JP2017115616A

JP2017115616A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2017115616A
Application number: JP2015249502A
Authority: JP
Inventors: 武志元古; Takeshi Motofuru
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-29

Abstract

【課題】内燃機関の燃焼室に対する燃料供給量の増量補正が実行された後のエミッション性能をより向上させる。【解決手段】エンジンＥＣＵは、上流側空燃比センサにより検出される上流側空燃比ＡＦｆが目標空燃比ＡＦｔａｇになるように燃料噴射弁を制御するものであり、下流側空燃比センサにより検出された下流側空燃比ＡＦｒが予め定められたリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下になると、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように当該目標空燃比ＡＦｔａｇの第１補正量ΔＡＦ１を設定し、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１を設定する際に、燃焼室６に対する燃料噴射量の増量補正の実行履歴がある場合、第１補正量ΔＡＦ１を増量補正の実行履歴がない場合に比べて大きくする（ステップＳ１５０〜Ｓ１８０）。【選択図】図２

Description

本開示は、排ガス浄化装置の上流側で燃焼室からの排ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサと、排ガス浄化装置の下流側で当該排ガス浄化装置からの排ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサとを有する内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の制御装置として、下流側空燃比センサによって検出された下流側空燃比が理論空燃比よりもリッチであるリッチ判定空燃比以下になったときに、排気浄化触媒に流入する排ガスの目標空燃比を継続的又は断続的に理論空燃比よりもリーンにするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置は、目標空燃比をリーンにする場合、上流側空燃比センサにより検出された排気浄化触媒に流入する排ガスの空燃比（上流側空燃比）に基づいて推定される当該排気浄化触媒の酸素吸蔵量が所定の吸蔵量となるまで、正の一定値であるリーン設定補正量を目標空燃比に対する空燃比補正量として設定する。また、この制御装置は、酸素吸蔵量が所定の吸蔵量になると、絶対値の比較的小さい負の一定値である弱リッチ設定補正量を空燃比補正量に設定する。

国際公開第２０１４／１１８８９２号

上述のような内燃機関では、一般に、始動時や燃料カットからの復帰直後、高負荷状態の内燃機関を冷却する際、触媒の過熱を抑制する際等に、燃焼室に対する燃料供給量の増量補正が実行される。そして、このように燃料供給量の増量補正が実行された場合、下流側空燃比センサにより検出される下流側空燃比がリッチになり、触媒雰囲気をＨＣ（炭化水素）が良好に浄化され得るリーン雰囲気にすべくリーン設定補正量が空燃比補正量に設定されることになる。しかしながら、燃料供給量の増量補正の実行後に一定のリーン設定補正量を空燃比補正量に設定しても、触媒雰囲気を速やかにリーン雰囲気にし得なくなるおそれもある。従って、上記従来の制御装置により制御される内燃機関は、燃料供給量の増量補正が実行された後のエミッション性能に関して、なお改善の余地を有している。

そこで、本開示の発明は、内燃機関の燃焼室に対する燃料供給量の増量補正が実行された後のエミッション性能をより向上させることを主目的とする。

本開示の内燃機関の制御装置は、燃焼室から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置と、前記排ガス浄化装置の上流側で前記燃焼室からの排ガスの空燃比を上流側空燃比として検出する上流側空燃比センサと、前記排ガス浄化装置の下流側で該排ガス浄化装置からの排ガスの空燃比を下流側空燃比として検出する下流側空燃比センサとを有する内燃機関の制御装置であって、前記上流側空燃比センサにより検出される前記上流側空燃比が目標空燃比になるように前記内燃機関を制御する制御装置において、前記下流側空燃比センサにより検出された前記下流側空燃比が予め定められた閾値以下になると、前記目標空燃比がリーン側に変化するように該目標空燃比の補正量を設定する補正量設定手段を備え、前記補正量設定手段は、前記目標空燃比がリーン側に変化するように前記補正量を設定する際に、前記燃焼室に対する燃料供給量の増量補正の実行履歴がある場合、前記補正量を前記増量補正の実行履歴がない場合に比べて大きくすることを特徴とする。

