JP2016215660A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポート噴射タイプのエンジンを備えるハイブリッド車両において、エンジン始動要求が発生した場合に、エミッションの悪化を抑制しつつエンジンの始動性を向上させる。【解決手段】エンジン１００は、ＥＶ走行が可能に構成された車両１に搭載される。エンジン１００は、吸気ポート１３０に燃料を噴射するポート噴射弁５５０と、ポート噴射弁５５０から噴射するための燃料を貯留する低圧デリバリーパイプ５４０と、燃料を加圧して低圧デリバリーパイプ５４０に供給するフィードポンプ５１２と、を備える。ＥＣＵ３００は、ＥＶ走行において、ユーザが車両１に要求する駆動パワーである車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１を上回った場合に、フィードポンプ５１２を始動し、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１よりも大きいエンジンしきい値Ｐｒ２を上回った場合に、エンジン１００の始動要求を発生する。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、より特定的には、ポート噴射タイプの内燃機関の制御装置に関する。

ポート噴射タイプのエンジンを備えるハイブリッド車両が知られている。ポート噴射タイプのエンジンは、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留するデリバリーパイプと、燃料を加圧してデリバリーパイプに供給する燃料ポンプとを備える。デリバリーパイプ内の燃料の圧力（燃圧）を車両状態に応じた値に調整するために、燃料ポンプの駆動および停止を適切に制御するための技術が求められている。

たとえば特開２０００−６４８７５号公報（特許文献１）は、早期に燃圧を上昇させるために、エンジン始動要求の発生に応じて燃料ポンプを始動する制御を開示する。また、たとえば特開２００４−２７８３６５号公報（特許文献２）は、アイドルストップでのエンジン停止中に燃料ポンプを駆動することにより、燃圧を所定値以上に維持する制御を開示する。

特開２０００−６４８７５号公報 特開２００４−２７８３６５号公報

特許文献１に開示されたハイブリッド車両では、エンジン始動要求が発生すると、エンジンの回転検出に先立って直ちに燃料ポンプが始動される。しかしながら、エンジン始動要求の発生後から燃料ポンプが始動されるため、燃圧上昇に要する時間は比較的長い。そのため、加速性能が低下する可能性がある。

他方で、加速操作から燃料の噴射および点火までのタイムラグを最小にするためには、エンジン始動要求が発生しているか否かにかかわらず、常に燃圧を規定値以上に維持することが考えられる。しかし、この場合には、燃圧が規定値未満になることを許容する場合と比べて、タイムラグは小さくなるものの、ポート噴射弁からの燃料の漏れ量が大きくなり、エミッションが悪化してしまう可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ポート噴射タイプ（デュアル噴射タイプを含む）のエンジンを備えるハイブリッド車両において、エンジン始動要求が発生した場合に、エミッションの悪化を抑制しつつエンジンの始動性を向上させることである。

本発明のある局面に従う内燃機関を制御するための制御装置において、内燃機関は、内燃機関が停止した状態で、回転電機により発生した駆動力を用いて走行するＥＶ走行が可能に構成されたハイブリッド車両に搭載される。内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留する貯留部と、燃料を加圧して貯留部に供給する燃料ポンプと、を備える。制御装置は、ＥＶ走行において、ユーザがハイブリッド車両に要求する駆動パワーである車両要求パワーが第１のしきい値を上回った場合に、燃料ポンプを始動し、車両要求パワーが第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を上回った場合に、内燃機関の始動要求を発生する。

上記構成および方法によれば、車両要求パワーが増加すると、内燃機関の始動要求の発生に先立って燃料ポンプが始動される。燃料ポンプにより燃料が加圧されることによって、エンジン始動要求の発生時には、貯留部内の燃料の圧力（燃圧）がある程度上昇した状態となる。したがって、内燃機関の始動要求の発生後、早期にポート噴射弁から燃料を適切な圧力で噴射して内燃機関の始動を完了することができる。また、第１のしきい値と第２のしきい値との差を適切に設定することにより、車両要求パワーが第１のしきい値に到達した後に第２のしきい値にさらに到達する可能性を高くすることができる。車両要求パワーが第２のしきい値に到達すると内燃機関の始動要求が発生するので、内燃機関が始動されないにもかかわらず燃料ポンプが始動される状況が起こりにくくなる。よって、ポート噴射弁からの無駄な燃料漏れを低減して、エミッションの悪化を抑制することができる。

好ましくは、第１のしきい値と第２のしきい値との差は、ハイブリッド車両の車速が高い場合の方が、前記ハイブリッド車両の車速が低い場合と比べて、大きく設定される。

上記構成によれば、車速が高い場合の方が、車速が低い場合と比べて、第１のしきい値と第２のしきい値との差が大きく設定されるので、第１のしきい値が小さく設定されることになる。つまり、車速が高い場合の方が、車速が低い場合と比べて燃料ポンプが始動され易くなる。一般に、車速が高い場合には、車速が低い場合と比べて内燃機関の始動要求が発生し易いので、燃料ポンプを早期に始動することにより、内燃機関の始動要求の発生前に燃圧を上昇させるための時間を、より長く確保することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行をユーザが要求するための操作を受け付ける操作部をさらに備える。各車速における第１および第２のしきい値は、操作部の操作によりＥＶ走行が要求された場合の方が、操作部の操作によりＥＶ走行が要求されていない場合と比べて、大きく設定される。

