JP2023113329A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両における内燃機関の始動時に、内燃機関と電動機との間に配置された断接クラッチの係合時の衝撃を緩和することを目的とする。【解決手段】燃料噴射制御装置は、動力伝達経路に設けられ、解放状態とされることで内燃機関と電動機との間の連結を切り離す断接クラッチを備えたハイブリッド車両において、内燃機関の始動時に直噴インジェクタを用いた始動時燃料噴射を実施し、始動時燃料噴射の後にポートインジェクタを使用したポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する。燃料噴射制御装置は、内燃機関の始動指令によって直噴インジェクタによる始動時燃料噴射を開始し、前記内燃機関の要求噴射量が前記直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった場合、始動時燃料噴射を内燃機関の要求噴射量が直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった時点よりも後まで継続する。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

従来、直噴インジェクタとポートインジェクタとを備え、内燃機関の状態に応じてこれらのインジェクタを使い分ける燃料噴射制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－９７０２号公報

直噴インジェクタは、シリンダ内に直接燃料を噴射するため、吸気ポートで霧化させた燃料をシリンダ内に吸入するポートインジェクタと比較してより燃料の霧化性を高める必要があり、燃料噴射時の燃圧が高く、燃焼安定性が高い。このため、直噴インジェクタは、ポートインジェクタと比較してトルクを得易く、効率よくエンジン回転数を上昇させることができる。このため、直噴インジェクタとポートインジェクタとを備えた内燃機関では、その始動時に、まず、直噴インジェクタを用いた始動時燃料噴射を行う。その後、噴射形態は、ポートインジェクタを用い、内燃機関の要求噴射量に応じた燃料噴射量を噴射するポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する。ポートインジェクタを用いた場合、直噴インジェクタのみを用いて要求噴射量を噴射する場合と比較して、ポートの温度や燃料性状によってはエンジン回転数の上昇速度が低下する。

ところで、直噴インジェクタとポートインジェクタと備えた内燃機関は、駆動源としての電動機と共にハイブリッド車両に搭載されることがある。ハイブリッド車両では、内燃機関と電動機との間に両者間の連結状態を変更する断接クラッチが配置されている。ハイブリッド車両では、電動機が回転している状態のときに停止していた内燃機関が始動することがある。断接クラッチは、内燃機関が停止しているときに解放状態とされ、内燃機関の始動に合せて係合状態とされる。このとき、内燃機関の回転数と電動機の回転数とに差があると、断接クラッチの係合に伴って衝撃が発生することがある。

内燃機関は、上述の如く、直噴インジェクタのみを用いた始動時燃料噴射を行った後、ポートインジェクタ使用噴燃料射に移行する。この噴射形態の移行に伴いエンジン回転数の上昇速度は低下する。このため、噴射形態の移行のタイミングによっては、噴射形態の移行後に内燃機関の回転数が電動機の回転数と一致するまでの期間が長期化し易く、断接クラッチの係合時の衝撃が発生し易くなる。

そこで本発明は、本明細書開示の内燃機関の燃料噴射制御装置は、ハイブリッド車両における内燃機関の始動時に、内燃機関と電動機との間に配置された断接クラッチの係合時の衝撃を緩和することを目的とする。

上記目的は、直噴インジェクタとポートインジェクタとを有する内燃機関と、前記内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結された電動機と、前記動力伝達経路に設けられていると共に解放状態とされることによって前記内燃機関と前記電動機との間の連結を切り離す断接クラッチと、を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関の始動時に前記直噴インジェクタを用いた始動時燃料噴射を実施し、当該始動時燃料噴射の後に前記ポートインジェクタを使用したポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、当該燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の始動指令によって前記直噴インジェクタによる前記始動時燃料噴射を開始し、当該始動時燃料噴射を開始した後に前記内燃機関の要求噴射量が前記直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった場合に、当該始動時燃料噴射を前記内燃機関の要求噴射量が前記直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった時点よりも後まで継続した後、前記ポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する、内燃機関の燃料噴射制御装置によって達成できる。

