の２回転，４回転，６回転）など）だけ燃料噴射が行なわれたときに完了するものとした。

ステップＳ１１０でエンジン２２の始動噴射を完了したと判定されたときには、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて、基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐを設定する（ステップＳ１１４）。この場合の基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐは、エンジン２２の空燃比を目標空燃比にするための燃料噴射量である。この基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると、このマップから対応する基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐを導出して設定するものとした。基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど大きくなる傾向で、且つ、体積効率ＫＬが大きいほど大きくなる傾向に設定される。

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて、壁面付着量Ｑｍｗを推定する（ステップＳ１２０）。ここで、壁面付着量Ｑｍｗは、エンジン２２の運転状態が定常状態であるとして燃料噴射制御を行なったときの、吸気管１２５ａの壁面に付着する燃料量である。壁面付着量Ｑｍｗは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと壁面付着量Ｑｍｗとの関係を予め実験や解析によって求めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると、このマップから対応する壁面付着量Ｑｍｗを導出して推定するものとした。壁面付着量Ｑｍｗは、基本的には、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど大きくなる傾向で、且つ、体積効率ＫＬが大きいほど大きくなる傾向に設定される。

こうして壁面付着量Ｑｍｗを推定すると、次式（１３）に示すように、壁面付着量Ｑｍｗから前回の壁面付着量（前回Ｑｍｗ）を減じて、壁面付着変化量ΔＱｍｗを演算する（ステップＳ１２２）。上述の傾向に壁面付着量Ｑｍｗが推定されることから、壁面付着変化量ΔＱｍｗは、基本的には、エンジン２２の回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬが大きくなる場合には正の値となり、エンジン２２の回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬが小さくなる場合には負の値となる。

ΔQmw=Qmw-前回Qmw (13)

続いて、エンジン２２の第１吸気管圧力Ｐｍ１と冷却水温Ｔｗとに基づいて、直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２を推定する（ステップＳ１２４）。ここで、直接吸入率ｋｗ１は、燃料噴射弁１２７からの燃料噴射量のうち、吸気管１２５ａの壁面に付着せずに燃焼室１２９内に直接吸入される燃料量の比率である。間接吸入率ｋｗ２は、吸気管１２５ａの壁面に付着している燃料量のうち、吸気管１２５ａの壁面から離れて燃焼室１２９内に吸入される燃料量の比率である。直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２は、実施例では、第１吸気管圧力Ｐｍ１と冷却水温Ｔｗと直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２との関係を予め実験や解析によって求めてそれぞれマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、第１吸気管圧力Ｐｍ１と冷却水温Ｔｗとが与えられると、これらのマップから対応する直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２を導出して推定するものとした。

次に、次式（１４）に示すように、壁面付着変化量ΔＱｍｗに直接吸入率ｋｗ１を乗じた値と、前回の壁面付着推定量（前回Ｑｔｒｎ）に間接吸入率ｋｗ２を乗じた値と、の和として基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐを演算する（ステップＳ１２６）。続いて、式（１５）に示すように、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐを下限値Ｑｆｍｗｍｉｎで下限ガードして補正量Ｑｆｍｗを設定する（ステップＳ１２８）。下限値Ｑｆｍｗｍｉｎの詳細については後述する。そして、式（１６）に示すように、基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐに補正量Ｑｆｍｗを加えて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を演算する（ステップＳ１３０）。こうして目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定すると、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が燃料噴射弁１２７から行なわれるように燃料噴射弁１２７を制御して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。

Qfmwtmp=ΔQmw・kw1+前回Qtrn・kw2 (14)
Qfmw=max(Qfmwtmp,Qfmwmin) (15)
Qf*=Qftmp+Qfmw (16)

