JP6331861B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁を含む内燃機関の制御装置に関する。

特開２０１３−０６８１２７号公報（特許文献１）には、燃料ポンプと、燃料ポンプによるポート噴射弁への燃料の供給圧を検出する燃圧センサとを備えた内燃機関に適用され、燃圧センサの検出値に応じて燃料ポンプの操作量を出力する制御装置が開示されている。

この制御装置は、燃圧センサの診断のために、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故障の有無を判断する。

燃圧センサの故障診断においては、燃料ポンプの駆動デューティを診断用デューティにまで増大させることにより、燃圧をリリーフバルブの開弁圧にまで上昇させ、このときの燃圧センサが開弁圧付近を検出していない場合には、燃圧センサが異常状態であると判断する。

特開２０１３−０６８１２７号公報

上記文献に記載された制御装置は、空燃比のずれが大きくなったときに、燃圧センサの異常診断を実行する。しかし、実際に燃圧センサの異常により空燃比にずれが生じた状態が継続する前に、あらかじめ燃圧センサの異常を検出しておくことが望ましい。

また、上記文献に記載された制御装置は、燃圧センサがリリーフバルブの開弁圧付近の圧力を検出することは確認しているが、燃圧センサの機能をさらに詳しく確認するほうが好ましい。たとえば、燃圧センサの検出値が変化することを確認するためには、少なくとも燃圧センサの検出値を２点の圧力で確認する必要がある。このような燃圧センサの検出値が固定値となっていないことを確認する故障検出は、スタック検出と呼ばれる。

このように、実際の故障の影響が大きくなる前に、あらかじめスタック検出を実施することが好ましいが、本願発明者らの実験の結果、早期にスタック検出を完了させるためには、どのようなタイミングおよび圧力条件で行なうかを十分に検討する必要があることがわかった。

この発明の目的は、上記の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、燃圧センサのスタック検出を早期に完了させることができる内燃機関の制御装置を提供することである。

この発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。制御装置が制御する内燃機関は、吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁と、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を含む。制御装置は、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、燃圧センサの検出値に基づいてフィードポンプを制御するとともに、貯留部に貯留される燃料の目標圧力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とを備える。制御部は、目標圧力を変化させるために、内燃機関を始動させる始動信号に応じて、第１処理を実行し、第１処理の後に第２処理を実行するように構成される。第１処理は、貯留部の燃料の目標圧力を第１の圧力に設定し、フィードポンプによって燃料を加圧し、燃圧センサによって圧力を検出させる処理である。第２処理は、貯留部の燃料の目標圧力を第１の圧力よりも低い第２の圧力に設定し、フィードポンプによる加圧と、内燃機関のポート噴射弁からの噴射による減圧とを行なわせ、燃圧センサによって圧力を検出させる処理である。

加圧した燃料を貯留する貯留部は、基本的には内燃機関の停止時には密閉状態にある。内燃機関の停止時には、ポート噴射弁から燃料が排出され新しい燃料がフィードポンプから供給されるという燃料の入れ替えが貯留部に発生しなくなる。貯留部に閉じ込められた燃料は、内燃機関の熱の影響によって膨張し、圧力が高まる。したがって、内燃機関が運転を停止している場合、燃圧センサに供給される燃料圧は内燃機関の温度の影響を受けるので一定ではない。たとえば、信号待ちなどの停止時にアイドリングストップを行なう車両や、ハイブリッド車両などの走行中でも内燃機関の運転を停止することがある車両などでは、停止時の内燃機関の温度はさまざまであり、燃料圧が変動しやすい。このような状況では、燃圧を低圧から高圧に変化させることによって燃圧センサのスタック検出を行なおうとすると、一旦燃圧を低い状態に下げねばならず時間がかかる場合がある。

上記構成によれば、第１処理の後の第２処理での目標圧力を第１処理の目標圧力よりも低く設定してスタック検出を行なうので、初期の燃圧が内燃機関の温度の影響によって変動していてもその影響を考慮せずともよい。したがって、スタック検出を早期に完了させることが容易となる。

好ましくは、内燃機関は、内燃機関が停止中でも走行可能に構成されたハイブリッド車両に搭載される。始動信号は、車両が走行中に停止状態の内燃機関を始動させる際に発生する信号を含む。

