特開 2024-115595 内燃機関の制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115595

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】内燃機関の制御システム

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/34 20060101AFI20240820BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20240820BHJP

   F02M 61/10 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

F02D41/34

F02M51/00 A ZHV

F02M61/10 D

F02M61/10 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021291

(22)【出願日】2023-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 誠人

【テーマコード（参考）】

3G066

3G301

【Ｆターム（参考）】

3G066AA02

3G066BA51

3G066DC04

3G066DC06

3G301HA04

3G301JA03

3G301LB02

3G301LB04

3G301MA11

3G301NA05

3G301NC02

3G301PB03Z

3G301PF04Z

(57)【要約】

【課題】中間領域を使用せず燃料噴射量を満足させることができる内燃機関の制御システムを提供する。
【解決手段】内燃機関を制御システムは、内燃機関に搭載され、燃料噴射弁を最大位置まで開弁するフルリフト領域と、最大位置よりも手前まで開弁するパーシャルリフト領域と、を有する第１燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁と異なる位置に配置される第２燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を調整する圧力調整装置と、前記内燃機関を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１燃料噴射弁による燃料噴射量が、前記フルリフト領域と前記パーシャルリフト領域との間の領域の中間領域の燃料噴射量となる場合、前記第１燃料噴射弁のパーシャルリフト領域を使用しながら前記第２燃料噴射弁による燃料噴射量を調整する第１制御、および、前記圧力調整装置によって前記第１燃料噴射弁の前記燃料の圧力を調整する第２制御のいずれか一方を優先して実行する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に搭載され、燃料噴射弁を最大位置まで開弁するフルリフト領域と、最大位置よりも手前まで開弁するパーシャルリフト領域と、を有する第１燃料噴射弁と、
前記第１燃料噴射弁と異なる位置に配置される第２燃料噴射弁と、
前記第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を調整する圧力調整装置と、
前記内燃機関を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１燃料噴射弁による燃料噴射量が、前記フルリフト領域と前記パーシャルリフト領域との間の領域の中間領域の燃料噴射量となる場合、
前記第１燃料噴射弁の前記パーシャルリフト領域を使用しながら前記第２燃料噴射弁による燃料噴射量を調整する第１制御、および、前記圧力調整装置によって前記第１燃料噴射弁の前記燃料の圧力を調整する第２制御のいずれか一方を優先して実行する、
内燃機関の制御システム。

【請求項2】

前記第１燃料噴射弁は、前記内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁であり、前記第２燃料噴射弁は、前記内燃機関のポートに燃料を噴射するポート噴射弁である、
請求項１に記載の内燃機関の制御システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記要求燃料噴射量の変化割合が所定割合より大きい場合、前記第１制御を優先して実行する、
請求項１に記載の内燃機関の制御システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記要求燃料噴射量の変化割合が所定割合以下の場合、前記第２制御を優先して実行する、
請求項１に記載の内燃機関の制御システム。

【請求項5】

前記車両は、アクセルを有し、
前記制御装置は、前記燃料噴射量の変化が、前記アクセルに起因する場合、第１制御を優先して実行する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、内燃機関に搭載される燃料噴射弁のパーシャルリフト領域と、フルリフト領域と、を切り替えて制御する内燃機関の制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような内燃機関の制御システムでは、パーシャルリフト領域と、フルリフト領域との間にある中間領域が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１―１３４６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような中間領域では、燃料噴射弁の噴射量が安定しない。特許文献１の内燃機関の制御システムでは、このような中間領域における噴射量のずれを学習することによって、安定させようとしている。

【0005】

本開示の課題は、中間領域を使用せず燃料噴射量を満足させることができる内燃機関の制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関に搭載され、燃料噴射弁を最大位置まで開弁するフルリフト領域と、最大位置よりも手前まで開弁するパーシャルリフト領域と、を有する第１燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁と異なる位置に配置される第２燃料噴射弁と、前記第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を調整する圧力調整装置と、前記内燃機関を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１燃料噴射弁による燃料噴射量が、前記フルリフト領域と前記パーシャルリフト領域との間の領域の中間領域の燃料噴射量となる場合、前記第１燃料噴射弁のパーシャルリフト領域を使用しながら前記第２燃料噴射弁による燃料噴射量を調整する第１制御、および、前記圧力調整装置によって前記第１燃料噴射弁の前記燃料の圧力を調整する第２制御のいずれか一方を優先して実行する。

【0007】

この内燃機関の制御システムによれば、第１燃料噴射弁による燃料噴射量が、フルリフト領域とパーシャルリフト領域との間の領域の中間領域の燃料噴射量となる場合、第１制御、および、第２制御の少なくともいずれか一方によって燃料噴射量を満足させる。これによって中間領域を使用せず燃料噴射量を満足させることができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、中間領域を使用せず燃料噴射量を満足させることができる内燃機関の制御システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態による電動車両のシステム図。

