(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、内燃機関の低温始動時に燃料の噴射量を増量する場合、二次電池の出力上限値が高い状態では内燃機関の回転速度が比較的高くなり、噴射時間を確保することができず、十分な増量ができない。【解決手段】内燃機関の低温始動時（Ｓ１００）、燃料の噴射量を増量する（Ｓ１０２）。二次電池の出力上限値が所定値より高い場合（Ｓ１０４）、燃料の噴射圧を上昇させる（Ｓ１０６）。噴射圧が高いため、短い時間で多くの燃料を噴射することができ、噴射量の増量に対応できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池から電力が供給される車両駆動用の電動機と内燃機関とを備え、前記電動機により内燃機関の始動を行うハイブリッド車両用動力装置の制御装置であって、
内燃機関の温度が所定値以下の場合の内燃機関の始動時において、燃料噴射量を増量し、さらに、二次電池の出力電力の上限値が高いときには燃料噴射圧を高くする、
ハイブリッド車両用動力装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用の原動機として内燃機関と電動機を備えたハイブリッド車両用動力装置の制御装置に関し、特に内燃機関の低温時の始動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動用の原動機として内燃機関と電動機を備えたハイブリッド車両が知られている。電動機は、内燃機関の始動時のクランキングも行う。低温環境下で内燃機関を始動する際には、燃料が十分に気化しない場合があるため、燃料を通常より増量する制御が行われる。燃料の増量は、噴射時間の増加により実施される。下記特許文献１には、ハイブリッド車両の動力装置において、電動機に電力を供給する二次電池の蓄電量が少ないとき、つまり二次電池が出力できる電力の上限値が低いとき、この上限値に応じて内燃機関始動時のクランキング速度を低くすることが記載されている。クランキング速度を低くすることで、蓄電量の減少を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１４４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
低温始動時に、燃料噴射量を増量する制御がなされた場合、クランキング速度が高いと増量された噴射量に対応する噴射時間が確保できない場合があり、実際には制御どおりの噴射量とならない場合がある。上記特許文献１のように、二次電池の出力電力の上限値が低いときにクランキング速度を低くする制御を行っていても、ある程度、出力電力の上限値が高い場合には、クランキング速度が十分低くならず噴射時間が確保できない場合がある。
【０００５】
本発明は、内燃機関の低温始動時において、燃料噴射量を増量する制御がなされたときに、その制御どおり増量された燃料が噴射されるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両用動力装置は、二次電池から電力が供給される車両駆動用の電動機と内燃機関とを備え、前記電動機により内燃機関の始動を行う。そして、このハイブリッド車両用動力装置を制御する制御装置は、内燃機関の温度が所定値以下の場合の内燃機関の始動時において、燃料噴射量を増量する制御をし、さらに、二次電池の出力可能電力が大きいときには小さいときに比べて燃料噴射圧を高くする制御を行う。
【発明の効果】
【０００７】
燃料噴射量を増量する制御が行われても、燃料噴射圧を高めることで、所定の時間内で増量された燃料を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】低温時の燃料噴射制御に係る制御フローの一例を示す図である。
【図３】冷却水温に対する噴射圧の設定値の一例を示す図である。
