JP6511907B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、より特定的には、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を含む内燃機関の制御装置に関する。

ポート噴射タイプのエンジンとして、ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留するデリバリーパイプと、燃料を加圧してデリバリーパイプに供給するフィードポンプと、デリバリーパイプに貯留される燃料の圧力を検出する燃圧センサとを備える構成が知られている。このようなエンジンにおいて、燃圧センサに異常が生じる場合がある。そのため、燃圧センサの異常の有無を判定するための構成が提案されている。たとえば特開２０１３−６８１２７号公報（特許文献１）は、燃料の供給圧を上昇させる方向に燃料ポンプの操作量を変化させ、このときの燃圧センサの検出値に基づき、燃圧センサにおける異常の有無を判断するエンジンの制御装置を開示する。

特開２０１３−６８１２７号公報

燃圧センサの異常として、燃圧センサの検出値が固定値となる故障が知られている。本明細書では、この故障をスタック故障と称する。スタック故障が生じていないこと、言い換えると燃圧センサの検出値が実際の燃圧に応じて変化し得ることを確認するためには、目標燃圧を２段階で設定して、各目標燃圧における燃圧センサの検出値を比較することが考えられる。２つの検出値の各々が目標燃圧に近い値を示している場合、燃圧センサは正常と判定され、２つの検出値が互いにほぼ等しい値を示している場合には、燃圧センサは異常（スタック故障）と判定される。以下、このようにスタック故障の有無を診断することをスタック検出とも称する。

スタック検出は、たとえばエンジン始動時に実行される。この場合、スタック検出の実行前にはエンジンは停止されている。そのため、デリバリーパイプ内の燃料がポート噴射弁から噴射されることはなく、それに伴って新しい燃料が燃料ポンプからデリバリーパイプに供給されることもない。つまり、スタック検出の実行前にはデリバリーパイプは基本的に密閉状態にある。

一般に、たとえば低温環境下等において燃料の温度が相対的に低い場合、燃料の温度が相対的に高い場合と比べて、燃料が霧化しにくくなる。燃料の霧化が十分でないと、ポート噴射弁から噴射された燃料がポート壁面、バルブ、またはピストン等に付着する量が大きくなる。そうすると、スタック検出におけるエンジン始動の際に、空気と燃料との混合気が燃焼された場合に、完全には燃焼されずに残った燃料が燃焼後の混合気（排気ガス）に含まれることになる。その結果、マイクロメートルのオーダーの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）の排出量が大きくなる可能性がある。言い換えると、排気性能が低下してしまう可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ポート噴射タイプ（デュアル噴射タイプを含む）のエンジンに設けられた燃圧センサのスタック検出において、エンジンの排気性能を向上させることである。

本発明は、内燃機関を搭載する車両の制御装置に関する。内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留する貯留部と、燃料を加圧して貯留部に供給するフィードポンプと、貯留部に貯留される燃料の圧力を検出する燃圧センサとを含む。制御装置は、内燃機関の始動時に、貯留部に貯留される燃料の圧力の目標値を変化させたときの燃圧センサの検出値に基づいて、燃圧センサの異常診断を実行する。制御部は、異常診断において、貯留部に貯留される燃料の温度が所定の基準温度を下回る場合、貯留部に貯留される燃料の温度が基準温度を上回る場合と比べて、目標値を高く設定する。

上記構成によれば、燃料の温度の基準温度を下回る場合には、燃料の温度が基準温度を上回る場合と比べて、目標燃圧が高く設定される。これにより、貯留部内の燃圧が高くなり、燃料の霧化が促進される結果、排気ガスに含まれるＰＭの粒子数および粒子径がいずれも小さくなる（図４および図５参照）。したがって、内燃機関の排気性能を向上させることができる。