上記の構成によれば、ハイブリッド車両において、一度の走行中に複数回のスタック検出機会を早期に確保できる可能性が高まる。

より好ましくは、制御部は、第２処理において内燃機関を運転し、制御部は、始動信号に応じて第１処理の実行を開始した場合には、第２処理が完了するまで内燃機関の停止を禁止する。

ハイブリッド車両の場合、通常の走行では燃費を向上させるために内燃機関の運転および停止が頻繁に生じる場合がある。燃圧の減圧は主にポート噴射弁からの燃料噴射に起因するので、内燃機関が停止してしまうと減圧できなくなり、燃圧を自由に設定できなくなるためスタック検出ができなくなる。上記構成によれば、スタック検出の処理を開始した場合、処理が完了するまでは内燃機関の停止が禁止されるので、スタック検出が開始された場合に中断されることが抑制される。したがって、ハイブリッド車両の場合でも、確実にスタック検出を行なうことができる。

より好ましくは、制御部は、車両が起動されてから、燃圧センサの異常診断に必要な回数だけ始動信号に応じて第１処理および第２処理を実行した後には、始動信号が検出されても第１処理を実行しない。

第１処理では、通常走行時に使用する燃圧よりも高い燃圧をフィードポンプに発生させる。このような処理は、必要が無ければ行なわないほうが燃費を向上させる点で有利である。上記構成によれば、必要な回数のスタック検出が行なわれた後には、第１処理が実行されないので、燃費を向上させる点で有利である。

好ましくは、内燃機関は、筒内に燃料の噴射を行なう筒内噴射弁と、筒内噴射弁から噴射するための燃料を貯留する高圧貯留部と、燃料を加圧して高圧貯留部に供給する高圧ポンプとをさらに含み、貯留部の圧力は高圧貯留部の圧力よりも低く設定される。

上記の構成によれば、筒内噴射弁とポート噴射弁の二つの噴射弁を使い分ける内燃機関において、ポート噴射弁の燃圧のスタック検出を早期に完了させることができる。

本発明が適用されるハイブリッド車両１の構成を示すブロック図である。 燃料供給に関するエンジン１０および燃料供給装置１５の構成を示した図である。 実施の形態１の処理が実行された場合の燃圧変化の一例を示した波形図である。 低圧デリバリーパイプ５３の模式図である。 実施の形態１で実行される低圧燃圧センサ５３ａのスタック検出処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２で実行されるスタック検出の制御を示すフローチャートである。 実施の形態３で実行されるスタック検出の制御を示す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。

［実施の形態１］
（基本構成の説明）
図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１の構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、燃料供給装置１５と、モータジェネレータ２０，３０と、動力分割機構４０と、リダクション機構５８と、駆動輪６２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６０と、バッテリ７０と、制御装置１００とを含む。

このハイブリッド車両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１０およびモータジェネレータ３０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１０とモータジェネレータ２０とモータジェネレータ３０とは、動力分割機構４０を介して相互に連結されている。動力分割機構４０に連結されるモータジェネレータ３０の回転軸１６には、リダクション機構５８が接続される。回転軸１６は、リダクション機構５８を介して、駆動輪６２と連結されるとともに、動力分割機構４０を介して、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。

動力分割機構４０は、エンジン１０の駆動力を、モータジェネレータ２０と回転軸１６とに分割することができる。モータジェネレータ２０は、動力分割機構４０を介してエンジン１０のクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１０を始動するスタータとして機能することができる。

モータジェネレータ２０および３０は、いずれも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。モータジェネレータ２０および３０は、ＰＣＵ６０に接続され、ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に接続される。

制御装置１００は、パワーマネジメント用電子制御ユニット（Electronic Control Unit；以下、ＰＭ−ＥＣＵという）１４０と、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）１４１と、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）１４２と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）１４３とを含む。

ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、エンジンＥＣＵ１４１と、モータＥＣＵ１４２と、バッテリＥＣＵ１４３とに、図示しない通信ポートを介して接続されている。ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、エンジンＥＣＵ１４１と、モータＥＣＵ１４２と、バッテリＥＣＵ１４３と各種制御信号やデータのやり取りを行なう。

モータＥＣＵ１４２は、ＰＣＵ６０に接続され、モータジェネレータ２０および３０の駆動を制御する。バッテリＥＣＵ１４３は、バッテリ７０の充放電電流の積算値に基づいて、残容量（以下、ＳＯＣ（State of charge）という）を演算する。

エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン１０および燃料供給装置１５に接続されている。エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するとともに、入力した信号に応じて燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を行なう。また、エンジンＥＣＵ１４１は、燃料供給装置１５を制御して燃料をエンジン１０に供給する。

以上の構成を有するハイブリッド車両１において、エンジン１０および燃料供給装置１５の構成および制御についてより詳細に説明する。

図２は、燃料供給に関するエンジン１０および燃料供給装置１５の構成を示した図である。本実施の形態は、本発明が適用される車両を、内燃機関として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内燃機関、例えば直列４シリンダのガソリンエンジンを採用するハイブリッド車両としている。

図２を参照して、エンジン１０は、吸気マニホールド３６と、吸気ポート２１と、シリンダブロックに設けられた４つのシリンダ１１とを含む。

吸入空気ＡＩＲは、シリンダ１１中の図示しないピストンが下降するときに、吸気口管から吸気マニホールド３６および吸気ポート２１を通って各シリンダ１１に流入する。

燃料供給装置１５は、低圧燃料供給機構５０と、高圧燃料供給機構８０とを含む。低圧燃料供給機構５０は、燃料圧送部５１と、低圧燃料配管５２と、低圧デリバリーパイプ５３と、低圧燃圧センサ５３ａと、ポート噴射弁５４とを含む。

高圧燃料供給機構８０は、高圧ポンプ８１と、チェック弁８２ａと、高圧燃料配管８２と、高圧デリバリーパイプ８３と、高圧燃圧センサ８３ａと、筒内噴射弁８４とを含む。

筒内噴射弁８４は、噴孔部８４ａを各シリンダ１１の燃焼室内に露出する筒内噴射用インジェクタである。筒内噴射弁８４が開弁動作するとき、高圧デリバリーパイプ８３内の加圧された燃料が筒内噴射弁８４の噴孔部８４ａから燃焼室１６内に噴射される。

エンジンＥＣＵ１４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路などを含んで構成される。エンジンＥＣＵ１４１は、図１のＰＭ−ＥＣＵからエンジン起動／停止指令を受けて、エンジン１０および燃料供給装置１５を制御する。

エンジンＥＣＵ１４１は、アクセル開度や吸入空気量やエンジン回転数などに基づいて燃焼毎に必要な燃料噴射量を算出する。また、エンジンＥＣＵ１４１は、算出した燃料噴射量に基づいて、ポート噴射弁５４および筒内噴射弁８４への噴射指令信号などを適時に出力する。

エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン１０の始動時に、ポート噴射弁５４による燃料噴射を最初に実施させる。そして、ＥＣＵ１４０は、高圧燃圧センサ８３ａにより検出される高圧デリバリーパイプ８３内の燃料圧力が予め設定された圧力値を超えたとき、筒内噴射弁８４への噴射指令信号の出力を開始する。

さらに、エンジンＥＣＵ１４１は、例えば筒内噴射弁８４からの筒内噴射を基本としながら、エンジン１０の始動暖機時や低回転高負荷時などのように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では、ポート噴射を併用する。または、エンジンＥＣＵ１４１は、例えば筒内噴射弁８４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５４からのポート噴射を実行する。

本実施の形態では、燃料供給装置１５は、低圧燃料供給機構５０の圧力が可変に制御可能である点が特徴的である。以下、燃料供給装置１５の低圧燃料供給機構５０についてより詳細に説明する。

燃料圧送部５１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、これらを連結する燃料管５１６とを含む。

燃料タンク５１１は、エンジン１０で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する。サクションフィルタ５１３は、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し、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。

低圧燃料配管５２は、燃料圧送部５１から低圧デリバリーパイプ５３までを連結する。ただし、低圧燃料配管５２は、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される１つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。

低圧デリバリーパイプ５３は、シリンダ１１の直列配置方向の一端側で、低圧燃料配管５２に接続される。低圧デリバリーパイプ５３には、ポート噴射弁５４が連結される。低圧デリバリーパイプ５３には、内部の燃料圧力を検出する低圧燃圧センサ５３ａが装着されている。

ポート噴射弁５４は、噴孔部５４ａを各シリンダ１１に対応する吸気ポート２１内に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５４が開弁動作するとき、低圧デリバリーパイプ５３内の加圧された燃料が、ポート噴射弁５４の噴孔部５４ａから吸気ポート２１内に噴射される。

