内燃機関の制御装置
【課題】筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制する。
【解決手段】ポート用燃料噴射バルブから燃料を噴射するモードのときには、エンジンの運転状態に基づくエンジンの空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジンを制御し（Ｓ１９０，Ｓ２３０〜Ｓ２７０）、筒内用燃料噴射バルブのみから燃料を噴射する筒内噴射駆動モードから他のモードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる傾向に補正量Ｆｗを計算し（Ｓ２００〜Ｓ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射を行なう（Ｓ２５０〜Ｓ２７０）。
【解決手段】ポート用燃料噴射バルブから燃料を噴射するモードのときには、エンジンの運転状態に基づくエンジンの空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジンを制御し（Ｓ１９０，Ｓ２３０〜Ｓ２７０）、筒内用燃料噴射バルブのみから燃料を噴射する筒内噴射駆動モードから他のモードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる傾向に補正量Ｆｗを計算し（Ｓ２００〜Ｓ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射を行なう（Ｓ２５０〜Ｓ２７０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくともポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、筒内噴射用インジェクタから筒内に燃料を噴射する直噴運転と、吸気ポート噴射用インジェクタから吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射運転とを行なう内燃機関において、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射（直噴運転）から吸気ポート噴射用インジェクタからの燃料噴射（ポート噴射運転）へ切り替えられるときには、ポート噴射による吸気ポートの燃料壁面付着量が安定するまで吸気同期噴射を行なう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、これにより、壁面付着燃料の影響を受けることなく安定した混合気を得ることでトルク変動やエミッションの悪化を抑制しているものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の内燃機関の制御装置では、直噴運転からポート噴射運転への切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離する場合がある。ポート噴射運転への切り替え前の直噴運転の継続時間が短いと、その直噴運転前のポート噴射運転により吸気ポートの壁面に付着していた燃料が筒内に吸入されず残っており、こうして吸気ポートの壁面に残った燃料のために、直噴運転からの切り替えによりポート噴射運転を開始したときに内燃機関の空燃比が目標空燃比より濃く（リッチに）なる場合がある。
【０００５】
本発明の内燃機関の制御装置は、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置は、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくとも前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の運転状態に基づく前記内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する燃料噴射制御手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に前記補正量を設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関の制御装置では、少なくともポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードのときには、内燃機関の運転状態に基づく内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御する。さらに、筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定する。筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときにはその前のポート噴射モードでの燃料噴射により吸気ポートの壁面に燃料が付着しており、筒内噴射モードの継続時間が長いほど吸気ポートの壁面に付着した燃料は筒内に吸入され減少する。したがって、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときに切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど吸気ポートの壁面にはより多くの燃料が付着していると考えられるため、この切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定することにより、ポート噴射モードで燃料噴射を開始したときに補正量が過大となって内燃機関の空燃比が目標空燃比より濃くなるのを抑制することができる。この結果、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することができる。この場合、前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードのときには、前記基本燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【０００９】
ここで、前記筒内噴射モードは、前記筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とのうち前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射するモードである、ものとすることができる。また、前記ポート噴射モードは、前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とのうち前記ポート用燃料噴射弁のみから燃料を噴射するモードと、前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁との両方から燃料を噴射するモードとを含むモードである、ものとすることができる。さらに、内燃機関の目標空燃比としては、内燃機関の理論空燃比などを用いることができ、基本燃料噴射量としては、内燃機関の回転数と負荷とに基づくものなどとすることができる。
【００１０】
こうした本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときに前記吸気ポートの壁面に付着していた燃料量のうち前記継続時間の間に前記筒内に吸入された量を除いた残余の燃料量が反映されるよう前記補正量を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、補正量をより適正に設定することができる。
【００１１】
この残余の燃料量が反映されるよう補正量を設定する態様の本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の定常状態で前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量についての前記内燃機関の運転状態の変化後の量から該変化前の量を減じて得られる壁面付着量差に、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量としての前記壁面付着量差のうち前記筒内に吸入される燃料量の比率である第１の比率を乗じた値と、前記吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量に、前記壁面付着推定量のうち前記筒内に今回吸入される比率である第２の比率を乗じた値と、の和を前記補正量として設定する手段であり、更に、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記内燃機関の運転状態に基づいて該運転状態が定常状態であるとしたときの前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量から前記残余の燃料量を減じた値を、前記壁面付着量差として用いて、前記補正量を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、補正量を更に適正に設定することができる。
【００１２】
また、本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量との割合を示す噴き分け率を設定し、前記ポート噴射モードのときには前記設定した吹き分け率に応じて前記目標燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とから分配されて噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。この場合、前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードのときには前記基本燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁から噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置を搭載す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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】吹き分け率設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】壁面付着残余量推定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置を搭載す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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、実施例の内燃機関の制御装置としては、主にエンジンＥＣＵ２４が該当する。
【００１６】
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から燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合し、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、空気を燃焼室に吸入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三元触媒を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