本発明によれば、ポート噴射タイプのエンジンに設けられた燃圧センサのスタック検出において、エンジンの排気性能を向上させることができる。

本発明が適用される車両の構成を概略的に示す図である。 エンジンおよび燃料供給装置の構成を詳細に説明するための図である。 スタック検出における目標燃圧の変化を説明するための波形図である。 排気ガス中に含まれるＰＭの粒径の燃圧依存性を示す図である。 排気ガス中に含まれるＰＭの粒子数の燃圧依存性を示す図である。 本実施の形態におけるスタック検出制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜車両構成＞
以下に説明する実施の形態では、本発明に係るエンジンの制御装置がハイブリッド車両に適用される構成について説明する。しかし、本発明に係る制御装置を適用可能な車両はハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンの間欠的な駆動／停止が行なわれるのであれば、駆動源としてエンジンのみを備える車両であってもよい。

図１は、本発明が適用される車両１の構成を示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン１００と、燃料供給装置１１０と、第１モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、第２ＭＧ２０と、動力分割機構３０と、リダクション機構４０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２００と、バッテリ２５０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。車両１は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン１００および第２ＭＧ２０の少なくとも一方を駆動源として走行可能に構成される。

エンジン１００は、たとえばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関を含んで構成される。本実施の形態では、筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプのガソリンエンジンをエンジン１００として採用する例について説明する。ただし、筒内噴射は必須ではなく、エンジン１００はポート噴射のみを行なうポート噴射タイプであってもよい。

燃料供給装置１１０はエンジン１００に燃料を供給する。エンジン１００および燃料供給装置１１０の詳細な構成については図２を参照して説明する。

エンジン１００と第１ＭＧ１０と第２ＭＧ２０とは、動力分割機構３０を介して互いに連結されている。動力分割機構３０に連結される第２ＭＧ２０の回転軸２２には、リダクション機構４０が接続されている。回転軸２２は、リダクション機構４０を介して駆動輪３５０に連結されるとともに、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランクシャフトに連結される。動力分割機構３０は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン１００の駆動力を第１ＭＧ１０と第２ＭＧ２０の回転軸２２とに分割可能に構成される。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は、発電機としても電動機としても作動しうる周知の同期発電電動機である。第１ＭＧ１０は、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１００を始動するスタータとして機能することができる。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０は、ＰＣＵ２００に電気的に接続されている。

ＰＣＵ２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２００はバッテリ２５０に電気的に接続される。バッテリ２５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池等の二次電池、または電気二重層キャパシタ等のキャパシタを含んで構成される。

エンジン１００の排気流路１７０には、触媒装置１８０およびフィルタ１９０が設けられている。触媒装置１８０は、エンジン１００から排出される排気ガスに含まれる未燃成分（たとえば炭化水素（ＨＣ）または一酸化炭素（ＣＯ））を酸化したり、酸化成分（たとえば窒素酸化物（ＮＯｘ））を還元したりする。フィルタ１９０は、エンジン１００から排出されたＰＭを捕集する。本実施の形態ではエンジン１００がガソリンエンジンであるので、フィルタ１９０としてＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）が採用される。

外気温センサ２６０は、車両１の外部の温度（外気温）Ｔａを検出する。エンジン水温センサ２７０は、エンジン１００の冷却系統（図示せず）を流通する冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

ＥＣＵ３００は、パワーマネジメント（ＰＭ：Power Management）用電子制御ユニット（ＰＭ−ＥＣＵ）３１０と、エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）３２０と、モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）３２０と、バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）３３０とを含む。各ＥＣＵは、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力インターフェース回路、および出力インターフェース回路等を含んで構成される。

ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジンＥＣＵ３２０と、モータＥＣＵ３３０と、バッテリＥＣＵ３４０とに通信ポート（図示せず）を介して接続されている。ＰＭ−ＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ３２０、モータＥＣＵ３３０、およびバッテリＥＣＵ３４０と各種制御信号およびデータのやり取りを行なう。

エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン１００および燃料供給装置１１０に接続されている。エンジンＥＣＵ３２０は、ＰＭ−ＥＣＵ３１０からのエンジン起動指令または停止指令（図２参照）に応答して、エンジン１００および燃料供給装置１１０を制御する。より具体的には、エンジンＥＣＵ３２０は、アクセル開度、吸入空気量、およびエンジン回転速度などに基づいて、燃焼毎に必要な燃料噴射量を算出する。エンジンＥＣＵ３２０は、算出した燃料噴射量に基づいて、筒内噴射弁４５０およびポート噴射弁５５０（いずれも図２参照）への噴射指令信号を適時に出力する。

