JP4375276B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の制御装置に関し、より特定的には、筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路および／または吸気ポートに燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを有する内燃機関と電動機とを駆動力源として備えた車両における燃料噴射制御に関する。

内燃機関の一形式として、燃焼室内に直接燃料噴射する筒内噴射用インジェクタを備えた内燃機関の構成が提案されている。筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射圧力は、
燃焼室内に直接噴射される燃料を十分に霧化するために、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射圧力よりも高く設定することが必要である。このため、一般的には、内燃機関の回転に伴って駆動される機関駆動式の高圧燃料ポンプを含む燃料昇圧系によって、吸気通路噴射用インジェクタからの噴射燃料を供給する低圧燃料供給系の燃料をさらに昇圧して、筒内噴射用インジェクタからの噴射燃料を供給する構成が用いられている。

特開２００１−４１０８８号公報（特許文献１）や、特開２００１−５００９５号公報（特許文献２）には、高圧燃料ポンプによる昇圧燃料の吐出量の調量弁として作用するスピル弁の動作（特に、間欠動作時）により、ドライバに違和感を与える可能性がある作動音が発生することが開示されている。

また、上記筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを併せ持つ内燃機関の構成が提案されている（たとえば特許文献３）。特許文献３では、このような内燃機関において、均質燃焼運転時には、筒内噴射用インジェクタが高温に維持されることを抑制するために、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射を併せて行なうことが開示されている。
特開２００１−４１０８８号公報 特開２００１−５００９５号公報 特開２００２−３０４４０９号公報

また近年、燃費および環境性能に優れた自動車として、内燃機関と電動機（モータ）とを駆動力源として搭載したハイブリッド車両が開発されている。特に、ハイブリッド車両では、二次電池（バッテリ）を搭載して、回生制動時の電動機の発電電力や、エンジン出力により駆動されるジェネレータの発電電力によりこのバッテリを充電する構成が採用される。

このため、ハイブリッド車両では、内燃機関の運転・停止は、車両全体での要求駆動力やバッテリ充電要求等を考慮して決定される。一般的に軽負荷走行時には、ハイブリッド車両は、内燃機関を低効率領域で使用するのを避けて、車両駆動力を電動機のみによって発生する。しかしながら、このような場合でも、バッテリ充電量が低下しているときには、バッテリ充電のために内燃機関を始動してアイドル運転させる制御が行なわれる。このような状態では、車両全体での発生音が小さいので、内燃機関の作動音が運転者に感知されやすくなる。特に、筒内噴射用インジェクタを搭載した内燃機関では、特許文献１および２に記載されるように、上記燃料昇圧系の作動音が運転者に不快感や違和感を与える可能性がある。

したがって、特許文献３のような、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタを有する内燃機関をハイブリッド車両に搭載する際には、筒内噴射用インジェクタの温度上昇によるデポジット堆積への配慮に加えて、運転者の騒音感知性にも考慮して燃料噴射制御を実行する必要がある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路および／または吸気ポートに燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）を備えた内燃機関と電動機等の他の駆動力源とを搭載した車両において、車両全体での発生音が小さい運転状態時に、内燃機関の作動音を低減するような燃料噴射制御を実現する制御装置を提供することである。

本発明による車両の制御装置は、筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段および吸気通路に燃料噴射する第２の燃料噴射手段を有する内燃機関と電動機とを駆動力源として備えた車両の制御装置であって、車速判定手段と、第１の燃料噴射制御手段とを備える。車速判定手段は、内燃機関の運転要求時に車両速度が所定速度以下であるかどうかを判定する。第１の燃料噴射制御手段は、車速判定手段によって車両速度が所定速度以下と判定されたときに、第２の燃料噴射手段から全燃料を噴射するように、内燃機関の全燃料噴射量に対する第１および第２の燃料噴射手段間での燃料噴射分担を制御する。

上記車両の制御装置では、低車速走行時のような、車両全体での発生音が小さい運転状態での内燃機関の運転時には、高圧の筒内燃料噴射を行なうことなく、相対的に低圧の燃料噴射を行なう第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）から全燃料を噴射するように燃料噴射を制御する。これにより、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）へ高圧燃料を供給するための燃料昇圧系の動作を停止できる。このため、内燃機関の作動音が運転者に感知されやすい低車速時に、内燃機関の作動音を低減して、運転者に不快感や違和感を与えることを防止できる。なお、車速判定手段での所定値は、運転者によるアクセル操作等がなく電動機の出力のみによって車両が走行可能なアイドル運転時に対応するように定められる。

あるいは、本発明による車両の制御装置は、筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段および吸気通路に燃料噴射する第２の燃料噴射手段を有する内燃機関と電動機とを駆動力源として備えた車両の制御装置であって、車両は、内燃機関の出力により発電された電力により充電可能であり、かつ、電動機の電源として使用可能なバッテリをさらに備える。制御装置は、運転要求判別手段と、第１の燃料噴射制御手段とを備える。運転要求判別手段は、内燃機関の運転要求時に、車両の駆動力としての内燃機関への要求出力が所定値以下であるかどうかを判定する。第１の燃料噴射制御手段は、運転要求判別手段によって車両の駆動力としての内燃機関への要求出力が所定値以下と判定されたときに、第２の燃料噴射手段から全燃料を噴射するように、内燃機関の全燃料噴射量に対する第１および第２の燃料噴射手段間での燃料噴射分担を制御する。