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、時間を計測するタイマ２４ｄ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２６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θｃｒ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を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾースト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からのカム角，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からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，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Ｔａ，浄化装置１３４の三元触媒の温度を検出する温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃ，排気系に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２，吸気管内の圧力を検出する圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓなどが入力ポートを介して入力されている。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への駆動信号やポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号、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ＶＴを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。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の負荷としての体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したり、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からの回転位置θｍ１，θｍ２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ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２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Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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やシフトレバー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。また、ＨＶＥＣＵ７０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。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーとに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値以上やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値未満などのエンジン２２の運転条件が成立しているときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力する運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２が運転されて要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御され、エンジン２２の運転条件が成立していないときには、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するようモータＭＧ２が運転制御される。
【００２２】
エンジン２２の運転制御では、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転するための目標スロットル開度ＴＨ＊と吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊とを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて理論空燃比などの目標空燃比を得るための目標燃料噴射量Ｆ＊とエンジン２２におけるノックの発生が抑制される範囲内でエンジン２２の点火時期を早くするための目標点火時期Ｔｆ＊とを設定する。そして、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨを目標スロットル開度ＴＨ＊とするようスロットルモータ１３６を駆動制御することによって吸入空気量制御が行なわれ、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とするよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動制御することによって開閉タイミング制御が行なわれ、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動制御することによって燃料噴射制御が行なわれ、目標点火時期Ｔｆ＊で点火を行なうようイグニッションコイル１３８を駆動制御することによって点火制御が行なわれる。
【００２３】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０におけるエンジン２２の動作、特にエンジン２２の燃料噴射制御を行なう際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御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、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２４】
燃料噴射制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ，圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴなど制御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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。また、エンジン２２の体積効率ＫＬは、吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算されたものを入力するものとした。吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴは、クランクポジションセンサ１４０からの信号とカムポジションセンサ１４４からの信号とに基づいて演算されたものを入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の空燃比を理論空燃比などの目標空燃比とするための燃料噴射量の基本値である基本燃料噴射量Ｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。基本燃料噴射量Ｆｂは、実施例では、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと基本燃料噴射量Ｆｂとの関係を予め実験や解析により定めて基本燃料噴射量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると記憶したマップから対応する基本燃料噴射量Ｆｂを導出して設定するものとした。
【００２６】
続いて、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて、エンジン２２の燃料噴射量のうち筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量とポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量との分担比率（割合）を示す吹き分け率Ｒｐを設定し（ステップＳ１２０）、設定した噴き分け率Ｒｐに基づいてエンジン２２の駆動モードを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、吹き分け率Ｒｐは、実施例では、エンジン２２の燃料噴射量を１００％としたときのポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量の割合を表すものとし、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとエンジン２２を効率よく運転するための吹き分け率Ｒｐとの関係を予め実験や解析により定めて吹き分け率設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると記憶したマップから対応する吹き分け率Ｒｐを導出して設定するものとした。図４に吹き分け率設定用マップの一例を示す。なお、吹き分け率Ｒｐに代えて、エンジン２２の燃料噴射量を１００％としたときの筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量の割合を表す吹き分け率Ｒｄを用いるものしてもよい。
【００２７】
図４の吹き分け率Ｒｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１未満の中低回転数領域では、体積効率ＫＬが大きいほど小さくなる値が設定されており、具体的には、体積効率ＫＬが第１効率ＫＬ１未満のときに値１（１００％）が設定され、体積効率ＫＬが第１効率ＫＬ１以上かつ第２効率ＫＬ２未満のときに値Ｒｐ１（例えば値０．４や値０．５，値０．６など）が設定され、体積効率ＫＬが第２効率ＫＬ２以上かつ第３効率ＫＬ３未満のときに値Ｒｐ１より小さい値Ｒｐ２（例えば、値０．２や値０．３など）が設定され、体積効率ＫＬが第３効率ＫＬ３以上のときに値０（０％）が設定されている。さらに、図４の吹き分け率Ｒｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以上の高回転数領域では、体積効率ＫＬに拘わらず値０（０％）が設定されている。これは、体積効率ＫＬが大きい領域や回転数Ｎｅが高い領域では、混合気が均質化されやすく、吸気ポートに燃料噴射するよりも筒内に燃料噴射した方がエンジン２２から効率よく高トルクを出力しやすい、などの理由に基づく。したがって、エンジン２２の駆動モードは、図４の例では、噴き分け率Ｒｐが値０のとき（エンジン２２の運転領域がいわゆる直噴領域内のとき）には筒内噴射駆動モード（いわゆる直噴モード）が設定され、噴き分け率Ｒｐが値１のときにはポート噴射駆動モードが設定され、噴き分け率Ｒｐが値Ｒｐ１または値Ｒｐ２のときには共用噴射駆動モードが設定される。なお、噴き分け率設定用マップは、冷却水温Ｔｗが比較的低い場合に用いられる低水温時のマップと冷却水温Ｔｗが比較的高い場合に用いられる通常水温時のマップとを使い分けるものとしてもよい。
【００２８】
こうして噴き分け率Ｒｐと駆動モードとを設定すると、設定した駆動モードを調べ（ステップＳ１４０）、設定した駆動モードが筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから燃料噴射を行なう筒内噴射駆動モードのときには、基本燃料噴射量Ｆｂを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊に値１から噴き分け率Ｒｐを減じた値（１−Ｒｐ）を乗じたものを筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊として設定すると共に、目標燃料噴射量Ｆ＊に噴き分け率Ｒｐを乗じたものをポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊として設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊の筒内への燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５を駆動すると共に、設定したポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊の吸気ポートへの燃料噴射が行なわれるようポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。したがって、噴き分け率Ｒｐが値０（０％）となる筒内噴射駆動モードでは、ポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊は値０となるから、目標燃料噴射量Ｆ＊（即ち基本燃料噴射量Ｆｂ）の燃料が筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから噴射されることになる。こうした制御により、筒内噴射駆動モードでエンジン２２の空燃比が理論空燃比などの目標空燃比となるよう燃料噴射制御を行なうことができる。
【００３０】
