(57)【要約】【課題】二種類の燃料を、筒内噴射系を含む二系統噴射系を介して噴射する場合に、筒内噴射系におけるデポジットの発生を効果的に回避する。【解決手段】ポートインジェクタ２１４を介してガソリンが、また直噴インジェクタ２１９を介してアルコールが、夫々吸気ポート２１３及び燃焼室に噴射されるハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ１００は噴射制御処理を実行する。噴射制御処理では、第１貯留タンク２２０に貯留され、直噴インジェクタ２１９による噴射に供されるアルコールの残量Ｆ１が基準値Ｆ１ｔｈ未満となった場合に、直噴噴射量Ｑ１が減量補正される。また、係る直噴噴射量Ｑ１の減量補正に伴い、要求噴射量が維持されるようにポート噴射量Ｑ２が増量補正される。更に、アルコールの噴射量が減少することに伴うノッキングの発生を抑制するため、エンジン２００の動作点が高回転且つ低負荷側に変更される。【選択図】図４
2007315354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に対し第１の燃料を噴射する第１噴射手段、吸気ポートに対し前記第１の燃料とは相異なる第２の燃料を噴射する第２噴射手段、前記第１の燃料を貯留する第１貯留手段を含むと共に前記第１噴射手段に前記第１の燃料を供給する第１供給系及び前記第２の燃料を貯留する第２貯留手段を含むと共に前記第２噴射手段に前記第２の燃料を供給する第２供給系を有する内燃機関を備えた車両において、前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料の噴射量である第１噴射量及び前記第２の燃料の噴射量である第２噴射量を夫々設定する噴射量設定手段と、
前記設定された第１及び第２噴射量に相当する前記第１及び第２の燃料が噴射されるように前記第１及び第２噴射手段を夫々制御する噴射制御手段と、
前記第１供給系における前記第１の燃料の残量を特定する第１残量特定手段と、
前記特定された第１の燃料の残量を少なくとも含む所定種類の指標値に基づいて前記設定された第１噴射量の補正の要否を判別する判別手段と、
前記補正が必要であると判別された場合に、前記設定された第１噴射量を減少側に補正する第１補正手段と、
前記設定された第１噴射量が補正された場合に、前記設定された第１及び第２噴射量の総量が維持されるように前記設定された第２噴射量を増加側に補正する第２補正手段と
を具備し、
前記噴射制御手段は、前記設定された第１及び第２噴射量が補正された場合に、前記補正された第１及び第２噴射量に相当する前記第１及び第２の燃料が噴射されるように前記第１及び第２噴射手段を夫々制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記指標値は、前記設定された第１噴射量を更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２供給系における前記第２の燃料の残量を特定する第２残量特定手段を更に具備し、
前記指標値は、前記特定された第２の燃料の残量を更に含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記判別手段は、前記特定された第１の燃料の残量が所定値未満である場合に前記補正が必要であると判別する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第１補正手段は、前記設定された第１噴射量が所定の下限値まで減少するように前記設定された第１噴射量を補正する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第１の燃料はアルコールであり、前記第２の燃料はガソリンであり、且つ前記車両は、前記設定された第１及び第２噴射量の総量が維持された状態で前記内燃機関の動作点を変化させることが可能な動作点可変手段を更に備え、
前記内燃機関の制御装置は、
前記設定された第１噴射量が補正された場合に、前記動作点が高回転側且つ低負荷側に変化するように前記動作点可変手段を制御する動作点制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を筒内噴射する筒内噴射系を有する内燃機関において、筒内噴射系におけるデポジットの発生を回避するための内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、アルコール混合燃料を筒内噴射する内燃機関において燃料噴射弁先端のデポジット発生を回避するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関（以下、「従来の技術」と称する）によれば、燃料噴射弁先端部の温度がアルコール濃度に応じて設定される許容温度を超えた場合に、係る先端部の温度を低下させるべく点火時期を遅角することによって、デポジットの発生を回避することが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８０３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、二種類の燃料を、筒内噴射系を含む相互に独立した二種類の噴射系を介して噴射する場合、筒内噴射系に対応する燃料が、他の噴射系に対応する燃料よりも先に消費される事態が起こり得る。そのような場合には、筒内噴射系を介した燃料噴射が困難となり筒内噴射系の温度が上昇するため、点火時期等によって燃焼温度を低下させたとしても、筒内噴射系の温度を十分に低下させることが難しく、デポジットの発生が回避し得ない。
即ち、従来の技術には、場合によっては筒内噴射系におけるデポジットの発生を回避し難いという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、二種類の燃料を、筒内噴射系を含む二種類の噴射系を介して噴射する場合に、筒内噴射系におけるデポジットの発生を効果的に回避することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