好ましくは、第１の燃料噴射制御手段は、エンジン運転要求がバッテリの充電のために発生されたときに、第２の燃料噴射手段から全燃料を噴射するように燃料噴射分担を設定する。

上記車両の制御装置によれば、車両の駆動力発生のためでなく内燃機関の運転が要求されるような、車両全体での発生音が小さい運転状態での内燃機関の運転時には、高圧による筒内燃料噴射を行なうことなく、相対的に低圧の燃料噴射を行なう第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）から全燃料を噴射するように燃料噴射を制御する。これにより、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）へ高圧燃料を供給するための燃料昇圧系の動作を停止できる。このため、内燃機関の作動音が運転者に感知されやすい運転状態時（代表的には、バッテリ充電要求による内燃機関運転時）に、内燃機関の作動音を低減して、運転者に不快感や違和感を与えることを防止できる。

好ましくは、本発明による車両の制御装置は、温度判定手段と、第２の燃料噴射制御手段とをさらに備える。温度判定手段は、第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上であるかどうかを判定する。第２の燃料噴射制御手段は、温度判定手段によって第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上と判定されたときに、第１の燃料噴射制御手段に代わって燃料噴射分担を設定する。特に、第２の燃料噴射制御手段は、全燃料噴射量の少なくとも一部を第１の燃料噴射手段から噴射するように燃料噴射分担を設定する。特に、温度判定手段での所定温度は、第１の燃料噴射手段へのデポジット堆積の危険性を考慮して設定される。

上記車両の制御装置によれば、車両全体での発生音が小さい運転状態での内燃機関の運転時には、基本的には第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）から全燃料を噴射するように燃料噴射を制御した上で、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）の温度が上昇したときには、全燃料噴射量の少なくとも一部を第１の燃料噴射手段から噴射するように燃料噴射分担を設定して、第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を確保できる。これにより、第１の燃料噴射手段からの噴射燃料の気化潜熱によって第１の燃料噴射手段を冷却することができるので、第１の燃料噴射手段が過高温となってデポジット堆積によるインジェクタ詰りが発生することを防止した上で、内燃機関の作動音を低減できる。

さらに好ましくは、本発明による車両の制御装置では、車両は、燃料を蓄積する燃料タンクと、燃料タンクに蓄積された燃料を吸入して、第２の燃料噴射手段からの燃料噴射圧力に対応した所定圧力で吐出する第１の燃料ポンプと、第１の燃料ポンプから吐出された燃料を吸入して、所定圧力から昇圧して吐出する第２の燃料ポンプとをさらに備える。さらに、第２の燃料噴射制御手段に従った第１の燃料噴射手段からの燃料噴射は、第２の燃料ポンプを停止させた状態で所定圧力により実行される。

上記車両の制御装置によれば、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）の温度が上昇した場合には、第２の燃料ポンプ（高圧燃料ポンプ）による昇圧を行なうことなく、第１の燃料ポンプからの吐出圧力（低圧）によって第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を実行する。これにより、第２の燃料ポンプの運転により内燃機関の作動音を大きくすることなく、第１の燃料噴射手段から燃料を噴射して冷却効果を得ることができる。なお、
低速走行中または車両駆動力としての内燃機関への出力要求が小さい場合（アイドル運転時）には、内燃機関の運転が積極的に車両駆動力を得るためのものではないため、低圧による第１の燃料噴射手段からの燃料噴射によって内燃機関の出力が低下しても、運転性の悪化を招くことはない。

あるいは好ましくは、本発明による車両の制御装置は、温度判定手段と、燃焼停止手段とをさらに備える。温度判定手段は、第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上であるかどうかを判定する。燃焼停止手段は、温度判定手段によって第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上と判定されたときに、第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を強制的に停止する。特に、温度判定手段での所定温度は、第１の燃料噴射手段へのデポジット堆積の危険性を考慮して設定される。

上記車両の制御装置によれば、車両全体での発生音が小さい運転状態での内燃機関の運転時には、基本的には第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）から全燃料を噴射するように燃料噴射を制御した上で、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）の温度が上昇したときには、各燃料噴射手段（インジェクタ）からの燃料噴射停止により燃焼を停止させる。これにより、第１の燃料噴射手段の温度上昇を抑制することができるので、第１の燃料噴射手段が過高温となってデポジット堆積によるインジェクタ詰りが発生することを防止した上で、内燃機関の作動音を低減できる。なお、低速走行中または車両駆動力としての内燃機関への出力要求が小さい場合（アイドル運転時）には、内燃機関の運転が積極的に車両駆動力を得るためのものではないため、内燃機関の燃焼を停止させても運転性の悪化を招くことはない。

本発明による車両の制御装置によれば、筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路および／または吸気ポートに燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）を備えた内燃機関と電動機等の他の駆動力源とを搭載した車両において、車両全体での発生音が小さい運転状態時に、内燃機関の作動音を低減するような燃料噴射制御を実現できる。

