JP4238910B2

JP4238910B2 - 内燃機関装置およびその制御方法並びに車両

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Publication number: JP4238910B2
Application number: JP2006313271A
Authority: JP
Inventors: 大吾安藤; 和宏一本; 新司山中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2026-11-20
Also published as: JP2008128074A; WO2008062583A1; CN101542097B; EP2072789A1; EP2072789B1; US8170778B2; US20100094526A1; CN101542097A; EP2072789A4

Description

本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有するエンジンを備える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、エンジンの空燃比に関する学習を実行する際には、ポート用燃料噴射弁および筒内用燃料噴射弁のいずれか一方のみから燃料を噴射させて空燃比の学習を実行した後に他方のみから燃料を噴射させて空燃比の学習を実行することにより、両噴射弁の空燃比の学習を適正に実行することができる。
特開２００５−３３０９３９号公報

こうした内燃機関装置では、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における空燃比などの学習は、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射が行なわれるときに実行される。一方、こうした内燃機関装置において冷却水の温度が所定の自動停止許可水温以上であることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止し、所定の自動始動条件が成立したときに自動停止したエンジンを自動始動するものがある。このような内燃機関装置では、自動停止許可水温以上であるときにエンジンが自動停止するとポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習を実行できないため、こうした学習を実行する機会が少なくなってしまう。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備えるものにおいて、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習の機会をより増やすことを目的とする。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関が所定の運転状態のときに前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習を実行する学習実行手段と、
前記学習が完了しているときには第１の温度を前記内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、前記学習が完了していないときには前記第１の温度より高い第２の温度を前記自動停止許可水温として設定する自動停止許可水温設定手段と、
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記検出された冷却水の温度が前記設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を自動停止し、前記内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動始動する自動停止始動制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関が所定の運転状態のときに実行されるポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了しているときには第１の温度を内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、この学習が完了していないときには第１の温度より高い第２の温度を自動停止許可水温として設定し、内燃機関の冷却水の温度が設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関の運転を自動停止し、内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する。ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了していないときには、第１の温度より高い第２の温度を自動停止許可水温として設定するから、内燃機関を自動停止せずに運転を継続する機会が増え、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習の機会をより増やすことができる。ここで、「ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習」には、ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習や筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁との双方から燃料を噴射する際の燃料噴射における学習が含まれる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記学習実行手段は、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して前記ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習を実行する手段であるものとすることもできる。すなわち、ポート用燃料噴射弁だけから燃料噴射する際の燃料噴射における学習が完了していないときに第１の温度より高い第２の温度を自動停止許可水温として設定するから、ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習の機会をより増やすことができる。

また、前記学習実行手段は、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習として空燃比に関する学習を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、空燃比に関する学習の機会をより増やすことができる。

さらに、この本発明の内燃機関装置おいて、前記検出された冷却水の温度が所定温度以下のときに前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して前記ポート用燃料噴射弁だけから燃料が噴射されるよう前記内燃機関を制御する機関制御手段を備え、前記自動停止許可水温設定手段は、前記所定の温度より高い温度を前記第２の温度として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止してポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射している最中に内燃機関の自動停止を行なわないから、ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習の機会をより増やすことができる。

本発明の車両は、上述したいずれか態様の本発明の内燃機関装置、すなわち、基本的には、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記内燃機関が所定の運転状態のときに前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習を実行する学習実行手段と、前記学習が完了しているときには第１の温度を前記内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、前記学習が完了していないときには前記第１の温度より高い第２の温度を前記自動停止許可水温として設定する自動停止許可水温設定手段と、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記検出された冷却水の温度が前記設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を自動停止し、前記内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動始動する自動停止始動制御手段と、を備える内燃機関装置が搭載され、前記内燃機関からの動力を用いて走行可能であることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置が搭載されているから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習の機会をより増やすことができる効果などと同様な効果を奏することができる。

こうした本発明の車両において、前記内燃機関の出力軸に接続されると共に車軸に接続された駆動軸に該駆動軸が前記出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備えるものとすることもできる。