燃焼室に対し第１の燃料を噴射する第１噴射手段、吸気ポートに対し前記第１の燃料とは相異なる第２の燃料を噴射する第２噴射手段、前記第１の燃料を貯留する第１貯留手段を含むと共に前記第１噴射手段に前記第１の燃料を供給する第１供給系及び前記第２の燃料を貯留する第２貯留手段を含むと共に前記第２噴射手段に前記第２の燃料を供給する第２供給系を有する内燃機関を備えた車両において、前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記第１の燃料の噴射量である第１噴射量及び前記第２の燃料の噴射量である第２噴射量を夫々設定する噴射量設定手段と、前記設定された第１及び第２噴射量に相当する前記第１及び第２の燃料が噴射されるように前記第１及び第２噴射手段を夫々制御する噴射制御手段と、前記第１供給系における前記第１の燃料の残量を特定する第１残量特定手段と、前記特定された第１の燃料の残量を少なくとも含む所定種類の指標値に基づいて前記設定された第１噴射量の補正の要否を判別する判別手段と、前記補正が必要であると判別された場合に、前記設定された第１噴射量を減少側に補正する第１補正手段と、前記設定された第１噴射量が補正された場合に、前記設定された第１及び第２噴射量の総量が維持されるように前記設定された第２噴射量を増加側に補正する第２補正手段とを具備し、前記噴射制御手段は、前記設定された第１及び第２噴射量が補正された場合に、前記補正された第１及び第２噴射量に相当する前記第１及び第２の燃料が噴射されるように前記第１及び第２噴射手段を夫々制御する。
【０００７】
本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関であって、特に、燃料として、例えばエタノールやメタノール等のアルコール又はガソリン等である第１燃料と、係る第１燃料とは相異なる、例えばガソリン又はエタノールやメタノール等のアルコール等である第２燃料とを使用可能な機関を包括する概念である。この第１及び第２燃料は、夫々例えば電子制御式インジェクタ等として構成された第１及び第２噴射手段により、夫々燃焼室及び吸気ポートに噴射される。
【０００８】
第１及び第２の燃料は、夫々第１及び第２供給系を介して第１及び第２噴射手段に供給される。ここで、第１及び第２供給系とは、第１及び第２の燃料を、少なくとも相互に独立して第１及び第２噴射手段に供給可能である限りにおいて、その物理的、機械的、機構的或いは電気的な構成は何ら限定されず、その一部がハードウェア的に或いは制御上共有されていてもよいが、好適には、夫々が相互に完全に独立した構成を有する。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される噴射量設定手段の作用よって、第１及び第２の燃料の噴射量である第１及び第２噴射量が、例えば、車速やアクセル開度等によって算出される内燃機関の要求出力等に応じて決定される内燃機関全体としての要求噴射量（即ち、総量）に、一定の、或いは内燃機関の負荷状態、燃料消費率（以下、適宜「燃費」と称する）、或いはノッキングの発生状態等に基づいて算出又は取得される不定の割合を夫々乗じること等によって設定される。尚、噴射量の総量に対する第１及び第２噴射量の比率は、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、内燃機関の動力性能及び環境性能並びに車両の快適性能等を、例えば内燃機関及び車両の環境条件、要求性能或いは仕様等に応じて相互に最適に整合し得るように決定されていてもよい。
【００１０】
尚、第１燃料及び第２燃料が夫々アルコール及びガソリンである場合等には特に、同等の発熱量を得るために必要となる噴射量は相異なるから、ここで言う内燃機関全体としての要求噴射量（総量）とは、例えば一方の燃料に換算した場合の噴射量であってもよい。即ち、第１及び第２燃料相互間の噴射量比率に応じて、内燃機関全体としての燃料噴射量の総量は変化してよい。
【００１１】
第１及び第２噴射量が決定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される噴射制御手段の作用よって、第１及び第２噴射量に相当する第１及び第２の燃料が噴射されるように、第１及び第２噴射手段が夫々制御される。
【００１２】
ここで、本発明に係る内燃機関において、第１及び第２燃料が夫々相互に独立して第１及び第２噴射手段に供給される構成であることに鑑みれば、第１及び第２供給系に含まれる、例えば燃料タンク等の構成を採り得る第１及び第２貯留手段における夫々の燃料残量は、相互に独立して変化することになる。従って、内燃機関の運転条件や、運転者による燃料補給の態様によっては、一方の燃料の残量が、他方の残量に対して過剰に少なくなるといった事態が想定され得る。
【００１３】
ここで特に、第１の燃料の残量が第２の燃料に対して過剰に少ない場合、端的には例えば第１の燃料のみが枯渇した場合、高温高熱の燃焼室内に例えば噴射弁等の一部が露出し、燃焼室に直接第１の燃料を噴射するように構成された、例えば直噴型インジェクタ等の第１噴射手段における温度上昇が顕著になり、所謂デポジットが発生し易くなる。デポジットが発生した場合、例えば燃焼性能の低下及び第１噴射手段の故障等といった不具合を招きかねない。
【００１４】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置では、係る問題を以下の如くにして解決している。即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１特定手段の作用により、第１供給系における第１の燃料の残量（以下、適宜「第１残量」と称する）が特定される。
【００１５】
ここで、本発明における「特定」とは、例えば電気的、物理的、化学的、機械的又は機構的な検出手段により直接的に又は間接的に検出することに限定されず、例えばこれら直接的に又は間接的に検出された値を例えば電気的な信号又はデータとして取得することを含み、更には、このように取得された信号又はデータ等から予め設定されたアルゴリズムや算出式に基づいて算出又は導出することをも含む広い概念である。
【００１６】
第１残量が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される判別手段によって、係る特定された第１残量を少なくとも含む所定種類の指標値に基づいて、噴射量設定手段により設定された第１噴射量の補正の要否が判別される。
【００１７】
ここで、「所定種類の指標値」とは、少なくとも第１残量を含み、第１の燃料が第２の燃料に先んじて枯渇するか否かを規定し得る指標値を包括する概念であり、係る概念の範囲内において何ら限定されない趣旨である。