以下において本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態による車両の制御装置によって制御されるハイブリッド車両５００の全体構成を説明する概略ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両５００は、エンジン１０の他に、バッテリ５１０、電力変換部（ＰＣＵ：Power Control Unit）５２０、電動機５３０、動力分割機構５５０、発電機（ジェネレータ）５６０、減速機５７０、駆動輪５８０ａ，５８０ｂおよび、ハイブリッド車両５００の全体動作を制御するハイブリッドＥＣＵ（Electric Control Unit）５９０を備える。なお、図１には、前輪のみが駆動輪であるハイブリッド自動車を示したが、さらに後輪駆動用の電動機を設けて、４ＷＤハイブリッド自動車を構成することも可能である。

バッテリ５１０は、充電可能な二次電池（たとえばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池）から構成される。電力変換部５２０は、バッテリ５１０から供給された直流電圧を、電動機５３０駆動用の交流電圧に変換するインバータ（図示せず）を含む。このインバータは、双方向の電力変換が可能なように構成され、電動機５３０の回生制動動作による発電電力（交流電圧）およびジェネレータ５６０による発電電力（交流電圧）を、バッテリ５１０充電用の直流電圧に変換する機能を併せ持つものとする。

さらに、電力変換部５２０は、直流電圧のレベル変換を行なう昇降圧コンバータ（図示せず）をさらに含んでもよい。このような昇降圧コンバータを配置することにより、バッテリ５１０の供給電圧よりも高電圧を振幅とする交流電圧によって電動機５３０を駆動することができるので、モータ駆動効率を向上することができる。

エンジン（内燃機関）１０としては、後程詳細に説明する図２に示したエンジンシステムが適用される。

動力分割機構５５０は、エンジンによって生じた駆動力を、減速機５７０を介して駆動輪５８０ａ，５８０ｂへ伝達する経路と、ジェネレータ５６０へ伝達する経路とに分割可能である。ジェネレータ５６０は、動力分割機構５５０を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力によって回転されて発電する。ジェネレータ５６０による発電電力は、電力変換部５２０によって、バッテリ５１０の充電電力、あるいは電動機５３０の駆動電力として用いられる。

電動機５３０は、電力変換部５２０から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その駆動力は、減速機５７０を介して駆動輪５８０ａ，５８０ｂへ伝達されて、車両駆動力となる。すなわち、電動機５３０は、本発明における、「他の駆動力源」に対応する。また、電動機５３０が駆動輪５８０ａ，５８０ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、電動機５３０は発電機として作用する。

ハイブリッド車両５００では、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るときとの軽負荷時には、エンジン効率の領域を避けるために、エンジン１０の駆動力を用いることなく、電動機５３０による駆動力で走行する。したがって、この場合には、暖機やバッテリ充電のためにエンジン運転が必要な場合を除いて、エンジン１０の運転が停止される。なお、暖機やバッテリ充電が必要な場合には、エンジン１０はアイドル運転される。

一方、通常走行時には、エンジン１０が始動され、エンジン１０から出力された駆動力は、動力分割機構５５０によって駆動輪５８０ａ，５８０ｂの駆動力と、ジェネレータ５６０での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ５６０による発電電力は、電動機５３０の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン１０による駆動力を電動機５３０による駆動力でアシストして、駆動輪５８０ａ，５８０ｂが駆動される。ハイブリッドＥＣＵ５９０は、動力分割機構５５０による動力分割比率を、全体の効率が最大となるように制御する。さらに、全開加速時には、バッテリ５１０から供給される電力が電動機５３０の駆動にさらに用いられて、駆動輪５８０ａ，５８０ｂの駆動力がさらに増加する。

減速および制動時には、電動機５３０は、駆動輪５８０ａ，５８０ｂによって回転駆動されて発電する。電動機５３０の回生発電によって回収された電力は、電力変換部５２０によって直流電圧に変換されてバッテリ５１０の充電に用いられる。さらに、車両停止時には、エンジン１０は自動的に停止される。

このように、ハイブリッド車両５００は、エンジン１０によって発生された駆動力と電気エネルギを源として電動機５３０によって発生された駆動力との組合せによって、すなわち車両状況に応じてエンジン１０および電動機５３０の動作を制御することにより燃費を向上させた車両運転を行なう。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ５９０は、電動機５３０およびエンジン１０の出力分担を運転状況に応じて制御する。

図２は、図１に示したエンジン１０の構成を説明する概略ブロック図である。図１に示されたエンジン１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御される。なお、図２には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。

図２に示すように、エンジン（内燃機関）１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。

各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。

なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。

各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通の低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０、低圧燃料通路１９０および燃圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９５を介して燃料タンク２００に接続されている。燃圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃圧が予め定められた設定燃圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されている。したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃圧および高圧燃料ポンプ１５０に供給されている燃圧が上記設定燃圧よりも高くなるのを阻止している。

各筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されている。この高圧側の燃料分配管１３０は、機関駆動式の高圧燃料ポンプを含んで構成される高圧燃料ポンプユニット１５０に接続されている。

図１４は、図２に示した高圧燃料ポンプユニット１５０の構成例を示す図である。

図１４を参照して、高圧燃料ポンプユニット１５０は、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５５を含む。