モータＥＣＵ３３０は、ＰＣＵ２００に接続され、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の駆動を制御する。バッテリＥＣＵ３４０は、バッテリ２５０に接続され、バッテリ２５０の充放電を制御する。

図２は、エンジン１００および燃料供給装置１１０の構成を詳細に説明するための図である。図１および図２を参照して、エンジン１００は、たとえば直列４シリンダのガソリンエンジンであり、吸気マニホールド１２０と、吸気ポート１３０と、４つのシリンダ１４０とを含む。各シリンダ１４０はシリンダブロックに設けられている。エンジン１００への吸入空気ＡＩＲは、シリンダ１４０中のピストン（図示せず）が下降するときに、吸気口管から吸気マニホールド１２０および吸気ポート１３０を通って各シリンダ１４０に流入する。

燃料供給装置１１０は、高圧燃料供給機構４００と、低圧燃料供給機構５００とを含む。

高圧燃料供給機構４００は、高圧ポンプ４１０と、チェック弁４２０と、高圧燃料配管４３０と、高圧デリバリーパイプ４４０と、４つの筒内噴射弁４５０と、高圧燃圧センサ４６０とを含む。

高圧燃料配管４３０は、高圧ポンプ４１０と高圧デリバリーパイプ４４０とをチェック弁４２０を介して連結する。高圧デリバリーパイプ４４０は、筒内噴射弁４５０から噴射するための燃料を貯留する。

４つの筒内噴射弁４５０の各々は、対応するシリンダ１４０の燃焼室内に噴孔部４５２を露出する筒内噴射用インジェクタである。筒内噴射弁４５０が開弁されると、高圧デリバリーパイプ４４０内の加圧された燃料が噴孔部４５２から燃焼室内に噴射される。

高圧燃圧センサ４６０は、高圧デリバリーパイプ４４０に貯留される燃料の圧力を検出して、その検出結果をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。

低圧燃料供給機構５００は、燃料圧送部５１０と、低圧燃料配管５３０と、低圧デリバリーパイプ５４０と、４つのポート噴射弁５５０と、低圧燃圧センサ５６０とを含む。

低圧燃料配管５３０は、燃料圧送部５１０と低圧デリバリーパイプ５４０とを連結する。低圧デリバリーパイプ５４０は、ポート噴射弁５５０から噴射するための燃料を貯留する。低圧デリバリーパイプ５４０は、本発明に係る「貯留部」に対応する。

４つのポート噴射弁５５０の各々は、対応するシリンダ１４０に連通する吸気ポート１３０内に噴孔部５５２を露出するポート噴射用インジェクタである。ポート噴射弁５５０が開弁されると、低圧デリバリーパイプ５４０内の加圧された燃料が噴孔部５５２から吸気ポート１３０内に噴射される。

低圧燃圧センサ５６０は、低圧デリバリーパイプ５４０に貯留される燃料の圧力（燃圧）を検出して、その検出結果をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。低圧燃圧センサ５６０は、本発明に係る「燃圧センサ」に対応する。

燃料圧送部５１０は、燃料タンク５１１と、フィードポンプ５１２と、サクションフィルタ５１３と、燃料フィルタ５１４と、リリーフ弁５１５と、燃料温度センサ５１６とを含む。

燃料タンク５１１は、筒内噴射弁４５０およびポート噴射弁５５０から噴射するための燃料を貯留する。

フィードポンプ５１２は、燃料タンク５１１内から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を加圧して低圧燃料配管５３０および低圧デリバリーパイプ５４０に供給する。フィードポンプ５１２は、エンジンＥＣＵ３２０から出力される指令信号に応答して、単位時間当りの吐出量（単位：ｍ^３／ｓｅｃ）および吐出圧（単位：ｋＰａ）を変化させることが可能である。これにより、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧を、たとえば１ＭＰａ（メガパスカル）未満の範囲内で設定することができる。