上記内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、前記直噴インジェクタの前記最小噴射量と前記要求噴射量を用いて設定される判定値を前記要求噴射量と比較して、前記要求噴射量が前記判定値を下回ると判断したときに、前記始動時燃料噴射から前記インジェクタ使用燃料噴射に移行する、態様とすることができる。

本発明によれば、ハイブリッド車両における内燃機関の始動時に、内燃機関と電動機との間に配置された断接クラッチの係合時の衝撃を緩和することができる。

図１は実施形態の燃料噴射制御装置を備えたハイブリッド車両の概略構成図である。 図２はエンジンの概略構成図である。 図３はＥＣＵが実行する燃料噴射制御の一例を示したフローチャートである。 図４は実施形態の燃料噴射制御装置による燃料噴射制御を実施した際の各値の推移の一例を比較例における各値の推移と共に示したタイムチャートである。 図５はインジェクタの最小噴射燃圧と燃圧との関係を例示するグラフである。 図６は実施形態の燃料噴射制御装置において、要求噴射量がリッチ限界噴射量を下回った場合の各値の推移の一例を示したタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。さらに、各図間に描かれている各要素の縮尺が異なっている場合がある。

［ハイブリッド車両の概略構成］
図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１には、相当するエンジン１０から駆動輪１３までの動力伝達経路に、Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、トルクコンバータ１８、及び変速機１９が順に設けられている。エンジン１０及びモータ１５は、ハイブリッド車両１の走行用駆動源として搭載されている。エンジン１０は、内燃機関の一例であり、例えばＶ型６気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、直列型のガソリンエンジンであってもよい。Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、トルクコンバータ１８、及び変速機１９は、変速ユニット１１内に設けられている。変速ユニット１１と左右の駆動輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

Ｋ０クラッチ１４は、動力伝達経路上のエンジン１０とモータ１５との間に設けられている。Ｋ０クラッチ１４は、解放状態から油圧の供給を受けて係合状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を接続する。Ｋ０クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を遮断する。係合状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が連結しエンジン１０とモータ１５が同じ回転数となっている状態である。解放状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が離れた状態である。なお、Ｋ０クラッチ１４は、断接クラッチに相当する。

モータ１５は、インバータ１７を介してバッテリ１６に接続されている。モータ１５は、バッテリ１６からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能し、更にエンジン１０や駆動輪１３からの動力伝達に応じてバッテリ１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ１５とバッテリ１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。なお、モータ１５は、電動機に相当する。

インバータ１７は、後述するＥＣＵ１００によって制御され、バッテリ１６からの直流電圧を交流電圧に変換し、またはモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ１５がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ１７はバッテリ１６の直流電圧を交流電圧に変換してモータ１５に供給される電力を調整する。モータ１５が発電する回生運転の場合、インバータ１７はモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１６に供給される電力を調整する。

トルクコンバータ１８は、トルク増幅機能を有した流体継ぎ手である。変速機１９は、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機であるが、これに限定されず無段式の自動変速機であってもよい。変速機１９は、動力伝達経路上のモータ１５と駆動輪１３の間に設けられている。トルクコンバータ１８を介して、モータ１５と変速機１９とが連結されている。トルクコンバータ１８には、油圧の供給を受けて係合状態となってモータ１５と変速機１９とを直結するロックアップクラッチ２０が設けられている。

変速ユニット１１には、更にオイルポンプ２１と油圧制御機構２２とが設けられている。オイルポンプ２１で発生した油圧は、油圧制御機構２２を介して、Ｋ０クラッチ１４、トルクコンバータ１８、変速機１９、及びロックアップクラッチ２０にそれぞれ供給されている。油圧制御機構２２には、Ｋ０クラッチ１４、トルクコンバータ１８、変速機１９、及びロックアップクラッチ２０のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。尚、トルクコンバータ１８に代えて湿式クラッチが設けられた態様としてもよい。

ハイブリッド車両１には、同車両の制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、燃料噴射制御装置としても機能する。