本発明の内燃機関装置の制御方法は、
吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関が所定の運転状態のときに実行される前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了しているときには第１の温度を前記内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、前記学習が完了していないときには前記第１の温度より高い第２の温度を前記自動停止許可水温として設定し、
前記内燃機関の冷却水の温度が前記設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を自動停止し、前記内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動始動する
ことを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関が所定の運転状態のときに実行されるポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了しているときには第１の温度を内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、この学習が完了していないときには第１の温度より高い第２の温度を自動停止許可水温として設定し、内燃機関の冷却水の温度が設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関の運転を自動停止し、内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する。内燃機関が所定の運転状態のときに実行されるポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了していないときには、第１の温度より高い第２の温度を自動停止許可水温として設定するから、内燃機関を自動停止せずに運転を継続する機会が増え、ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習の機会をより増やすことができる。ここで、「ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習」には、ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習や筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁との双方から燃料を噴射する際の燃料噴射における学習が含まれる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載した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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、図２に示すように、筒内に直接ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を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、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からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、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ポート噴射駆動モードと、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の回転運動を得る筒内噴射駆動モードと、空気を燃焼室に燃焼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の回転運動を得る共用噴射駆動モードと、のいずれかの駆動モードにより運転制御される。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、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が筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料を噴射すると燃料の気化が不十分となる上限温度としてのポート噴射温度Ｔｗｐ（例えば、６５℃）以下のときにはポート噴射駆動モードにより運転制御される。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浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

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により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。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、クランクシャフト２３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やエンジン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や排気バルブを開閉する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，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からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。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、例えば、筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号や、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の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。

また、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転数Ｎｅや負荷率などに基づいてポート噴射駆動モードや筒内噴射駆動モード、共用噴射駆動モードの各モードでエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御する。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射制御に用いる空燃比に関する学習（以下、空燃比学習という。）を実行する。空燃比学習は、実施例では、ポート噴射駆動モードや筒内噴射駆動モード、共用噴射駆動モードの各駆動モード毎に実行され、エンジン２２が安定して運転されている状態、例えば、スロットルバルブ１２４の開度が略一定で筒内用燃料噴射バルブ１２５およびポート用燃料噴射バルブ１２６の一方のみからの燃料噴射量または筒内用燃料噴射バルブ１２５およびポート用燃料噴射バルブ１２６の双方からの燃料噴射量が略一定に制御されている状態で、目標空燃比と実際に検出した値から計算した空燃比とを比較し、その差分の平均値を学習値とし、平均値の計算における母数が所定数に至ったときに学習を完了するなどにより行なわれる。このような空燃比の学習は、ポート噴射駆動モードや筒内噴射駆動モード、共用噴射駆動モードの各モード毎に、アイドル運転領域、低吸入空気量領域、低中吸入空気量領域、中高吸入空気量領域、高吸入空気量領域など複数の異なる領域を学習領域として、各学習領域について行なってもよい。空燃比学習は、本発明の中核をなさないからこれ以上の詳細な説明は省略する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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４３，４４からの信号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されており、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が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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によって管理されている。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端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、基本的には、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づく自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止してモータ運転モードにより走行し、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づく自動始動条件が成立したときに自動停止したエンジン２２を自動始動してトルク変換運転モードや充放電運転モードにより走行する。

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、エンジン２２を自動停止したり自動始動する際の動作と、エンジン２２の自動停止条件の一つとして用いられる自動停止許可水温Ｔｗｓの設定について説明する。最初に、エンジン２２を自動停止したり自動始動する際の動作について説明し、次に、エンジン２２の自動停止条件の一つとして用いられる自動停止許可水温Ｔｗｓの設定について説明する。

図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン自動停止始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。エンジン自動停止始動処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、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やアクセル開度Ａｃｃ，車速Ｖ，バッテリ５０の残容量ＳＯＣなど本ルーチンの実行に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、アクセル開度Ａｃｃ，車速Ｖは、アクセルペダルポジションセンサ８４や車速センサ８８により検出されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０より入力するものとした。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２で演算されたものをハイブリッド用電子制御ユニット７０を介して通信により入力するものとした。

続いて、エンジン２２が自動停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定は、エンジン２２が自動停止中であるときに値１に設定されるフラグの値を調べることで行なう。エンジン２２が自動停止中でないときには、冷却水温Ｔｗがエンジン２２の自動停止を許可する冷却水の温度の閾値としての自動停止許可水温Ｔｗｓ以上であるか否か（ステップＳ１２０）やアクセル開度Ａｃｃ，車速Ｖ，バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく冷却水温Ｔｗを除く他の自動停止条件が成立しているか否か（ステップＳ１３０）を判定する。自動停止許可水温Ｔｗｓの設定については後述する。

冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ以上であると共に他の自動停止条件が成立しているときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、エンジン２２における点火制御や燃料噴射制御を停止する処理を実行してエンジン２２を停止させて（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了し、冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ未満であったり、他の自動停止条件が成立していないときには（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、エンジン２２を停止せずに本ルーチンを終了する。したがって、エンジン２２は、冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ以上であると共に他の自動停止条件が成立しているときには自動停止されることになる。

一方、エンジン２２が自動停止中であるときには、アクセル開度Ａｃｃ，車速Ｖ，バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく自動始動条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、自動始動条件が成立しているときにはエンジン２２における点火制御や燃料噴射制御を開始する処理を実行してエンジン２２を始動して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了し、自動始動条件が成立していないときにはエンジン２２を始動せずに本ルーチンを終了する。したがって、エンジン２２を自動停止している最中に自動詞同条件が成立したときにはエンジン２２が始動されることになる。

次に、自動停止許可水温Ｔｗｓの設定について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４により実行される許可水温設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

許可水温設定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、エンジン２２をポート噴射駆動モードにより運転制御している際の空燃比学習、すなわち、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射を停止してポート用燃料噴射バルブ１２６だけから燃料を噴射しているときの燃料噴射における空燃比学習（以下、ポート学習という）が完了しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。ポート学習が完了しているときには、自動停止許可水温Ｔｗｓをエンジン２２が安定して運転できると判断できる冷却水の温度の下限値としての所定温度Ｔｗ１（例えば、４０℃）に設定し（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。したがって、ポート学習が完了しているときには、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以上になり、且つ、他の自動停止条件が成立したときにエンジン２２が自動停止されることになる。

一方、ポート学習が完了していないときには、自動停止許可水温Ｔｗｓを所定温度Ｔｗ１より高く、且つ、エンジン２２をポート噴射駆動モードで駆動する温度の上限値としてのポート噴射温度Ｔｗｐより高い所定温度Ｔｗ２（例えば、６０℃）に設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。したがって、ポート学習が完了していないときには、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ２以上になり、且つ、他の自動停止条件が成立したときにエンジン２２が自動停止されることになる。このように自動停止許可水温Ｔｗｓを設定したのは、自動停止許可水温Ｔｗｓを所定温度Ｔｗ１より高く設定することによりエンジン２２を自動停止せずに運転を継続する機会が増加し、さらに、自動停止許可水温Ｔｗｓをポート噴射温度Ｔｗｐより高い温度に設定することによりポート噴射温度Ｔｗｐ以下の温度ではエンジン２２が自動停止せずに運転を継続することになるため、エンジン２２を自動停止する場合に比してポート学習の機会が増加するからである。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ポート学習が完了していないときには、自動停止許可水温Ｔｗをポート学習が完了しているときに設定される温度より高く、且つ、ポート噴射駆動モードで駆動する上限温度としてのポート噴射温度Ｔｗｐより高く設定することにより、ポート学習の機会をより増やすことができる。