【００１８】
第１噴射量の補正が必要であると判別された場合、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第１補正手段によって、設定された第１噴射量が、例えば第１残量に応じて連続的に減少するように、段階的に減少するように、或いは予め設定された固定値まで減少するように、減少側に補正される。更に、それに伴い、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２補正手段によって、設定された第２噴射量が、設定された第１及び第２噴射量の総量が維持されるように、即ち、第１噴射量の減少分を補うように増加側に補正される。このように第１及び第２噴射量が補正された場合、噴射制御手段により、係る補正された噴射量に相当する燃料が噴射されるように第１及び第２噴射手段が制御される。
【００１９】
このように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、第１の燃料が第２の燃料に先んじて枯渇すると推定される場合等に、第１噴射量の補正が実行され、第１噴射量が設定された噴射量よりも減少せしめられる。従って、第１残量の減少度合いを低下せしめ、第１噴射手段から第１の燃料が噴射されない、或いはその噴射量が過少であること等によるデポジットの発生を回避することが可能となる。また、この際、第２噴射量が、第１噴射量が減少せしめられた分に相当する量増加せしめられるため、燃料の要求噴射量は維持され、即ち車両の要求出力は維持され、デポジットの発生回避に伴う動力性能の低下も防止される。即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、効果的に第１噴射手段におけるデポジットの発生が回避されるのである。
【００２０】
尚、本発明に係る効果は、少なくとも設定された第１噴射量を減少せしめる限りにおいて担保されるのであり、第１噴射量を減少側に補正する際の補正の態様は、好適にはその減少量或いは補正後の第１噴射量の目標量は、特に限定されず、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、デポジットの発生を回避しつつ第１残量の減少度合いを可能な限り低下せしめ得るように、固定値或いは内燃機関の機関運転条件に応じて可変な値として決定されていてもよい。また、このような場合、係る減少量又は目標量は、予め然るべき記憶手段にマップ等として記憶されていてもよい。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記指標値は、前記設定された第１噴射量を更に含む。
【００２２】
この態様によれば、第１残量に加えて第１噴射量に基づいて第１噴射量の補正の要否が判別され得る。例えば、設定された第１噴射量が十分に小さい場合には、第１残量の減少の度合いも十分に小さいのであり、敢えて設定された第１噴射量を補正する必要が生じない場合も考え得る。即ち、この態様によれば、実践的にみてより効果的に第１噴射手段におけるデポジットの発生を回避することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記第２供給系における前記第２の燃料の残量を特定する第２残量特定手段を更に具備し、前記指標値は、前記特定された第２の燃料の残量を更に含む。
【００２４】
この態様によれば、補正の要否判別に係る指標値に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される第２残量特定手段によって特定される、第２供給系における第２の燃料の残量（以下、適宜「第２残量」と称する）が含まれる。例えば、第１残量が、第１噴射量を補正すべきであると考え得る程度に減少していても、第２残量が第１残量と同程度に減少している場合には、車両に搭載される燃料の総量が不足しているのであり、一般的な補給のタイミングが訪れているに過ぎないとも考えられる。即ち、この態様によれば、実践的にみてより効果的に第１噴射手段におけるデポジットの発生を回避することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記判別手段は、前記特定された第１の燃料の残量が所定値未満である場合に前記補正が必要であると判別する。
【００２６】
この態様によれば、第１残量が所定値未満である場合に第１噴射量の補正が必要であると判別される。第１残量の絶対量が少ない場合、近未来的に第１の燃料は枯渇する可能性が必然的に高くなるから、係る所定値を適切に設定することにより、単に第１残量自体を補正要否の判別基準として採用したとしても、必要にして十分に第１噴射手段のデポジット発生を回避することが可能となる。即ち、この態様によれば、効率的且つ効果的に第１噴射手段におけるデポジット発生を回避することが可能となる。
【００２７】
尚、係る所定値は、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、頻繁に第１噴射量の補正が行われることなく、且つ第１の燃料が枯渇する事態を確実に防止し得るように決定されていてもよい。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記第１補正手段は、前記設定された第１噴射量が所定の下限値まで減少するように前記設定された第１噴射量を補正する。
【００２９】
この態様によれば、第１噴射量の補正が行われる場合、第１噴射量は所定の下限値に設定される。この下限値とは、例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、第１噴射手段にデポジットが発生しない範囲で十分に少なく設定された噴射量であり、第１の燃料の減少速度を最大限に低下（即ち、ゆっくり減少させる）せしめることが可能となり得る。また、このように、補正時の第１噴射量の目標値が定まっている場合には、第１及び第２補正手段における制御上の負荷が軽減されて好適である。
【００３０】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記第１の燃料はアルコールであり、前記第２の燃料はガソリンであり、且つ前記車両は、前記設定された第１及び第２噴射量の総量が維持された状態で前記内燃機関の動作点を変化させることが可能な動作点可変手段を更に備え、前記内燃機関の制御装置は、前記設定された第１噴射量が補正された場合に、前記動作点が高回転側且つ低負荷側に変化するように前記動作点可変手段を制御する動作点制御手段を更に具備する。