高圧燃料ポンプ１５５は、シリンダヘッド（図示せず）に取付けられ、エンジン１０の吸気弁（図示せず）用あるいは排気弁（図示せず）用のカムシャフト２０４に設けられたポンプ用カム２０２の回転駆動により、ポンプシリンダ２１０内のプランジャ２２０を往復駆動させている。高圧燃料ポンプ１５５は、さらに、ポンプシリンダ２１０およびプランジャ２２０によって区画形成された高圧ポンプ室２３０と、低圧燃料通路１９０と連結されたギャラリ２４５と、電磁スピル弁２５０とを含む。電磁スピル弁２５０は、ギャラリ２４５と高圧ポンプ室２３０との間の連通遮断を制御する開閉弁である。

高圧燃料ポンプ１５５の吐出側は、高圧燃料通路２６０を介して、筒内噴射用インジェクタ１１０へ燃料を分配する燃料分配管１３０と連結されている。なお、高圧燃料通路２６０には、燃料分配管１３０から高圧燃料ポンプ１５５側へ燃料が逆流することを規制するチェック弁（逆止弁）２４０が設けられている。また、高圧燃料ポンプ１５５の吸入側は、低圧燃料通路１９０と連結されている。

図１５を参照して、ポンプ用カム２０２の回転に伴ってプランジャ２２０のリフト量が減少する吸入行程では、プランジャ２２０の往復駆動により高圧ポンプ室２３０の容積が拡大する。吸入行程では、電磁スピル弁２５０は開状態に維持される。

再び図１４を参照して、電磁スピル弁２５０の開弁期間には、ギャラリ２４５と高圧ポンプ室２３０とは連通しているので、吸入行程では高圧ポンプ室２３０内に低圧燃料通路１９０からギャラリ２４５を介して燃料が吸入される。

再び図１５を参照して、ポンプ用カム２０２の回転に伴ってプランジャ２２０のリフト量が増大する吐出行程では、プランジャ２２０の往復駆動により高圧ポンプ室２３０の容積が縮小する。吐出行程では、電磁スピル弁２５０の開閉は、エンジンＥＣＵ３００によって制御される。

再び図１４を参照して、吐出行程中における電磁スピル弁２５０の開弁期間には、ギャラリ２４５と高圧ポンプ室２３０とは連通しているので、高圧ポンプ室２３０内に吸入された燃料は、ギャラリ２４５を介して低圧燃料通路１９０側へ溢流する。すなわち、燃料は高圧燃料通路２６０を介して燃料分配管１３０へ圧送されることなく、ギャラリ２４５を介して低圧燃料通路１９０側へ吐き戻される。

一方、電磁スピル弁２５０の閉弁期間には、ギャラリ２４５と高圧ポンプ室２３０とは連通していない。このため、吐出行程で加圧された燃料は、ギャラリ２４５へ逆流することなく、高圧燃料通路２６０を介して燃料分配管１３０側へ圧送される。

エンジンＥＣＵ３００は、燃圧センサ４００にて検知された燃料圧力と、ＥＣＵにより制御される燃料噴射量とを参照して、電磁スピル弁２５０の開閉タイミングを制御する。これにより、エンジンＥＣＵ３００は、高圧燃料ポンプユニット１５０から高圧デリバリパイプ１３０へ加圧圧送される燃料量を調節し、高圧デリバリパイプ１３０内の燃料圧力を必要な圧力に調整することができる。このように構成された燃料昇圧系（高圧燃料ポンプユニット１５０）により、各筒内噴射用インジェクタ１１０からの噴射燃料圧力が確保される。

高圧燃料ポンプ１５５では、主に、加圧時の電磁スピル弁２５０の閉動作による衝突音が、運転者に検知され得る作動音となる。すなわち、プランジャ２２０が往復駆動されても、電磁スピル弁２５０が常時開弁されているときには、昇圧動作は停止されて上記作動音は発生しない。

上記燃料昇圧系（高圧燃料ポンプユニット１５０）の動作停止時には、電磁スピル弁２５０が開弁状態に維持されて、低圧燃料ポンプ１８０からの吐出燃料圧力により各筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射が行なわれる。すなわち、低圧燃料ポンプ１８０は本発明における「第１の燃料ポンプ」に対応し、高圧燃料ポンプ１５５は本発明における「第２の燃料ポンプ」に対応する。

なお、高圧燃料ポンプユニット１５０としては、電磁スピル弁２５０を有することなく
吸入燃料を全量昇圧して吐出する全量吐出型の高圧ポンプを用いることも可能である（たとえば、特開平７−２９３３８１号公報に開示の燃料供給装置を参照）。なお、このようなタイプの高圧ポンプにおいても、昇圧動作時には、回転駆動時のガタ等による振動に起因して作動音が発生する可能性がある。このような構成では、この昇圧ポンプをバイパスして低圧燃料通路１９０および高圧燃料通路２６０を連結するバイパス弁を配置して、燃料昇圧系（高圧ポンプ）の動作停止時にはこのバイパス弁の開弁により、低圧燃料ポンプ１８０からの吐出燃料により各筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射を行なう構成とすることができる。

再び図２を参照して、エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ（Read Only Memory）３２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。

エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。

燃料分配管１３０には燃料分配管１３０内の燃圧に比例した出力電圧を発生する燃圧センサ４００が取付けられ、この燃圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。

本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。

エンジンＥＣＵ３００は、所定プログラムの実行により各センサからの信号に基づいて、エンジンシステムの全体動作を制御するための各種制御信号を生成する。これらの制御信号は、出力ポート３６０および駆動回路４７０を介して、エンジンシステムを構成する機器・回路群へ送出される。