フィードポンプ５１２は、エンジンＥＣＵ１４１から発信される指令信号に基づいて、駆動および停止される。

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、例えば１［ＭＰａ：メガパスカル］未満の一定可変範囲内の圧力に加圧して吐出することが可能である。さらに、フィードポンプ５１２は、エンジンＥＣＵ１４１の制御により、単位時間当りの吐出量［ｍ^３／ｓｅｃ］や吐出圧［ｋＰａ：キロパスカル］を変化させることが可能である。

このようにフィードポンプ５１２を制御することは、以下の点で好ましい。まず、低圧デリバリーパイプ５３は、エンジンが高温となると内部の燃料が気化するのを防ぐため、気化しない程度に圧力をかけておく必要がある。しかし圧力を高くしすぎるとポンプの負荷が大きくエネルギロスが大きい。燃料の気化を防止するための圧力は温度によって変化するので必要な圧力を低圧デリバリーパイプ５３にかけることでエネルギロスを少なくすることができる。また、フィードポンプ５１２を適切に制御することによって、エンジンが消費した量に相当する分の燃料を送出するようにすれば、無駄に加圧するエネルギ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プレッシャレギュレータで圧力を一定にする構成よりも燃費を向上させる点で有利である。

フィードポンプ５１２による可変燃圧制御には、ポート噴射を行なう燃料を貯留する低圧デリバリーパイプ５３に設けられた低圧燃圧センサ５３ａの検出値の信頼性を確保する必要がある。このため、上述のような低圧燃圧センサ５３ａの検出値のスタック検出が定期的に行なわれる。

（スタック検出制御の説明）
スタック検出は、低圧燃圧センサ５３ａの検出値が固定値となっていないことを確認する故障検出であり、低圧燃圧センサ５３ａの検出値が変化することを確認するためには、少なくとも低圧燃圧センサ５３ａの検出値を２点の圧力で確認する必要がある。

このスタック検出は、低圧燃圧センサ５３ａに故障が生じた結果、空燃比にずれが生じるなどの状態が継続する前に、あらかじめ早期に実施しておくほうが好ましい。

上記の構成の燃料供給装置１５を制御して低圧燃圧センサ５３ａのスタック検出を早期に完了させるためには、スタック検出を実行するタイミングおよび圧力条件が重要である。本実施の形態では、低圧燃圧センサ５３ａのスタック検出を所定の手順で圧力を変化させることによって実行する。具体的には、次に示す波形のように、エンジン始動後通常使用時よりも高圧に燃圧を昇圧させて燃圧センサの値を読む第１処理を行なってから、燃圧を降圧させて燃圧センサの値を読む第２処理を実行させる。

図３は、実施の形態１の処理が実行された場合の燃圧変化の一例を示した波形図である。

図３を参照して、時刻ｔ１において、エンジン１０が運転状態にある場合にＰＭ−ＥＣＵ１４０からエンジン停止指令が出力され、それに応じてエンジンＥＣＵ１４１はエンジンを停止させる。このとき、目標燃圧Ｐ０は０［ｋＰａ］に設定される。しかし、実燃圧Ｐ１は時刻ｔ１〜ｔ２のエンジン間欠停止期間中に４００［ｋＰａ］から上昇する場合がある。この燃圧が上昇する状態について模式図を示して簡単に説明する。

図４は、低圧デリバリーパイプ５３の模式図である。図４を参照して、加圧した燃料を貯留する貯留部である低圧デリバリーパイプ５３は、基本的にはエンジン１０の停止時には密閉状態にある。エンジン１０の停止時には、ポート噴射弁５４から燃料が排出され新しい燃料がフィードポンプ５１２から供給されるという燃料の入れ替えが低圧デリバリーパイプ５３に発生しなくなる。低圧デリバリーパイプ５３に閉じ込められた燃料は、エンジン１０の熱の影響によって膨張し、低圧デリバリーパイプ５３内部の圧力が上昇する。したがって、エンジン１０が運転を停止している場合、低圧燃圧センサ５３ａに供給される実燃圧Ｐ１はエンジン１０の温度の影響を受けるので一定ではない。たとえば、エンジン１０が十分に暖められた状態でエンジン１０の間欠運転が発生すると、停止時のエンジン１０からの熱の影響によって燃圧が上昇する。