このようにフィードポンプ５１２を制御する構成は下記の点で好ましい。すなわち、フィードポンプ５１２を適切に制御することによって、エンジン１００により消費された量に相当する分の燃料を送出するようにすれば、燃料の加圧に要するエネルギーを節約することができる。したがって、一旦余分に加圧してからポート噴射弁５５０の噴孔部５５２で圧力を一定にする構成と比べて、燃費を向上させることができる。

サクションフィルタ５１３は燃料中への異物の吸入を阻止する。燃料フィルタ５１４は吐出燃料中の異物を除去する。リリーフ弁５１５は、フィードポンプ５１２から吐出される燃料の圧力が上限圧力に達すると開弁される一方で、燃料の圧力が上限圧力に満たない間は閉弁状態を維持する。

燃料温度センサ５１６は、燃料タンク５１１内の燃料の温度を検出して、その検出結果をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。エンジンＥＣＵ３２０のＲＯＭ（図示せず）には、燃料タンク５１１内の燃料の温度と低圧デリバリーパイプ５４０内の燃料の温度（燃料温度）Ｔｆとの対応関係を示すマップが予め格納されている。エンジンＥＣＵ３２０は、燃料温度センサ５１６からの検出結果に基づいて、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃料温度Ｔｆを算出する。

エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン１００の始動時に、ポート噴射弁５５０による燃料噴射を最初に実行させる。エンジンＥＣＵ３２０は、高圧燃圧センサ４６０により検出される高圧デリバリーパイプ４４０内の燃圧が予め設定された値を超えたとき、筒内噴射弁４５０への噴射指令信号の出力を開始する。さらに、エンジンＥＣＵ３２０は、たとえば筒内噴射弁４５０からの筒内噴射を基本としながら、筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下（たとえばエンジン１００の始動暖機時または低回転高負荷時）ではポート噴射を併用する。あるいは、エンジンＥＣＵ３２０は、たとえば筒内噴射弁４５０からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などにポート噴射弁５５０からのポート噴射を実行する。

＜スタック検出＞
フィードポンプ５１２による可変燃圧制御には、低圧燃圧センサ５６０の検出値の信頼性を確保することが望ましい。そのため、低圧燃圧センサ５６０の検出値が固定値となるスタック故障が生じていないかどうかを診断するスタック検出（異常診断）が定期的に行なわれる。スタック検出においては、低圧燃圧センサ５６０の検出値が実際の燃圧に応じて変化し得ることを確認するために、目標燃圧（目標値）を２段階で設定して、各目標燃圧における低圧燃圧センサ５６０の検出値が比較される。

図３は、スタック検出における目標燃圧の変化を説明するための波形図である。図３において、横軸は経過時間を表し、縦軸は燃圧を表す。

図２および図３を参照して、時刻ｔ１まではエンジン１００は運転状態である。低圧デリバリーパイプ５４０内の目標燃圧は、たとえば４００ｋＰａに設定される。本実施の形態において、４００ｋＰａは、スタック検出が行なわれない通常運転時の燃圧と等しい燃圧である。

時刻ｔ１において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジン停止指令をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン停止指令に応答してエンジン１００を停止する。低圧デリバリーパイプ５４０内の目標燃圧は０ｋＰａに設定される。

時刻ｔ２において、ＰＭ−ＥＣＵ３１０は、エンジン起動指令をエンジンＥＣＵ３２０に出力する。エンジンＥＣＵ３２０は、エンジン起動指令に応答して、波形Ｌｈに示すように、目標燃圧をたとえば５３０ｋＰａに設定する。実際の燃圧が目標燃圧に到達して安定するのに要する時間（燃圧安定時間）が経過した後、時刻ｔ３において、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧を検出値Ｄ１として取得する。

時刻ｔ４において、エンジンＥＣＵ３２０は、目標燃圧を４００ｋＰａに変更する。その後、時刻ｔ５において、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧を検出値Ｄ２として取得する。エンジンＥＣＵ３２０は、検出値Ｄ１と検出値Ｄ２とに基づいて、低圧燃圧センサ５６０のスタック故障の有無を判定する。

ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、エンジン１００は停止されている。そのため、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃料がポート噴射弁５５０から噴射されることはなく、それに伴って新しい燃料がフィードポンプ５１２から低圧燃料配管５３０を介して低圧デリバリーパイプ５４０に供給されることもない。つまり、低圧デリバリーパイプ５４０は基本的に密閉状態にある。

一般に、たとえば低温環境下等において燃料の温度が相対的に低い場合、燃料の温度が相対的に高い場合と比べて、燃料が霧化しにくくなる。燃料の霧化が十分でないと、ポート噴射弁５５０から噴射された燃料がポート壁面、バルブ、またはピストン等に付着する量が大きくなる。そうすると、スタック検出におけるエンジン始動の際に、空気と燃料との混合気が燃焼された場合に、完全には燃焼されずに残った燃料が燃焼後の混合気（排気ガス）に含まれることになる。その結果、マイクロメートルのオーダーの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）の排出量が大きくなる可能性がある。言い換えると、エンジン１００の排気性能が低下してしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態によれば、スタック検出において、低圧デリバリーパイプ５４０に貯留される燃料の温度（燃料温度）Ｔｆが所定の基準温度Ｔｃ未満の場合、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上の場合と比べて、目標燃圧を高く設定する構成を採用する。波形Ｌｃ（１点鎖線で表す）は、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ未満の場合の目標燃圧の時間変化を示す。目標燃圧は、たとえば６００ｋＰａに設定される。その理由について以下に説明する。

図４は、排気ガス中に含まれるＰＭの粒径の燃圧依存性を示す図である。図４において横軸は、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧を表す。縦軸は、排気ガス中に含まれるＰＭについて、燃圧がＰ０の場合の粒径を基準とした各燃圧における粒径の比率（粒径率）を表す。図４を参照して、燃圧が高くなるに従って粒径率が小さくなることが分かる。

図５は、排気ガス中に含まれるＰＭの粒子数の燃圧依存性を示す図である。図５において横軸は、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧を表す。縦軸は、排気ガス中に含まれるＰＭの粒子数を表す。図５を参照して、燃圧が高くなるに従って粒子数が小さくなることが分かる。

以上のように、本実施の形態によれば、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ未満の場合には、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上の場合と比べて、目標燃圧が高く設定される。これにより、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧が高くなり、燃料の霧化が促進される結果、図４および図５に示すように、排気ガスに含まれるＰＭの粒子数および粒子径がいずれも小さくなる。したがって、エンジン１００の排気性能を向上させることができる。

その一方で、目標燃圧を高く設定し過ぎるとフィードポンプ５１２の負荷が大きくなるため、エネルギーロスが大きくなる。図４に示すように燃料の気化を抑制するための圧力は燃料温度Ｔｆによって変化するので、燃料温度Ｔｆに応じて適切な目標燃圧を設定することにより、エネルギーロスが過度に大きくなることを防止することができる。

なお、本実施の形態では、燃料温度Ｔｆは燃料温度センサ５１６の検出結果に基づいて算出されると説明したが、燃料温度Ｔｆの算出手法はこれに限定されるものではない。燃料温度Ｔｆは、外気温センサ２６０により検出される外気温Ｔａ、またはエンジン水温センサ２７０により検出されるエンジン１００の冷却水温Ｔｗに基づいて算出することができる。たとえば、エンジンＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ３２０のＲＯＭ（図示せず）に格納されたマップを参照することによって、外気温センサ２６０により検出された外気温Ｔａを燃料温度Ｔｆに換算することができる。エンジン１００の冷却水温Ｔｗについても同様である。

あるいは、エンジンＥＣＵ３２０は、フィードポンプ５１２に含まれる図示しないモータの回転速度（負荷）に基づいて燃料温度Ｔｆを算出することも可能である。モータの回転速度が高く（負荷が大きく）、フィードポンプ５１２による燃料流量が大きいほど、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃料の入れ替え量が大きくなるので、燃料温度Ｔｆが低くなる。したがって、モータの回転速度が所定値未満の場合には、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上であるとして、モータの回転速度が所定値以上の場合と比べて、低圧デリバリーパイプ５４０の目標燃圧を高く設定することができる。