【図2】本開示の一実施形態による内燃機関のシステム図。

【図3】パーシャルリフト領域とフルリフト領域を示す図。

【図4】燃料噴射量が増加する場合におけるエンジン制御装置による制御手順を示すフローチャート。

【図5】燃料噴射量が増加する場合におけるパーシャルリフト領域とフルリフト領域の切り替えを示すタイミングチャート。

【図6】燃料噴射量が減少する場合におけるエンジン制御装置による制御手順を示すフローチャート。

【図7】燃料噴射量が減少する場合におけるパーシャルリフト領域とフルリフト領域の切り替えを示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１に示すように、本実施形態の内燃機関１は、内燃機関１と、モータ（ＦｒＭ）２と、を動力源として車輪Ｃ１を駆動する電動車両（車両の一例）Ｃに搭載される。しかし、内燃機関１は、内燃機関１のみを動力源とする車両に搭載されてもよい。

【0012】

電動車両Ｃは、内燃機関１と、モータ２と、発電機（ＧＥＮ）４と、リチウムイオン電池などの二次電池を含む駆動用電池（ＢＴ）６と、トランスアクスル８と、を有する。トランスアクスル８は、複数のギヤとクラッチ８ａを有する。内燃機関１は、トランスアクスル８を介して発電機４と、車軸１０と連結される。トランスアクスル８は、クラッチ８ａが開放状態の場合、内燃機関１と車軸１０との動力伝達が遮断され、クラッチ８ａが接続状態の場合、内燃機関１の動力が車軸１０に伝達される。モータ２は、トランスアクスル８を介して車軸１０と連結される。電動車両Ｃはこのほか、車両制御装置１２と、内燃機関１を制御するエンジン制御装置（制御装置の一例）１４と、電動車両Ｃのユーザが操作するアクセルペダル（アクセルの一例）１６と、モータ２および発電機４を制御するインバータ１８と、充電ボタン（図示なし）と、を有してもよい。また、本実施形態では電動車両Ｃは、外部電源に接続可能な充電器２０と、駆動用電池６からの電力を、例えば家電などの外部機器に供給可能な給電装置２２と、を有するプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）である。しかし、電動車両Ｃはこのような装置を有さないハイブリッド車両であってもよい。

【0013】

本実施形態の電動車両Ｃは、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード、充電モードなどの各モードを有する。電動車両Ｃは、ＥＶモードの場合、駆動用電池６からの電力によってモータ２を駆動する。電動車両Ｃは、シリーズモードの場合、内燃機関１によって発電機４を駆動し、発電機４によって発電した電力を用いてモータ２を駆動する。電動車両Ｃは、パラレルモードの場合、クラッチ８ａを接続し、内燃機関１の動力を用いて車軸１０を駆動する。すなわち、電動車両Ｃは、パラレルモードでは内燃機関１の動力を駆動力として用いる。電動車両Ｃは、充電モードでは、内燃機関１によって発電機４を駆動し、発電機４によって発電した電力を駆動用電池６に蓄電する。電動車両Ｃは、アクセルペダル１６の踏み込み状態や充電ボタンの操作状態に応じて、車両制御装置１２が各モードを切り替え、インバータ１８を介してモータ２および発電機４を制御するとともに、エンジン制御装置１４に内燃機関１を制御させる。

【0014】

図２に示すように、内燃機関１は、筒内噴射弁（第１燃料噴射弁の一例）３０と、ポート噴射弁（第２燃料噴射弁の一例）３２と、高圧ポンプ（圧力調整装置の一例）３４と、を備える。

【0015】

図１に示すように、本実施形態の内燃機関１は、４つの気筒３６を備える。しかし、内燃機関１は、１つ以上の気筒を有すればよい。図２に示すように、筒内噴射弁３０、およびポート噴射弁３２は、各気筒にそれぞれ一つずつ設けられる。