この制御装置は、下流側空燃比センサにより検出された下流側空燃比が予め定められた閾値以下になると、目標空燃比がリーン側に変化するように該目標空燃比の補正量を設定する補正量設定手段を備える。そして、補正量設定手段は、目標空燃比がリーン側に変化するように補正量を設定する際に、燃焼室に対する燃料供給量の増量補正の実行履歴がある場合、当該増量補正の実行履歴がない場合に比べて、目標空燃比がよりリーン側に変化するように補正量を大きくする。これにより、燃料供給量の増量補正により触媒雰囲気がリッチ化しても、目標空燃比をリーン側に変化させる補正量が設定されなくなるまでの間に触媒雰囲気を速やかにリーン化し、ＨＣ（炭化水素）の排出を良好に抑制することができる。この結果、この制御装置によれば、内燃機関の燃焼室に対する燃料供給量の増量補正が実行された後のエミッション性能をより向上させることが可能となる。

また、上記補正量設定手段は、下流側空燃比センサにより検出された下流側空燃比に応じたベース補正量と補正量ゲインとの積値を補正量に設定するものであってもよく、増量補正の実行履歴がある場合に、当該増量補正の実行履歴がない場合に比べて補正量ゲインを大きくするものであってもよい。更に、補正量ゲインは、増量補正中の燃料増量分と積算吸入空気量との積値に応じて設定されてもよい。また、上記制御装置は、触媒の酸素吸蔵量と酸素脱離量との偏差に基づいて目標空燃比の第２補正量を設定する第２補正量設定手段を備えてもよい。

本開示の制御装置により制御される内燃機関を例示する概略構成図である。本開示の制御装置により実行される空燃比補正量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。補正量設定マップの一例を示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の制御装置により制御される内燃機関としてのエンジン１を例示する概略構成図である。同図に示すエンジン１は、エンジン電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）１０により制御され、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を複数（本実施形態では、４つ）の燃焼室２内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴う図示しないピストンの往復運動をクランクシャフト（図示省略）の回転運動へと変換することにより動力を出力するものである。本実施形態のエンジン１は、当該エンジン１に加えて、モータジェネレータ（同期発電電動機）ＭＧを走行用動力の発生源として含むハイブリッド車両に搭載される。

エンジン１が搭載されるハイブリッド車両は、図１に示すように、車両全体を統括的に制御するハイブリッド電子制御装置（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）２０や、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータ３０、当該インバータ３０を介してモータジェネレータＭＧと電力をやり取り可能なバッテリ４０、ＨＶＥＣＵ２０と各種信号をやり取りしてインバータ３０を制御するモータ電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」という）５０を含む。かかるハイブリッド車両は、運転者の出力要求やバッテリ４０の状態に基づいてエンジン１を間欠的に停止または始動（再始動）させることができるように構成されている。

ＨＶＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータであり、ハイブリッド車両の走行に際して、アクセル開度と車速とに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定する。更に、ＨＶＥＣＵ２０は、当該要求トルクＴｒ＊等に基づいて、エンジン１の目標トルクＴｅ＊や目標パワーＰｅ＊、モータジェネレータＭＧへのトルク指令Ｔｍ＊を設定し、目標トルクＴｅ＊や目標パワーＰｅ＊をエンジンＥＣＵ１０に送信すると共に、トルク指令Ｔｍ＊をＭＧＥＣＵ５０に送信する。また、ＨＶＥＣＵ２０は、要求トルクＴｒ＊や目標パワーＰｅ＊（運転者の出力要求）、バッテリ４０の状態等に基づいてエンジンＥＣＵ１０に対するエンジン停止指令やエンジン始動指令を設定する。ＭＧＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータであり、ＨＶＥＣＵ２０からのトルク指令に基づいてインバータ３０をスイッチング制御する。