ＥＣＵ１００は、エンジン１０及びモータ１５の駆動を制御する。具体的にはＥＣＵ１００は、エンジン１０のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン１０のトルクや回転数を制御する。ＥＣＵ１００は、インバータ１７を制御してモータ１５とバッテリ１６との間での電力の授受量を調整することで、モータ１５のトルクや回転数を制御する。またＥＣＵ１００は、油圧制御機構２２の制御を通じて、Ｋ０クラッチ１４やロックアップクラッチ２０、変速機１９の駆動制御を行う。

ＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ７１、クランク角センサ７２、モータ回転数センサ７３、アクセル開度センサ７４、エアフローメータ７５、空燃比センサ７６、水温センサ７７、及び燃圧センサ７８（図２参照）からの信号が入力される。クランク角センサ７２は、エンジン１０のクランクシャフトの回転速度を検出する。モータ回転数センサ７３は、モータ１５の出力軸の回転速度を検出する。アクセル開度センサ７４は、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダル開度を検出する。エアフローメータ７５は、エンジン１０の吸入空気量を検出する。空燃比センサ７６は、触媒４３に流入する排気の空燃比を検出する。水温センサ７７は、エンジン１０の冷却水の温度を検出する。燃圧センサ７８は、後述する高圧デリバリパイプ５４内の燃料の圧力（燃圧）を検出する。ＥＣＵ１００は、燃圧センサ７８の検出値に基づいて、後述する直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎを算出する。また、ＥＣＵ１００は、予め設定されたエンジン１０におけるリッチ限界噴射量の値を記憶している。さらに、ＥＣＵ１００は、直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量とエンジン１０の要求噴射量を用いて設定される判定値の算出を行うとともに、算出した判定値とリッチ限界噴射量との比較を行う。そして、その比較結果に基づく噴射形態の設定を行う。噴射形態の設定については、後に詳細に説明する。

ＥＣＵ１００は、モータモード及びハイブリッドモードの何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を解放し、モータ１５の動力により走行する。このとき、エンジン１０は停止状態とされることがある。ハイブリッドモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を係合状態に切り替えて少なくともエンジン１０の動力により走行する。エンジン１０が停止している状態からハイブリッドモードに切り替わるときや、エンジン１０は始動する。走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ１６の充電状態などに基づいて行われる。なお、エンジン１０を稼働させることでバッテリ１６を充電する場合に、エンジン１０が停止状態である場合にも、エンジン１０は始動する。

［エンジンの概略構成］
図２は、エンジン１０の概略構成図である。エンジン１０は、気筒３０、ピストン３１、コネクティングロッド３２、クランクシャフト３３、吸気通路３５、吸気弁３６、排気通路３７、及び排気弁３８を有している。図２には、エンジン１０が有する複数の気筒３０のうちの一つのみが表示されている。気筒３０では混合気の燃焼が行われる。ピストン３１は、各気筒３０に往復動可能に収容され、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフト３３にコネクティングロッド３２を介して連結されている。コネクティングロッド３２は、ピストン３１の往復運動をクランクシャフト３３の回転運動に変換する。

吸気通路３５は、各気筒３０の吸気ポートに吸気弁３６を介して接続されている。排気通路３７は、各気筒３０の排気ポートに排気弁３８を介して接続されている。吸気通路３５には、エアフローメータ７５、及び吸入空気量を調整するスロットル弁４０が設けられている。排気通路３７には空燃比センサ７６、及び排気浄化用の触媒４３が設けられている。

気筒３０には直噴インジェクタ４１ｄが設けられている。直噴インジェクタ４１ｄは気筒３０内に燃料を直接噴射する。吸気通路３５には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するポートインジェクタ４１ｐが設けられている。各気筒３０には、吸気通路３５を通じて導入された吸気と直噴インジェクタ４１ｄ及びポートインジェクタ４１ｐが噴射した燃料との混合気を火花放電により点火する点火プラグ４２が設けられている。