ここで、壁面付着推定量Ｑｔｒｎは、吸気管１２５ａの壁面に付着していると推定される燃料量である。この壁面付着推定量Ｑｔｒｎは、直接吸入率ｋｗ１と壁面付着変化量ΔＱｍｗと間接吸入率ｋｗ２とを用いて、次式（１７）により、演算することができる。式（１７）中、右辺第１項は、壁面付着変化量ΔＱｍｗのうち、燃焼室１２９内に吸入されずに吸気管１２５ａの壁面に新たに付着する燃料量である。右辺第２項は、前回の壁面付着推定量（前回Ｑｔｒｎ）のうち、吸気管１２５ａの壁面から離れずに（燃焼室１２９内に吸入されずに）吸気管１２５ａの壁面に付着し続ける燃料量である。

Qtrn=ΔQmw・(1-kw1)+前回Qtrn・(1-kw2) (17)

また、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐは、吸気管１２５ａの壁面に付着する燃料量の変化に対応する値となる。以下、この基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐに基づく補正量Ｑｆｍｗを用いて基本燃料噴射量Ｑｆｔｍｐを補正することを「壁面付着補正」という。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎを設定する際の動作について説明する。図１２は、実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行される下限値設定ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、エンジン２２の始動時噴射が完了したときに実行される。なお、エンジン２２の燃料噴射制御（始動時噴射）を開始してから始動時噴射が完了するまでは、壁面付着補正の減量補正を禁止し、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎに値０を設定するものとした。この場合、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐが値０以上のときには、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐをそのまま補正量Ｑｆｍｗに設定し、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐが値０未満のときには、値０を補正量Ｑｆｍｗに設定することになる。これにより、始動時噴射の際に、壁面付着補正の減量補正が行なわれるのを回避することができる。この結果、エンジン２２の始動時に、燃料噴射量が不足するのを抑制し、エンジン２２の始動性が悪化するのを抑制することができる。

下限値設定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、第１吸気管圧力Ｐｍ１，第２吸気管圧力Ｐｍ２などのデータを入力する（ステップＳ２００）。ここで、第１吸気管圧力Ｐｍ１は、上述したように、現在のスロットル開度θｔに応じた、現在の所定部分１２６内の空気の圧力（推定値）である。第２吸気管圧力Ｐｍ２は、上述したように、現在のスロットル開度θｔでエンジン２２を定常運転するとしたときの所定部分１２６内の空気の圧力（推定値）である。第１吸気管圧力Ｐｍ１および第２吸気管圧力Ｐｍ２は、現在のスロットル開度θｔに基づいて上述の手法によって演算された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、次式（１８）に示すように、第１吸気管圧力Ｐｍ１から第２吸気管圧力Ｐｍ２を減じた値の絶対値を差分ΔＰｍとして演算する（ステップＳ２１０）。

ΔPm=|Pm1-Pm2| (18)

続いて、差分ΔＰｍを閾値ΔＰｍｒｅｆと比較する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値ΔＰｍｒｅｆは、エンジン２２の実際の吸気管圧力が安定している可能性があるか否かを判定するために用いられる閾値である。この閾値ΔＰｍｒｅｆは、例えば、１ｋＰａ，２ｋＰａ，３ｋＰａなどを用いることができる。

ステップＳ２２０で差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆよりも大きいときには、壁面付着補正の減量補正を禁止すると判定し（ステップＳ２４０）、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎに値０を設定して（ステップＳ２５０）、ステップＳ２００に戻る。

ステップＳ２２０で差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下のときには、その状態（以下、「所定差分状態」という）が、エンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ここで、所定行程数ｎｒｅｆは、エンジン２２の実際の吸気管圧力が安定していると確定するのに要する行程数である。この所定行程数ｎｒｅｆは、例えば、３行程，４行程，５行程（４気筒のエンジン２２のクランクシャフト２６が５４０°，７２０°，９００°回転する行程数）などを用いることができる。差分ΔＰｍと閾値ΔＰｍｒｅｆとの比較だけでなく、所定行程数ｎｒｅｆを用いることにより、エンジン２２の実際の吸気管圧力が安定しているか否かをより確実に判定することができる。