【0016】

筒内噴射弁３０は、各気筒３６のシリンダ内に燃料を噴射する装置である。筒内噴射弁３０は、高圧ポンプ３４に接続され、ポート噴射弁３２よりも高圧の燃料が供給される。
筒内噴射弁３０は、噴射孔への燃料流路を開閉するニードル（図示なし）を有し、ニードルのリフト量を最大位置にするフルリフト領域Ｆと、ニードルをゼロ位置から最大位置までの間のリフト量とするパーシャルリフト領域Ｐと、を切り替え可能な燃料噴射弁である。図３に示すように、筒内噴射弁３０は、パーシャルリフト領域Ｐと、フルリフト領域Ｆの間に中間領域Ｍを含む。中間領域Ｍは、エンジン制御装置１４から指示される燃料噴射量（要求燃料噴射量の一例、以下明細書において要求噴射量Ｉｑと記す）に対し、実際の燃料噴射量（以下明細書において実噴射量Ｉｒと記す）が正確に追従できない領域である。例えば、中間領域Ｍはニードルがバウンスすることで燃料噴射量が安定しない領域であり、要求噴射量Ｉｑに対し実噴射量Ｉｒが落ち込んだりする。したがって、中間領域Ｍでは、実際の燃料噴射量が不足する。なお、図３では、要求噴射量Ｉｑのうち筒内噴射弁３０に振り分けられた筒内要求噴射量ＩｑＤＩと、筒内噴射弁３０の実噴射量である実筒内噴射量ＩｒＤＩを用いて中間領域Ｍを示している。

【0017】

図２に示すように、ポート噴射弁３２は、各気筒３６の吸気ポート４０に燃料を噴射する装置である。ポート噴射弁３２は、燃料タンク３８の低圧ポンプ３８ａを介して燃料が供給される。

【0018】

高圧ポンプ３４は、燃料タンク３８の低圧ポンプ３８ａを介して供給される燃料を昇圧する装置である。本実施形態の高圧ポンプ３４は、内燃機関１のカム軸４２と同軸上に配置されるポンプカム４２ａによってプランジャ３４ａを駆動する機械式ポンプである。高圧ポンプ３４は、レギュレータ３４ｂを有し、レギュレータ３４ｂによって筒内噴射弁３０に供給する燃料の圧力が調整できる。高圧ポンプ３４は、このような機械式ポンプに限らず、モータによってプランジャ、またはインペラを駆動する電動式ポンプであってもよい。

【0019】

エンジン制御装置１４は、少なくとも、筒内噴射弁３０、ポート噴射弁３２および高圧ポンプ３４と電気的に接続され、内燃機関１を制御する制御装置である。エンジン制御装置１４は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒоｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。エンジン制御装置１４は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関１の様々な制御を実行する。なお、内燃機関１の制御はエンジン制御装置１４のほか、車両制御装置１２によって実行してもよい。車両制御装置１２は、エンジン制御装置１４と同様に、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒоｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。車両制御装置１２は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、電動車両Ｃの様々な制御を実行する。

【0020】

次に図４から図７を用いて、エンジン制御装置１４が実行する制御手順について説明する。なお、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑに基づいて、筒内噴射弁３０に噴射させる筒内要求噴射量ＩｑＤＩ、およびポート噴射弁３２に噴射させるポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを算出する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩおよびポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを各燃料噴射弁の噴射期間に相当するパルス幅に変換し、筒内噴射弁３０およびポート噴射弁３２のそれぞれに送信する。筒内噴射弁３０およびポート噴射弁３２は、エンジン制御装置１４から送信されたパルス幅に従って、燃料を噴射する。また、エンジン制御装置１４は、図示しない空燃比センサから空燃比を取得し、空燃比から実噴射量Ｉｒを推定し、実噴射量Ｉｒが要求噴射量Ｉｑとなるようにフィードバック制御する。

【0021】

まず、図４および図５を用いて、要求噴射量Ｉｑが増加する場合について説明する。要求噴射量Ｉｑが増加する場合とは、触媒の暖機時に実噴射量Ｉｒを増加させる場合、内燃機関１の出力を増加させる場合、などである。

【0022】

図４に示すように、ステップＳ１では、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがパーシャルリフト領域Ｐか否か判断する。エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト領域Ｐであると判断した場合（ステップＳ１ ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進める。ステップＳ２では、エンジン制御装置１４は、フルリフト領域Ｆに移行するか否か判断する。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化によってフルリフト領域Ｆに移行するか否か判断してもよい。エンジン制御装置１４は、フルリフト領域Ｆに移行すると判断した場合（ステップＳ２ ＹＥＳ）、ステップＳ３に処理を進める。

【0023】

ステップＳ３ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍか否か判断する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍであると判断した場合（ステップＳ３ ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進める。

【0024】

ステップＳ４ではエンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きいか否か判断する。第１所定割合ΔＩｑ１は、例えば、内燃機関１が出力を大幅に増加させる場合における、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑに相当すればよい。内燃機関１が出力を大幅に増加させる場合とは、例えば、アクセルペダル１６の踏み込み量が５０％以上増加した場合などである。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きいと判断した場合（ステップＳ４ ＹＥＳ）、ステップＳ５に処理を進める。