ポートインジェクタ４１ｐは低圧デリバリパイプ５２に接続されている。低圧デリバリパイプ５２には、低圧ポンプ５１によりくみ上げた燃料タンク５０内の燃料が供給される。低圧デリバリパイプ５２内は比較的低い燃圧に維持されているため、ポートインジェクタ４１ｐは比較的少ない噴射量で燃料を噴射する。低圧ポンプ５１は、電力の供給により駆動する電動式のポンプである。

直噴インジェクタ４１ｄは、高圧デリバリパイプ５４に接続されている。高圧デリバリパイプ５４には、低圧ポンプ５１により燃料タンク５０からくみ上げられ、高圧ポンプ５３によって昇圧されて高燃圧となった燃料が供給される。高圧デリバリパイプ５４内は比較的高い燃圧に維持されているため、直噴インジェクタ４１ｄは比較的多い噴射量で燃料を噴射する。つまり、直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎは、ポートインジェクタ４１ｐの最小噴射量と比較して、多い。ここで、最小噴射量とは、インジェクタが実現できる最小の開弁期間において噴射される燃料量である。高圧ポンプ５３は、エンジン１０の回転に連動して駆動する機械式のポンプである。高圧デリバリパイプ５４には燃圧センサ７８が取り付けられている。燃圧センサ７８が検出する燃圧は、上述したように高圧デリバリパイプ５４内の燃圧であり、直噴インジェクタ４１ｄに供給される燃圧である。

［エンジンの停止と始動］
このように構成されたエンジン１０に対して、ＥＣＵ１００は、ハイブリッドモード又はエンジンモードにおいて所定の停止条件が成立した場合に自動停止させ、所定の自動再始動条件が成立した場合に自動再始動させる間欠運転制御を実行する。自動停止条件は、例えばハイブリッドモード又はエンジンモードにおいてアクセル開度が０になった場合である。自動再始動条件は、例えばエンジン１０の自動停止後にアクセル開度が０よりも大きくなってエンジン１０への要求トルクが０よりも大きくなった場合である。

このようにエンジン１０は、間欠運転中に自動再始動条件が成立した場合に始動が要求される。エンジン１０の始動要求があると、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４をスリップ状態に制御してモータ１５によりエンジン１０のクランキングを開始すると共にエンジン１０での燃焼を開始する。

具体的にはＥＣＵ１００は、直噴インジェクタ４１ｄによる圧縮行程噴射を所定の目標回数だけ実行し、その後に直噴インジェクタ４１ｄによる吸気行程噴射に切り替えて所定の目標回数だけ実行する。圧縮行程噴射は、クランキングの開始と共に順に圧縮行程となる気筒３０に対して圧縮行程中に実行される燃料噴射である。圧縮行程噴射を実行することにより、エンジン１０のトルクを早期に増大させることができる。吸気行程噴射は、順に吸気行程となる気筒３０に対して吸気行程中に実行される燃料噴射である。吸気行程噴射を実行することにより、エンジン１０のトルクを安定させることができる。圧縮行程噴射と吸気行程噴射がそれぞれ目標回数だけ実行されたことをもって、エンジン１０の運転状態が安定したものとみなしてエンジン１０の始動が完了したものとする。以下、この一連の噴射形態を、始動時燃料噴射と称することとする。始動時燃料噴射では、直噴インジェクタ４１ｄのみを用いるが、始動時燃料噴射が実施された後は、ポートインジェクタ４１ｐを用いたポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する。ポートインジェクタ使用燃料噴射では、ポートインジェクタ４１ｐのみを用いてもよいし、ポートインジェクタ４１ｐと直噴インジェクタ４１ｄの双方を用いてもよい。

エンジン１０が停止状態にあるとき、Ｋ０クラッチ１４は、解除状態とされているが、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動指令に伴って、Ｋ０クラッチ１４を係合させる制御を実行する。

［始動時の燃料噴射制御］
以下、図３から図６を参照して、エンジン１０が始動する際の制御の一例について説明する。図３はＥＣＵ１００が実行する燃料噴射制御の一例を示したフローチャートであり、図４は燃料噴射制御を実施した際の各値の推移の一例を示したタイムチャートである。図５はインジェクタの最小噴射燃圧と燃圧との関係を例示するグラフであり、図６は燃料噴射制御装置において、要求噴射量がリッチ限界噴射量を下回った場合の各値の推移の一例を示したタイムチャートである。