【００３１】
この態様では、車両に動作点可変手段が備わり、例えば、トルク及び機関回転数の組み合わせとして規定される内燃機関の動作点を、第１及び第２噴射量の総量（即ち、内燃機関の要求噴射量）、即ち内燃機関の要求出力を維持した状態で変化させることが可能に構成される。
【００３２】
このような動作点可変手段の物理的、機械的、電気的又は機構的な構成は何ら限定されず、例えば、モータジェネレータ又はモータジェネレータ装置等の他の動力源を含み、それらと内燃機関との間で相互に動力の入出力を可能にするための、例えばプラネタリギアユニット等の動力分配手段を更に含んだ駆動ユニット等として構成されていてもよい。この場合、他の動力源の動作状態、例えばモータジェネレータ等の回転速度を制御すること等によって内燃機関の動作点を自由に変更することが可能となる。また、この場合、係る駆動ユニットと内燃機関とによって、所謂ハイブリッドシステムと称される、ハイブリッド型の動力出力装置が構成される。また、動作点可変手段は、内燃機関に連結された、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）又はそれに準じる装置を含む駆動系であってもよい。この場合、ＣＶＴに係る変速比の設定如何によって、内燃機関の動作点を自由に変更することが可能である。
【００３３】
ここで特に、第１の燃料、即ち燃焼室に直接噴射される燃料が、例えばエタノールやメタノール等のアルコールであり、且つ第２の燃料、即ち吸気ポートに噴射される燃料がガソリンである場合、第１噴射量を上述した如く減少側に補正することによって、噴射される燃料中のアルコールの割合が減少するから、その時点の内燃機関の運転条件によっては、ノッキングの発生が、或いはノッキング性能の低下（即ち、ノッキングが発生し易くなる）が生じる場合がある。
【００３４】
そこで、この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される動作点制御手段によって、内燃機関の動作点が、高回転且つ低負荷側に変化するように動作点可変手段が制御される。動作点が低負荷側に変更される場合（要求出力が維持されるから、それに伴い動作点は必然的に高回転側に変更される）、ノッキングが発生し難くなるから、噴射燃料中のアルコール量の低下を補うことが可能となる。即ち、効果的に第１噴射手段におけるデポジットの発生を回避することが可能となる。
【００３５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３７】
＜１：実施形態の構成＞
＜１−１：ハイブリッド車両の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０のブロック図である。
【００３８】
図１において、ハイブリッド車両１０は、車軸１１、車輪１２、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と称する）、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、ＳＯＣセンサ６００、車速センサ７００及びアクセルポジションセンサ８００を備えた、本発明に係る「車両」の一例たるハイブリッド車両である。
【００３９】
車軸１１は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力された動力を車輪に伝達するための軸である。
【００４０】
車輪１２は、車軸１１を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両１０全体で計４個備わっている。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する噴射制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００４２】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるバイフューエルエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ５００を充電するための或いはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
【００４４】
モータジェネレータＭＧ２は、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、或いはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。
【００４５】
尚、これらモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
【００４６】
動力分割機構３００は、エンジン２００の出力をＭＧ１及び車軸１１へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構である。動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、夫々が本発明に係る「動作点可変手段」の一例として機能するように構成されている。
【００４７】
ここで、図２を参照して、動力分割機構３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、動力分割機構３００とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００４８】
図２において、動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられたリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、後述するクランクシャフト２０５の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア３０６とを備える。
【００４９】