【図４】低温時の燃料噴射制御に係る制御フローの他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、ハイブリッド車両１０の概略構成を示すブロック図である。ハイブリッド車両１０の動力装置１２は、車両駆動用の原動機として内燃機関１４と電動機１６を備える。内燃機関１４は、ガソリン機関である。電動機１６は、発電機として機能することが可能であり、内燃機関１４に駆動されて発電してもよく、また車両の制動時に車両の慣性により駆動されて発電してもよい。内燃機関１４には、燃料タンク１８から燃料ポンプ２０によって燃料が送られる。燃料は、燃料噴射弁から気筒内に供給される。燃料噴射弁は、気筒内に燃料を直接噴射する直接噴射弁と吸気ポート内に噴射するポート噴射弁の一方、または双方を備えるようにできる。電動機１６には、二次電池２２から電力が供給される。また電動機１６が発電機として機能するときには、発電された電力が二次電池２２に充電される。内燃機関１４を始動する際には、電動機１６により内燃機関１４のクランキングを行う。
【００１０】
制御装置２４は、運転者の要求（加速要求・減速要求など）、車両速度、二次電池２２の蓄電量、外気温度、内燃機関の温度などの変数に基づき、内燃機関１４および電動機１６の出力を制御する。内燃機関の温度は、例えば冷却水の温度で代表することができ、冷却水温を検出するために水温センサ２６が設けられている。以下、内燃機関の温度の代表値を冷却水の温度（冷却水温）として説明する。
【００１１】
二次電池２２から出力される電力について上限値が設定されている。以下、この上限値を出力上限値Ｗoutと記す。出力上限値Ｗoutは条件によって変更され、例えば、蓄電量が少ないときには、出力上限値Ｗoutを小さくし電力消費を抑えるようにする。また、二次電池２２の温度が低いときには、電池保護のために出力上限値Ｗoutを小さくする。制御装置２４は、各種の条件から出力上限値Ｗoutを設定し、二次電池２２の出力がその値以下となるように動力装置１２の制御を行う。
【００１２】
低温時の内燃機関１４の始動においては、燃料の一部が気化しないことを考慮して燃料噴射量が増量される場合がある。燃料は、吸気行程の所定期間に噴射される必要があるが、増量された燃料をこの所定期間内に噴射しきれない場合がある。特に、直接噴射弁とポート噴射弁を備える内燃機関においては、増量された燃料を噴射しきれない場合がある。このような二種の噴射弁を備える内燃機関においては、燃料を多量に噴射する高出力運転時には直接噴射弁から燃料を噴射するため、ポート噴射弁は多量の燃料を噴射することに対応していない。低温時においては、気化した燃料が気筒内に送られるようにするため、ポート噴射弁から燃料の噴射を行う。しかし、前記のようにポート噴射弁が多量の燃料噴射に対応していないため、増量された燃料を噴射しきれない場合がある。
【００１３】
上記特許文献１においては、低温時の始動において、クランキング速度を低くして、二次電池の蓄電量の減少を抑制することが行われている。クランキング速度が低くなれば、噴射量の増量に対応した噴射時間を確保できる可能性が高まる。一方で、出力上限値Ｗoutが高い場合には、クランキング速度が比較的高く設定される。よって、内燃機関が低温であっても、出力上限値Ｗoutが高いときには、噴射時間を確保できず、燃料が十分に増量できない場合がある。出力上限値Ｗoutは、二次電池２２の温度によって変更され、低温では、電池保護のために低く設定される。一般には、内燃機関１４が低温のとき、二次電池２２も低温となり、低温始動時のクランキング速度は低くなる。しかし、二次電池２２が車室内に配置されている場合などには、車両が運行を終えた後、内燃機関１４に比べて二次電池２２の温度が下がらず、内燃機関１４は低温であるが二次電池２２は比較的高温となっている（出力上限値Ｗoutが比較的高い）場合があり、クランキング速度は比較的高くなる。このような場合にも、噴射時間が確保できず、増量制御に対応した量の燃料を噴射できない可能性がある。
【００１４】
この実施形態においては、低温始動時の燃料の増量制御に対して、出力上限値Ｗoutが高いときには、燃料の噴射圧を高くして実際の噴射量が増量されるようにしている。燃料の噴射圧は、燃料ポンプ２０の回転速度を高めることで達成される。制御装置２４は、水温センサ２６で検知された内燃機関１４の温度が、予め定められた低温始動を行う必要がある温度であり、かつ二次電池２２の出力上限値Ｗoutが所定値以上である場合、燃料ポンプ２０の回転速度を高くする制御を行う。これにより、燃料の圧力が上昇し、噴射圧が上昇する。噴射圧が上昇することで、短い時間により多くの燃料を噴射することができる。
【００１５】
噴射圧は、常温時の始動に対して一定の値増加するようにできる。また、冷却水温が低下するに従って段階的に、またはリニアに増加するようにしてもよい。
【００１６】