図４には、Ｋ０クラッチ１４を係合させるための油圧の推移、直噴インジェクタ４１ｄに供給される燃料の燃圧の推移、直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎの推移、リッチ限界噴射量の推移、エンジン１０の要求噴射量の推移、モータ回転数の推移、エンジン回転数の推移、噴射形態の切り替えを指示する信号が示されている。

以下の説明では、ハイブリッド車両１（図１参照）がモータ１５を走行駆動源として所定の速度で走行している状態からエンジン１０を始動させる状況について説明する。このため、モータ１５は、図４に示すように、ハイブリッド車両１の走行速度に応じた概ね一定のモータ回転数を維持して稼働されているものとする。エンジン１０は、図４における時刻ｔ１以前において停止しており、このため、時刻ｔ１以前のエンジン回転数は０となっている。時刻ｔ１においてエンジン１０の始動条件が満たされ、エンジン１０を始動させるための制御が開始される。

直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎは、直噴インジェクタ４１ｄに供給される燃料の燃圧の変化に応じて変化する。これは、図５に示すように、インジェクタにおける最小噴射量は、燃圧に応じて変化するものであるからである。

リッチ限界噴射量とは、要求噴射量が最小噴射量Ｑｍｉｎを下回ることで生じるリッチ燃焼状態として、エンジン１０が許容することができる限界の燃料噴射量を意味する。要求噴射量が最小噴射量Ｑｍｉｎを下回ると、実際の燃料噴射量は要求噴射量よりも多くなり、燃焼形態はリッチ状態となる。要求噴射量と最小噴射量Ｑｍｉｎとの乖離が大きくなると、リッチ状態が進行し、エンジン１０は失火する。そこで、予めリッチ限界噴射量を実験等で求めておく。リッチ限界噴射量は、直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎと要求噴射量を用いて設定される判定値であり、本実施形態では、最小噴射量Ｑｍｉｎ÷要求噴射量によって算出される値が許容される限界の乖離量となる噴射量である。例えば、最小噴射量Ｑｍｉｎ÷要求噴射量として許容される値をα（αは１以上の値）とすると、最小噴射量Ｑｍｉｎ÷要求噴射量の値がαよりも大きくなる場合に、要求噴射量が最小噴射量Ｑｍｉｎ÷α（＝リッチ限界噴射量）よりも小さくなる。つまり、要求噴射量がリッチ限界噴射量を下回ると、エンジン１０は失火する。最小噴射量Ｑｍｉｎと要求噴射量を用いて設定される判定値は、他の方法によって設定するようにしてもよい。

なお、図４に示すタイムチャートには、本実施形態における制御の特徴を理解し易くするために、比較例における各値の推移についても併せて掲載している。

図３を参照すると、まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動要求があったか否かを判定する。例えば、アクセル開度センサ７４（図１参照）の検出値に基づいて、アクセル開度が０よりも大きくなってエンジン１０への要求トルクが０よりも大きくなったことを検出すると否定判定（Ｎｏ判定）を行う。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で肯定判定を行うまで、ステップＳ１の処理を繰り返す。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で肯定判定（Ｙｅｓ判定）をしたときは、ステップＳ２へ進む。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ２において、始動時燃料噴射を実行する。図４における時刻ｔ１が始動時燃料噴射の開始時点である。ＥＣＵ１００は、図４における実施形態の噴射形態が示すように、直噴インジェクタ４１ｄを用いて圧縮行程噴射を所定の目標回数だけ実行し、その後、吸気行程噴射に切り替えて所定の目標回数だけ実行する。このとき、ＥＣＵ１００は、燃圧と要求噴射量の値を制御する。燃圧は、所定の値が維持されるように制御され、要求噴射量は、時刻ｔ１において急激に立ち上がり、その後、徐々に低下する。