ステップＳ２３０で所定差分状態がエンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続していないと判定されたときには、壁面付着補正の減量補正を禁止すると判定し（ステップＳ２４０）、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎに値０を設定して（ステップＳ２５０）、ステップＳ２００に戻る。この場合、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐが値０以上のときには、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐをそのまま補正量Ｑｆｍｗに設定し、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐが値０未満のときには、値０を補正量Ｑｆｍｗに設定することになる。

ステップＳ２３０で所定差分状態がエンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続したと判定されたときには、壁面付着補正の減量補正の禁止を解除してこの減量補正を許可すると判定し（ステップＳ２６０）、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎに値（−ＭＡＸ）を設定して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。ここで、値（−ＭＡＸ）は、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐの想定範囲の下限値よりも小さい（絶対値としては大きい値である）。この場合、基本補正量Ｑｆｍｗｔｍｐをそのまま補正量Ｑｆｍｗに設定することになる。なお、エンジン２２の実際の吸気管圧力が安定していると考えられるから、壁面付着補正の減量補正を許可しても問題ないと考えられる。本ルーチンを終了すると、それ以降、エンジン２２を停止するまで、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎは値（−ＭＡＸ）で保持される。

このように、実施例では、壁面付着補正の減量補正の禁止を解除してこの減量補正を許可する条件として、所定差分状態がエンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続した条件を用いる。これにより、始動時噴射の完了から、或いは、エンジン２２の始動完了（完爆）から、壁面付着補正の減量補正を許可するまでの時間をより短くすることができる。例えば、始動時噴射の完了時に差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下でエンジン２２の回転数Ｎｅが１０００ｒｐｍ程度のときには、エンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに相当する０．１秒程度で、壁面付着補正の減量補正を許可することができる。実施例では、上述したように、エンジン２２の始動完了から所定時間ｔｒｅｆ（例えば、３秒，５秒など）が経過する前にエンジン２２の停止条件が成立したときには、その所定時間ｔｒｅｆが経過するまではエンジン２２をアイドル運転し、所定時間ｔｒｅｆが経過すると、エンジン２２の停止処理を実行するものとした。したがって、始動時噴射の完了から壁面付着補正の減量補正を許可するまでの時間が長いと、始動時噴射の完了から比較的短時間（例えば、１秒，２秒など）でエンジンの要求パワーＰｅ＊が小さくなってエンジン２２をアイドル運転するときなどに、空燃比がリッチ側になり、エミッションが悪化することがある。また、この場合、その後にエンジン２２を停止してから再始動する際に始動時噴射を実行するときなどにも、空燃比が比較的大きくリッチ側になり、エミッションが悪化することがある。これに対して、実施例では、始動時噴射の完了から、或いは、エンジン２２の始動完了から壁面付着補正の減量補正を許可するまでの時間をより短くする。これにより、始動時噴射を完了してから比較的短時間でエンジンの要求パワーＰｅ＊が小さくなってエンジン２２をアイドル運転するときなどに、空燃比がリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。また、その後にエンジン２２を停止してから再始動する際に始動時噴射を実行するときなどにも、空燃比が比較的大きくリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。