設定した駆動モードがポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモード（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モード）のときには、エンジン２２の運転状態が定常状態であるか過渡状態であるかを判定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の運転状態が定常状態であると判定されたときには、基本燃料噴射量Ｆｂを補正する必要はないと判断して、駆動モードが筒内噴射駆動モードのときと同様に基本燃料噴射量Ｆｂを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン２２の運転状態の判定は、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ，開閉タイミングＶＴなどの所定時間あたりの変化量（変動幅）が定常状態と判定可能な許容範囲内にあるときには定常状態と判定し、そうでないときには過渡状態と判定するなどにより行なうことができる。
【００３１】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊に値１から噴き分け率Ｒｐを減じた値（１−Ｒｐ）を乗じたものを筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊として設定すると共に、目標燃料噴射量Ｆ＊に噴き分け率Ｒｐを乗じたものをポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊として設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊の筒内への燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５を駆動すると共に、設定したポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊の吸気ポートへの燃料噴射が行なわれるようポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。したがって、噴き分け率Ｒｐが値１（１００％）となるポート噴射駆動モードでは、筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊は値０となるから、目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料がポート用燃料噴射バルブ１２６のみから噴射されることになる。また、噴き分け率Ｒｐ値Ｒｐ１や値Ｒｐ２となる共用噴射駆動モードでは、噴き分け率Ｒｐに応じて目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料が筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とから分配されて噴射されることになる。こうした制御により、ポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードでエンジン２２の定常状態のときにエンジン２２の空燃比が理論空燃比などの目標空燃比となるよう燃料噴射制御を行なうことができる。
【００３２】
設定した駆動モードがポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモード（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モード）であり、エンジン２２の運転状態が過渡状態のときには、基本燃料噴射量Ｆｂを補正する必要があると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとに基づいて、エンジン２２の現在の運転状態が定常状態であるとして燃料噴射制御を行なったときの吸気ポートの壁面（吸気ポートの内壁面や吸気バルブ１２８の吸気ポート側の表面を含む）に付着する燃料量である壁面付着量Ｑｗを導出する（ステップＳ１７０）。壁面付着量Ｑｗの導出は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴと壁面付着量Ｑｗとの関係を予め実験や解析により求めて壁面付着量導出用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと開閉タイミングＶＴとが与えられると記憶したマップから対応する壁面付着量Ｑｗを導出するものとした。壁面付着量Ｑｗは、基本的には、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが大きいほど大きくなるように設定される。
【００３３】
続いて、前回本ルーチンを実行したときに設定された駆動モードが筒内噴射駆動モードであるか否かを判定し（ステップＳ１８０）、前回本ルーチンを実行したときに設定された駆動モードが筒内噴射駆動モードではない（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードである）と判定されたときには、ポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモードを継続していると判断し、次式（１）により壁面付着量Ｑｗから前回本ルーチンを実行したときに導出した壁面付着量Ｑｗ（前回Ｑｗ）を減じることによって壁面付着量差ΔＱｗを計算する（ステップＳ１９０）。したがって、基本的には、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが大きくなる方向に変化する場合には、壁面付着量差ΔＱｗは正の値となり、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが小さくなる方向に変化する場合には、負の値となる。
【００３４】
ΔQw=Qw-前回Qw (1)
【００３５】
次に、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて、ポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量のうち吸気ポートの壁面に付着せずに筒内に直接吸入されることになる燃料量の比率である直接吸入率ｋｗ１を導出すると共に、同じく吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて、吸気ポートの壁面に付着している燃料量のうち吸気ポートの壁面から離れて筒内に吸入されることになる燃料量の比率である間接吸入率ｋｗ２を導出する（ステップＳ２３０）。直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２との導出は、実施例では、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗと直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２との関係を予め実験や解析により求めてそれぞれ直接吸入率導出用マップおよび間接吸入率導出用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとが与えられると記憶したマップから対応する直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２を導出するものとした。
【００３６】
こうして壁面付着量差ΔＱｗと直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２とが得られると、本ルーチンを今回実行した結果として吸気ポートの壁面に付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量Ｑｔｒｎの前回値（前回本ルーチンを実行した結果として吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量）である前回Ｑｔｒｎを用いて、次式（２）により壁面付着量差ΔＱｗに直接吸入率ｋｗ１を乗じた値と前回Ｑｔｒｎに間接吸入率ｋｗ２を乗じた値との和を吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗとして計算し（ステップＳ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ２５０）。ここで、壁面付着推定量Ｑｔｒｎは、直接吸入率ｋｗ１と壁面付着量差ΔＱｗと間接吸入率ｋｗ２とを用いて式（３）により計算することができる。式（３）は、ポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードでのエンジン２２の運転状態の変化に基づく吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応するよう基本燃料噴射量Ｆｂを補正量Ｆｗだけ補正する本ルーチンを今回実行した結果として、吸気ポートに付着していると推定される燃料量を計算するためのものであり、右辺第１項は、壁面付着量差ΔＱｗのうち筒内に吸入されずに新たに吸気ポートの壁面に付着する燃料量を示し、右辺第２項は、前回Ｑｔｒｎのうち吸気ポートの壁面から離れず（筒内に吸入されず）に吸気ポートの壁面に付着したまま残る燃料量を示す。
【００３７】
Fw=kw1・ΔQw+kw2・前回Qtrn (2)
Qtrn=(1-kw1)・ΔQw+(1-kw2)・前回Qtrn (3)
【００３８】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊と噴き分け率Ｒｐとを用いて筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを用いて筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。
【００３９】
ステップＳ１８０で前回本ルーチンを実行したときの駆動モードが筒内噴射駆動モードであると判定されたときには、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたと判断し、この切り替え前の筒内噴射駆動モードで燃料噴射を開始したときに（即ち、この筒内噴射駆動モードへの切り替え前のポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を終了したときに）吸気ポートの壁面に付着していた燃料量である直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと、この切り替え前の筒内噴射駆動モードの継続時間としてタイマ２４ｄを用いて計測された直噴継続時間Ｔとを入力し（ステップＳ２００）、入力した直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔに基づいて、この直噴継続時間Ｔの間に筒内に吸入されずに吸気ポートの壁面に付着した状態で残っている燃料量である壁面付着残余量Ｑｗｄを推定する（ステップＳ２１０）。ここで、壁面付着残余量Ｑｗｄは、実施例では、筒内噴射駆動モードへの切り替え前のポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を終了したときに、エンジン２２の運転状態が定常状態である場合には壁面付着量Ｑｗを直噴開始時壁面付着量ＱｗｄｓｔとしてＲＡＭ２４ｃに記憶したものを入力し、また、エンジン２２の運転状態が過渡状態である場合には壁面付着推定量Ｑｔｒｎを直噴開始時壁面付着量ＱｗｄｓｔとしてＲＡＭ２４ｃに記憶したものを入力するものとした。また、壁面付着残余量Ｑｗｄは、実施例では、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔと壁面付着残余量Ｑｗｄとの関係を予め実験などにより求めて壁面付着残余量推定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔとが与えられると記憶したマップから対応する壁面付着残余量Ｑｗｄを導出して推定するものとした。図５に壁面付着残余量推定用マップの一例を示す。図示するように、壁面付着残余量Ｑｗｄは、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔが大きいほど大きくなると共に、直噴継続時間Ｔが長いほど小さくなるように定められている。図中、壁面付着残余量Ｑｗｄが値０に至る直噴継続時間Ｔの一例としての時間Ｔ１は、例えば数秒や十数秒などとなる。
【００４０】