操作部（たとえばＥＶスイッチ）の操作によりＥＶ走行が要求された場合には、ＥＶ走行が要求されていない場合（すなわちＨＶ走行の場合）と比べて、ＥＶ走行が優先されるので内燃機関が始動されにくい。上記構成によれば、ＥＶ走行が要求された場合には、ＨＶ走行の場合と比べて第１のしきい値が大きく設定されるので、燃料ポンプが始動されにくくなる。これにより、燃料ポンプが始動されたにもかかわらず内燃機関の始動要求が発生しない状況が起こりにくくなるので、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、回転電機に電力を供給する蓄電装置をさらに備える。ハイブリッド車両は、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＳＯＣを所定の範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切替可能に構成される。各車速における第１および第２のしきい値は、ＣＤモードの場合の方が、ＣＳモードの場合と比べて、大きく設定される。

ＣＤモードの場合には、ＣＳモードの場合と比べて、蓄電装置から回転電機に供給可能な電力が大きいので、内燃機関が始動されにくい。上記構成によれば、ＣＤモードの場合には、ＣＳモードの場合と比べて第１のしきい値が大きく設定されるので、燃料ポンプが始動されにくくなる。これにより、燃料ポンプが始動されたにもかかわらず内燃機関の始動要求が発生しない状況が起こりにくくなるので、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

本発明によれば、ポート噴射タイプ（デュアル噴射タイプを含む）のエンジンを備えるハイブリッド車両において、エンジン始動要求が発生した場合に、エミッションの悪化を抑制しつつエンジンの始動性を向上させることができる。

本発明に係るエンジンの制御装置が搭載されたハイブリッド車両の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示すエンジンおよび燃料供給装置の構成を詳細に説明するための図である。 比較例に係るエンジン始動制御を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係るエンジン始動制御を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１におけるポンプしきい値およびエンジンしきい値の設定手法を説明するための図である。 実施の形態１に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２におけるポンプしきい値およびエンジンしきい値の設定手法を説明するための図である。 実施の形態２に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。 ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。 実施の形態２の変形例におけるポンプしきい値およびエンジンしきい値の設定手法を説明するための図である。 実施の形態２の変形例に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜車両構成＞
図１は、本発明に係るエンジンの制御装置が搭載されたハイブリッド車両の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、たとえばシリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であって、エンジン１００と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、第２ＭＧ２０と、動力分割機構３０と、リダクション機構４０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、バッテリ２５０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

エンジン１００は、たとえばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関と、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置１１０とを含んで構成される。本実施の形態では、筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプの内燃機関をエンジン１００として採用する例について説明する。ただし、筒内噴射は必須ではなく、エンジン１００はポート噴射のみを行なうポート噴射タイプであってもよい。エンジン１００には、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１０２が設けられている。エンジン１００の詳細な構成については図２を参照して説明する。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は、発電機としても電動機としても動作し得る周知の回転電機であり、たとえば三相交流永久磁石型同期モータである。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０は、いずれもＰＣＵ２００によって駆動される。

第１ＭＧ１０は、エンジン１００を始動させる際にはバッテリ２５０の電力を用いてエンジン１００のクランクシャフトを回転させる。また、第１ＭＧ１０はエンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ２５０に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０は、バッテリ２５０からの電力および第１ＭＧ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、第２ＭＧ２０は回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてバッテリ２５０に充電される。

エンジン１００と第１ＭＧ１０と第２ＭＧ２０とは、動力分割機構３０を介して互いに連結されている。第２ＭＧ２０の回転軸は、リダクション機構４０を介して駆動輪３５０に連結されるとともに、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランクシャフトに連結される。動力分割機構３０は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン１００の駆動力を第１ＭＧ１０のクランクシャフトと第２ＭＧ２０の回転軸とに分割可能に構成される。

ＰＣＵ２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２００は、たとえばインバータおよびコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。

バッテリ２５０は、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に電力を供給するための蓄電装置である。バッテリ２５０は、たとえばニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池等の二次電池、または電気二重層キャパシタ等のキャパシタを含んで構成される。

ＥＣＵ３００は、パワーマネジメント（ＰＭ：Power Management）用電子制御ユニット（ＰＭ−ＥＣＵ）３１０と、エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）３２０と、モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）３３０と、バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）３４０とを含む。各ＥＣＵは、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力インターフェース回路とを含んで構成される。

ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジンＥＣＵ３２０と、モータＥＣＵ３３０と、バッテリＥＣＵ３４０とに通信ポート（図示せず）を介して接続されている。ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジンＥＣＵ３２０、モータＥＣＵ３３０、およびバッテリＥＣＵ３４０と各種制御信号およびデータの通信を行なう。たとえば、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、図示しないアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）ＡＰおよび車速Ｖに基づいて、ユーザが車両１に要求する駆動パワーである車両要求パワーＰを算出する。また、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、車両要求パワーＰに応じてエンジン１００の始動要求（エンジン始動要求）をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。

エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン１００および燃料供給装置１１０に接続されている。エンジンＥＣＵ３２０は、ＰＭ−ＥＣＵ３１０からのエンジン始動要求に応答して、エンジン１００および燃料供給装置１１０を制御する。より具体的には、エンジンＥＣＵ３２０は、アクセル開度ＡＰ、吸入空気量、およびエンジン回転速度Ｎｅ等に基づいて、燃焼毎に必要な燃料噴射量を算出する。また、エンジンＥＣＵ３２０は、算出した燃料噴射量に基づいて、筒内噴射弁４５０およびポート噴射弁５５０（いずれも図２参照）への噴射指令信号を適時に出力する。

モータＥＣＵ３３０は、ＰＣＵ２００に接続され、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の駆動を制御する。バッテリＥＣＵ３４０は、バッテリ２５０に接続され、バッテリ２５０の充放電を制御する。なお、本実施の形態においてＥＣＵ３００は複数のＥＣＵを含むが、ＥＣＵ数は特に限定されない。ＥＣＵ３００は、いくつかのＥＣＵを統合して、より少ない数（たとえば１個）のＥＣＵにより構成されてもよいし、逆により多い数のＥＣＵにより構成されてもよい。

車両１では、エンジン１００が停止した状態で第２ＭＧ２０により発生した駆動力を用いて走行するＥＶ走行が行なわれる場合がある。ＥＶスイッチ（操作部）２６０は、ＥＶ走行の選択および解除をユーザが操作するために設けられた手動スイッチである。ＥＶスイッチ２６０は、ユーザがＥＶ走行を希望する場合にはユーザによってオンされ、ユーザがＨＶ走行を希望する場合にはユーザによってオフされる。ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、ＥＶスイッチ２６０がオンされると、できるだけ長時間にわたってＥＶ走行が行なわれるように、予め定められた制御手順に従って他のＥＣＵに各種制御信号を出力する。ＥＶスイッチ２６０の操作によるＥＶ走行中であっても、車両要求パワーＰが所定の始動しきい値に到達すると、ＥＶ走行が解除されるとともにエンジン始動要求が発生する。

図２は、図１に示したエンジン１００の構成を詳細に説明するための図である。図１および図２を参照して、エンジン１００は、たとえば直列４シリンダのガソリンエンジンであり、燃料供給装置１１０と、吸気マニホールド１２０と、吸気ポート１３０と、４つのシリンダ１４０とを備える。

各シリンダ１４０はシリンダブロックに設けられている。エンジン１００への吸入空気ＡＩＲは、シリンダ１４０中のピストン（図示せず）が下降するときに、吸気口管から吸気マニホールド１２０および吸気ポート１３０を通って各シリンダ１４０に流入する。

燃料供給装置１１０は、高圧燃料供給機構４００と、低圧燃料供給機構５００とを含む。

高圧燃料供給機構４００は、高圧ポンプ４１０と、チェック弁４２０と、高圧燃料配管４３０と、高圧デリバリーパイプ４４０と、４つの筒内噴射弁４５０と、高圧燃圧センサ４６０とを含む。

高圧燃料配管４３０は、高圧ポンプ４１０と高圧デリバリーパイプ４４０とをチェック弁４２０を介して連結する。高圧デリバリーパイプ４４０は、筒内噴射弁４５０から噴射するための燃料を貯留する。

４つの筒内噴射弁４５０の各々は、対応するシリンダ１４０の燃焼室内に噴孔部４５２を露出する筒内噴射用インジェクタである。筒内噴射弁４５０が開弁されると、高圧デリバリーパイプ４４０内の加圧された燃料が噴孔部４５２から燃焼室内に噴射される。

高圧燃圧センサ４６０は、高圧デリバリーパイプ４４０に貯留される燃料の圧力を検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵに出力する。

低圧燃料供給機構５００は、燃料圧送部５１０と、低圧燃料配管５３０と、低圧デリバリーパイプ５４０と、４つのポート噴射弁５５０と、低圧燃圧センサ５６０とを含む。

低圧燃料配管５３０は、燃料圧送部５１０と低圧デリバリーパイプ５４０とを連結する。低圧デリバリーパイプ５４０は、ポート噴射弁５５０から噴射するための燃料を貯留する。

４つのポート噴射弁５５０の各々は、対応するシリンダ１４０に連通する吸気ポート１３０内に噴孔部５５２を露出するポート噴射用インジェクタである。ポート噴射弁５５０が開弁されると、低圧デリバリーパイプ５４０内の加圧された燃料が噴孔部５５２から吸気ポート１３０内に噴射される。

低圧燃圧センサ５６０は、低圧デリバリーパイプ５４０に貯留される燃料の圧力（燃圧）を検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