図１に示すように、エンジン１は、各燃焼室２の吸入ポートに接続された吸気管（吸気マニホールド）３や、吸入空気を清浄するエアクリーナ４、電子制御式のスロットルバルブ５、各燃焼室２に燃料を供給するための複数の燃料噴射弁６、燃焼室２ごとに設置された複数の点火プラグ７、各燃焼室２の排気ポートに接続された排気管（排気マニホールド）８、排気管８に接続された上流側排ガス浄化装置９ａ、上流側排ガス浄化装置９ａに接続された下流側排ガス浄化装置９ｂ等を含む。燃料噴射弁６は、図示するように、対応する燃焼室２内（筒内）に燃料を直接噴射するものであるが、対応する燃焼室２の吸気ポートに燃焼を噴射するものであってもよい。上流側排ガス浄化装置９ａおよび下流側排ガス浄化装置９ｂは、図示しない排気バルブや排気管８を介して各燃焼室２側から流入する排ガス、あるいは上流側排ガス浄化装置９ａから流入する排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ、ＮＯｘといった有害成分を浄化するＮＯｘ吸蔵型の三元触媒９０をそれぞれ有している。

エンジン１では、エアクリーナ４にて清浄された空気がスロットルバルブ５や吸気管３、図示しない吸気バルブを介して各燃焼室２内に吸入され、吸入空気に対しては、各燃焼室２内で燃料噴射弁６から燃料が噴射される。空気と燃料との混合気は、各燃焼室２で点火プラグ７からの電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン１からの排ガスは、図示しない排気バルブや排気管８を介して上流側排ガス浄化装置９ａへと送出され、当該上流側排ガス浄化装置９ａ、更には下流側排ガス浄化装置９ｂにて浄化された後、外部へと排出される。

エンジンＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵや、各種制御プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポート（何れも図示省略）等を含むマイクロコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、図示しない入力ポートを介して、エンジン１の状態等を検出する各種センサからの信号を入力する。例えば、エンジンＥＣＵ１０は、図示しないクランクポジションセンサにより検出されるクランクシャフトの回転位置（クランクポジション）や、図示しないスロットルバルブポジションセンサにより検出されるスロットルバルブ５の弁体位置（スロットルポジション）、エアフローメータ１１により検出されるエンジン１の吸入空気量Ｇａ、吸気圧センサ１２により検出される吸気管３内の圧力（吸気管圧）、上流側空燃比センサ１５により検出される上流側空燃比ＡＦｆ、下流側空燃比センサ１６により検出される下流側空燃比ＡＦｒ、水温センサ１９により検出されるエンジン１の冷却水温度Ｔｗ等を入力する。

上流側空燃比センサ１５は、例えば固体電解質層と一対の電極とを有するものであり、上流側排ガス浄化装置９ａの上流側すなわち各燃焼室２と上流側排ガス浄化装置９ａとの間で、各燃焼室２から排出される排ガスの空燃比を上流側空燃比ＡＦｆとして検出する。下流側空燃比センサ１６も、例えば固体電解質層と一対の電極とを有するものであり、上流側排ガス浄化装置９ａの下流側すなわち上流側排ガス浄化装置９ａと下流側排ガス浄化装置９ｂとの間で、当該上流側排ガス浄化装置９ａから流出する排ガスの空燃比を下流側空燃比ＡＦｒとして検出する。

また、エンジンＥＣＵ１０は、ＨＶＥＣＵ２０に接続されており、当該ＨＶＥＣＵ２０と各種信号をやり取りする。更に、エンジンＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてエンジン１（クランクシャフト）の回転数Ｎｅを算出すると共に、エアフローメータ１１からの吸入空気量Ｇａに基づいて、エンジン１が始動されてからの積算吸入空気量Ｑｉや、最大吸入空気量に対する吸入空気量ＧＡの割合である負荷率ＫＬを算出する。加えて、エンジンＥＣＵ１０は、上流側空燃比センサ１５により検出された上流側空燃比ＡＦｆと燃料噴射量と理論空燃比とに基づいて上流側排ガス浄化装置９ａの三元触媒９０の推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔと推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔとを算出（積算）する。推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔは、上流側空燃比ＡＦｆの目標空燃比ＡＦｔａｇが理論空燃比よりもリーンな値に設定される間（酸素吸蔵期間）に算出され、推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔは、目標空燃比ＡＦｔａｇが理論空燃比よりもリッチな値に設定される間（酸素脱離期間）に算出される。