こうして壁面付着残余量Ｑｗｄを推定すると、壁面付着量Ｑｗから壁面付着残余量Ｑｗｄを減じたものを壁面付着量差ΔＱｗとして計算し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２とを導出すると共に直接吸入率ｋｗ１や壁面付着量差ΔＱｗ，間接吸入率ｋｗ２を用いて補正量Ｆｗを計算し（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものを目標燃料噴射量Ｆ＊として設定する（ステップＳ２５０）。いまは、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードに切り替えるときであるため、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが小さくなるときではあるが、壁面付着量差ΔＱｗは、壁面付着量Ｑｗによって基本的に正の値となると共に、直噴継続時間Ｔが短いほど壁面付着残余量Ｑｗｄが大きくなるために直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる量として計算される。
【００４１】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊と噴き分け率Ｒｐとを用いて筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを用いて筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。
【００４２】
いま、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときに、ステップＳ１９０の処理のように壁面付着量Ｑｗから前回Ｑｗを減じたものを壁面付着量差ΔＱｗとして計算する場合を比較例として考える。この比較例の場合、筒内噴射駆動モードが設定されているエンジン２２の運転状態に基づく壁面付着量Ｑｗとしての前回Ｑｗは値０となるのに対し、直噴継続時間Ｔが図５の時間Ｔ１より十分に短く筒内噴射駆動モードからの切り替えが指示されたときに吸気ポートの壁面に燃料が付着しており、計算された壁面付着量差ΔＱｗが実際より多くなる場合が生じる。この場合、こうして計算された壁面付着量差ΔＱｗを用いた補正量Ｆｗによる燃料噴射量の補正を行なうと、エンジン２２の燃料噴射量が多くなり空燃比が目標空燃比より濃く（リッチに）なる場合が生じてしまう。これに対し、実施例では、筒内噴射駆動モードからの切り替えが指示されたときには、直噴継続時間Ｔが短いほど壁面付着残余量Ｑｗｄを大きくして壁面付着量差ΔＱｗを小さくするから、エンジン２２の空燃比が目標空燃比よりリッチになるのを抑制することができる。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジンＥＣＵ２４によれば、少なくともポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料を噴射するポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードのときには、エンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジン２２を制御し、さらに、筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから燃料を噴射する筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる傾向に補正量Ｆｗを計算し、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジン２２を制御するから、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を開始したときに補正量Ｆｗが過大となってエンジン２２の空燃比が目標空燃比より濃くなるのを抑制することができる。この結果、筒内噴射駆動モードからの切り替えが行なわれたときにエンジン２２の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することができる。
【００４４】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、エンジン２２の目標燃料噴射量Ｆ＊は、基本燃料噴射量Ｆｂや基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものとして設定されるものとしたが、さらに、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを目標空燃比とするためのフィードバック項（比例項と積分項など）を加えるものとしてもよい。この場合、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが行なわれたときに直噴継続時間Ｔに応じた補正量Ｆｗによる補正を行なうことによって、その後にエンジン２２の空燃比ＡＦが目標空燃比近傍で変動してしまう（乱れる）のを抑制することができる。
【００４５】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の直噴継続時間Ｔが短いほど大きくなる壁面付着残余量Ｑｗｄを壁面付着量Ｑｗから減じて壁面付着量差ΔＱｗを計算することによって、直噴継続時間Ｔが短いほど補正量Ｆｗを小さくするものとしたが、切り替え前の直噴継続時間Ｔが短いほど値１より小さくなる補正係数を壁面付着量Ｑｗに乗じて壁面付着量差ΔＱｗを計算することによって、直噴継続時間Ｔが短いほど補正量Ｆｗを小さくするなどとしてもよい。
【００４６】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、エンジン２２の燃料噴射制御における駆動モードとして筒内噴射駆動モードとポート噴射駆動モードと共用噴射駆動モードとが用意されているものとしたが、共用噴射駆動モードは用意されておらず、筒内噴射駆動モードとポート噴射駆動モードのみが用意されているものとしてもよい。
【００４７】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の制御装置の形態に適用して説明したが、走行用の動力源としてエンジンのみを備える自動車や、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関の制御装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関の制御装置の形態としても構わない。
【００４８】
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、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで継続してエンジン２２が運転されておりエンジン２２の運転状態が過渡状態のときにはエンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊を設定する一方で筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなるように補正量Ｆｗを計算して目標燃料噴射量Ｆ＊を設定してこの目標燃料噴射量Ｆ＊でエンジン２２を制御する図３の燃料噴射制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「燃料噴射制御手段」に相当する。
【００４９】
ここで、「内燃機関」としては、エンジン２２に限定されるものではなく、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「燃料噴射制御手段」としては、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで継続してエンジン２２が運転されておりエンジン２２の運転状態が過渡状態のときにはエンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊を設定する一方で筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなるように補正量Ｆｗを計算して目標燃料噴射量Ｆ＊を設定してこの目標燃料噴射量Ｆ＊でエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、ポート噴射モードのときには、内燃機関の運転状態に基づく内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御し、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定し、基本燃料噴射量に設定した補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５０】
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。
【００５１】
以上、本発明を実施するため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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、内燃機関の制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２０ 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 ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２４ｄ タイマ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、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、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１３４ａ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、１５８ 圧力センサ，１５９ ノックセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくともポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、筒内噴射用インジェクタから筒内に燃料を噴射する直噴運転と、吸気ポート噴射用インジェクタから吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射運転とを行なう内燃機関において、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射（直噴運転）から吸気ポート噴射用インジェクタからの燃料噴射（ポート噴射運転）へ切り替えられるときには、ポート噴射による吸気ポートの燃料壁面付着量が安定するまで吸気同期噴射を行なう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、これにより、壁面付着燃料の影響を受けることなく安定した混合気を得ることでトルク変動やエミッションの悪化を抑制しているものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の内燃機関の制御装置では、直噴運転からポート噴射運転への切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離する場合がある。ポート噴射運転への切り替え前の直噴運転の継続時間が短いと、その直噴運転前のポート噴射運転により吸気ポートの壁面に付着していた燃料が筒内に吸入されず残っており、こうして吸気ポートの壁面に残った燃料のために、直噴運転からの切り替えによりポート噴射運転を開始したときに内燃機関の空燃比が目標空燃比より濃く（リッチに）なる場合がある。
【０００５】
本発明の内燃機関の制御装置は、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置は、