燃料圧送部５１０は、燃料タンク５１１と、フィードポンプ５１２と、サクションフィルタ５１３と、燃料フィルタ５１４と、リリーフ弁５１５とを含む。

燃料タンク５１１は、筒内噴射弁４５０およびポート噴射弁５５０から噴射するための燃料を貯留する。

フィードポンプ５１２は、燃料タンク５１１内から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を加圧して低圧燃料配管５３０および低圧デリバリーパイプ５４０に供給する。フィードポンプ５１２は、ＥＣＵ３００から出力される指令信号に応答して、単位時間当りの吐出量（単位：ｍ^３／ｓｅｃ）および吐出圧（単位：ｋＰａ）を変化させることが可能である。これにより、低圧デリバリーパイプ５４０内の圧力（燃圧）Ｆを、たとえば１ＭＰａ未満の範囲内で設定することができる。

このようにフィードポンプ５１２を制御する構成は下記の点で好ましい。すなわち、フィードポンプ５１２を適切に制御することによって、エンジン１００により消費された量に相当する分の燃料を送出するようにすれば、燃料の加圧に要するエネルギーを節約することができる。したがって、一旦余分に加圧してからポート噴射弁５５０の噴孔部５５２で圧力を一定にする構成と比べて、燃費を向上させることができる。

サクションフィルタ５１３は燃料中への異物の吸入を阻止する。燃料フィルタ５１４は吐出燃料中の異物を除去する。リリーフ弁５１５は、フィードポンプ５１２から吐出される燃料の圧力が上限圧力に達すると開弁される一方で、燃料の圧力が上限圧力に満たない間は閉弁状態を維持する。

エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン１００の始動時に、ポート噴射弁５５０による燃料噴射を最初に実行させる。エンジンＥＣＵ３２０は、高圧燃圧センサ４６０により検出される高圧デリバリーパイプ４４０内の燃圧が予め設定された値を超えたとき、筒内噴射弁４５０への噴射指令信号の出力を開始する。さらに、エンジンＥＣＵ３２０は、たとえば筒内噴射弁４５０からの筒内噴射を基本としながら、筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下（たとえばエンジン１００の始動暖機時または低回転高負荷時）ではポート噴射を併用する。あるいは、エンジンＥＣＵ３２０は、たとえば筒内噴射弁４５０からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などにポート噴射弁５５０からのポート噴射を実行する。

車両１は、ＥＶ走行中に加速操作により車両要求パワーＰが増加した場合にエンジン１００を始動する制御（以下、「エンジン始動制御」とも称する）に特徴を有する。本発明に係るエンジン始動制御の特徴を明確にするために、まず、比較例に係るエンジン始動制御について説明する。なお、比較例に係るハイブリッド車両の構成は、図１に示した車両１の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。

＜比較例に係るエンジン始動制御＞
図３は、比較例に係るエンジン始動制御を説明するためのタイムチャートである。図３ならびに後述する図４において、横軸は経過時間を表す。縦軸は、上から順に、車両要求パワーＰ、フィードポンプ５１２の駆動／停止、燃圧Ｆ、およびエンジン回転速度Ｎｅを表す。

図１〜図３を参照して、時刻ｔ１まではＥＶ走行が行なわれている。そのため、エンジン１００およびフィードポンプ５１２は、いずれも停止している。ここでは、ＥＶ走行が長時間続いたため、低圧デリバリーパイプ５４０内に貯留された燃料が燃料漏れにより減少し、燃圧Ｆが、適切な燃料噴射を行なうための規定値Ｆｃよりも低い場合について説明する。

時刻ｔ１において、ユーザのアクセル操作により、車両要求パワーＰが所定の始動しきい値（以下、「エンジンしきい値」とも称する）Ｐｒに到達すると、エンジン１００の始動要求がＰＭ−ＥＣＵ３１０からエンジンＥＣＵ３２０に出力される。エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン始動要求に応答してフィードポンプ５１２を駆動する（時刻ｔ２）。これにより、燃圧Ｆは上昇を始め、時刻ｔ３において規定値Ｆｃに到達する。

時刻ｔ１から所定の遅延時間が経過した時刻ｔ４において、第１ＭＧ１０によりエンジン１００のクランクシャフトが回転されることにより、エンジン回転速度Ｎｅの増加が始まる。

時刻ｔ５において、フィードポンプ５１２の駆動により加圧された燃料が噴孔部５５２から吸気ポート１３０内に噴射され、噴射された燃料が点火プラグ（図示せず）により点火される。すなわち、エンジン１００の始動が完了する。

このように、比較例においては、車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒに到達してエンジン始動要求が発生した後にフィードポンプ５１２が始動される。よって、ＥＶ走行が長時間続き燃圧Ｆが規定値Ｆｃを下回った場合、燃圧Ｆが規定値Ｆｃに到達するまでには時間を要する。したがって、加速操作によりエンジン始動要求が発生してから、燃料の噴射および点火が行なわれてエンジン１００の始動が完了するまでに比較的長いタイムラグＴを要することになる。つまり、エンジン１００の始動性の向上に限界があり、車両１の加速性能を向上できない可能性がある。