ハイブリッド車両の走行に際して、エンジンＥＣＵ１０は、ＨＶＥＣＵ２０からの目標トルクＴｅ＊に基づいて目標吸入吸気量Ｇａ＊を設定すると共に、当該目標吸入吸気量Ｇａ＊に基づいてスロットルバルブ５を制御する。更に、エンジンＥＣＵ１０は、ベース値としての理論空燃比（ストイキオメトリ＝１４．６）と各種補正量との和を目標空燃比ＡＦｔａｇに設定し、当該目標空燃比ＡＦｔａｇと、上流側空燃比センサ１５により検出された上流側空燃比ＡＦｆと、目標吸入空気量Ｇａ＊とに基づいて、当該上流側空燃比ＡＦｆが目標空燃比ＡＦｔａｇになるように目標燃料噴射量を設定する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁６を制御すると共に点火プラグ７を制御する。すなわち、エンジンＥＣＵ１０は、目標空燃比ＡＦｔａｇと上流側空燃比センサ１５により検出される空燃比ＡＦｆとの偏差に基づいて各燃料噴射弁６をフィードバック制御する。また、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１の始動時や燃料カットからの復帰直後、高負荷時状態のエンジン１を冷却する際、三元触媒９０の過熱を抑制する際等に、各燃焼室２に対する燃料噴射量の増量補正を実行する。

本実施形態において、目標空燃比ＡＦｔａｇの補正量には、下流側空燃比センサにより検出される下流側空燃比ＡＦｒに基づく第１補正量ΔＡＦ１と、推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔと推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔとの偏差に基づく第２補正量ΔＡＦ２とが含まれる。第２補正量ΔＡＦ２は、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側からリッチ側あるいはリッチ側からリーン側に切り替えられるタイミング（酸素吸蔵期間と酸素脱離期間とが切り替わるタイミング）で、ΔＡＦ２＝前回ΔＡＦ２＋ｋ２・（Ｏｒｅｓｔ−Ｏｆｅｓｔ）という関係式に従って算出される。ただし、“ｋ２”は、第２補正量ΔＡＦ２の目標空燃比ＡＦｔａｇへの反映度合いを示すゲインである。第２補正量ΔＡＦ２は、推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔが推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔよりも大きい場合、目標空燃比ＡＦｔａｇをリーン側に変化させる補正量（正の値）として設定され、推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔが推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔよりも小さい場合、目標空燃比ＡＦｔａｇをリッチ側に変化させる補正量（負の値）として設定される。

次に、目標空燃比ＡＦｔａｇの第１補正量ΔＡＦ１の設定手順について説明する。図２は、エンジン１が運転される際にエンジンＥＣＵ１０により実行される空燃比補正量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。空燃比補正量設定ルーチンは、冷却水温度Ｔｗが所定温度以上であること、下流側空燃比センサ１６が活性化されていること、といった下流側空燃比センサ１６が正常に下流側空燃比ＡＦｒを検出可能になっていることを示す条件が成立している際に、エンジンＥＣＵ１０により所定時間おきに実行される。

図２の空燃比補正量設定ルーチンの開始に際して、エンジンＥＣＵ１０の図示しないＣＰＵは、下流側空燃比センサ１６からの下流側空燃比ＡＦｒ、水温センサ１９からの冷却水温度Ｔｗ、増量補正履歴フラグの値、燃料噴射量の増量補正が実行された間の燃料増量分ｆｚおよび積算吸入空気量Ｑｚといった第１補正量ΔＡＦ１の設定に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。増量補正履歴フラグは、エンジン１の始動時や燃料カットからの復帰直後、エンジン１を冷却したり、触媒の過熱を抑制したりする際等に、燃料噴射量の増量補正が開始された時点で値１に設定されるものである。また、燃料増量分ｆｚおよび積算吸入空気量Ｑｚは、当該増量補正が実行される間に積算されて図示しないＲＡＭに格納されたものである。