【0025】

ステップＳ５においてエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域を使用しながらポート噴射弁３２による燃料噴射量を調整する第１制御を第２制御より優先して実行する。より具体的には、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域に留め、要求噴射量Ｉｑに不足する燃料噴射量を、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを増加させて調整する。エンジン制御装置１４は、第１制御を実行するとステップＳ６に処理を進める。

【0026】

ステップＳ６では、エンジン制御装置１４は、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが上限値以上か否か判断する。ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩの上限値は、実ポート噴射量ＩｒＰＦＩがこれ以上増加した場合、内燃機関１の燃焼の悪化、または排気ガスの悪化を招くおそれのある値である。したがって、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩの上限値は、内燃機関１に求められる負荷や回転数によって異なる値である。エンジン制御装置１４は、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが上限値以上であると判断した場合（ステップS６ ＹＥＳ）、ステップＳ７に処理を進める。

【0027】

ステップＳ７ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０の高圧ポンプ３４によって燃料の圧力（燃圧）を調整する第２制御を追加して実行する。より具体的には、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域に留めながらも、燃圧を上昇させることによって実筒内噴射量ＩｒＤＩを増加させる。これによって、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量を筒内噴射弁３０によって調整することができる。このため、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを減らすことができる。エンジン制御装置１４は、ステップＳ７の処理を実行するとステップＳ８に処理を進める。

【0028】

ステップＳ８ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したか否か判断する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したと判断した場合（ステップＳ８ ＹＥＳ）、ステップＳ９に処理を進める。

【0029】

ステップＳ９ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをフルリフト領域の燃料噴射量に切り替え、ステップＳ１に処理を進める。

【0030】

ステップＳ１においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがパーシャルリフト領域Ｐではなく、フルリフト領域Ｆであると判断した場合（ステップＳ１ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ１の処理を繰り返し、フルリフト領域Ｆによる運転を継続する。

【0031】

ステップＳ２においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがフルリフト領域Ｆに移行しないと判断した場合、ステップＳ１に処理を進め、パーシャルリフト領域Ｐによる運転を継続する。

【0032】

ステップＳ３においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍではないと判断した場合、ステップＳ１に処理を進め、パーシャルリフト領域Ｐによる運転を継続する。

【0033】

ステップＳ４においてエンジン制御装置１４が、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑ（増加割合）が第１所定割合ΔＩｑ１以下であると判断した場合（ステップＳ４ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ１０に処理を進める。

【0034】

ステップＳ６においてエンジン制御装置１４が、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが上限値未満であると判断した場合（ステップＳ６ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ８に処理を進める。

【0035】

ステップＳ８においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過していないと判断した場合（ステップＳ８ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ４に処理を進める。

【0036】

ステップＳ１０ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０の高圧ポンプ３４によって燃料の圧力を調整する第２制御を第１制御より優先して実行する。このとき、エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト領域Ｐを使用しながら第２制御を実行する。エンジン制御装置１４は、第２制御を実行すると、ステップＳ１１に処理を進める。

【0037】

ステップＳ１１ではエンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域Ｐにおいて噴射可能な最大噴射量ＤＩｍａｘより大きいか否か判断する。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが最大噴射量ＤＩｍａｘより大きいと判断した場合（ステップＳ１１ ＹＥＳ）、ステップＳ１２に処理を進める。

【0038】

ステップＳ１２ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域を使用しながらポート噴射弁３２による燃料噴射量を調整する第１制御を追加で実行する。エンジン制御装置１４は、ステップＳ１２の処理を実行すると、ステップＳ８に処理を進める。

【0039】

ステップＳ１１においてエンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが最大噴射量ＤＩｍａｘ以下であると判断した場合（ステップＳ１１ ＮＯ）、第２制御を継続しながらステップＳ８に処理を進める。

【0040】

このような制御手順による具体的な例を、図５のタイミングチャートを用いて説明する。図５のタイミングチャートは、要求噴射量Ｉｑが増加し、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがパーシャルリフト領域Ｐからフルリフト領域Ｆへ移行する場合の例である（図４のステップＳ１ ＹＥＳ，ステップＳ２ ＹＥＳにおける例）。図５の要求噴射量Ｉｑの実線のグラフは、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きい場合の一例である（図４のステップＳ４ ＹＥＳの例）。図５の要求噴射量Ｉｑの破線のグラフは、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１以下の場合の一例である（図４のステップＳ４ ＮＯの例）。

【0041】

図５の時刻Ｔ０から時刻Ｔ１に示すように、エンジン制御装置１４はパーシャルリフト領域Ｐでは、パーシャルリフト噴射フラグをオンすることによって、筒内噴射弁３０にパーシャルリフトによる燃料噴射を実行させる。時刻Ｔ１に示すように、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの増加に伴い、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍに入ると判断した場合（ステップＳ３ ＹＥＳの例）、移行制御フラグをオンにする。