また、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合され、リングギア３０１は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されている。リングギア軸３０２は、車軸１１と連結されており、ＭＧ２が発する動力は、リングギア軸３０２を介して車軸１１へと伝達され、同様に車軸１１を介して伝達される車輪１２からの回転力は、リングギア軸３０２を介してＭＧ２に入力される。
【００５０】
係る構成の下、動力分割機構３００は、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に伝達し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。
【００５１】
図１に戻り、インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。
【００５２】
バッテリ５００はモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００５３】
ＳＯＣセンサ６００は、バッテリ５００の残容量を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＳＯＣセンサ６００によって検出されたバッテリ５００のＳＯＣは、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５４】
車速センサ７００は、ハイブリッド車両１０の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００５５】
アクセルポジションセンサ８００は、不図示のアクセルペダルの操作量（以降、適宜「アクセル開度」と称する）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ８００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、アクセル開度はＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００５６】
＜１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図３を参照して、エンジン２００の詳細構成について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の模式図である。尚、図３において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５７】
エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００５８】
図３において、外部から吸入された空気は、吸気管２０７を通過し、吸気管２０７の一部である吸気ポート２１３においてポートインジェクタ２１４（即ち、本発明に係る「第２噴射手段」の一例）から噴射されたガソリン（即ち、本発明に係る「第２の燃料」の一例）と混合されて前述の混合気の一部となる。ガソリンは、第２貯留タンク２１５（即ち、本発明に係る「第２貯留手段」の一例）に貯留されており、低圧ポンプ２１７の作用によりデリバリパイプ２１６を介してポートインジェクタ２１４に圧送供給されている。尚、ポートインジェクタ２１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される通電時間に応じた量の燃料を吸気ポート２１３に噴射することが可能に構成されている。尚、第２貯留タンク２１５、デリバリパイプ２１６及び低圧ポンプ２１７は、本発明に係る「第２供給系」の一例を構成している。また、第２貯留タンク２１５には、第２残量センサ２１８が設置されており、第２貯留タンク２１５におけるガソリンの残量（以下、適宜「ガソリン残量」と称する）を検出することが可能に構成されている。第２残量センサ２１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたガソリン残量は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００５９】
一方、エンジン２００は、ポートインジェクタ２１４の他に、直噴インジェクタ２１９を備える。直噴インジェクタ２１９は、エタノール等のアルコール（即ち、本発明に係る「第１の燃料」の一例）を気筒２０１内に直接噴射することが可能に構成された電子制御式のインジェクタであり、本発明に係る「第１噴射手段」の一例である。
【００６０】
アルコールは、第１貯留タンク２２０（即ち、本発明に係る「第１貯留手段」の一例）に貯留されており、低圧ポンプ２２２の作用によりデリバリパイプ２２１に導かれ、更にデリバリパイプ２２１に設置された高圧ポンプ２２３の作用によって昇圧された状態で、デリバリレール２２４に圧送される構成となっている。デリバリレール２２４は、アルコールを高圧状態で一時的に保持することが可能に構成されており、紙面と垂直な方向、即ち気筒２０１が配列する方向に延在している。デリバリレール２２４には、各気筒２０１に対応するようにサブデリバリ２２５が設けられており、サブデリバリ２２５の一端部に直噴インジェクタ２１９が接続されている。即ち、直噴インジェクタ２１９は、デリバリレール２２４から各サブデリバリ２２５を介して供給される高圧のアルコールを、気筒２０１内に直接噴射することが可能に構成されている。噴射されたアルコールは、吸気ポート２１３を介して供給される混合気と共に、前述した混合気となる。
【００６１】
尚、第１貯留タンク２２０、デリバリパイプ２２１、低圧ポンプ２２２、高圧ポンプ２２３、デリバリレール２２４及びサブデリバリ２２５は、本発明に係る「第１供給系」の一例を構成している。また、第１貯留タンク２２０には、第１残量センサ２２６が設置されており、第１貯留タンク２２０におけるアルコールの残量（以下、適宜「アルコール残量」と称する）を検出することが可能に構成されている。第１残量センサ２２６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアルコール残量は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００６２】