出力上限値Ｗoutが低いときには、噴射圧の増圧をしないことで、燃料ポンプ２０の駆動に要する電力の消費を抑える。出力上限値Ｗoutが低いときには、二次電池２２の蓄電量が少ない可能性があり、この場合、蓄電量を減らさないことが優先される。
【００１７】
図２は、低温時の内燃機関１４の始動時の燃料噴射に係る制御フローを示す図である。内燃機関１４の始動が指令されると、水温センサ２６の出力に基づき冷却水温が検出される。制御装置２４は、検出された冷却水温が所定値より低い（Ｓ１００）と、低温時に対応した始動制御が必要と判断して、燃料噴射量の増量を指令する（Ｓ１０２）。冷却水温が所定値以上であればこの制御フローを抜け、燃料噴射に係る制御は常温時の始動制御に従う。次に、制御装置２４は、二次電池２２の出力上限値Ｗoutを取得し、これが所定値より高ければ、燃料噴射圧が高くなるよう指令する（Ｓ１０６）。具体的には、燃料ポンプ２０の回転速度が高くなるよう制御する。噴射量が増量され、噴射圧が増加した状態で内燃機関１４の始動が行われる。
【００１８】
ステップＳ１０４において出力上限値Ｗoutが低いと判断されれば、この制御を抜け、燃料噴射圧は常温時に従う。出力上限値Ｗoutが低いときに、始動時のクランキング速度を低く制御する動力装置においては、燃料の噴射時間を長く取ることができ、噴射圧を高くしなくても、燃料噴射量の増量に対応できる。
【００１９】
低温時の始動において、燃料の噴射圧を高くすることは燃料の気化促進につながり好ましい。噴射圧を高くすることで、噴射された燃料の液滴は細かくなって気化しやすくなり、始動性が改善される。したがって、始動性の改善のためには、出力上限値Ｗoutが低い場合であっても、燃料の噴射圧を高くすることが望ましい。一方で、出力上限値Ｗoutが低い場合には、二次電池２２の蓄電量が少ない場合があり燃料ポンプ２０の駆動に使用される電力を増やすのは望ましくない。これを考慮して、出力上限値Ｗoutが低いとき、出力上限値Ｗoutが高いときよりは低い値に燃料の噴射圧を高くすることができる。
【００２０】
図３には、出力上限値Ｗoutに応じて変更される燃料噴射圧の一例が示されている。冷却水温がしきい値Ｔｃより低いときに、噴射圧の増圧が行われる。出力上限値Ｗoutが所定値以下の場合には、所定値より高い場合に比べて少なく増圧される。噴射圧は、図示するように冷却水温が低くなるほど増圧されるように定めることができる。また、冷却水温が低下するに従って段階的に増圧されるように定めることができる。さらにまた、増圧は一定値、つまり冷却水温がＴｃ以下で、噴射圧が一定となるように定めることもできる。また、図３においては、出力上限値Ｗoutの高低に応じて２種の噴射圧が設定されるが、３種以上の噴射圧を設定するようにしてもよい。
【００２１】
図４は、低温時において２種の噴射圧特性を有する場合の制御フローを示す図である。図２に示す制御フローと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。ステップＳ１０４において出力上限値Ｗoutが所定値より高いと判断されると、燃料の噴射圧が高めの値に増加される（Ｓ１１０）。具体的には燃料ポンプ２０の回転速度を増加して噴射圧を高める。一方、ステップＳ１０４において出力上限値Ｗoutが所定値以下であると判断されると、燃料の噴射圧が、ステップＳ１１０で定められる値よりも低い値に増加される（Ｓ１１２）。具体的には燃料ポンプ２０の回転速度を、ステップＳ１１０で定められる速度より低い速度に増加して噴射圧を高める。ステップＳ１０２、およびＳ１１０またはＳ１１２で設定された燃料の噴射量および噴射圧で内燃機関１４の始動制御が実行される。
【００２２】
出力上限値Ｗoutが所定値より高いときには、噴射圧が増加されるので、噴射時間を確保する。また、出力上限値Ｗoutが所定値より低いときには、二次電池２２の充電量が低い場合があり、燃料ポンプ２０の駆動電力を大きく増加させないようにして、蓄電量の減少を抑制する。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ハイブリッド車両、１２  動力装置、１４  内燃機関、１６  電動機、１８  燃料タンク、２０  燃料ポンプ、２２  二次電池、２４  制御装置、２６  水温センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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