【0042】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のパーシャルリフト噴射フラグに示すように、エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト噴射フラグをオンに維持したまま筒内要求噴射量ＩｑＤＩを時刻Ｔ１で下げた後、時刻Ｔ２まで一定にする。すなわち、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域Ｐのパルス幅のまま一定にする。このように筒内要求噴射量ＩｑＤＩを一定にすることによって、要求噴射量Ｉｑに対して燃料噴射量が不足する。

【0043】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩに実線で示すように、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きい場合、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量をポート噴射弁３２による燃料噴射量を増加させて調整する第１制御を実行する。ポート噴射弁３２による燃料噴射がポート要求噴射量ＩｑＰＦＩの下限値ＰＦＩｍｉｎを下回らないようにする必要があるので、時刻Ｔ１直前と直後とで燃料噴射量が急変しないように、時刻Ｔ１で筒内要求噴射量ＩｑＤＩを下げる。

【0044】

時刻Ｔ３のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に実線で示すように、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが上限値ＰＦＩｍaｘに到達した場合（図４のステップＳ６ ＹＥＳの一例）、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量を筒内噴射弁３０の燃圧を上昇させることによって調整する第２制御を追加で実行する。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に実線で示すように、このときポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを上限値ＰＦＩｍaｘに維持したまま、第２制御を実行してもよい。

【0045】

このように、変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きい場合、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩの下限値ＰＦＩｍｉｎを下回ることがない。また、変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きい場合、内燃機関１の出力をより迅速に上昇させる必要がある。このような場合、ポート噴射弁３２の実ポート噴射量ＩｒＰＦＩを増加させる方が、燃圧を上昇させることによって筒内噴射弁３０の実筒内噴射量ＩｒＤＩ量を増加させるよりも、より迅速に内燃機関１の出力を増加させることができる。すなわち、ポート噴射弁３２の噴射量を上昇させる方が、筒内噴射弁３０の燃圧を上昇させるよりもレスポンス良く内燃機関１の出力を上昇させられる。

【0046】

さらに、本実施形態ではステップＳ４において、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きいか否かをアクセルペダル１６の開度であるアクセル開度Ｔｈによって判断してもよい。より具体的には、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化が、アクセルペダル１６の踏み込み量（アクセル開度Ｔｈと同じ）の変化に起因するか否か判断し、アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因する場合、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きいと判断してもよい。一方、アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因しない場合、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１以下であると判断してもよい。アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因しない場合とは、例えば、触媒昇温の際にエンジン制御装置１４が要求噴射量Ｉｑを増加させる場合である。そのほか、アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因しない場合とは、充電スイッチが押された場合もしくは給電中において内燃機関１が発電機４を駆動し発電状態にあり、発電量を増加させるためにエンジン制御装置１４が要求噴射量Ｉｑを増加させる場合などである。

【0047】

本実施形態の電動車両Ｃは、アクセルペダル１６が踏み込まれるとシリーズモード、またはパラレルモードに移行し、内燃機関１に要求される出力が増加する。この場合、内燃機関１は、レスポンス良く出力を増加させることが好ましい。このため、中間領域Ｍにおいて第１制御を優先することが好ましい。一方、アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因しない場合は、エンジン制御装置１４は、内燃機関１の静粛性を優先し、内燃機関１の出力を緩やかに増加させることが好ましい。このような場合、中間領域Ｍにおいてポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値とならないように、第２制御を優先することが好ましい。

【0048】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に破線で示すように、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１以下の場合、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量を筒内噴射弁３０の燃圧を上昇させることによって調整する第２制御を実行する。

【0049】

時刻Ｔ２のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に破線で示すように、要求噴射量Ｉｑが増加し、要求噴射量Ｉｑが筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域Ｐにおいて噴射可能な最大噴射量ＤＩｍａｘを超えた場合（ステップＳ１１ ＹＥＳの一例）、具体的には、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域Ｐにおけるパルス幅、及びＤＩ燃圧を最大にしたとしても要求噴射量Ｉｑに届かない場合、エンジン制御装置１４は、第１制御を追加で実行する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ４のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に破線で示すように、このとき燃圧を維持したまま、もしくは漸減させながら、第１制御を実行してもよい。また、時刻Ｔ２直前と直後とで燃料噴射量が急変しないように、時刻Ｔ２で筒内要求噴射量ＩｑＤＩを下げる。