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくとも前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の運転状態に基づく前記内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する燃料噴射制御手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に前記補正量を設定する手段である、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の内燃機関の制御装置では、少なくともポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードのときには、内燃機関の運転状態に基づく内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御する。さらに、筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定する。筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときにはその前のポート噴射モードでの燃料噴射により吸気ポートの壁面に燃料が付着しており、筒内噴射モードの継続時間が長いほど吸気ポートの壁面に付着した燃料は筒内に吸入され減少する。したがって、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときに切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど吸気ポートの壁面にはより多くの燃料が付着していると考えられるため、この切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定することにより、ポート噴射モードで燃料噴射を開始したときに補正量が過大となって内燃機関の空燃比が目標空燃比より濃くなるのを抑制することができる。この結果、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが行なわれたときに内燃機関の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することができる。この場合、前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードのときには、前記基本燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【０００９】
ここで、前記筒内噴射モードは、前記筒内用燃料噴射弁とポート用燃料噴射弁とのうち前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射するモードである、ものとすることができる。また、前記ポート噴射モードは、前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とのうち前記ポート用燃料噴射弁のみから燃料を噴射するモードと、前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁との両方から燃料を噴射するモードとを含むモードである、ものとすることができる。さらに、内燃機関の目標空燃比としては、内燃機関の理論空燃比などを用いることができ、基本燃料噴射量としては、内燃機関の回転数と負荷とに基づくものなどとすることができる。
【００１０】
こうした本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときに前記吸気ポートの壁面に付着していた燃料量のうち前記継続時間の間に前記筒内に吸入された量を除いた残余の燃料量が反映されるよう前記補正量を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、補正量をより適正に設定することができる。
【００１１】
この残余の燃料量が反映されるよう補正量を設定する態様の本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の定常状態で前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量についての前記内燃機関の運転状態の変化後の量から該変化前の量を減じて得られる壁面付着量差に、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量としての前記壁面付着量差のうち前記筒内に吸入される燃料量の比率である第１の比率を乗じた値と、前記吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量に、前記壁面付着推定量のうち前記筒内に今回吸入される比率である第２の比率を乗じた値と、の和を前記補正量として設定する手段であり、更に、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記内燃機関の運転状態に基づいて該運転状態が定常状態であるとしたときの前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量から前記残余の燃料量を減じた値を、前記壁面付着量差として用いて、前記補正量を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、補正量を更に適正に設定することができる。
【００１２】
また、本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量との割合を示す噴き分け率を設定し、前記ポート噴射モードのときには前記設定した吹き分け率に応じて前記目標燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とから分配されて噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。この場合、前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードのときには前記基本燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁から噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置を搭載す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。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】吹き分け率設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】壁面付着残余量推定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置を搭載す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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、実施例の内燃機関の制御装置としては、主にエンジンＥＣＵ２４が該当する。
【００１６】
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から燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合し、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、空気を燃焼室に吸入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三元触媒を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
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、時間を計測するタイマ２４ｄ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２６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θｃｒ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を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾースト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からのカム角，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からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられて吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，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Ｔａ，浄化装置１３４の三元触媒の温度を検出する温度センサ１３４ａからの触媒温度θｃ，排気系に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２，吸気管内の圧力を検出する圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓなどが入力ポートを介して入力されている。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への駆動信号やポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号、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ＶＴを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。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の負荷としての体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対するカムポジションセンサ１４４からの吸気バルブ１２８のインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算したり、ノックセンサ１５９からのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からの回転位置θｍ１，θｍ２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ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２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Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００２０】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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やシフトレバー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。また、ＨＶＥＣＵ７０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。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル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３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電要求パワーとに基づいてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値以上やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値未満などのエンジン２２の運転条件が成立しているときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力する運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２が運転されて要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御され、エンジン２２の運転条件が成立していないときには、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２から要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するようモータＭＧ２が運転制御される。
【００２２】