気筒２０１内部と吸気ポート２１３とは、吸気バルブ２２７の開閉によって連通状態が制御される。気筒２０１内部で燃焼した混合気たる排気は、吸気バルブ２２７の開閉に連動して開閉する排気バルブ２２８を通過し、排気ポート２２９に排出される。排気ポート２２９は排気管２３１に連通しており、排気ポート２２９から供給される排気は、排気管２３１を通過する過程で三元触媒２３３により浄化される構成となっている。
【００６３】
尚、排気管２３１には空燃比センサ２３２が設置されており、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。また、気筒２０１を収容するシリンダブロック（符号省略）内のウォータジャケット（符号省略）には、水温センサ２３０が設置されており、エンジン２００の冷却水温を検出することが可能に構成されている。空燃比センサ２３２及び水温センサ２３０は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、個々の検出値はＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００６４】
一方、吸気管２０７上には、クリーナ２０８が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。また、クリーナ２０８の下流側（気筒２０１側）には、ホットワイヤー式のエアフローメータ２０９が配設されており、吸入空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。エアフローメータ２０９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出値を表す電気信号がＥＣＵ１００に常に供給される構成となっている。
【００６５】
吸気管２０７における吸気ポート２１３の前段には、気筒２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１０が配設されている。スロットルバルブ２１０の開度は、スロットルポジションセンサ２１２によって検出され、スロットルポジションセンサ２１２と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。また、スロットルバルブ２１０の開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２１１によって可変に制御される構成となっている。
【００６６】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転状態を表すクランク角を検出するためのクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいてピストン２０３の位置を把握し、点火装置２０２による点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角を時間処理することによって、エンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。
【００６７】
＜２：実施形態の動作＞
＜２−１：ハイブリッド車両１０の基本動作＞
図１のハイブリッド車両１０においては、主として発電機として機能するモータジェネレータＭＧ１、主として電動機として機能するモータジェネレータＭＧ２、及びエンジン２００の夫々の動力配分がＥＣＵ１００及び動力分割機構３００により制御され、走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッド車両１０の動作について説明する。
【００６８】
＜２−１−１：始動時＞
例えば、ハイブリッド車両１０の始動時においては、バッテリ５００の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能する。この動力によってエンジン２００がクランキングされエンジン２００が始動する。
【００６９】
＜２−１−２：発進時＞
発進時には、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいたバッテリ５００の蓄電状態に応じて２種類の態様を採り得る。例えば、通常の（即ち、ＳＯＣが良好な）発進時においては、モータジェネレータＭＧ１によってバッテリ５００を充電する必要は生じないため、エンジン２００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２の動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない（即ち、ＳＯＣが低下している）場合、エンジン２００の動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、バッテリ５００が充電される。
【００７０】
＜２−１−３：軽負荷走行時＞
例えば、低速走行時や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン２００の効率が悪い為、インジェクタ２０７を介した燃料の噴射が停止されることによりエンジン２００が停止され、ハイブリッド車両１０は、モータジェネレータＭＧ２による動力のみで走行する。尚、この際、ＳＯＣが低下していれば、エンジン２００はモータジェネレータＭＧ１を駆動するために始動し、モータジェネレータＭＧ１によりバッテリ５００の充電が行われる。
【００７１】
＜２−１−４：通常走行時＞
エンジン２００の効率（例えば、燃焼効率等）が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両１０は主としてエンジン２００の動力によって走行する。この際、エンジン２００の動力は、動力分割機構３００によって２系統に分割され、一方は、車軸１１を介して車輪１２に伝達され、他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２によりエンジン２００の動力がアシストされる。尚、この際、ＳＯＣが低下している場合には、エンジン２００の出力を上昇させて、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力の一部がバッテリ５００へ充電される。
【００７２】
＜２−１−５：制動時＞