ステップＳ１００のデータ入力処理を実行した後、エンジンＥＣＵ１０は、入力した下流側空燃比ＡＦｒが予め定められた理論空燃比よりも大きいリーン閾値ＡＦｌｅａｎ未満であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、下流側空燃比ＡＦｒがリーン閾値ＡＦｌｅａｎ未満である場合、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１００にて入力した下流側空燃比ＡＦｒが予め定められた理論空燃比よりも小さいリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ（例えば１４．４前後の値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０にて下流側空燃比ＡＦｒがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であると判断した場合、エンジンＥＣＵ１０は、予め定められた理論空燃比よりも大きい一定値（負の値）であるリーン補正量ΔＡＦｌｅａｎを第１補正量ΔＡＦ１のベース補正量ΔＡＦｂに設定する（ステップＳ１３０）。また、ステップＳ１１０にて下流側空燃比ＡＦｒがリーン閾値ＡＦｌｅａｎ以上であると判断した場合、およびステップＳ１２０で下流側空燃比ＡＦｒがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈを上回っていると判断した場合、エンジンＥＣＵ１０は、予め定められた理論空燃比よりも小さい一定値（正の値）であるリッチ補正量ΔＡＦｒｉｃｈを第１補正量ΔＡＦ１のベース補正量ΔＡＦｂに設定する（ステップＳ１３５）。

ステップＳ１３０またはＳ１３５の処理の後、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１００にて入力した増量補正履歴フラグが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。増量補正履歴フラグが値１であって増量補正の実行履歴があると判断した場合、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１００にて入力した下流側空燃比ＡＦｒが上述のリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０にて下流側空燃比ＡＦｒがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であると判断した場合、ステップＳ１００にて入力した燃料増量分ｆｚと積算吸入空気量Ｑｚとの積値ｆＱｚを算出した上で（ステップＳ１６０）、当該積値ｆＱｚに基づいて第１補正量ΔＡＦ１の目標空燃比ＡＦｔａｇへの反映度合いを示す補正量ゲインｋ１を設定する（ステップＳ１７０）。

本実施形態では、積値ｆＱｚと補正量ゲインｋ１との関係を規定する図３に示すような補正量ゲイン設定マップが予め用意されてエンジンＥＣＵ１０のＲＯＭに格納されている。補正量設定マップは、基本的に、積値ｆＱｚが大きくなるにつれて補正量ゲインｋ１を大きくするように作成される。図３に例示する補正量設定マップは、積値ｆＱｚが比較的小さい場合に、補正量ゲインｋ１を予め定められた比較的小さい正の値ｋ₀（例えば、値１）とし、積値ｆＱｚが所定値以上になると、積値ｆＱｚが増加するにつれて補正量ゲインｋ１を徐々に（例えば積値ｆＱｚに比例して）大きくし、積値ｆＱｚがかなり大きい場合に補正量ゲインｋ１を予め定められた比較的大きい正の値ｋｍ（例えば、ｋ₀の数倍程度の値）とする。そして、ステップＳ１７０において、エンジンＥＣＵ１０は、当該補正量設定マップから積値ｆＱｚに対応した値を導出して補正量ゲインｋ１に設定し、ベース補正量ΔＡＦｂ（この場合、ステップＳ１３０にて設定されたリーン補正量ΔＡＦｌｅａｎ）と補正量ゲインｋ１との積値を第１補正量ΔＡＦ１に設定する（ステップＳ１８０）。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１８０の処理を実行してから所定時間が経過した後に、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