要求噴射量は、急激に立ち上がった後、徐々に低下し、時刻ｔ２において直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎを下回る。本実施形態では、図４に示すように、時刻ｔ２よりも後まで直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた始動時燃料噴射が継続される。図４における実施形態のエンジン回転数に着目すると、エンジン回転数は、時刻ｔ１以後、滑らかに上昇し、時刻ｔ４において、モータ回転数と同等の回転数に到達している。

ここで、図４における比較例の各値の推移を参照して、比較例の燃料噴射制御について説明する。比較例では、要求噴射量が最小噴射量Ｑｍｉｎを下回った時刻ｔ２において、直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた噴射形態から、ポートインジェクタ４１ｐも用いたポートインジェクタ使用燃料噴射に移行している。この噴射形態の移行は、直噴インジェクタ４１ｄによる燃料噴射は、燃圧が高いことに起因して要求噴射量よりも多い噴射量となり、リッチ状態となるため、これを回避するための措置である。噴射形態がポートインジェクタ４１ｐを使用する形態に移行することにより、燃料噴射量が低下し、これに伴って、エンジン回転数の上昇速度が低下する。この結果、エンジン回転数がモータ回転数と同等の回転数に到達する時刻が、実施形態における時刻ｔ４よりも遅れた時刻ｔ５となる。

つぎに、Ｋ０クラッチ１４の係合について説明する。Ｋ０クラッチは、エンジン１０が停止している状態において、解除状態とされている。そして、エンジン１０に対して始動の指令が出された時刻ｔ１以後の時刻ｔ３において、ＥＣＵ１００は、油圧制御機構２２に対してＫ０クラッチ１４を係合させるための油圧上昇を指示する。そして、時刻ｔ４において、Ｋ０クラッチ１４の係合が完了する。このとき、実施形態のエンジン回転数は、モータ回転数と同等の回転数まで上昇している。このため、Ｋ０クラッチ１４の係合時の衝撃は抑制されている。これに対し、比較例のエンジン回転数は、噴射形態がポートインジェクタ４１ｐを使用した形態に移行したことに起因して上昇速度が緩慢となっており、時刻ｔ４においてモータ回転数まで到達していない。この結果、比較例では、Ｋ０クラッチ１４が係合する時刻ｔ４で衝撃が発生する。

比較例におけるＫ０クラッチ１４係合時の衝撃発生は、上述のように、要求噴射量が直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎを下回った時刻ｔ２において、ポートインジェクタ使用噴射形態に移行したからである。そこで、本実施形態においては、要求噴射量が直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎよりも少ない状態となった時点（時刻ｔ２）よりも後まで直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた始動時燃料噴射を継続する。この結果、エンジン回転数はモータと同等の回転数となるまで直線的に上昇することができ、Ｋ０クラッチ１４はエンジン回転数とモータ回転数とが同等となった状態で係合される。これにより、Ｋ０クラッチ１４の係合時の衝撃が緩和される。

なお、Ｋ０クラッチ１４を係合させる油圧の上昇速度は、作動油の温度等の条件によって多少異なるため、Ｋ０クラッチ１４の油圧上昇指示のタイミング（時刻ｔ３）はこれを考慮して決定されている。つまり、時刻ｔ３は、Ｋ０クラッチ１４を係合させる油圧の上昇速度にかかわらず、Ｋ０クラッチ１４の係合が完了するタイミングができるだけ時刻ｔ４以降となるように設定されている。

再び、図３を参照すると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３において、始動時燃料噴射の噴射回数が予め設定された目標回数となったか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、ステップＳ３において肯定判定したとき、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、ＥＣＵ１００は、始動時燃料噴射を終了し、その後は、ポートインジェクタ４１ｐを適宜選択し、エンジン１０における吸気量に応じた燃料噴射量を実現するポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する。ステップＳ５を実行することで、エンジン１０の始動時の一連の制御は終了する。一方、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３において否定判定したときは、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ＥＣＵ１００は、要求噴射量がリッチ限界噴射量よりも小さいか否かを判定する。リッチ限界噴射量は、上述のように、エンジン１０が許容することができる限界の燃料噴射量を意味するが、図４に示すタイムチャートでは、要求噴射量は、リッチ限界噴射量を上回っている。このため、要求噴射量が図４に示す状態であれば、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４において否定判定を行い、ステップＳ２からの処理を繰り返し、直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた始動時燃料噴射が継続される。