【0050】

このように、変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１以下の場合、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎを下回るおそれがある。また、変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１以下の場合、内燃機関１の出力は緩やかに上昇させればよい。このような場合、燃圧を上昇させることによって、筒内噴射弁３０の実筒内噴射量ＩｒＤＩ量を増加させる。これによって、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎ以上となってからポート噴射弁３２による燃料噴射を開始できる。この結果、内燃機関１の燃焼や排気ガスを良好に維持できる。

【0051】

次に、図６および図７を用いて、要求噴射量Ｉｑが減少する場合について説明する。要求噴射量Ｉｑが減少する場合とは、内燃機関１の出力を減少させる場合などである。

【0052】

図６に示すように、ステップＳ２１では、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがフルリフト領域Ｆか否か判断する。エンジン制御装置１４は、フルリフト領域Ｆであると判断した場合（ステップＳ２１ ＹＥＳ）、ステップＳ２２に処理を進める。ステップＳ２では、エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト領域Ｐに移行するか否か判断する。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化によってパーシャルリフト領域Ｐに移行するか否か判断してもよい。エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト領域Ｐに移行すると判断した場合（ステップＳ２２ ＹＥＳ）、ステップＳ２３に処理を進める。

【0053】

ステップＳ２３ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍか否か判断する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍであると判断した場合（ステップＳ２３ ＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理を進める。

【0054】

ステップＳ２４では、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑ（減少割合）が第２所定割合ΔＩｑ２より大きいか否か判断する。第２所定割合ΔＩｑ２は、例えば、内燃機関１が出力を大幅に減少させる場合における、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑに相当すればよい。内燃機関１が出力を大幅に減少させる場合とは、例えば、アクセルペダル１６の踏み込み量が５０％以上減少した場合などである。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２より大きいと判断した場合（ステップＳ２４ ＹＥＳ）、ステップＳ２５に処理を進める。

【0055】

ステップＳ２５ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをフルリフト領域Ｆからパーシャルリフト領域Ｐに切り替え、ステップＳ２６に処理を進める。

【0056】

ステップＳ２６においてエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域を使用しながらポート噴射弁３２による燃料噴射量を調整する第１制御を優先して実行する。より具体的には、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをフルリフト領域Ｆからパーシャルリフト領域Ｐに切り替え（ステップＳ２５参照）、要求噴射量Ｉｑに不足する燃料噴射量を、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを増加させたのち減少させて調整する。エンジン制御装置１４は、第１制御を実行するとステップＳ２７に処理を進める。

【0057】

ステップＳ２７では、エンジン制御装置１４は、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎ以下か否か判断する。エンジン制御装置１４は、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎ以下であると判断した場合（ステップS２７ ＹＥＳ）、ステップＳ２８に処理を進める。

【0058】

ステップＳ２８ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域を使用しながら高圧ポンプ３４によって燃料の圧力（燃圧）を調整する第２制御を追加して実行する。より具体的には、エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域に留めながらも、燃圧を上昇させることによって実筒内噴射量ＩｒＤＩを増加させる。これによって、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを下限値ＰＦＩｍｉｎに維持しながら、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量を筒内噴射弁３０によって調整することができる。エンジン制御装置１４は、ステップＳ２８の処理を実行するとステップＳ２９に処理を進める。

【0059】

ステップＳ２９ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したか否か判断する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したと判断した場合（ステップＳ２８ ＹＥＳ）、ステップＳ１に処理を進める。

【0060】

ステップＳ２１においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがフルリフト領域Ｆではなく、パーシャルリフト領域Ｐであると判断した場合（ステップＳ２１ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ１の処理を繰り返し、パーシャルリフト領域Ｐによる運転を継続する。

【0061】

ステップＳ２２においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが、パーシャルリフト領域Ｐに移行しないと判断した場合、ステップＳ１に処理を進め、フルリフト領域Ｆによる運転を継続する。

【0062】

ステップＳ２３においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍではないと判断した場合、ステップＳ２１に処理を進め、フルリフト領域Ｆによる運転を継続する。

【0063】

ステップＳ２４においてエンジン制御装置１４が、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２以下であると判断した場合（ステップＳ２４ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ３０に処理を進める。

【0064】

ステップＳ２７においてエンジン制御装置１４が、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎより大きいと判断した場合（ステップＳ２７ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ２９に処理を進める。

【0065】

ステップＳ２９においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過していないと判断した場合（ステップＳ２９ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ２６に処理を進める。

【0066】

ステップＳ３０ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０の高圧ポンプ３４によって燃料の圧力を調整する第２制御を優先して実行する。このときエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩのフルリフト領域Ｆを維持しながら燃圧を下げる。エンジン制御装置１４は、第２制御を実行すると、ステップＳ３１に処理を進める。