エンジン２２の運転制御では、実施例では、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントでエンジン２２を効率よく運転するための目標スロットル開度ＴＨ＊と吸気バルブ１２８の目標開閉タイミングＶＴ＊とを設定し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて理論空燃比などの目標空燃比を得るための目標燃料噴射量Ｆ＊とエンジン２２におけるノックの発生が抑制される範囲内でエンジン２２の点火時期を早くするための目標点火時期Ｔｆ＊とを設定する。そして、スロットルバルブ１２４のスロットル開度ＴＨを目標スロットル開度ＴＨ＊とするようスロットルモータ１３６を駆動制御することによって吸入空気量制御が行なわれ、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを目標開閉タイミングＶＴ＊とするよう可変バルブタイミング機構１５０を駆動制御することによって開閉タイミング制御が行なわれ、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動制御することによって燃料噴射制御が行なわれ、目標点火時期Ｔｆ＊で点火を行なうようイグニッションコイル１３８を駆動制御することによって点火制御が行なわれる。
【００２３】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０におけるエンジン２２の動作、特にエンジン２２の燃料噴射制御を行なう際の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御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、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２４】
燃料噴射制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ，圧力センサ１５８からの吸気圧Ｐｉ，吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴなど制御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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ１４０からの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。また、エンジン２２の体積効率ＫＬは、吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算されたものを入力するものとした。吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴは、クランクポジションセンサ１４０からの信号とカムポジションセンサ１４４からの信号とに基づいて演算されたものを入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいてエンジン２２の空燃比を理論空燃比などの目標空燃比とするための燃料噴射量の基本値である基本燃料噴射量Ｆｂを設定する（ステップＳ１１０）。基本燃料噴射量Ｆｂは、実施例では、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと基本燃料噴射量Ｆｂとの関係を予め実験や解析により定めて基本燃料噴射量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると記憶したマップから対応する基本燃料噴射量Ｆｂを導出して設定するものとした。
【００２６】
続いて、入力した回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて、エンジン２２の燃料噴射量のうち筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量とポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量との分担比率（割合）を示す吹き分け率Ｒｐを設定し（ステップＳ１２０）、設定した噴き分け率Ｒｐに基づいてエンジン２２の駆動モードを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、吹き分け率Ｒｐは、実施例では、エンジン２２の燃料噴射量を１００％としたときのポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量の割合を表すものとし、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとエンジン２２を効率よく運転するための吹き分け率Ｒｐとの関係を予め実験や解析により定めて吹き分け率設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとが与えられると記憶したマップから対応する吹き分け率Ｒｐを導出して設定するものとした。図４に吹き分け率設定用マップの一例を示す。なお、吹き分け率Ｒｐに代えて、エンジン２２の燃料噴射量を１００％としたときの筒内用燃料噴射バルブ１２５からの燃料噴射量の割合を表す吹き分け率Ｒｄを用いるものしてもよい。
【００２７】
図４の吹き分け率Ｒｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１未満の中低回転数領域では、体積効率ＫＬが大きいほど小さくなる値が設定されており、具体的には、体積効率ＫＬが第１効率ＫＬ１未満のときに値１（１００％）が設定され、体積効率ＫＬが第１効率ＫＬ１以上かつ第２効率ＫＬ２未満のときに値Ｒｐ１（例えば値０．４や値０．５，値０．６など）が設定され、体積効率ＫＬが第２効率ＫＬ２以上かつ第３効率ＫＬ３未満のときに値Ｒｐ１より小さい値Ｒｐ２（例えば、値０．２や値０．３など）が設定され、体積効率ＫＬが第３効率ＫＬ３以上のときに値０（０％）が設定されている。さらに、図４の吹き分け率Ｒｐは、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以上の高回転数領域では、体積効率ＫＬに拘わらず値０（０％）が設定されている。これは、体積効率ＫＬが大きい領域や回転数Ｎｅが高い領域では、混合気が均質化されやすく、吸気ポートに燃料噴射するよりも筒内に燃料噴射した方がエンジン２２から効率よく高トルクを出力しやすい、などの理由に基づく。したがって、エンジン２２の駆動モードは、図４の例では、噴き分け率Ｒｐが値０のとき（エンジン２２の運転領域がいわゆる直噴領域内のとき）には筒内噴射駆動モード（いわゆる直噴モード）が設定され、噴き分け率Ｒｐが値１のときにはポート噴射駆動モードが設定され、噴き分け率Ｒｐが値Ｒｐ１または値Ｒｐ２のときには共用噴射駆動モードが設定される。なお、噴き分け率設定用マップは、冷却水温Ｔｗが比較的低い場合に用いられる低水温時のマップと冷却水温Ｔｗが比較的高い場合に用いられる通常水温時のマップとを使い分けるものとしてもよい。
【００２８】
こうして噴き分け率Ｒｐと駆動モードとを設定すると、設定した駆動モードを調べ（ステップＳ１４０）、設定した駆動モードが筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから燃料噴射を行なう筒内噴射駆動モードのときには、基本燃料噴射量Ｆｂを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊に値１から噴き分け率Ｒｐを減じた値（１−Ｒｐ）を乗じたものを筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊として設定すると共に、目標燃料噴射量Ｆ＊に噴き分け率Ｒｐを乗じたものをポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊として設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊の筒内への燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５を駆動すると共に、設定したポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊の吸気ポートへの燃料噴射が行なわれるようポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。したがって、噴き分け率Ｒｐが値０（０％）となる筒内噴射駆動モードでは、ポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊は値０となるから、目標燃料噴射量Ｆ＊（即ち基本燃料噴射量Ｆｂ）の燃料が筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから噴射されることになる。こうした制御により、筒内噴射駆動モードでエンジン２２の空燃比が理論空燃比などの目標空燃比となるよう燃料噴射制御を行なうことができる。
【００３０】
設定した駆動モードがポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモード（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モード）のときには、エンジン２２の運転状態が定常状態であるか過渡状態であるかを判定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の運転状態が定常状態であると判定されたときには、基本燃料噴射量Ｆｂを補正する必要はないと判断して、駆動モードが筒内噴射駆動モードのときと同様に基本燃料噴射量Ｆｂを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ１６０）。ここで、エンジン２２の運転状態の判定は、例えば、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ，開閉タイミングＶＴなどの所定時間あたりの変化量（変動幅）が定常状態と判定可能な許容範囲内にあるときには定常状態と判定し、そうでないときには過渡状態と判定するなどにより行なうことができる。
【００３１】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊に値１から噴き分け率Ｒｐを減じた値（１−Ｒｐ）を乗じたものを筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊として設定すると共に、目標燃料噴射量Ｆ＊に噴き分け率Ｒｐを乗じたものをポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊として設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊の筒内への燃料噴射が行なわれるよう筒内用燃料噴射バルブ１２５を駆動すると共に、設定したポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊の吸気ポートへの燃料噴射が行なわれるようポート用燃料噴射バルブ１２６を駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。したがって、噴き分け率Ｒｐが値１（１００％）となるポート噴射駆動モードでは、筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊は値０となるから、目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料がポート用燃料噴射バルブ１２６のみから噴射されることになる。また、噴き分け率Ｒｐ値Ｒｐ１や値Ｒｐ２となる共用噴射駆動モードでは、噴き分け率Ｒｐに応じて目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料が筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とから分配されて噴射されることになる。こうした制御により、ポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードでエンジン２２の定常状態のときにエンジン２２の空燃比が理論空燃比などの目標空燃比となるよう燃料噴射制御を行なうことができる。
【００３２】