＜本実施の形態に係るポンプ駆動制御＞
これに対し、本実施の形態によれば、エンジンしきい値Ｐｒ１とは別に、フィードポンプ５１２の始動要求（ポンプ始動要求）を発生させるための始動しきい値（以下、「ポンプしきい値」とも称する）Ｐｒ２を設定する構成を採用する（図４参照）。ポンプしきい値Ｐｒ２は、エンジンしきい値Ｐｒ１よりも小さく設定される。そのため、車両要求パワーＰが増加する際にはエンジン始動要求に先立ってポンプ始動要求が発生し、フィードポンプ５１２が始動される。これにより、エンジン始動要求の発生時には燃圧Ｆがある程度上昇しているので、上述の比較例と比べて、タイムラグＴを短くすることができる。したがって、エンジン１００の始動性を向上させることができるので、車両１の加速性能が向上する。

図４は、実施の形態１におけるエンジン始動制御を説明するためのタイムチャートである。図１、図２および図４を参照して、本実施の形態では、ポンプ始動要求を発生させるためのポンプしきい値Ｐｒ１（第１のしきい値）が、エンジン始動要求を発生させるためのエンジンしきい値Ｐｒ２（第２のしきい値）よりも小さく設定される。

時刻ｔ１１において、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１に到達すると、ポンプ始動要求がＰＭ−ＥＣＵ３１０からエンジンＥＣＵ３２０に出力される。これにより、フィードポンプ５１２が駆動される（時刻ｔ１２）。燃圧Ｆは、時間の経過とともに上昇し、時刻ｔ１３において規定値Ｆｃに到達する。

時刻ｔ１４において、車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２に到達すると、エンジン始動要求がＰＭ−ＥＣＵ３１０からエンジンＥＣＵ３２０に出力される。その後、時刻ｔ１４から所定の遅延時間の経過後にエンジン回転速度Ｎｅの増加が始まる（時刻ｔ１５）。そして、時刻ｔ１６において、燃料の噴射および点火が行なわれ、エンジン１００の始動が完了する。

このように、本実施の形態によれば、エンジン始動要求の発生に先立ちフィードポンプ５１２が始動されるので、図３に示した比較例と比べて、エンジン始動要求の発生から燃料の噴射および点火までのタイムラグＴが短縮される。したがって、エンジン１００の始動性の向上させることができるので、車両１の加速性能が向上する。

ここで、タイムラグＴを最小にする観点からは、エンジン始動要求が発生しているか否かにかかわらず、常にポンプ駆動要求をオンにして燃圧Ｆを規定値Ｆｃ以上に維持することが考えられる。しかし、この場合には、エンジン１００が始動されないにもかかわらずフィードポンプ５１２が運転される状況が起こり得る。そのため、燃圧Ｆが規定値Ｆｃ未満になることを許容する場合と比べて燃圧Ｆが高くなるので、ポート噴射弁５５０からの燃料の漏れ量が大きくなり得る。この漏れた燃料により、エンジン１００が始動された際のエミッションが悪化し得る。また、フィードポンプ５１２を駆動するための消費エネルギーが大きくなるので、燃費が悪化してしまう可能性がある。

これに対し、実施の形態１によれば、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１に到達した場合にフィードポンプ５１２が始動される。ポンプしきい値Ｐｒ１とエンジンしきい値Ｐｒ２との差ΔＰを適切な値に設定することにより、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１に到達した後にエンジンしきい値Ｐｒ２にさらに到達する可能性を高くすることができる。車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２に到達するとエンジン１００の始動要求が発生するので、エンジン１００が始動されないにもかかわらずフィードポンプ５１２が始動される状況が起こりにくくなる。よって、ポート噴射弁５５０からの無駄な燃料漏れを低減して、エミッションの悪化を抑制することができる。また、フィードポンプ５１２の駆動期間が短くなるので、燃費の悪化を抑制することができる。

次に、ポンプしきい値Ｐｒ１およびエンジンしきい値Ｐｒ２の設定手法の一例について説明する。ポンプしきい値Ｐｒ１およびエンジンしきい値Ｐｒ２の各々は、たとえば車速Ｖに応じて設定することが好ましい。

図５は、実施の形態１におけるポンプしきい値Ｐｒ１およびエンジンしきい値Ｐｒ２の設定手法の一例を説明するための図である。図５ならびに後述する図７および図１０において、横軸は車速Ｖを表し、縦軸は車両要求パワーＰを表す。

図５を参照して、車速Ｖが相対的に高い場合には、車速Ｖが相対的に低い場合と比べて、エンジンしきい値Ｐｒ２が低く設定されるので、エンジン始動要求が発生し易い。そのため、ポンプしきい値Ｐｒ１とエンジンしきい値Ｐｒ２との差ΔＰを大きく設定しても、フィードポンプ５１２が始動されたもののエンジン１００が始動されない状況は起こりにくい。したがって、本実施の形態では、車速Ｖが高い場合の方が、車速Ｖが低い場合と比べて、差ΔＰが大きく設定される。これにより、エンジン始動要求の発生前に燃圧Ｆを上昇させるための時間を、より長く確保することができる。なお、車速Ｖが高ければ高いほど差ΔＰが大きく設定されていてもよい。

図６は、実施の形態１に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。図６ならびに後述する図８および図１１に示すフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。このフローチャートの各ステップ（以下、Ｓと略す）は、基本的にはＰＭ−ＥＣＵ３１０またはエンジンＥＣＵ３２０によるソフトウェア処理によって実現されるが、各ＥＣＵ内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。