本発明の実施の形態に係るエンジン１０では、各気筒１１２に筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の両方が設けられているため、上記のように算出された必要な全燃料噴射量について、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の間での燃料噴射分担制御を行なう必要がある。

以下では、両インジェクタ間での燃料噴射分担比率を、全燃料噴射量に対する筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量の比率である、ＤＩ比率ｒで示すこととする。すなわち、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれることを意味する。なお、筒内噴射用インジェクタ１１０は、気化潜熱効果による耐ノッキング性能の向上により、出力性能の上昇に寄与できる。また、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均質性向上効果による回転（トルク）変動抑制により、出力性能の上昇に寄与できる。

本発明の実施の形態に従う内燃機関制御装置であるエンジンＥＣＵ３００は、車両全体での発生音が小さい運転状態時に対応するために、以下のような燃料噴射制御を行なう。

図３は、エンジンＥＣＵ３００による本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第１の例を説明するフローチャートである。

図３を参照して、エンジンＥＣＵ３００は、ハイブリッドＥＣＵ５９０からエンジン運転要求が有る場合（ステップＳ１００におけるＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１２０により、車両５００が低速走行中であるかどうかを判定する。

ステップＳ１２０における判定は、ハイブリッド車両５００の車速が所定値よりも低いかどうかによって判定される。この所定値は、車両全体での発生音が小さい運転状態時に対応するように定められ、たとえば、運転者によるアクセル操作等がなく、電動機５３０の出力のみによって車両が走行しているようなアイドル運転時に対応するように定められる。

車両が低速走行中でない場合（ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１５０により、状況に応じた通常運転時のＤＩ比率設定を行なう。ステップＳ１５０では、予め設定されたマップ等に従って、その時点でのエンジン条件（エンジン温度、エンジン回転数、エンジン負荷率等）に応じてＤＩ比率ｒが０〜１００％の範囲で設定される。

これに対して、低速走行中のエンジン運転時には（ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）、エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１３０により、ＤＩ比率ｒ＝０％に設定してエンジンを運転する。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内燃料噴射を行なうことなく、吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射のみによってエンジン１０が運転される。

これにより、車両全体での発生音が小さい低速走行中には、図２に示した燃料昇圧系（高圧燃料ポンプユニット１５０）を動作させることなく、エンジン１０を運転できる。この結果、エンジン１０の作動音を抑制して、運転者に不快感や違和感を与えることを防止できる。

図４には、本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第２の例を説明するフローチャートが示される。

図４に示したフローチャートでは、図３に示したフローチャートに加えて、ステップＳ１４０およびステップＳ１４５が実行される。

ステップＳ１４０およびステップＳ１４５は、低速走行中（ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）に実行される。エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１４０では、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度が上昇しているかどうかを判定する。たとえば、筒内噴射用インジェクタのインジェクタ温度Ｔｉｎｊと判定温度Ｔｊｄとの比較によりステップＳ１４０の判定が実行される。判定温度Ｔｊｄは、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇に対応したデポジット堆積の危険性を考慮して定められる。

筒内噴射用インジェクタ１１０の温度は、インジェクタが連結されたエンジン全体からの伝熱および筒内（燃焼室内）温度からの伝熱によって変化する。ここで、エンジン全体からの伝熱については、機関冷却水温および外気温から推定することが可能である。また、筒内温度については、燃焼室内での燃焼状況、すなわちエンジンの運転条件（回転数および負荷率）ならびに空燃比（Ａ／Ｆ）から推定することができる。

したがって、エンジンＥＣＵ３００は、センサによって検出されたエンジン冷却水温および外気温ならびに、エンジン回転数、エンジン負荷率および設定空燃比等を変数とする所定関数に従って、その時点でのインジェクタ温度の推定値を算出できる。このような所定関数の変数あるいは定数の選択および調整は、一般的には実験結果に基づいて行なわれる。あるいは、構成上可能であれば、筒内噴射用インジェクタ１１０に直接温度センサを配置する構成としてもよい。このようにして、推定あるいは測定されたインジェクタ温度Ｔｉｎｊを用いて、ステップＳ１４０の判定が実行される。

インジェクタ温度Ｔｉｎｊが判定温度以下である場合（ステップＳ１４０でのＮＯ判定時）には、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の過高温に伴うデポジット堆積の危険性が小さいので、図３と同様のステップＳ１３０を実行する。これにより、図３のフローチャートと同様の燃料噴射制御が行なわれて、低速走行中において、エンジン１０の作動音を抑制するために、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射（ＤＩ比率ｒ＝０％）によりエンジン１０が運転される。

これに対して、インジェクタ温度Ｔｉｎｊが判定温度Ｔｊｄを超えている場合（ステップＳ１４０におけるＹＥＳ判定時）には、エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１３０に代えてステップＳ１４５を実行して、全燃料噴射量の少なくとも一部が筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射されるように、ＤＩ比率ｒ＞０％に設定する。この結果、筒内噴射用インジェクタ１１０では、噴射燃料の気化潜熱によって温度上昇が抑制される。これに伴い、デポジット堆積による詰り発生を防止できる。

エンジンＥＣＵ３００は、図４に示したフロ−チャートに従う燃料噴射制御を所定周期ごとに実行するので、ステップＳ１４５の実行によりインジェクタ温度が低下した場合（ステップＳ１４０のＮＯ判定時）には、再びステップＳ１３０が実行されて、ポート噴射（ＤＩ比率ｒ＝０％）によりエンジン１０が運転される。