設定した駆動モードがポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモード（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モード）であり、エンジン２２の運転状態が過渡状態のときには、基本燃料噴射量Ｆｂを補正する必要があると判断し、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴとに基づいて、エンジン２２の現在の運転状態が定常状態であるとして燃料噴射制御を行なったときの吸気ポートの壁面（吸気ポートの内壁面や吸気バルブ１２８の吸気ポート側の表面を含む）に付着する燃料量である壁面付着量Ｑｗを導出する（ステップＳ１７０）。壁面付着量Ｑｗの導出は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴと壁面付着量Ｑｗとの関係を予め実験や解析により求めて壁面付着量導出用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅと体積効率ＫＬと開閉タイミングＶＴとが与えられると記憶したマップから対応する壁面付着量Ｑｗを導出するものとした。壁面付着量Ｑｗは、基本的には、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが大きいほど大きくなるように設定される。
【００３３】
続いて、前回本ルーチンを実行したときに設定された駆動モードが筒内噴射駆動モードであるか否かを判定し（ステップＳ１８０）、前回本ルーチンを実行したときに設定された駆動モードが筒内噴射駆動モードではない（即ち、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードである）と判定されたときには、ポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射を行なうモードを継続していると判断し、次式（１）により壁面付着量Ｑｗから前回本ルーチンを実行したときに導出した壁面付着量Ｑｗ（前回Ｑｗ）を減じることによって壁面付着量差ΔＱｗを計算する（ステップＳ１９０）。したがって、基本的には、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが大きくなる方向に変化する場合には、壁面付着量差ΔＱｗは正の値となり、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが小さくなる方向に変化する場合には、負の値となる。
【００３４】
ΔQw=Qw-前回Qw (1)
【００３５】
次に、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて、ポート用燃料噴射バルブ１２６からの燃料噴射量のうち吸気ポートの壁面に付着せずに筒内に直接吸入されることになる燃料量の比率である直接吸入率ｋｗ１を導出すると共に、同じく吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて、吸気ポートの壁面に付着している燃料量のうち吸気ポートの壁面から離れて筒内に吸入されることになる燃料量の比率である間接吸入率ｋｗ２を導出する（ステップＳ２３０）。直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２との導出は、実施例では、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗと直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２との関係を予め実験や解析により求めてそれぞれ直接吸入率導出用マップおよび間接吸入率導出用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとが与えられると記憶したマップから対応する直接吸入率ｋｗ１および間接吸入率ｋｗ２を導出するものとした。
【００３６】
こうして壁面付着量差ΔＱｗと直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２とが得られると、本ルーチンを今回実行した結果として吸気ポートの壁面に付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量Ｑｔｒｎの前回値（前回本ルーチンを実行した結果として吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量）である前回Ｑｔｒｎを用いて、次式（２）により壁面付着量差ΔＱｗに直接吸入率ｋｗ１を乗じた値と前回Ｑｔｒｎに間接吸入率ｋｗ２を乗じた値との和を吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗとして計算し（ステップＳ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものを目標燃料噴射量Ｆ＊に設定する（ステップＳ２５０）。ここで、壁面付着推定量Ｑｔｒｎは、直接吸入率ｋｗ１と壁面付着量差ΔＱｗと間接吸入率ｋｗ２とを用いて式（３）により計算することができる。式（３）は、ポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードでのエンジン２２の運転状態の変化に基づく吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応するよう基本燃料噴射量Ｆｂを補正量Ｆｗだけ補正する本ルーチンを今回実行した結果として、吸気ポートに付着していると推定される燃料量を計算するためのものであり、右辺第１項は、壁面付着量差ΔＱｗのうち筒内に吸入されずに新たに吸気ポートの壁面に付着する燃料量を示し、右辺第２項は、前回Ｑｔｒｎのうち吸気ポートの壁面から離れず（筒内に吸入されず）に吸気ポートの壁面に付着したまま残る燃料量を示す。
【００３７】
Fw=kw1・ΔQw+kw2・前回Qtrn (2)
Qtrn=(1-kw1)・ΔQw+(1-kw2)・前回Qtrn (3)
【００３８】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊と噴き分け率Ｒｐとを用いて筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを用いて筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。
【００３９】
ステップＳ１８０で前回本ルーチンを実行したときの駆動モードが筒内噴射駆動モードであると判定されたときには、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたと判断し、この切り替え前の筒内噴射駆動モードで燃料噴射を開始したときに（即ち、この筒内噴射駆動モードへの切り替え前のポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を終了したときに）吸気ポートの壁面に付着していた燃料量である直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと、この切り替え前の筒内噴射駆動モードの継続時間としてタイマ２４ｄを用いて計測された直噴継続時間Ｔとを入力し（ステップＳ２００）、入力した直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔに基づいて、この直噴継続時間Ｔの間に筒内に吸入されずに吸気ポートの壁面に付着した状態で残っている燃料量である壁面付着残余量Ｑｗｄを推定する（ステップＳ２１０）。ここで、壁面付着残余量Ｑｗｄは、実施例では、筒内噴射駆動モードへの切り替え前のポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を終了したときに、エンジン２２の運転状態が定常状態である場合には壁面付着量Ｑｗを直噴開始時壁面付着量ＱｗｄｓｔとしてＲＡＭ２４ｃに記憶したものを入力し、また、エンジン２２の運転状態が過渡状態である場合には壁面付着推定量Ｑｔｒｎを直噴開始時壁面付着量ＱｗｄｓｔとしてＲＡＭ２４ｃに記憶したものを入力するものとした。また、壁面付着残余量Ｑｗｄは、実施例では、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔと壁面付着残余量Ｑｗｄとの関係を予め実験などにより求めて壁面付着残余量推定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔと直噴継続時間Ｔとが与えられると記憶したマップから対応する壁面付着残余量Ｑｗｄを導出して推定するものとした。図５に壁面付着残余量推定用マップの一例を示す。図示するように、壁面付着残余量Ｑｗｄは、直噴開始時壁面付着量Ｑｗｄｓｔが大きいほど大きくなると共に、直噴継続時間Ｔが長いほど小さくなるように定められている。図中、壁面付着残余量Ｑｗｄが値０に至る直噴継続時間Ｔの一例としての時間Ｔ１は、例えば数秒や十数秒などとなる。
【００４０】
こうして壁面付着残余量Ｑｗｄを推定すると、壁面付着量Ｑｗから壁面付着残余量Ｑｗｄを減じたものを壁面付着量差ΔＱｗとして計算し（ステップＳ２２０）、エンジン２２の吸気圧Ｐｉと冷却水温Ｔｗとに基づいて直接吸入率ｋｗ１と間接吸入率ｋｗ２とを導出すると共に直接吸入率ｋｗ１や壁面付着量差ΔＱｗ，間接吸入率ｋｗ２を用いて補正量Ｆｗを計算し（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものを目標燃料噴射量Ｆ＊として設定する（ステップＳ２５０）。いまは、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードに切り替えるときであるため、回転数Ｎｅや体積効率ＫＬが小さくなるときではあるが、壁面付着量差ΔＱｗは、壁面付着量Ｑｗによって基本的に正の値となると共に、直噴継続時間Ｔが短いほど壁面付着残余量Ｑｗｄが大きくなるために直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる量として計算される。
【００４１】
そして、設定した目標燃料噴射量Ｆ＊と噴き分け率Ｒｐとを用いて筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを設定し（ステップＳ２６０）、設定した筒内目標燃料噴射量Ｆｅ＊とポート目標燃料噴射量Ｆｐ＊とを用いて筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを駆動して（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。
【００４２】
いま、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードや共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときに、ステップＳ１９０の処理のように壁面付着量Ｑｗから前回Ｑｗを減じたものを壁面付着量差ΔＱｗとして計算する場合を比較例として考える。この比較例の場合、筒内噴射駆動モードが設定されているエンジン２２の運転状態に基づく壁面付着量Ｑｗとしての前回Ｑｗは値０となるのに対し、直噴継続時間Ｔが図５の時間Ｔ１より十分に短く筒内噴射駆動モードからの切り替えが指示されたときに吸気ポートの壁面に燃料が付着しており、計算された壁面付着量差ΔＱｗが実際より多くなる場合が生じる。この場合、こうして計算された壁面付着量差ΔＱｗを用いた補正量Ｆｗによる燃料噴射量の補正を行なうと、エンジン２２の燃料噴射量が多くなり空燃比が目標空燃比より濃く（リッチに）なる場合が生じてしまう。これに対し、実施例では、筒内噴射駆動モードからの切り替えが指示されたときには、直噴継続時間Ｔが短いほど壁面付着残余量Ｑｗｄを大きくして壁面付着量差ΔＱｗを小さくするから、エンジン２２の空燃比が目標空燃比よりリッチになるのを抑制することができる。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジンＥＣＵ２４によれば、少なくともポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料を噴射するポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードのときには、エンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジン２２を制御し、さらに、筒内用燃料噴射バルブ１２５のみから燃料を噴射する筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなる傾向に補正量Ｆｗを計算し、基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊の燃料噴射が行なわれるようエンジン２２を制御するから、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで燃料噴射を開始したときに補正量Ｆｗが過大となってエンジン２２の空燃比が目標空燃比より濃くなるのを抑制することができる。この結果、筒内噴射駆動モードからの切り替えが行なわれたときにエンジン２２の空燃比が目標空燃比から乖離するのを抑制することができる。