このような状況では、図３と異なる方法、たとえば燃圧を低圧（４００［ｋＰａ］）から高圧（５３０［ｋＰａ］）に変化させることによって、燃圧センサのスタック検出を行なおうとすると、一旦高圧となっている燃圧を低い状態に下げねばならない。低圧デリバリーパイプ５３からの燃料の排出経路は、基本的にはポート噴射弁５４のみであるので、エンジン１０を運転させて、燃圧が４００［ｋＰａ］に下がるのを待つしかない。仮に、燃圧が５３０［ｋＰａ］より高い場合には、４００［ｋＰａ］まで下がるのを待つと、スタック検出を行なうのに時間がかかってしまう。これに対し、エンジン始動時に低くなっている燃圧を上昇させるのはフィードポンプ５１２を最大回転数で回転させることによって容易であり、比較的応答性が良いし、エンジン始動指令に前もって燃圧を上げておくこともできる。

そこで、本実施の形態では、図３に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３において目標燃圧を高く（５３０［ｋＰａ］）設定して検出値Ａを取得する第１処理を行ない、その後目標燃圧を低下させ、時刻ｔ４〜ｔ５において目標燃圧を低く（４００［ｋＰａ］）設定して検出値Ｂを取得する第２処理を行なうことにした。図３に示すように、時刻ｔ２において実燃圧Ｐ１［ｋＰａ］よりも高くなっている場合には、燃圧の目標値を５３０［ｋＰａ］に設定する第１処理から開始すれば、燃圧の目標値を４００［ｋＰａ］に設定する第２処理を先に行なうよりも、５３０［ｋＰａ］から４００［ｋＰａ］に燃圧が下がるのに要する時間分早期にスタック検出を開始することが可能となる。

したがって、本実施の形態の制御を行なうことによって、図３の時刻ｔ１〜ｔ２における実燃圧Ｐ１が高圧となっていた場合に、スタック検出を早期に完了させることが可能となる。

図５は、実施の形態１で実行される低圧燃圧センサ５３ａのスタック検出処理を説明するためのフローチャートである。図５のフローチャートは、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。まず、ステップＳ１において、エンジンＥＣＵ１４１は、ＰＭ‐ＥＣＵ１４０からの、エンジン始動要求があるか、またはエンジンが運転中であるかを判断する。ステップＳ１において、エンジン始動要求がなくかつエンジンが運転中でない場合には（Ｓ１でＮＯ）、ステップＳ２に処理が進められる。

ステップＳ２では、低圧デリバリーパイプ５３の目標燃圧が０［ｋＰａ］に設定される。ステップＳ２の処理が終了すると、ステップＳ１１において、制御はメインルーチンに戻される。

一方、ステップＳ１において、エンジン始動要求があった場合や、またはエンジンが運転中であった場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ３に処理が進められる。ステップＳ３では、エンジン始動後、所定時間が経過したか否かが判断される。

ステップＳ３において、所定時間が経過していない場合には（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められ、低圧デリバリーパイプ５３の目標燃圧は５３０［ｋＰａ］に設定される。５３０［ｋＰａ］は、燃圧センサのスタック検出のために、通常使用する燃圧よりも高く設定された診断用の燃圧である。

ステップＳ８の処理に続き、ステップＳ９において、あらかじめ定められた燃圧安定時間が経過したか否かが判断される。まだ、燃圧安定時間が経過していない場合には（Ｓ９でＮＯ）、ステップＳ１１に処理が進められ、再びこのフローチャートの処理がステップＳ１から実行される結果、燃圧安定時間が経過するまで時間待ちが行なわれる。ステップＳ９において、燃圧安定時間が経過し燃圧が安定した場合には（Ｓ９でＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理が進められる。

ステップＳ１０では、エンジンＥＣＵ１４１は、低圧燃圧センサ５３ａで検出された検出値Ａを記憶する。その後、ステップＳ１１に処理が進められ制御が一旦メインルーチンに移される。

一方、ステップＳ３においてエンジン始動後、所定時間が経過した場合（Ｓ３でＹＥＳ：ステップＳ８〜Ｓ１０の処理が完了した場合）、ステップＳ４に処理が進められる。ステップＳ４では、低圧デリバリーパイプ５３の目標燃圧は４００［ｋＰａ］に設定される。４００［ｋＰａ］は、この実施の形態ではスタック検出を行なっていない通常の運転時の燃圧と等しい燃圧である。なお、ステップＳ８で設定された診断用の燃圧よりも低く設定された燃圧であれば、通常の運転時の燃圧と同じでなくても良い。