このように、図４のフローチャートに従う燃料噴射制御によれば、インジェクタ詰り発生につながるような筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇を監視した上で、エンジン１０をポート噴射により運転して作動音を抑制できる。

なお、上述のように、低速走行中でのエンジン運転は、運転者のアクセル操作に応答して積極的にエンジン出力を得るためのものではないこと考慮すると、ステップＳ１４５での設定に従った筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射については、作動音を抑制するために、図２，３に示した燃料昇圧系（高圧燃料ポンプユニット１５０）の動作を停止させたままで実行してもよい。この場合には、各筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射は、低圧燃料ポンプ１８０からの吐出燃料圧力（フィード圧）によりが行なわれるが、車両駆動力としてのエンジン出力は求められていないため、運転性の悪化を招くことはない。また、上記フィード圧により燃料噴射を行なっても、燃料の気化潜熱によるインジェクタ冷却効果は得ることができる。

図５には、本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第３の例を説明するフローチャートが示される。

図５に示したフローチャートでは、図４に示したフローチャートと比較して、ステップＳ１４０のＹＥＳ判定時にステップＳ１４５に代えてステップＳ１４５♯が実行される。

エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１４５♯では、各インジェクタ１１０，１２０から燃料噴射停止によりエンジン１０の燃焼を停止させて、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇を防止する。

なお、上述したように、低速走行中でのエンジン運転は、運転者のアクセル操作に応答して積極的にエンジン出力を得るためのものではないため、エンジン１０の燃焼を停止させても運転性の悪化を招くことはない。

エンジンＥＣＵ３００は、図４に示したフロ−チャートに従う燃料噴射制御を所定周期ごとに実行するので、ステップＳ１４５♯の実行によりインジェクタ温度が低下した場合（ステップＳ１４０のＮＯ判定時）には、再びステップＳ１３０が実行されて、ポート噴射（ＤＩ比率ｒ＝０％）によりエンジン１０が運転される。

図５のフローチャートに従う燃料噴射制御によっても、インジェクタ詰り発生につながるような筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇を監視した上で、エンジン１０をポート噴射により運転して作動音を抑制できる。

なお、図３〜図５のフローチャートと本発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１００が本発明の「車速判定手段」に対応し、ステップＳ１３０は本発明の「第１の燃料噴射制御手段」に対応し、ステップＳ１４５は本発明の「第２の燃料噴射制御手段」に対応する。さらに、ステップＳ１４０が本発明の「温度判定手段」に対応し、ステップＳ１４５♯は本発明の「燃焼停止手段」に対応する。

（実施の形態２）
上述のように、図１に示したハイブリッドＥＣＵ５９０によるエンジン運転要求は、車両駆動力としてのエンジン出力要求がある場合以外にも発生される。

図６は、ハイブリッドＥＣＵ５９０によるエンジン運転要求制御を説明するフローチャートである。図６では、暖機運転を除くエンジン運転要求の発生フローが示される。

図６を参照して、ハイブリッドＥＣＵ５９０は、運転者のアクセル操作による車両駆動力に対応したエンジン出力要求Ｐｇと、バッテリ充電のためのエンジン出力要求Ｐｂとを算出し、両者の和である（Ｐｇ＋Ｐｂ）＞０のときに、エンジン運転要求を発生する。なお、このエンジン出力要求Ｐｇは、上述の運転状況に応じたエンジン１０と電動機５３０との間の出力分担制御に従って設定される。

ハイブリッドＥＣＵ５９０は、ステップＳ２００では、車両駆動力としてのエンジン出力要求Ｐｇ＞０であるかどうかを判定する。Ｐｇ＞０である場合（ステップＳ２００のＹＥＳ判定時）には、ハイブリッドＥＣＵ５９０は、ステップＳ２１０により、エンジン１０の通常運転を指示する。ステップＳ２００での判定は、エンジン出力要求Ｐｇを零近傍の所定判定値と比較することによって行なわれる。

ハイブリッドＥＣＵ５９０は、車両駆動力としてのエンジン出力要求がない場合、すなわちＰｇ＝０（ステップＳ２００におけるＮＯ判定時）の場合には、ステップＳ２２０により、バッテリ充電要求があるかどうかをさらに判定する（ステップＳ２２０）。

ハイブリッドＥＣＵ５９０は、ステップＳ２２０では、バッテリ充電のためのエンジン出力要求Ｐｂ＞０であるかどうかを判定する。ステップＳ２２０での判定は、エンジン出
力要求Ｐｂを零近傍の所定判定値と比較することによって行なわれる。

車両駆動力としてのエンジン出力要求がなく、さらにバッテリ充電要求もない場合、すなわちＰｇ＝０かつＰｂ＝０である場合（ステップＳ２２０のＮＯ判定時）には、ハイブリッドＥＣＵ５９０は、エンジン１０に停止を指示する（ステップＳ２４０）。

これに対して、車両駆動力としてのエンジン出力要求Ｐｇ＝０であってもバッテリ充電要求がある場合（ステップＳ２２０のＹＥＳ判定時）には、ハイブリッドＥＣＵ５９０は、エンジン１０にアイドル運転を指示する（ステップＳ２３０）。