図６は、本実施の形態におけるスタック検出制御を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。このフローチャートの各ステップ（Ｓと略す）は、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。

図１、図２、および図６を参照して、Ｓ１０において、エンジンＥＣＵ３２０は、ＰＭ−ＥＣＵ３１０からのエンジン起動指令があるか否か、またはエンジン１００が運転中であるか否かを判定する。エンジン起動指令がなく、かつエンジン１００が運転中でない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３２０は処理をＳ２０に進める。Ｓ２０では、低圧デリバリーパイプ５４０の目標燃圧が０ｋＰａに設定される（図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間参照）。Ｓ２０の処理が終了すると、制御はメインルーチンに戻される。

Ｓ１０においてエンジン起動指令があった場合、またはエンジン１００が運転中であった場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）には、エンジンＥＣＵ３２０は処理をＳ３０に進め、エンジン１００を始動してから所定時間が経過したか否かを判定する。

所定時間が経過していない場合（Ｓ３０においてＮＯ）には、エンジンＥＣＵ３２０は処理をＳ４０に進め、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上であるか否かを判定する。

燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上の場合（Ｓ４０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧デリバリーパイプ５４０内の目標燃圧を５３０ｋＰａに設定する（Ｓ５５）（図３の時刻ｔ２参照）。５３０ｋＰａは、低圧燃圧センサ５６０のスタック検出のために、通常使用される目標燃圧（４００ｋＰａ）よりも高く設定された診断用の目標燃圧の一例である。

一方、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ未満の場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧デリバリーパイプ５４０の目標燃圧を６００ｋＰａに設定する（Ｓ５０）（図３の時刻ｔ２参照）。６００ｋＰａは、低温環境下等での低圧燃圧センサ５６０のスタック検出用の目標燃圧の一例であり、通常または高温環境下での目標燃圧（５３０ｋＰａ）よりも高く設定される。

Ｓ５０，Ｓ５５の処理に続き、Ｓ６０において、エンジンＥＣＵ３２０は、予め定められた燃圧安定時間が経過したか否かを判定する。燃圧安定時間が経過していない場合（Ｓ６０においてＮＯ）には、制御がメインルーチンに戻されて、このフローチャートの処理がＳ１０から再び実行される結果、燃圧安定時間が経過するまで時間待ちが行なわれる。

Ｓ６０において燃圧安定時間が経過し燃圧が安定した場合（Ｓ６０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧燃圧センサ５６０により検出された検出値Ｄ１を取得する（Ｓ７０）（図３の時刻ｔ３参照）。その後、制御は一旦メインルーチンに戻される。

一方、Ｓ３０においてエンジン始動後、所定時間が経過した場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、すなわちＳ４０〜Ｓ７０の処理が完了した場合、エンジンＥＣＵ３２０はＳ８０に処理を進める。Ｓ８０において、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧デリバリーパイプ５４０の目標燃圧を４００ｋＰａに設定する（図３の時刻ｔ４参照）。なお、この目標燃圧は、通常運転時の燃圧と同じでなくてもよい。また、Ｓ８０における目標燃圧は、Ｓ５０，Ｓ５５にて設定された診断用の燃圧より高く設定してもよい。

Ｓ９０において、Ｓ６０と同様に、エンジンＥＣＵ３２０は所定の燃圧安定時間が経過したか否かを判断する。燃圧安定時間が経過していない間（Ｓ９０においてＮＯ）は、このフローチャートの処理がＳ１０から再び実行される結果、燃圧安定時間が経過するまで時間待ちが行なわれる。燃圧安定時間が経過し燃圧が安定した場合（Ｓ９０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ３２０はＳ１００に処理を進める。Ｓ１００において、エンジンＥＣＵ３２０は、低圧燃圧センサ５６０により検出された検出値Ｄ２を取得する（図３の時刻ｔ５参照）。