ステップＳ４の処理に続き、ステップＳ５において、あらかじめ定められた燃圧安定時間が経過したか否かが判断される。まだ、燃圧安定時間が経過していない場合には（Ｓ５でＮＯ）、ステップＳ１１に処理が進められ、再びこのフローチャートの処理がステップＳ１から実行される結果、燃圧安定時間が経過するまで時間待ちが行なわれる。ステップＳ５において、燃圧安定時間が経過し燃圧が安定した場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に処理が進められる。

ステップＳ６では、エンジンＥＣＵ１４１は、低圧燃圧センサ５３ａで検出された検出値Ｂを記憶する。その後、ステップＳ７に処理が進められ、先にステップＳ１０で記憶していた検出値Ａと、ステップＳ６で記憶された検出値Ｂとを用いて、低圧燃圧センサ５３ａのスタック故障の診断を実行する。検出値Ａが５３０［ｋＰａ］近辺の値を示し、検出値Ｂが４００［ｋＰａ］近辺の値を示しておれば、低圧燃圧センサ５３ａは正常である。検出値ＡとＢが同じ値を示している場合には、エンジンＥＣＵ１４１は、低圧燃圧センサ５３ａにスタック故障が発生していると判断する。なお、ステップＳ７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。ステップＳ７においてスタック検出が完了するとステップＳ１１に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。

図３、図５を参照して、フローチャートと波形の関係を簡単に説明する。時刻ｔ１において、エンジン１０が運転状態にある場合にＰＭ−ＥＣＵ１４０からエンジン停止指令が出力され、応じてエンジンＥＣＵ１４１はエンジンを停止させる。このとき、図５のフローチャートでは、ステップＳ２において目標燃圧Ｐ０が０［ｋＰａ］に設定される。

時刻ｔ２〜ｔ３において目標燃圧を高く（５３０［ｋＰａ］）設定して検出値Ａを取得する第１処理が行なわれる。図５では、第１処理はステップＳ８〜Ｓ１０で実行される。

その後目標燃圧を低下させ、時刻ｔ４〜ｔ５において目標燃圧を低く（４００［ｋＰａ］）設定して検出値Ｂを取得する第２処理が行なわれる。図５では、第２処理は、ステップＳ５〜Ｓ７で実行される。

以上説明したように、実施の形態１では、高圧から低圧に変化させるように目標圧を変化させてスタック検出を行なうので、図３の時刻ｔ１〜ｔ２における実燃圧Ｐ１が高圧となっていた場合に、スタック検出を早期に完了させることが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１のスタック検出の処理を実行して燃圧センサの信頼性を確保しつつ、実施の形態１よりも燃費を改善する例を説明する。

スタック検出処理では、通常走行時に使用する燃圧よりも高い燃圧をフィードポンプ５１２に発生させる。このような処理は、必要が無ければ行なわないほうが燃費を向上させる点で有利である。実施の形態２では、スタック検出完了フラグＦ１を導入し、必要な回数のスタック検出が行なわれた後には、スタック検出が実行されないように制御を行なう。

図６は、実施の形態２で実行されるスタック検出の制御を示すフローチャートである。なお、図１、図２の構成については、実施の形態２においても共通する。図６のフローチャートは、図５の実施の形態１のフローチャートにステップＳ１１〜Ｓ１５が追加されたものである。ステップＳ１〜Ｓ１１の処理については、実施の形態１で説明しているのでここでは説明は繰返さない。

図６を参照して、ステップＳ１１において、同一トリップが継続中であるか否かが判断される。１回のトリップは、たとえば、車両にユーザが乗車して車両キーを挿入し車両を発進させてから、目的地に到達して車両を駐車させて車両キーを抜きユーザが車両から下車するまでを言う。

ここで、実施の形態２では、車両の燃圧制御にスタック検出完了フラグＦ１を使用することにする。スタック検出完了フラグＦ１は、１回のトリップにおいて必要な回数（たとえば５回）のスタック検出が実行されるまではＯＦＦに設定されており、必要な回数のスタック検出が実行されるとＯＮに設定される。

ステップＳ１１において、同一トリップが継続中でなければ（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１２に処理が進められエンジンＥＣＵ１４１は、スタック検出完了フラグＦ１を初期化し、ＯＦＦに設定する。そしてステップＳ１１において制御はメインルーチンに戻される。