なお、図示しない暖機運転時にもエンジン１０はアイドル運転されるが、この際には、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような暖機運転時に成層燃焼させることで、触媒暖機を促進させて排気エミッションの向上を図ることができる。

実施の形態２では、図６に示したエンジン運転要求制御を反映して、燃料噴射制御が行なわれる。

図７には、本発明の実施の形態２に従う燃料噴射制御の第１の例を説明するフローチャートが示される。

図７に示されたフローチャートは、図３に示したフローチャートと比較して、ステップＳ１２０に代えてステップＳ１２０♯が実行される点が異なる。その他の制御構造は、図３と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

エンジンＥＣＵ３００は、ステップＳ１２０♯では、エンジン運転要求に伴う車両駆動力としてのエンジン出力要求Ｐｇについて、Ｐｇ≒０であるかどうかを判定する。ステップＳ１２０♯での判定は、エンジン出力要求Ｐｇを零近傍の所定判定値と比較することによって行なわれる。すなわち、ステップＳ１２０♯は、本発明の「運転要求判別手段」に対応する。

これにより、代表的には、ハイブリッドＥＣＵ５９０からバッテリ充電要求によるアイドル運転（図６のステップＳ２３０）が指示されたときに、ステップＳ１２０♯はＹＥＳ判定とされる。すなわち、ステップＳ１２０♯は、ステップＳ１２０と同様に、車両全体での発生音が小さい運転状態時に対応してＹＥＳ判定とされる。

ステップＳ１２０♯の判定結果に従った、以降の処理は図３のフローチャートと同様であるので、車両全体での発生音が小さい、バッテリ充電要求によるアイドル運転中には、図２，３に示した燃料昇圧系（高圧燃料ポンプユニット１５０）を動作させることなく、ポート噴射によりエンジン１０を運転する。この結果、エンジン１０の作動音を抑制して、運転者に不快感や違和感を与えることを防止できる。

図８および図９には、図４および図５に示した燃料噴射制御に対応する、実施の形態２に従う燃料噴射制御の第２および第３の例を説明するフローチャートが示される。

図８および図９に示された燃料噴射制御では、図４および図５に示されたフローチャートにおいて、ステップＳ１２０に代えて、図７と同様のステップＳ１２０♯が実行される点が異なる。図８および図９に示された燃料噴射制御のその他の部分は、図４および図５に示されたフローチャートとそれぞれ同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

これにより、車両駆動力としてのエンジン出力要求Ｐｇに基づいて、エンジン１０のアイドル運転時（代表的には、バッテリ充電時のアイドル運転）を検出することによって、車両全体での発生音が小さい運転状態であることを検知する。そして、車両全体での発生音が小さい運転状態では、図４および図５と同様に、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇による詰り発生を招かないように監視しつつ、エンジン１０を主にポート噴射により運転する。

このように、実施の形態２に従う燃料噴射制御によっても、実施の形態１に従う燃料噴射制御と同様に、車両全体での発生音が小さい運転状態時において、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇による詰り発生を招かないように配慮した上で、エンジン１０をポート噴射によって運転することで作動音を抑制することができる。

次に、図２に示したエンジンにおける通常運転時（ステップＳ１５０）における好ましいＤＩ比率の設定について説明しておく。

図１０および図１１は、図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率の設定マップの第１の例を説明する図である。

図１０および図１１に示されるマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図１０は、エンジン１０の温間用マップであって、図１１は、エンジン１０の冷間用マップである。

図１０および図１１に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。

図１０および図１１に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けてエンジン１０の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒを規定した。エンジン１０の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン１０の温度を検知して、エンジン１０の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図１０の温間時のマップを選択して、そうではないと図１１に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン１０の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御する。

図１０および図１１に設定されるエンジン１０の回転数と負荷率について説明する。図１０のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図１１のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図１０のＮＥ（２）や、図１１のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。

図１０および図１１を比較すると、図１０に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図１１に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン１０の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン１０が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。

図１０および図１１を比較すると、エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。

図１０に示す温間マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ１１０のみが用いられる。これは、エンジン１０の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。温間時においてはエンジン１０が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ１１０を閉塞させないことも考えられる。このため、この領域では、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた燃料噴射を行なっている。

図１０および図１１を比較すると、図１１の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン１０の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみが使用されるということを示す。これはエンジン１０が冷えていてエンジン１０の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いる。

また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖機時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような触媒暖機運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖機を促進させ、排気エミッションの向上を図る。

図１２および図１３には、図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率の設定マップの第２の例が示される。

図１２（温間時）および図１３（冷間時）に示された設定マップは、図１０および図１１に示された設定マップと比較して、低回転数領域の高負荷領域におけるＤＩ比率設定が異なる。

エンジン１０では、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させるようにしている。これらのＤＩ比率ｒの変化を図１２および図１３に十字の矢印で示す。

このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域（図１２および図１３で十字の矢印が記載された領域）以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射している領域（高回転側、低負荷側）においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。

また、図１２および図１３に示した設定マップにおける、その他の領域のＤＩ比率設定については、図１０（温間時）および図１１（冷間時）と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、図１０〜図１３を用いて説明したこのエンジン１０においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。

また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖機時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖機時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖機時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。