一方、ステップＳ１４０にて増量補正履歴フラグが値１であると判断した後、ステップＳ１５０にて下流側空燃比ＡＦｒがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈを上回っていると判断した場合、エンジンＥＣＵ１０は、増量補正履歴フラグを値０に設定してリセットした上で（ステップＳ１６５）、上述の値ｋ₀を補正量ゲインｋ１に設定する（ステップＳ１７５）。そして、ベース補正量ΔＡＦｂ（この場合、ステップＳ１３５にて設定されたリッチ補正量ΔＡＦｒｉｃｈ）と補正量ゲインｋ１との積値を第１補正量ΔＡＦ１に設定し（ステップＳ１８０）、所定時間が経過した後、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。ステップＳ１６５にて増量補正履歴フラグが値０に設定された後にステップＳ１００以降の処理が実行される場合、ステップＳ１４０にて否定判断がなされ、ステップ１７５にて値ｋ₀が補正量ゲインｋ１に設定される。そして、この場合には、下流側空燃比ＡＦｒの値に応じてステップＳ１３０またはＳ１３５にて設定されたベース補正量ΔＡＦｂと補正量ゲインｋ１（＝ｋ₀）との積値が第１補正量ΔＡＦ１に設定されることになる（ステップＳ１８０）。

上述のような空燃比補正量設定ルーチンが実行される結果、ステップＳ１２０にて下流側空燃比ＡＦｒがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であると判断されると、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１が負の値に設定される。そして、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１が設定される際に、燃料噴射量の増量補正の実行履歴がある場合、補正量ゲインｋ１が値ｋ₀よりも大きく設定される。これにより、燃料噴射量の増量補正の実行履歴がある場合には、当該増量補正の実行履歴がない場合に比べて、目標空燃比ＡＦｔａｇがよりリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１を大きくすることできる。従って、燃料噴射量の増量補正により触媒雰囲気がリッチ化しても、ステップＳ１６５にて増量補正履歴フラグが値０に設定されて目標空燃比ＡＦｔａｇをリーン側に変化させるように第１補正量ΔＡＦ１が設定されなくなるまでの間に、触媒雰囲気を速やかにリーン化し、ＨＣ（炭化水素）の排出を良好に抑制することが可能となる。この結果、エンジンＥＣＵ１０により制御されるエンジン１では、燃焼室２に対する燃料噴射量の増量補正が実行された後のエミッション性能をより向上させることができる。

また、燃料噴射量の増量補正が実行された後、下流側空燃比センサ１６により検出される下流側空燃比ＡＦｆがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であると判断される間、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーンに設定されるが、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーンに設定される期間が長くなると、上流側空燃比ＡＦｆに基づいて算出される推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔが過大になってしまい、推定酸素吸蔵量Ｏｒｅｓｔと推定酸素脱離量Ｏｆｅｓｔとの偏差に基づく第２補正量ΔＡＦ２の精度（学習制度）が悪化してしまうおそれがある。これに対して、エンジン１では、燃料噴射量の増量補正後に、下流側空燃比ＡＦｒを速やかにリーン側に変化させることができる。従って、燃料噴射量の増量補正後に下流側空燃比センサ１６により検出される下流側空燃比ＡＦｆがリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下であると判断される期間を短くして推定酸素吸蔵量Ｏｒｓｅｓｔのズレに起因した第２補正量ΔＡＦ２の精度悪化（学習制度の悪化）を良好に抑制し、それによってエミッション性能をより向上させることが可能となる。更に、燃料増量分ｆｚと積算吸入空気量Ｑｚとの積値ｆＱｚに応じて補正量ゲインｋ１を設定することで（ステップＳ１７０）、補正量ゲインｋ１を燃焼噴射量の増量補正中の空燃比を考慮したより適正なものとすることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態のエンジンＥＣＵ１０は、上流側空燃比センサ１５により検出される上流側空燃比ＡＦｆが目標空燃比ＡＦｔａｇになるようにエンジン１（燃料噴射弁６）を制御するものであり、下流側空燃比センサ１６により検出された下流側空燃比ＡＦｒが予め定められたリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈ以下になると、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように当該目標空燃比ＡＦｔａｇの第１補正量ΔＡＦ１を設定する補正量設定手段として機能する（ステップＳ１８０）。そして、エンジンＥＣＵ１０は、目標空燃比ＡＦｔａｇがリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１を設定する際に、燃焼室６に対する燃料供給量の増量補正の実行履歴がある場合、増量補正の実行履歴がない場合に比べて、目標空燃比ＡＦｔａｇがよりリーン側に変化するように第１補正量ΔＡＦ１を大きくする（ステップＳ１５０〜Ｓ１７５）。これにより、エンジンＥＣＵ１０により制御されるエンジン１では、燃焼室２に対する燃料噴射量の増量補正が実行された後のエミッション性能をより向上させることが可能となる。