図１３は、エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の状態，始動時噴射，目標トルクＴｅ＊，スロットル開度θｔ，第１吸気管圧力Ｐｍ１，第２吸気管圧力Ｐｍ２，エンジン２２の負荷率（体積効率ＫＬ），補正量Ｑｆｍｗの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、時刻ｔ１にエンジン２２の始動が要求されると、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングし、始動時噴射を行なって、エンジン２２を始動する。なお、この際、エンジン２２の要求出力が徐々に増加し、これに伴って、スロットル開度θｔが徐々に増加する。そして、時刻ｔ２にエンジン２２の始動時噴射が完了する。その後、時刻ｔ３に、差分ΔＰｍと閾値ΔＰｍｒｅｆ以下である所定差分状態が、エンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続したと判定する。すると、壁面付着補正の減量補正の禁止を解除してこの減量補正を許可するために、下限値Ｑｆｍｗｍｉｎを値０から値（−ＭＡＸ）に変更する。これにより、始動時噴射の完了から、或いは、エンジン２２の始動完了から、壁面付着補正の減量補正を許可するまでの時間をより短くすることができる。上述したように、例えば、始動時噴射の完了時に差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下でエンジン２２の回転数Ｎｅが１０００ｒｐｍ程度のときには、０．１秒程度で、壁面付着補正の減量補正を許可することができる。これにより、始動時噴射の完了から比較的短時間（例えば、１秒，２秒など）しか経過していない時刻ｔ４から、エンジン２２の要求出力が小さくなって、エンジン２２をアイドル運転するときなどに、空燃比がリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を始動してから（始動時噴射の完了から、或いは、始動完了から）所定条件が成立するまでは、壁面付着補正の減量補正を禁止し、所定条件が成立すると、この減量補正を許可する。そして、所定条件として、第１吸気管圧力Ｐｍ１と第２吸気管圧力Ｐｍ２との差分ΔＰｍが閾値ΔＰｍｒｅｆ以下である所定差分状態がエンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続した条件を用いる。これにより、始動時噴射の完了から、或いは、エンジン２２の始動完了から、壁面付着補正の減量補正を許可するまでの時間をより短くすることができる。これにより、始動時噴射を完了してから比較的短時間でエンジンの要求パワーＰｅ＊が小さくなってエンジン２２をアイドル運転するときなどに、空燃比がリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。また、その後にエンジン２２を停止してから再始動する際に始動時噴射を実行するときなどにも、空燃比が比較的大きくリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、所定条件として、所定差分状態がエンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに亘って継続した条件を用いるものとした。しかし、所定条件として、所定差分状態が所定時間に亘って継続した条件を用いるものとしてもよい。ここで、所定時間は、エンジン２２の所定行程数ｎｒｅｆに相当する時間などを用いることができる。また、所定時条件として、所定差分状態に至った条件、即ち、所定差分状態に至ったときに所定行程数ｎｒｅｆや所定時間ｔｒｅｆを待たずに成立する条件を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとした。しかし、図１４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪３８ｃ，３８ｄに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとした。しかし、図１５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。

実施例では、走行用のエンジン２２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を備えるハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、図１６の変形例の自動車３２０に例示するように、エンジン２２と、エンジン２２からの動力を変速して駆動輪３８ａ，３８ｂに出力する変速機３２０と、を備える自動車の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、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、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３８ｃ，３８ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、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、１２５ａ 吸気管、１２６ 所定部分、１２７ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３１ 排気バルブ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 温度センサ、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、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットル開度センサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 大気圧センサ、１６０ ＥＧＲシステム、１６２ ＥＧＲ管、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、１６５ ＥＧＲバルブ開度センサ、１７０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (2)

1. 吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁を有するエンジンと、
   基本燃料噴射量に、前記吸気管の壁面に付着する燃料量の変化に対応する増量補正または減量補正を施して、目標燃料噴射量を設定し、該目標燃料噴射量の燃料噴射が前記燃料噴射弁から行なわれるように前記エンジンを制御する制御手段と、
   を備える自動車であって、
   前記制御手段は、前記エンジンを始動してから所定条件が成立するまでは、前記減量補正を禁止し、前記所定条件が成立すると、前記減量補正を許可する手段であり、
   前記所定条件は、現在のスロットル開度における単位時間当たりにスロットルバルブを通過する空気の流量であるスロットル通過空気量を用いて推定される前記吸気管の現在の圧力である第１吸気管圧力と、前記スロットル通過空気量と単位時間当たりに燃焼室内に流入する空気の流量である筒内吸入空気量とが等しいとしたときの前記吸気管の圧力である第２吸気管圧力と、の差分が所定値以下に至ったときに、成立する条件である、
   ことを特徴とする自動車。
2. 請求項１記載の自動車であって、
   前記所定条件は、前記差分が前記所定値以下である所定差分状態が、前記エンジンの所定行程数または所定時間に亘って継続したときに、成立する条件である、
   ことを特徴とする自動車。

Images