【0067】

ステップＳ３１ではエンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが筒内噴射弁３０のフルリフト領域Ｆにおいて噴射可能な最小噴射量ＤＩｍｉｎより小さいか否か判断する。エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが最小噴射量ＤＩｍｉｎより小さいと判断した場合（ステップＳ３１ ＹＥＳ）、ステップＳ３２に処理を進める。

【0068】

ステップＳ３２ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをフルリフト領域Ｆからパーシャルリフト領域Ｐに切り替え、ステップＳ３３に処理を進める。

【0069】

ステップＳ３３ではエンジン制御装置１４は、筒内噴射弁３０のパーシャルリフト領域を使用しながらポート噴射弁３２による燃料噴射量を調整する第１制御を追加で実行する。エンジン制御装置１４は、ステップＳ３３の処理を実行すると、ステップＳ３４に処理を進める。

【0070】

ステップＳ３４ではエンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したか否か判断する。エンジン制御装置１４は、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過したと判断した場合（ステップＳ３４ ＹＥＳ）、ステップＳ１に処理を進める。

【0071】

ステップＳ３１においてエンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑが筒内噴射弁３０のフルリフト領域Ｆにおいて噴射可能な最小噴射量ＤＩｍｉｎ以上であると判断した場合（ステップＳ３１ ＮＯ）、第２制御を継続しながらステップＳ３４に処理を進める。

【0072】

ステップＳ３４においてエンジン制御装置１４が、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍを通過していないと判断した場合（ステップＳ３４ ＮＯ）、エンジン制御装置１４は、ステップＳ３３に処理を進め、第１制御を追加した状態を継続する。

【0073】

このような制御手順による具体的な例を、図７のタイミングチャートを用いて説明する。図７のタイミングチャートは、要求噴射量Ｉｑが減少し、筒内要求噴射量ＩｑＤＩがフルリフト領域Ｆからパーシャルリフト領域Ｐへ移行する場合の例である（図６のステップＳ２１ ＹＥＳ，ステップＳ２２ ＹＥＳにおける例）。図７の要求噴射量Ｉｑの実線のグラフは、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２より大きい場合の一例である（図６のステップＳ２４ ＹＥＳの例）。図７の要求噴射量Ｉｑの破線のグラフは、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２以下の場合の一例である（図６のステップＳ２４ ＮＯの例）。

【0074】

図７の時刻Ｔ０から時刻Ｔ１に示すように、エンジン制御装置１４はフルリフト領域Ｆでは、パーシャルリフト噴射フラグをオフすることによって、筒内噴射弁３０にフルリフトによる燃料噴射を実行させる。時刻Ｔ１に示すように、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの減少に伴い、筒内要求噴射量ＩｑＤＩが中間領域Ｍに入ると判断した場合（ステップＳ２３ ＹＥＳの例）、移行制御フラグをオンにする。

【0075】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のパーシャルリフト噴射の実線に示すように、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２より大きい場合、エンジン制御装置１４は、パーシャルリフト噴射フラグをオンに切り替え、筒内要求噴射量ＩｑＤＩを一定にする。すなわち、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域Ｐのパルス幅のまま一定にする。このように筒内要求噴射量ＩｑＤＩを一定にすることによって、要求噴射量Ｉｑに対して燃料噴射量が不足する。

【0076】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩに実線で示すように、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量をポート噴射弁３２による燃料噴射量を増加させたのち減少させて調整する第１制御を実行する。

【0077】

時刻Ｔ３のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に実線で示すように、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎに到達した場合（図６のステップＳ２７ ＹＥＳの一例）、要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料噴射量を筒内噴射弁３０の燃圧を下降させることによって調整する第２制御を追加で実行する。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に実線で示すように、このときポート要求噴射量ＩｑＰＦＩを下限値ＰＦＩｍｉｎに維持したまま、第２制御を実行してもよい。

【0078】

このように、変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２より大きい場合、内燃機関１の出力をより迅速に下降させる必要がある。このような場合、筒内噴射弁３０をフルリフト領域Ｆからパーシャルリフト領域Ｐに切り替え、ポート噴射弁３２の実ポート噴射量ＩｒＰＦＩによって内燃機関１の出力を低下させる方が、燃圧を下降させることによって筒内噴射弁３０の実筒内噴射量ＩｒＤＩ量を減少させるよりも、より迅速に内燃機関１の出力を減少させることができる。すなわち、ポート噴射弁３２の噴射量を調整する方が、筒内噴射弁３０の燃料圧力を上昇させるよりもレスポンス良く内燃機関１の出力を下降させられる。