減速が行われる際には、車輪１２から車軸１１を介して伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪１２の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ５００が充電される、所謂「回生」が行われる。
【００７３】
＜２−２：エンジン２００の基本制御＞
次に、エンジン２００の基本的な制御動作について説明する。ＥＣＵ１００は、エンジン２００に要求される出力であるエンジン要求出力を、一定の周期で繰り返し演算している。この際、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ８００によって検出されるアクセル開度及び車速センサ７００によって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（車軸１１に出力されるべきトルク）を算出する。
【００７４】
更に、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサ６００の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類（エアコンやパワーステアリング等）の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更されてよい。
【００７５】
＜２−３：噴射制御処理の詳細＞
エンジン２００は、二種類の異なる燃料（即ち、アルコール及びガソリン）を使用するバイフューエルエンジンであり、個々の燃料は、夫々相互に独立した供給系を介して吸気ポートインジェクタ２１４及び直噴インジェクタ２１９に供給される。従って、一方の燃料が、他方の燃料よりも先に枯渇する事態が想定され得る。
【００７６】
直噴インジェクタ２１９は、噴射弁等一部が燃焼室内に露出しているから、アルコールがガソリンに先んじて枯渇した場合、噴射弁付近は、何らの冷却もなされないまま高温及び高熱に晒されることとなり、デポジットが発生し易い状況となる。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００が噴射制御処理を実行することによって、そのようなデポジットの発生が効果的に回避される。ここで、図４を参照して、噴射制御処理の詳細について説明する。ここに、図４は、噴射制御処理のフローチャートである。
【００７７】
図４において、ＥＣＵ１００は、直噴インジェクタ２１９を介したアルコールの噴射量である直噴噴射量Ｑ１及びポートインジェクタ２１４を介したガソリンの噴射量であるポート噴射量Ｑ２を夫々決定する（ステップＡ１０）。前述したように、エンジン２００の要求出力は、アクセル開度及び車速等に基づいて演算されており、ステップＡ１０に係る処理において、ＥＣＵ１００は先ず、係る要求出力に対応する燃料の噴射量の総量である要求噴射量を算出する。要求噴射量を算出すると、ＥＣＵ１００は、予め設定されたマップに従って直噴噴射量Ｑ１とポート噴射量Ｑ２との噴射比率を決定し、係る噴射比率に応じて直噴噴射量Ｑ１及びポート噴射量Ｑ２を算出する。
【００７８】
各噴射量が決定されると、ＥＣＵ１００は、第１残量センサ２２６によって検出されるアルコール残量Ｆ１が、予め設定された基準値Ｆ１ｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。アルコール残量Ｆ１が基準値Ｆ１ｔｈ以上である場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１５に移行する。また、アルコール残量Ｆ１が基準値Ｆ１ｔｈ未満である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、直噴噴射量Ｑ１を減量補正する（ステップＡ１２）。
【００７９】
ステップＡ１２に係る処理において、ＥＣＵ１００は、直噴噴射量Ｑ１が、その時点におけるエンジン２００の機関回転数Ｎｅ及び負荷に対応する下限噴射量（即ち、本発明に係る「所定の下限値」の一例）となるように、ステップＡ１０において設定された直噴噴射量Ｑ１を減量補正する。尚、本実施形態に係る下限噴射量とは、直噴インジェクタ２１９にデポジットを発生させない範囲で最も少ない燃料量であり、機関回転数Ｎｅ及び負荷に対応付けられ、マップとして予めＲＯＭに格納されている。
【００８０】
直噴噴射量Ｑ１を減量補正すると、ＥＣＵ１００は、直噴噴射量Ｑ１の減少量を補うべくポート噴射量Ｑ２を増量補正する（ステップＡ１３）。これにより、要求噴射量が維持されたまま、直噴噴射量Ｑ１の比率を低下させることが可能となる。
【００８１】
尚、既に述べたように、アルコールとガソリンとは同等の発熱量を得るために必要な噴射量が異なるから、「要求噴射量が維持されるように」とは言っても、厳密には、このような発熱量の差異により噴射量の総量の絶対値は異なってよい。
【００８２】
噴射量の補正が終了すると、ＥＣＵ１００は更に、エンジン２００の動作点を設定する（ステップＡ１４）。ここで、図５を参照し、エンジン２００の動作点について説明する。ここに、図５は、エンジン２００の動作点を規定する座標系の模式図である。
【００８３】
図５において、エンジン２００の動作点は、縦軸及び横軸に夫々エンジン２００のトルクＴｒ及び機関回転数Ｎｅが表されてなる二次元座標系の一座標点として表すことができる。エンジン２００の動作点は、基本的にエンジン２００の燃費が最適となるように設定されており、このように設定される動作点を連結することによって図示動作線ＭＶが得られる。即ち、通常、エンジン２００の動作点は、動作線ＭＶ上で要求出力に対応する動作点に設定される。
【００８４】
ここで、便宜的に現時点における要求出力に対応する動作点を、トルクＴｒ１及び機関回転数Ｎｅ１に対応する図示動作点ＭＶ１とする。上述した直噴噴射量Ｑ１の補正は、要求噴射量が維持されることに鑑みればエンジン２００の動作点に対し直接影響を及ぼすことはないが、エンジン２００の動作点を、直噴噴射量Ｑ１の補正後も動作点ＭＶ１に固定した場合、直噴側の燃料がアルコールであることに鑑みれば燃料中のアルコール濃度は係る補正によって低下するから、ノッキング性能の低下を招きかねない。特に、比較的高トルクの運転領域では、ノッキングの発生が無視し得ない程度に顕在化する場合がある。
【００８５】