なお、図２の空燃比補正量設定ルーチンでは、ステップＳ１２０における判定閾値であるリッチ閾値ＡＦｒｉｃｈが、ステップＳ１５０における判定閾値として用いられているが、これに限られるものではない。すなわち、ステップＳ１５０における判定閾値は、リッチ閾値ＡＦｒｉｃｈよりも小さい値であってもよく、リッチ閾値ＡＦｒｉｃｈよりも大きく、かつ理論空燃比よりも小さい値であってもよい。また、図２のステップ１５０では、下流側空燃比ＡＦｒが所定回数だけリッチからリーンに反転したか否かを判定してもよく、下流側空燃比ＡＦｒが所定回数だけリッチからリーンに反転した場合に、ステップＳ１６５およびＳ１７５の処理を実行してもよい。更に、図２のステップＳ１５０では、下流側空燃比ＡＦｒがリッチになったか否かを判定すると共に、所定時間（所定回数）にわたって下流側空燃比ＡＦｒがリッチに維持されているか否かを判定してもよく、当該所定時間（所定回数）にわたって下流側空燃比ＡＦｒがリッチに維持されている場合に、ステップＳ１７０の処理を実行してもよい。

また、エンジンＥＣＵ１０により制御されるエンジン１が搭載されるハイブリッド車両は、複数のモータジェネレータＭＧを有してもよく、動力分配用の遊星歯車を有する２モータ式のハイブリッド車両であってもよく、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよく、プラグイン式のハイブリッド車両であってもよい。更に、上記エンジンＥＣＵ１０は、走行用の動力発生源としてエンジン１のみを有する車両（例えば、いわゆるアイドルストップを実行可能な車両）に適用されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、内燃機関や車両の製造産業等において利用可能である。

１エンジン（内燃機関）、２燃焼室、３吸気管、４エアクリーナ、５スロットルバルブ、６燃料噴射弁、７点火プラグ、８排気管、９ａ上流側排ガス浄化装置、９ｂ下流側排ガス浄化装置、１０エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、１１エアフローメータ、１２吸気圧センサ、１５上流側空燃比センサ、１６下流側空燃比センサ、１９水温センサ、２０ハイブリッド電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）、３０インバータ、４０バッテリ、５０モータ電子制御装置（ＭＧＥＣＵ）、９０三元触媒、ＭＧモータ。

Claims

燃焼室から排出される排ガスを浄化するための触媒を含む排ガス浄化装置と、前記排ガス浄化装置の上流側で前記燃焼室からの排ガスの空燃比を上流側空燃比として検出する上流側空燃比センサと、前記排ガス浄化装置の下流側で該排ガス浄化装置からの排ガスの空燃比を下流側空燃比として検出する下流側空燃比センサとを有する内燃機関の制御装置であって、前記上流側空燃比センサにより検出される前記上流側空燃比が目標空燃比になるように前記内燃機関を制御する制御装置において、
前記下流側空燃比センサにより検出された前記下流側空燃比が予め定められた閾値以下になると、前記目標空燃比がリーン側に変化するように該目標空燃比の補正量を設定する補正量設定手段を備え、
前記補正量設定手段は、前記目標空燃比がリーン側に変化するように前記補正量を設定する際に、前記燃焼室に対する燃料供給量の増量補正の実行履歴がある場合、前記補正量を前記増量補正の実行履歴がない場合に比べて大きくすることを特徴とする内燃機関の制御装置。