また、図１０〜図１３を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン１０は、基本的な大部分の領域には（触媒暖機時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という）、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。

筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。

さらに、エンジン１０の温度によらず（すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても）、オフアイドル時（アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合）には、図１０または図１２に示す温間用のＤＩ比率マップを用いるようにしてもよい（すなわち、冷間および温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ１１０を用いる）。

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。

本発明の実施の形態による車両の制御装置によって制御されるハイブリッド車両の全体構成を説明する概略ブロック図である。 図１に示したエンジン１０の構成を説明する概略ブロック図である。 本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第１の例を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第２の例を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１に従う燃料噴射制御の第３の例を説明するフローチャートである。 ハイブリッド車両でのエンジン運転要求制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２に従う燃料噴射制御の第１の例を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２に従う燃料噴射制御の第２の例を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２に従う燃料噴射制御の第３の例を説明するフローチャートである。 図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率設定マップ（機関温間時）の第１の例を説明する図である。 図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率設定マップ（機関冷間時）の第１の例を説明する図である。 図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率設定マップ（機関温間時）の第２の例を説明する図である。 図２に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率設定マップ（機関冷間時）の第２の例を説明する図である。 図２に示した高圧燃料ポンプユニットの構成例を示す図である。 図１４に示した高圧燃料ポンプユニットの動作を説明する概念図である。

符号の説明

１０ エンジン、２０ インテークマニホールド（吸気ポート）、３０ サージタンク、４０ 吸気ダクト、４２ エアフローメータ、５０ エアクリーナ、６０ 電動モータ、７０ スロットルバルブ、８０ エキゾーストマニホールド、９０ 三元触媒コンバータ、１００ アクセルペダル、１１０ 筒内噴射用インジェクタ、１１２ 気筒、１２０ 吸気通路噴射用インジェクタ、１３０、１６０ 燃料分配管、１４０ 逆止弁、１５０ 高圧燃料ポンプユニット、１５５ 高圧燃料ポンプ、１７０ 燃圧レギュレータ、１８０ 低圧燃料ポンプ、１９０ 燃料フィルタ、２００ 燃料タンク、２５０ 電磁スピル弁、３００ エンジンＥＣＵ、３８０ 水温センサ、４００ 燃圧センサ、４２０ 空燃比センサ、４４０ アクセル開度センサ、４６０ 回転数センサ、５００ ハイブリッド車両、５１０ バッテリ、５２０ 電力変換部（ＰＣＵ）、５３０ 電動機、５５０ 動力分割機構、５６０ ジェネレータ、５７０ 減速機、５８０ａ，５８０ｂ 駆動輪、５９０ ハイブリッドＥＣＵ、Ｔｉｎｊ インジェクタ温度、Ｔｊｄ 判定温度。

Claims (6)

1. 筒内に直接燃料噴射する第１の燃料噴射手段および吸気通路に燃料噴射する第２の燃料噴射手段を有する火花点火式の内燃機関と電動機とを駆動力源として備えた車両の制御装置であって、
   前記車両は、前記内燃機関の出力により発電された電力により充電可能であり、かつ、前記電動機の電源として使用可能なバッテリをさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関の運転要求時に、前記車両の駆動力としての前記内燃機関への要求出力が所定値以下であるかどうかを判定する運転要求判別手段と、
   前記運転要求判別手段によって前記車両の駆動力としての前記内燃機関への要求出力が所定値以下と判定されたときに、前記第２の燃料噴射手段から全燃料を噴射するように、前記内燃機関の全燃料噴射量に対する前記第１および第２の燃料噴射手段間での燃料噴射分担を制御する第１の燃料噴射制御手段とを備える、車両の制御装置。
2. 前記第１の燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転要求が前記バッテリの充電のために発生されたときに、前記第２の燃料噴射手段から全燃料を噴射するように前記燃料噴射分担を設定する、請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上であるかどうかを判定する温度判定手段と、
   前記温度判定手段によって前記第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上と判定されたときに、前記第１の燃料噴射制御手段に代わって前記燃料噴射分担を設定する第２の燃料噴射制御手段とをさらに備え、
   前記第２の燃料噴射制御手段は、前記全燃料噴射量の少なくとも一部を前記第１の燃料噴射手段から噴射するように前記燃料噴射分担を設定する、請求項１記載の車両の制御装置。
4. 前記車両は、
   燃料を蓄積する燃料タンクと、
   前記燃料タンクに蓄積された燃料を吸入して、前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射圧力に対応した所定圧力で吐出する第１の燃料ポンプと、
   前記第１の燃料ポンプから吐出された燃料を吸入して、前記所定圧力から昇圧して吐出する第２の燃料ポンプとをさらに備え、
   前記第２の燃料噴射制御手段に従った前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射は、前記第２の燃料ポンプを停止させた状態で前記所定圧力により実行される、請求項３記載の車両の制御装置。
5. 前記第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上であるかどうかを判定する温度判定手段と、
   前記温度判定手段によって前記第１の燃料噴射手段の温度が所定温度以上と判定されたときに、前記第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を強制的に停止する燃焼停止
   手段とをさらに備える、請求項１記載の車両の制御装置。
6. 前記所定温度は、前記第１の燃料噴射手段へのデポジット堆積の危険性を考慮して設定される、請求項３または５記載の車両の制御装置。

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