図１、図２および図６を参照して、Ｓ１００において、エンジンＥＣＵ３２０は、車両走行中のエンジン１００が停止状態であるか否かを判定する。エンジン１００が停止状態の場合（Ｓ１００においてＹＥＳ）、すなわちＥＶ走行が行なわれている場合、エンジンＥＣＵ３２０は処理をＳ１１０に進める。

Ｓ１１０において、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧燃圧センサ５６０からの検出信号に基づいて、燃圧Ｆが規定値Ｆｃ未満であるか否かを判定する。燃圧Ｆが規定値Ｆｃ以上の場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３２０は、燃圧Ｆをそれ以上高くする必要はないとして、フィードポンプ５１２を停止する（あるいは停止状態を維持する）。燃圧Ｆが規定値Ｆｃ未満の場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ１２０に進める。なお、本フローチャートでは燃圧Ｆの検出値により制御態様を変えているが、燃圧Ｆを検出することなく処理をＳ１２０に進めてもよい。

一方、Ｓ１０において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、アクセル開度ＡＰおよび車速Ｖに基づいて車両要求パワーＰを算出し、算出された車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１以上であるか否かを判定する。車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１以上の場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、ポンプ始動要求をエンジンＥＣＵ３２０に出力する（Ｓ２０）（図４の時刻ｔ１１参照）。

Ｓ１２０において、エンジンＥＣＵ３２０は、ＰＭ−ＥＣＵ３１０からのポンプ始動要求を受けたか否かを判定する。ポンプ始動要求を受けていない場合（Ｓ１２０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン始動要求がすぐに発生する可能性は低いとして、処理をＳ１４０に進め、フィードポンプ５１２を停止状態に維持する。

これに対し、ポンプ始動要求を受けた場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン始動要求が間もなく発生する可能性があり、かつ、燃料を適切に噴射するためには燃圧Ｆを高める必要があるとして、処理をＳ１３０に進め、フィードポンプ５１２を駆動する（あるいは駆動状態を維持する）（図４の時刻ｔ１２参照）。これにより、燃圧Ｆが上昇する（図４の時刻ｔ１３参照）。なお、Ｓ１００においてエンジン１００が駆動状態の場合（Ｓ１００においてＮＯ）、すなわちＨＶ走行が行なわれている場合にも、エンジンＥＣＵ３２０はフィードポンプ５１２を駆動する。

さらに、Ｓ３０において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２以上であるか否かを判定する。車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２以上の場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジン始動要求をエンジンＥＣＵ３２０に出力する（Ｓ４０）（図４の時刻ｔ１４参照）。

Ｓ１５０において、エンジンＥＣＵ３２０は、ＰＭ−ＥＣＵ３１０からエンジン始動要求を受けたか否かを判定する。エンジン始動要求を受けていない場合（Ｓ１５０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン１００を始動することなく処理をメインルーチンへと戻す。エンジン始動要求を受けた場合（Ｓ１５０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３２０は、燃料の噴射および点火を行ない、エンジン１００の始動を完了する（Ｓ１６０）（図４の時刻ｔ１６参照）。その後、エンジンＥＣＵ３２０は、処理をメインルーチンへと戻す。

なお、Ｓ１０において車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１未満の場合（Ｓ１０においてＮＯ）、または、Ｓ３０において車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２未満の場合（Ｓ３０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。

以上のように、本実施の形態によれば、エンジンしきい値Ｐｒ２とは別に、エンジンしきい値Ｐｒ２よりも小さいポンプしきい値Ｐｒ１が設定される。こうすることにより、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１を上回った場合にフィードポンプ５１２が始動され、さらに、車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２を上回った場合にエンジン始動要求が発生する。ポンプしきい値Ｐｒ１とエンジンしきい値Ｐｒ２との差ΔＰを適切な値に設定することにより、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１に到達した後にエンジンしきい値Ｐｒ２にさらに到達する可能性を高くすることができる。車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２に到達するとエンジン始動要求が発生するので、エンジン１００が始動されないにもかかわらずフィードポンプ５１２が始動される状況が起こりにくくなる。よって、ポート噴射弁５５０からの無駄な燃料漏れを低減して、エミッションの悪化を抑制することができる。また、本実施の形態では、常に燃圧Ｆを規定値Ｆｃ以上に維持する構成と比べてフィードポンプ５１２の駆動期間が短くなるので、燃費の悪化を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、低圧デリバリーパイプ５４０は、本発明に係る「貯留部」に対応する。フィードポンプ５１２は、本発明に係る「燃料ポンプ」に対応する。また、ＰＭ−ＥＣＵ３１０およびエンジンＥＣＵ３２０は、本発明に係る「内燃機関の制御装置」に対応する。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ポンプしきい値Ｐｒ１およびエンジンしきい値Ｐｒ２を車速Ｖに応じて設定する構成について説明したが、設定手法はこれに限定されるものではない。上述のように、車両１はＥＶスイッチ２６０を備える。実施の形態２においては、車速Ｖに応じてポンプしきい値Ｐｒ１を設定するとともに、ＥＶスイッチ２６０のオン／オフに応じてポンプしきい値Ｐｒ１を切り替える構成について説明する。