これに対し、図６で示すように、時刻ｔ２´において要求噴射量がリッチ限界噴射量を下回った場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４において肯定判定を行い、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ５では、ＥＣＵ１００は、ステップ直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた噴射形態から、ポートインジェクタ４１ｐも用いた噴射形態に移行する。ポートインジェクタ４１ｐは、直噴インジェクタ４１ｄと比較して燃圧が低く、最小噴射量も小さくすることができることから、ポートインジェクタ４１ｐを用いることで要求噴射量を実現することができる。この結果、エンジン１０の失火を回避することができる。

なお、時刻ｔ２´においてポートインジェクタ４１ｐを用いた噴射形態に移行することでエンジン回転数の上昇速度が低下する。このため、エンジン回転数がモータ回転数と同等の回転数となるのは、Ｋ０クラッチ１４の係合が完了する時刻ｔ４よりも後となる時刻ｔ５´となる。しかしながら、時刻ｔ４におけるエンジン回転数とモータ回転数との差は、図４に示した比較例の時刻ｔ４におけるエンジン回転数とモータ回転数との差と比較して小さい。このため、図６に示すタイムチャートのような状況であっても、Ｋ０クラッチ１４の係合時の衝撃は緩和される。

ステップＳ５を実行することで、エンジン１０の始動時の一連の制御は終了する。

本実施形態では、要求噴射量が直噴インジェクタ４１ｄの最小噴射量Ｑｍｉｎよりも少ない状態となった時点よりも後まで直噴インジェクタ４１ｄのみを用いた始動時燃料噴射を継続するため、Ｋ０クラッチ１４の係合時の衝撃を緩和することができる。

ただし、要求噴射量がリッチ限界噴射量を下回った場合には、ポートインジェクタ４１ｐを用いた噴射形態に移行することで、エンジン１０における失火を回避することができる。

上記実施例では、単一のＥＣＵ１００によりハイブリッド車両を制御する場合を例示したが、これに限定されない。例えばエンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ、モータ１５を制御するモータＥＣＵ、Ｋ０クラッチ１４を制御するクラッチＥＣＵ等の複数のＥＣＵによって、上述した制御を実行してもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１１ 変速ユニット
１２ ディファレンシャル
１３ 駆動輪
１４ Ｋ０クラッチ
１５ モータ
４１ｄ 直噴インジェクタ
４１ｐ ポートインジェクタ
１００ ＥＣＵ

Claims (2)

1. 直噴インジェクタとポートインジェクタとを有する内燃機関と、前記内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路に動力伝達可能に連結された電動機と、前記動力伝達経路に設けられていると共に解放状態とされることによって前記内燃機関と前記電動機との間の連結を切り離す断接クラッチと、を備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関の始動時に前記直噴インジェクタを用いた始動時燃料噴射を実施し、当該始動時燃料噴射の後に前記ポートインジェクタを使用したポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   当該燃料噴射制御装置は、
   前記内燃機関の始動指令によって前記直噴インジェクタによる前記始動時燃料噴射を開始し、
   当該始動時燃料噴射を開始した後に前記内燃機関の要求噴射量が前記直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった場合に、当該始動時燃料噴射を前記内燃機関の要求噴射量が前記直噴インジェクタの最小噴射量よりも少ない状態となった時点よりも後まで継続した後、前記ポートインジェクタ使用燃料噴射に移行する、
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射制御装置は、
   前記直噴インジェクタの前記最小噴射量と前記要求噴射量を用いて設定される判定値を前記要求噴射量と比較して、前記要求噴射量が前記判定値を下回ると判断したときに、前記始動時燃料噴射から前記インジェクタ使用燃料噴射に移行する、
   請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
   

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