ここで、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、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と筒内に直接ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を噴射する筒内用燃料噴射バルブ１２５とを有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２が安定して運転されている状態のときポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射における空燃比学習を実行するエンジンＥＣＵ２４が「学習実行手段」に相当し、ポート学習が完了しているときには所定温度Ｔｗ１をエンジン２２の自動停止を許可するための自動停止許可水温Ｔｗｓとして設定するステップＳ２００，Ｓ２１０の処理やポート学習が完了していないときには所定温度Ｔｗ１より高い温度Ｔｗ２を自動停止許可水温Ｔｗｓとして設定するステップＳ２００，Ｓ２２０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「自動停止許可水温設定手段」に相当し、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２が「冷却水温度検出手段」に相当し、冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ以上となっていると共に他の自動停止条件が成立したときにエンジン２２の運転を自動停止する処理を実行するステップＳ１２０からステップＳ１４０の処理やエンジン２２を自動停止している最中に自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する処理を実行するステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「自動停止始動制御手段」に相当する。また、冷却水温Ｔｗがポート噴射温度Ｔｗｐ以下のときに筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射を停止してポート用燃料噴射バルブ１２６だけから燃料が噴射されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４が「機関制御手段」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最良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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、所定温度Ｔｗ２としてポート噴射温度Ｔｗｐより高い温度を用いるものとしたが、所定温度Ｔｗ２は所定温度Ｔｗ１より高い温度に設定してエンジン２２の運転が継続される機会を増加させればよいから、所定温度Ｔｗ２をポート噴射温度Ｔｗｐ以下の温度を用いるものであってもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２をポート噴射モードで駆動している際の燃料噴射における学習を実行するものとしたが、共用噴射駆動モードで駆動している際，すなわち、筒内用燃料噴射バルブ１２５およびポート用燃料噴射バルブ１２６の双方から燃料を噴射する際の燃料噴射制御における空燃比に関する学習を実行するものとしてもよい。この場合、自動停止許可水温Ｔｗは、共用噴射駆動モードで駆動する上限温度より高い温度にすることが望ましい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ以上であると共に他の自動停止条件が成立しているときにエンジン２２を自動停止させるものとしたが、冷却水温Ｔｗが自動停止許可水温Ｔｗｓ以上であることと他の自動停止条件が成立していることとのいずれかが成立したときにエンジン２２を自動停止させ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、筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射を停止してポート用燃料噴射バルブ１２６だけから燃料を噴射する際の空燃比に関する学習を実行するものとしたが、空燃比に関する学習に限定したものではなく、ポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射における学習であれば如何なるものでもよく、例えば、アイドル運転の際のスロットルバルブ１２４の開度の学習や点火プラグ１３０における点火時期に関する学習を実行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、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５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の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続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の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例では、本発明の内燃機関装置を走行用の動力源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、エンジンを搭載すると共に所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止して所定の自動始動条件が成立したときに自動停止したエンジンを自動始動するものであれば、如何なる構成の車両に適用するものとしてもよく、例えば、走行用のモータを備えずエンジンを搭載しエンジンの自動停止と自動始動とを行なうアイドルストップ制御を実行する車両に適用するものとしていもよい。また、エンジンを自動停止すると共に自動始動するものであればよいから、自動車に搭載されていない内燃機関装置の形態としてもよいし、内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置の製造業や車両の製造業などに利用可能である。

本発明の一実施例である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。エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン自動停止始動処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ２４により実行される許可水温設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。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。

符号の説明

２０，１２０，２２０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）、２４ａ，７２ＣＰＵ、２４ｂ，７４ＲＯＭ、２４ｃ，７６ＲＡＭ、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０動力分配統合機構、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３３ピニオンギヤ、３４キャリア、３５減速ギヤ、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、５１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、６０ギヤ機構、６２デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、６４ａ，６４ｂ車輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、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、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、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ２３４アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関が所定の運転状態のときに前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習を実行する学習実行手段と、
前記学習が完了しているときには第１の温度を前記内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、前記学習が完了していないときには前記第１の温度より高い第２の温度を前記自動停止許可水温として設定する自動停止許可水温設定手段と、
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記検出された冷却水の温度が前記設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を自動停止し、前記内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動始動する自動停止始動制御手段と、
を備える内燃機関装置。
前記学習実行手段は、前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して前記ポート用燃料噴射弁だけから燃料を噴射する際の燃料噴射における学習を実行する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
前記学習実行手段は、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習として空燃比に関する学習を実行する手段である請求項１または２記載の内燃機関装置。
請求項１ないし３いずれか記載の内燃機関装置であって、
前記検出された冷却水の温度が所定温度以下のときに前記筒内用燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して前記ポート用燃料噴射弁だけから燃料が噴射されるよう前記内燃機関を制御する機関制御手段を備え、
前記自動停止許可水温設定手段は、前記所定の温度より高い温度を前記第２の温度として設定する手段である
内燃機関装置。
請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関装置が搭載され、前記内燃機関からの動力を用いて走行可能な車両。
請求項５記載の車両であって、
前記内燃機関の出力軸に接続されると共に車軸に接続された駆動軸に該駆動軸が前記出力軸に対して独立に回転可能に接続され、電力の入出力と前記出力軸および前記駆動軸への駆動力の入出力を伴って前記駆動軸に対する前記出力軸の回転数を調整可能な回転調整手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
を備える車両。
吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁と筒内に直接燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁とを有する内燃機関を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関が所定の運転状態のときに実行される前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射における学習が完了しているときには第１の温度を前記内燃機関の自動停止を許可するための自動停止許可水温として設定し、前記学習が完了していないときには前記第１の温度より高い第２の温度を前記自動停止許可水温として設定し、
前記内燃機関の冷却水の温度が前記設定された自動停止許可水温以上となっていることを条件の一つとして含む所定の自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を自動停止し、前記内燃機関を自動停止している最中に所定の自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動始動する
内燃機関装置の制御方法。