【００４４】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、エンジン２２の目標燃料噴射量Ｆ＊は、基本燃料噴射量Ｆｂや基本燃料噴射量Ｆｂに補正量Ｆｗを加えたものとして設定されるものとしたが、さらに、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを目標空燃比とするためのフィードバック項（比例項と積分項など）を加えるものとしてもよい。この場合、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが行なわれたときに直噴継続時間Ｔに応じた補正量Ｆｗによる補正を行なうことによって、その後にエンジン２２の空燃比ＡＦが目標空燃比近傍で変動してしまう（乱れる）のを抑制することができる。
【００４５】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の直噴継続時間Ｔが短いほど大きくなる壁面付着残余量Ｑｗｄを壁面付着量Ｑｗから減じて壁面付着量差ΔＱｗを計算することによって、直噴継続時間Ｔが短いほど補正量Ｆｗを小さくするものとしたが、切り替え前の直噴継続時間Ｔが短いほど値１より小さくなる補正係数を壁面付着量Ｑｗに乗じて壁面付着量差ΔＱｗを計算することによって、直噴継続時間Ｔが短いほど補正量Ｆｗを小さくするなどとしてもよい。
【００４６】
実施例のエンジンＥＣＵ２４では、エンジン２２の燃料噴射制御における駆動モードとして筒内噴射駆動モードとポート噴射駆動モードと共用噴射駆動モードとが用意されているものとしたが、共用噴射駆動モードは用意されておらず、筒内噴射駆動モードとポート噴射駆動モードのみが用意されているものとしてもよい。
【００４７】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関の制御装置の形態に適用して説明したが、走行用の動力源としてエンジンのみを備える自動車や、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関の制御装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関の制御装置の形態としても構わない。
【００４８】
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、筒内用燃料噴射バルブ１２５とポート用燃料噴射バルブ１２６とを有するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで継続してエンジン２２が運転されておりエンジン２２の運転状態が過渡状態のときにはエンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊を設定する一方で筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなるように補正量Ｆｗを計算して目標燃料噴射量Ｆ＊を設定してこの目標燃料噴射量Ｆ＊でエンジン２２を制御する図３の燃料噴射制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「燃料噴射制御手段」に相当する。
【００４９】
ここで、「内燃機関」としては、エンジン２２に限定されるものではなく、筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有するものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「燃料噴射制御手段」としては、ポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードで継続してエンジン２２が運転されておりエンジン２２の運転状態が過渡状態のときにはエンジン２２の運転状態に基づくエンジン２２の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量Ｆｂに吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量Ｆｗを加えて得られる目標燃料噴射量Ｆ＊を設定する一方で筒内噴射駆動モードからポート噴射駆動モードまたは共用噴射駆動モードへの切り替えが指示されたときには切り替え前の筒内噴射駆動モードの直噴継続時間Ｔが短いほど小さくなるように補正量Ｆｗを計算して目標燃料噴射量Ｆ＊を設定してこの目標燃料噴射量Ｆ＊でエンジン２２を制御するものに限定されるものではなく、ポート噴射モードのときには、内燃機関の運転状態に基づく内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御し、筒内噴射モードからポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、切り替え前の筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に補正量を設定し、基本燃料噴射量に設定した補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５０】
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。
【００５１】
以上、本発明を実施するため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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、内燃機関の制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２０ 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 ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２４ｄ タイマ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、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、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、１３４ａ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、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、１５８ 圧力センサ，１５９ ノックセンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくとも前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の運転状態に基づく前記内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する燃料噴射制御手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときに前記吸気ポートの壁面に付着していた燃料量のうち前記継続時間の間に前記筒内に吸入された量を除いた残余の燃料量が反映されるよう前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の定常状態で前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量についての前記内燃機関の運転状態の変化後の量から該変化前の量を減じて得られる壁面付着量差に、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量としての前記壁面付着量差のうち前記筒内に吸入される燃料量の比率である第１の比率を乗じた値と、前記吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量に、前記壁面付着推定量のうち前記筒内に今回吸入される比率である第２の比率を乗じた値と、の和を前記補正量として設定する手段であり、
更に、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記内燃機関の運転状態に基づいて該運転状態が定常状態であるとしたときの前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量から前記残余の燃料量を減じた値を、前記壁面付着量差として用いて、前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量との割合を示す噴き分け率を設定し、前記ポート噴射モードのときには前記設定した吹き分け率に応じて前記目標燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とから分配されて噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項１】
筒内に燃料を噴射する筒内用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁とを有する内燃機関への燃料噴射が前記筒内用燃料噴射弁のみから燃料を噴射する筒内噴射モードと少なくとも前記ポート用燃料噴射弁から燃料を噴射するポート噴射モードとを切り替えて行なわれるよう前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の運転状態に基づく前記内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための基本燃料噴射量に前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量の変化に対応する補正量を加えて得られる目標燃料噴射量の燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する燃料噴射制御手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記筒内噴射モードから前記ポート噴射モードへの切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードの継続時間が短いほど小さくなる傾向に前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記切り替え前の前記筒内噴射モードで燃料噴射を開始したときに前記吸気ポートの壁面に付着していた燃料量のうち前記継続時間の間に前記筒内に吸入された量を除いた残余の燃料量が反映されるよう前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記ポート噴射モードのときには、前記内燃機関の定常状態で前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量についての前記内燃機関の運転状態の変化後の量から該変化前の量を減じて得られる壁面付着量差に、前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量としての前記壁面付着量差のうち前記筒内に吸入される燃料量の比率である第１の比率を乗じた値と、前記吸気ポートの壁面に現在付着していると推定される燃料量である壁面付着推定量に、前記壁面付着推定量のうち前記筒内に今回吸入される比率である第２の比率を乗じた値と、の和を前記補正量として設定する手段であり、
更に、前記燃料噴射制御手段は、前記切り替えが指示されたときには、前記内燃機関の運転状態に基づいて該運転状態が定常状態であるとしたときの前記吸気ポートの壁面に付着する燃料量から前記残余の燃料量を減じた値を、前記壁面付着量差として用いて、前記補正量を設定する手段である、
内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と前記ポート用燃料噴射弁からの燃料噴射量との割合を示す噴き分け率を設定し、前記ポート噴射モードのときには前記設定した吹き分け率に応じて前記目標燃料噴射量の燃料が前記筒内用燃料噴射弁と前記ポート用燃料噴射弁とから分配されて噴射されるよう前記内燃機関を制御する手段である、
内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８７６８１（Ｐ２０１３−８７６８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８２８８（Ｐ２０１１−２２８２８８）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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