図７は、実施の形態２におけるポンプしきい値Ｐｒ１およびエンジンしきい値Ｐｒ２の設定手法を説明するための図である。図７を参照して、各車速Ｖにおいて、ＥＶスイッチ２６０がオンの場合のエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＮ）は、ＥＶスイッチ２６０がオフの場合のエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＦＦ）よりも大きく設定される。すなわち、ＥＶスイッチ２６０がオンの場合には、ＥＶスイッチ２６０がオフの場合と比べて、ＥＶ走行が行なわれ易い。

さらに、本実施の形態では、ＥＶスイッチ２６０がオンの場合のポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）と、ＥＶスイッチ２６０がオフの場合のポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＦＦ）との大小関係が、エンジンしきい値Ｐｒ１，Ｐｒ２の大小関係に一致するように設定される。すなわち、各車速Ｖにおいて、ポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）は、ポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＦＦ）よりも大きく設定される。これにより、ポンプ始動要求が発生したにもかかわらずエンジン始動要求が発生しない状況が起こりにくくなるので、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

図８は、実施の形態２に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。実施の形態２に係るエンジン始動制御のうち、エンジンＥＣＵ３２０による制御は、図６に示したフローチャートにおけるエンジンＥＣＵ３２０による制御と同等である（Ｓ１００〜Ｓ１６０参照）。そのため、図８においてはＰＭ−ＥＣＵ３１０による制御のみを示す。

図８を参照して、Ｓ２００において、ＰＭ−ＥＣＵ３２０は、ＥＶスイッチ２６０のオン／オフを判定する。ＥＶスイッチ２６０がオンの場合（Ｓ２００においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ３２０は処理をＳ２１０に進める。

Ｓ２１０において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）以上であるか否かを判定する。車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）以上の場合（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、ポンプ始動要求をエンジンＥＣＵ３２０に出力する（Ｓ２２０）。

Ｓ２３０において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＮ）以上であるか否かを判定する。車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＮ）以上の場合（Ｓ２３０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジン始動要求をエンジンＥＣＵ３２０に出力する（Ｓ２４０）。

なお、Ｓ２１０において車両要求パワーＰがポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）未満の場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、または、Ｓ２３０において車両要求パワーＰがエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＮ）未満の場合（Ｓ２３０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。

一方、Ｓ２００においてＥＶスイッチ２６０がオフの場合（Ｓ２００においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ３２０は処理をＳ２１５に進める。Ｓ２１５以降の処理は、ポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＮ）に代えてポンプしきい値Ｐｒ１（ＯＦＦ）が用いられる点、および、エンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＮ）に代えてエンジンしきい値Ｐｒ２（ＯＦＦ）が用いられる点において、ＥＶスイッチ２６０がオンの場合の処理（Ｓ２１０〜Ｓ２４０の処理）と異なる。それ以外の処理は、Ｓ２１０〜Ｓ２４０の処理のうちの対応する処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

以上のように、実施の形態２によれば、ＥＶスイッチ２６０がオンの場合には、ＥＶスイッチ２６０がオフの場合と比べて、ポンプしきい値が大きく設定される。これにより、フィードポンプ５１２が始動されたにもかかわらずエンジン始動要求が発生しない状況が起こりにくくなるので、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

［実施の形態２の変形例］
実施の形態２では、ＥＶスイッチ２６０のオン／オフに応じてポンプしきい値Ｐｒ１を切り替える構成について説明した。車両１が走行モードとしてＣＤ（Charge Depleting）モードおよびＣＳ（Charge Sustaining）モードを有する場合、ＣＤモードおよびＣＳモードに応じてポンプしきい値Ｐｒ１を切り替えてもよい。

図９は、ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。図９を参照して、横軸は時間軸を表わし、縦軸はバッテリ２５０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を表わす。図９では、バッテリ２５０が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、ＣＤモードで走行が開始される例について説明する。

ＣＤモードは、基本的にはバッテリ２５０に蓄えられた電力を消費するモードである。ＣＤモードでの走行時には、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１００は始動されない。これにより、車両１の減速時等に回収される回生電力またはエンジン１００の始動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に放電の割合の方が充電の割合よりも大きくなるので、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定の範囲に維持するモードである。一例として、時刻ｔｃにおいてＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下すると、ＣＳモードが選択されるので、その後のＳＯＣが所定の範囲（図中１点鎖線で示す）に維持される。具体的には、ＳＯＣが低下するとエンジン１００が始動され、ＳＯＣが上昇するとエンジン１００が停止される。すなわち、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン１００が駆動される。

ＣＤモードにおいても、車両要求パワーＰがエンジンしきい値を上回ればエンジン１００は始動される。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン１００は停止される。すなわち、ＣＤモードは、エンジン１００を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではない。ＣＳモードも、エンジン１００を常時駆動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいてもＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