ステップＳ１１において、同一トリップが継続中である場合には（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１３に処理が進められ、エンジンＥＣＵ１４１は、スタック検出完了フラグＦ１がＯＮであるか否を判断する。ステップＳ１３において、スタック検出完了フラグＦ１がＯＦＦである場合には（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１に処理が進められ、実施の形態１と同様に以下スタック検出処理が実行される。このとき、ステップＳ７の次に実行されるステップＳ１５において、必要なスタック検出の回数が完了したか否かが監視されており、必要回数が完了していた場合、スタック検出完了フラグＦ１がＯＮに設定される。

一方、ステップＳ１３において、スタック検出完了フラグＦ１がＯＮである場合には（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１４に処理が進められる。ステップＳ１４では、目標燃圧が４００［ｋＰａ］に設定され、その後はステップＳ１１に処理が進められ、以降はトリップが終了するまで、スタック検出は実行されない。

以上説明したように、エンジンＥＣＵ１４１は、車両が起動されてから、低圧燃圧センサ５３ａのスタック検出に必要な回数だけエンジン始動信号に応じて第１処理および第２処理を実行した後には、スタック検出完了フラグＦ１がＯＮに設定され、エンジン始動信号が検出されてもスタック検出を実行しない。

スタック検出処理では、通常走行時に使用する燃圧よりも高い燃圧をフィードポンプ５１２に発生させる。このような処理は、必要が無ければ行なわないほうが燃費を向上させる点で有利である。実施の形態２では、必要な回数のスタック検出が行なわれた後には、スタック検出が実行されないので、燃費を向上させる点で有利である。

［実施の形態３］
ハイブリッド車両は、要求パワーの大きさの変化や電池のＳＯＣの状態の変動に応じてエンジンの始動・停止が頻繁に発生する場合がある。そのため、実施の形態１や２のスタック検出処理を開始しても、エンジンが停止してしまうとスタック検出処理を完了することができない可能性がある。そこで、実施の形態３では、開始したスタック検出処理が中断されることが無いようにハイブリッド車両のエンジンの間欠運転を禁止する例について説明する。

図７は、実施の形態３で実行されるスタック検出の制御を示すフローチャートである。なお、図１、図２の構成については、実施の形態３においても共通する。また、図７のフローチャートは、図５の実施の形態１のフローチャートにステップＳ２１〜Ｓ２３が追加されたものである。ステップＳ１〜Ｓ１０の処理については、実施の形態１で説明しているのでここでは説明は繰返さない。

実施の形態１の図５のステップＳ１において、エンジン始動要求有、またはエンジン運転中である場合に実行される処理が終了した後には、図７ではステップＳ２１に処理が進められる。具体的には、ステップＳ５でまだ燃圧安定時間が経過していない場合（Ｓ５でＮＯ）、ステップＳ７でスタック検出が実行された場合、ステップＳ９でまだ燃圧安定時間が経過していない場合（Ｓ９でＮＯ）、および、ステップＳ１０で燃圧センサの検出値Ａの記憶が実行された場合に、ステップＳ２１に処理が進められる。

ステップＳ２１では、１回のスタック検出が完了したか否か、すなわち、図３において第１処理と第２処理が完了したかを、エンジンＥＣＵ１４１が判断する。ステップＳ２１において、スタック検出が完了したと判断された場合には（Ｓ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２において、エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン１０の間欠運転を禁止する間欠禁止フラグＦ２をＯＦＦに設定する。間欠禁止フラグＦ２がＯＦＦに設定されると、エンジン１０の間欠運転が許可されるので、要求パワーの大きさの変化や電池のＳＯＣの状態の変動に応じてエンジンの始動・停止が行なわれる。

一方、ステップＳ２１において、スタック検出が完了していないと判断された場合には（Ｓ２１でＮＯ）、ステップＳ２３において、エンジンＥＣＵ１４１は、間欠禁止フラグＦ２をＯＮに設定する。間欠禁止フラグＦ２がＯＮに設定されると、エンジン１０の間欠運転が禁止されるので、一旦エンジンが始動すると、要求パワーの大きさや電池のＳＯＣの状態に変化が生じても、エンジンは運転状態に維持される。これにより、スタック検出途中にエンジンが停止されなくなる。そして、以降の判断周期において、スタック検出が完了すると（Ｓ２１でＹＥＳ）エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン１０の間欠運転を禁止する間欠禁止フラグＦ２をＯＦＦに設定し、エンジン１０の間欠運転が許可される。