【0079】

さらに、本実施形態ではステップＳ２４においてステップＳ４と同様に、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第１所定割合ΔＩｑ１より大きいか否かをアクセルペダル１６の開度であるアクセル開度Ｔｈによって判断してもよい。

【0080】

本実施形態の電動車両Ｃは、アクセルペダル１６の踏み込み量が減ると、内燃機関１に要求される出力が減少する。この場合、内燃機関１は、レスポンス良く出力を減少させることが好ましい。このため、中間領域Ｍにおいて要求噴射量Ｉｑに対して不足する燃料をポート噴射弁３２の噴射で調整することが好ましい。一方、アクセルペダル１６の踏み込み量の変化に起因しない場合は、エンジン制御装置１４は、内燃機関１の静粛性を優先し、内燃機関１の出力を緩やかに減少させることが好ましい。このような場合、中間領域Ｍにおいてポート要求噴射量ＩｑＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎとならないように、第２制御を優先することが好ましい。

【0081】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２のポート要求噴射量ＩｑＰＦＩおよびＤＩ燃圧に破線で示すように、要求噴射量Ｉｑの変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２以下の場合、エンジン制御装置１４は、要求噴射量Ｉｑの減少に対応した燃料噴射量を筒内噴射弁３０の燃圧を下降させることによって調整する第２制御を実行する。

【0082】

時刻Ｔ２のパーシャルリフト噴射フラグ、ポート要求噴射量ＩｑＰＦＩ、筒内要求噴射量ＩｑＤＩ、およびＤＩ燃圧に破線で示すように、要求噴射量Ｉｑが筒内噴射弁３０のフルリフト領域Ｆにおいて噴射可能な最小噴射量ＤＩｍｉｎより小さい場合（ステップＳ３１ ＹＥＳの一例）、エンジン制御装置１４は、第１制御を追加で実行してもよい。エンジン制御装置１４は、時刻Ｔ２において、パーシャルリフト噴射フラグをオンに切り替え、筒内要求噴射量ＩｑＤＩをパーシャルリフト領域に切り替えてもよい。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３のＤＩ燃圧に破線で示すように、このときエンジン制御装置１４は、燃圧を下降させた状態を維持したまま、第１制御を実行してもよい。

【0083】

このように、変化割合ΔＩｑが第２所定割合ΔＩｑ２以下の場合、内燃機関１の出力は緩やかに下降させればよい。このような場合、燃圧を下降させることによって、筒内噴射弁３０の実筒内噴射量ＩｒＤＩ量を減少させる。これによって、実ポート噴射量ＩｒＰＦＩが下限値ＰＦＩｍｉｎを下回ることを防止しながら、内燃機関１の出力を低下させることができる。この結果、内燃機関１の燃焼や排気ガスを良好に維持できる。

【0084】

以上説明した通り、本開示によれば、中間領域Ｍを使用せず要求噴射量Ｉｑを満足させることができる内燃機関の制御システムを提供できる。

【0085】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0086】

上記実施形態では、筒内噴射弁３０、ポート噴射弁３２、を備える内燃機関を例に説明したが、本開示はこれに限定されない。第１燃料噴射弁は、筒内噴射弁３０に限らず、パーシャルリフト領域Ｐとフルリフト領域Ｆを切り替え可能な燃料噴射弁であれば、どのような燃料噴射弁であってもよい。また、第２燃料噴射弁は、吸気ポート４０に燃料を噴射するポート噴射弁３２に限らず、第１燃料噴射弁と異なる位置に配置される燃料噴射弁であればどのような燃料噴射弁であってもよい。

【0087】

上記実施形態では、エンジン制御装置１４がアクセルペダル１６の踏み込み量であるアクセル開度Ｔｈを用いて、要求噴射量Ｉｑが増減したか否かを判断する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。アクセル開度Ｔｈは、アクセルペダル１６が実際に踏み込まれた量に限らず、例えば車両制御装置１２が演算した値などであってもよい。すなわち、電動車両Ｃがクルーズコントロールもしくは自動運転によって走行中において、車両制御装置１２は、内燃機関１に要求する出力（以下要求出力）を演算する。この場合、車両制御装置１２が電動車両Ｃを加減速させるために要求出力を増減させた場合、エンジン制御装置１４は、燃料噴射量をアクセルに起因して増加させたと判断してもよい。

【符号の説明】

【0088】

１：内燃機関，４：発電機
１４：エンジン制御装置，１６：アクセルペダル
３０：筒内噴射弁，３２：ポート噴射弁，３４：高圧ポンプ
Ｆ：フルリフト領域，Ｍ：中間領域，Ｐ：パーシャルリフト領域
ΔＩｑ：変化割合，ΔＩｑ１：第１所定割合，ΔＩｑ２：第２所定割合

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】