従って、本実施形態では、ノッキング性能の低下を補うべく、直噴噴射量Ｑ１の減量補正に伴ってエンジン２００の動作点が高回転且つ低負荷（即ち、低トルク）側に、例えば、トルクＴｒ２（Ｔｒ２＜Ｔｒ１）且つ機関回転数Ｎｅ２（Ｎｅ２＞Ｎｅ１）の点に相当する図示動作点ＭＶ２に変更される。動作点が低負荷側に変更されることに伴ってノッキングの発生が抑制されるから、直噴噴射量Ｑ１が減量補正されたことに伴うノッキング性能の低下分を効果的に補償することが可能となる。
【００８６】
尚、動作点を変更する際、車速を維持すべく燃料の要求噴射量（総量）は維持されるから、動作点は即ち、出力が等しい点を連結してなる図示等出力線ＰＷ１上を、動作点ＭＶ１から動作点ＭＶ２に向かって移動せしめられる。このような等出力線上の動作点の変更は、例えば、動力分割機構３００を介してエンジン２００に接続されるモータジェネレータＭＧ１の回転速度制御により実現される。即ち、ハイブリッド車両１０では、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２及びエンジン２００のうち二要素の回転数（回転速度）が決定されれば、残余の一要素の回転数（回転速度）も必然的に定まるため、車軸１１に連結されたモータジェネレータＭＧ２の回転速度はハイブリッド車両１０の走行状態に応じて固定されているとして、モータジェネレータＭＧ１の回転速度を制御することによって、エンジン２００の機関回転数Ｎｅを変化させることが可能となる。
【００８７】
ハイブリッド車両１０では、このようにエンジン２００の動作点を自由に設定可能であるが、例えば、ハイブリッド車両１０ではない、即ち、動力源としてエンジン２００のみを備える場合であっても、例えば、駆動系にＣＶＴ又はそれに準じる装置等が備わる場合には、本実施形態と同様にエンジン２００の動作点を自由に選択可能である。
【００８８】
尚、動作点を自由に設定することが可能であることに鑑みれば、動作点を高回転且つ低負荷側に変更するに際し、現時点における動作点よりも高回転且つ低負荷側の領域からエンジン２００の燃費が最小となる燃費最小動作点を決定することが可能である場合には、動作点をそのような燃費最小動作点に変更してもよい。このような燃費最小動作点の決定に係る指標は、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーション等に基づいて、例えば一の等出力線毎に与えられていてもよい。
【００８９】
尚、ノッキングの発生を抑制することのみを考えれば、点火装置２０２に係る点火時期を遅角制御することによって、ノッキングの発生を抑制することも可能である。その場合、エンジン２００の出力トルクも多少低下するから、結局図示等出力線ＰＷ１上で動作点は変化する。但し、点火装置２０２に係る点火時期が通常、例えばＭＢＴに設定されている場合には、点火時期を遅角することによって燃費が変化し得るから、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、又はリアルタイムに何らかのアルゴリズムに従って、点火時期の遅角制御と上述したモータジェネレータＭＧ１を介した動作点の変更とのうちいずれの燃費が小さいかを決定し得る場合には、直噴噴射量Ｑ１の減量補正に伴って、燃費のより小さい方の動作点が選択されてもよい。
【００９０】
図４に戻り、エンジン２００の動作点が設定されると、係る設定された動作点でエンジン２００が動作するように、且つ補正された直噴噴射量Ｑ１及びポート噴射量Ｑ２が噴射されるように、エンジン２００の動作状態が制御される（ステップＡ１５）。また、ステップＡ１１に係る処理において、アルコール残量Ｆ１が基準値Ｆ１ｔｈ以上である場合には、ステップＡ１５に係る処理により、上述した燃料補正がなされることなく、ステップＡ１０に係る処理において設定された直噴噴射量Ｑ１及びポート噴射量Ｑ２に従って、エンジン２００の動作状態が制御される。エンジン２００の動作状態が制御されると、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１０に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００９１】
以上、説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、直噴インジェクタ２１９から噴射されるアルコールの残量が少なく、近未来的にポートインジェクタ２１４から噴射されるガソリンに先んじて枯渇する可能性がある場合等には、直噴噴射量Ｑ１が、直噴インジェクタ２１９にデポジットを発生させない範囲で極力減少せしめられ、燃料であるアルコールの消費が抑制される。この際、ポート噴射量Ｑ２が直噴噴射量Ｑ１の減少分に相当する量増量補正されるため、要求噴射量自体は維持される。更には、エンジン２００の動作点を高回転且つ低負荷側に変更することによって、ノッキングの発生が抑制され、噴射燃料中のアルコール比率が低下することによるノッキング性能の低下分が補償される。即ち、本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、直噴インジェクタ２１９におけるデポジットの発生を効果的に回避することが可能となるのである。
【００９２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の模式図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における動力分割機構の模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両におけるエンジンの模式図である。
【図４】ＥＣＵが実行する噴射制御処理のフローチャートである。
【図５】エンジンの動作点を規定する座標系の模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…点火装置、２１４…ポートインジェクタ、２１９…直噴インジェクタ、２１５…第２貯留タンク、２２０…第１貯留タンク、３００…動力分割機構、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。
【図１】
2007315354.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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