図１０は、実施の形態２の変形例における始動しきい値の設定手法の一例を説明するための図である。図１０を参照して、本変形例においては、フィードポンプ５１２を始動するためのポンプしきい値として、ＣＤモード時にはＰｒ１（ＣＤ）が設定され、ＣＳモード時にはＰｒ１（ＣＳ）が設定される。車速Ｖが等しい場合、ポンプしきい値Ｐｒ１（ＣＤ）は、ポンプしきい値Ｐｒ１（ＣＳ）よりも大きい。

このようにポンプしきい値を設定する理由は、ＥＶスイッチ２６０のオン／オフに応じてポンプしきい値を設定する理由と同等である。ＣＤモード時には、ＣＳモード時と比べて、エンジンしきい値が大きく設定されるので、エンジン１００の始動機会が少ない。よって、ＣＤモード時には、ＣＳモード時と比べて、ポンプしきい値を大きく設定してポンプ始動要求が発生しにくくすることにより、ポンプ始動要求が発生したにもかかわらずエンジン始動要求が発生しない状況が起こりにくくなる。その結果、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

逆の観点から説明すると、ＣＳモード時には、ＣＤモード時と比べてエンジン１００が始動され易い。そのため、ポンプしきい値を小さく設定してポンプ始動要求が発生し易くなったとしても、フィードポンプ５１２を駆動するための消費エネルギーが無駄になりにくい。また、ポンプ始動要求を早期に発生させることにより、エンジン始動要求が発生した場合に、より早期に燃料の噴射および点火を行なってエンジン１００の始動を完了することができる。

図１１は、実施の形態２の変形例に係るエンジン始動制御を説明するためのフローチャートである。図１、図２および図１１を参照して、このフローチャートは、ＥＶスイッチ２６０のオン／オフを判定する処理（Ｓ２００）に代えて、車両１の走行モードがＣＤモードかＣＳモードかを判定する処理（Ｓ３００）を含む点において、図８に示したフローチャートと異なる。それ以外の処理は、図８に示したフローチャートにおける対応する処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

以上のように、実施の形態２の変形例によれば、ＣＤモードの場合には、ＣＳモードの場合と比べて、ポンプしきい値が大きく設定されるので、フィードポンプ５１２が始動されにくくなる。これにより、フィードポンプ５１２が始動されたにもかかわらずエンジン始動要求が発生しない状況が起こりにくくなるので、無駄な消費エネルギーを低減することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ 第１ＭＧ、２０ 第２ＭＧ、３０ 動力分割機構、４０ リダクション機構、１００ エンジン、１０２ エンジン回転速度センサ、１１０ 燃料供給装置、１２０ 吸気マニホールド、１３０ 吸気ポート、１４０ シリンダ、２００ ＰＣＵ、２５０ バッテリ、２６０ ＥＶスイッチ、３００ ＥＣＵ、３１０ ＰＭ−ＥＣＵ、３２０ エンジンＥＣＵ、３３０ モータＥＣＵ、３４０ バッテリＥＣＵ、３５０ 駆動輪、４００ 高圧燃料供給機構、４１０ 高圧ポンプ、４２０ チェック弁、４３０ 高圧燃料配管、４４０ 高圧デリバリーパイプ、４５０ 筒内噴射弁、４５２，５５２ 噴孔部、４６０ 高圧燃圧センサ、５００ 低圧燃料供給機構、５１０ 燃料圧送部、５１１ 燃料タンク、５１２ フィードポンプ、５１３ サクションフィルタ、５１４ 燃料フィルタ、５１５ リリーフ弁、５３０ 低圧燃料配管、５４０ 低圧デリバリーパイプ、５５０ ポート噴射弁、５６０ 低圧燃圧センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関を制御するための制御装置であって、
   前記内燃機関は、
   前記内燃機関が停止した状態で、回転電機により発生した駆動力を用いて走行するＥＶ走行が可能に構成されたハイブリッド車両に搭載され、
   吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、
   前記ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留する貯留部と、
   燃料を加圧して前記貯留部に供給する燃料ポンプと、を備え、
   前記制御装置は、前記ＥＶ走行において、
   ユーザが前記ハイブリッド車両に要求する駆動パワーである車両要求パワーが第１のしきい値を上回った場合に、前記燃料ポンプを始動し、
   前記車両要求パワーが前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を上回った場合に、前記内燃機関の始動要求を発生する、内燃機関の制御装置。
2. 前記第１のしきい値と前記第２のしきい値との差は、前記ハイブリッド車両の車速が高い場合の方が、前記ハイブリッド車両の車速が低い場合と比べて、大きく設定される、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記ハイブリッド車両は、前記ＥＶ走行をユーザが要求するための操作を受け付ける操作部をさらに備え、
   各車速における前記第１および第２のしきい値は、前記操作部の操作により前記ＥＶ走行が要求された場合の方が、前記操作部の操作により前記ＥＶ走行が要求されていない場合と比べて、大きく設定される、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記ハイブリッド車両は、前記回転電機に電力を供給する蓄電装置をさらに備え、前記蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記ＳＯＣを所定の範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切替可能に構成され、
   各車速における前記第１および第２のしきい値は、前記ＣＤモードの場合の方が、前記ＣＳモードの場合と比べて、大きく設定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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