Ｓ１１０において、エンジンＥＣＵ３２０は、Ｓ７０にて取得された検出値Ｄ１と、Ｓ１００にて取得された検出値Ｄ２とを用いて、低圧燃圧センサ５６０のスタック検出を実行する。高温環境下では、検出値Ｄ１が６００ｋＰａに近い値を示し、検出値Ｄ２が４００ｋＰａに近い値を示していれば、低圧燃圧センサ５６０は正常と判定される。低温環境下では、検出値Ｄ１が５３０ｋＰａに近い値を示し、検出値Ｄ２が４００ｋＰａに近い値を示していれば、低圧燃圧センサ５６０は正常と判定される。あるいは、検出値Ｄ１と検出値Ｄ２との差（の絶対値）が所定値以上の場合、低圧燃圧センサ５６０は正常と判定される。これに対し、検出値Ｄ１と検出値Ｄ２とが互いにほぼ等しい値を示している場合（あるいは検出値Ｄ１と検出値Ｄ２との差の絶対値が所定値未満の場合）には、低圧燃圧センサ５６０にスタック故障が発生していると判定される。

スタック検出が完了すると、制御はメインルーチンに戻される。なお、Ｓ１１０の処理は、エンジン運転中に常時行なう必要はなく、１回のエンジン始動時に１回行なわれればよい。

以上のように、本実施の形態によれば、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ未満の場合、燃料温度Ｔｆが基準温度Ｔｃ以上の場合と比べて、目標燃圧が高く設定される。これにより、低圧デリバリーパイプ５４０内の燃圧が高くなり、燃料の霧化が促進される結果、排気ガスに含まれるＰＭの粒子数および粒子径がいずれも小さくなる。したがって、エンジン１００の排気性能を向上させることができる。

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。

１ 車両、１０ 第１モータジェネレータ（ＭＧ）、２０ 第２ＭＧ、２２ 回転軸、３０ 動力分割機構、４０ リダクション機構、１００ エンジン、１１０ 燃料供給装置、１２０ 吸気マニホールド、１３０ 吸気ポート、１４０ シリンダ、１７０ 排気通路、１８０ 触媒装置、１９０ フィルタ、２００ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、２５０ バッテリ、３００ 電子制御装置（ＥＣＵ）、３１０ ＰＭ−ＥＣＵ、３２０ エンジンＥＣＵ、３３０ モータＥＣＵ、３４０ バッテリＥＣＵ、３５０ 駆動輪、４００ 高圧燃料供給機構、４１０ 高圧ポンプ、４２０ チェック弁、４３０ 高圧燃料配管、４４０ 高圧デリバリーパイプ、４５０ 筒内噴射弁、４５２，５５２ 噴孔部、４６０ 高圧燃圧センサ、５００ 低圧燃料供給機構、５１０ 燃料圧送部、５１１ 燃料タンク、５１２ フィードポンプ、５１３ サクションフィルタ、５１４ 燃料フィルタ、５１５ リリーフ弁、５１６ 燃料温度センサ、５３０ 低圧燃料配管、５４０ 低圧デリバリーパイプ、５５０ ポート噴射弁、５６０ 低圧燃圧センサ。

Claims (3)

1. 内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関は、
   吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、
   前記ポート噴射弁から噴射するための燃料を貯留する貯留部と、
   燃料を加圧して前記貯留部に供給するフィードポンプと、
   前記貯留部に貯留される燃料である貯留燃料の圧力を検出する燃圧センサとを含み、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関の始動時に、前記貯留燃料の圧力の目標値を第１の目標値に設定した状態で前記燃圧センサの第１の検出値を取得し、その後、前記貯留燃料の圧力の目標値を前記第１の目標値とは異なる第２の目標値にステップ的に変更してから前記燃圧センサの第２の検出値を取得し、前記第１の検出値と前記第２の検出値とに基づいて、前記燃圧センサの異常診断を実行し、
   前記異常診断において、前記貯留燃料の温度が所定の基準温度を下回る場合、前記貯留燃料の温度が前記基準温度を上回る場合と比べて、前記第１の目標値を高く設定する、内燃機関の制御装置。
2. 前記第１の目標値は、前記第２の目標値よりも高い、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記貯留燃料の温度が前記基準温度を下回るか否かによっては前記第２の目標値を変更しない、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

Images