このように、図３の時刻ｔ２〜ｔ５の間にエンジンが停止することがないので、スタック検出が正常に完了する可能性を高めることができる。

以上説明したように、実施の形態３では、エンジンＥＣＵ１４１は、図３に示す第１処理および第２処理において内燃機関を運転している。そして、エンジンＥＣＵ１４１は、エンジン起動指令に応じて第１処理の実行を開始した場合には、第２処理が完了するまで内燃機関の停止を禁止する。

ハイブリッド車両の場合、通常の走行では燃費を向上させるためにエンジンの運転および停止が頻繁に生じる場合がある。実施の形態３の構成によれば、スタック検出の処理を開始した場合、処理が完了するまではエンジン１０の停止が禁止されるので、ハイブリッド車両の場合でも、確実にスタック検出を行なうことができる。

なお、実施の形態３では、図７に実施の形態１に対して間欠禁止フラグＦ２を導入した例を示したが、実施の形態２のスタック検出完了フラグＦ１に加えてさらに間欠禁止フラグＦ２を導入してもよい。

また、図２では、筒内噴射弁とポート噴射弁とを有する内燃機関を例示したが、本発明は、筒内噴射弁が無くポート噴射弁のみを有する内燃機関に適用することも可能である。

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、上記した実施の形態の説明で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 ハイブリッド車両、１０ エンジン、１１ シリンダ、１５ 燃料供給装置、１６ 回転軸、２０，３０ モータジェネレータ、２１ 吸気ポート、３６ 吸気マニホールド、４０ 動力分割機構、５０ 低圧燃料供給機構、５１ 燃料圧送部、５２ 低圧燃料配管、５３ 低圧デリバリーパイプ、５３ａ 低圧燃圧センサ、５４ ポート噴射弁、５４ａ，８４ａ 噴孔部、５８ リダクション機構、６２ 駆動輪、７０ バッテリ、８０ 高圧燃料供給機構、８１ 高圧ポンプ、８２ 高圧燃料配管、８２ａ チェック弁、８３ 高圧デリバリーパイプ、８３ａ 高圧燃圧センサ、８４ 筒内噴射弁、１００ 制御装置、１４１ エンジンＥＣＵ、１４３ バッテリＥＣＵ、１４２ モータＥＣＵ、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 燃料管。

Claims (5)

1. 内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関は、
   吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁と、
   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を含み、
   前記制御装置は、
   前記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、
   前記燃圧センサの検出値に基づいて前記フィードポンプを制御するとともに、前記貯留部に貯留される燃料の目標圧力を変化させたときの前記燃圧センサの検出値に基づいて前記燃圧センサの検出値が固定値となる異常の診断を実行する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記目標圧力を変化させるために、前記内燃機関を始動させる始動信号に応じて、第１処理を実行し、前記第１処理の後に第２処理を実行するように構成され、
   前記第１処理は、前記貯留部の燃料の目標圧力を第１の圧力に設定し、前記フィードポンプによって燃料を加圧し、前記燃圧センサによって圧力を検出させる処理であり、
   前記第２処理は、前記貯留部の燃料の目標圧力を前記第１の圧力よりも低い第２の圧力に設定し、前記フィードポンプによる加圧と、前記内燃機関の前記ポート噴射弁からの噴射による減圧とを行なわせ、前記燃圧センサによって圧力を検出させる処理である、内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関は、前記内燃機関が停止中でも走行可能に構成されたハイブリッド車両に搭載され、
   前記始動信号は、車両が走行中に停止状態の前記内燃機関を始動させる際に発生する信号を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記第２処理において前記内燃機関を運転し、
   前記制御部は、
   前記始動信号に応じて前記第１処理の実行を開始した場合には、前記第２処理が完了するまで前記内燃機関の停止を禁止する、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御部は、車両が起動されてから、前記燃圧センサの異常診断に必要な回数だけ前記始動信号に応じて前記第１処理および前記第２処理を実行した後には、前記始動信号が検出されても前記第１処理を実行しない、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、
   筒内に燃料の噴射を行なう筒内噴射弁と、
   前記筒内噴射弁から噴射するための燃料を貯留する高圧貯留部と、
   燃料を加圧して前記高圧貯留部に供給する高圧ポンプとをさらに含み、
   前記貯留部の圧力は前記高圧貯留部の圧力よりも低く設定される、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

Images