JP2018178738A

JP2018178738A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2018178738A
Application number: JP2017074112A
Authority: JP
Inventors: 巧安澤; Ko Yasuzawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】フィルタ再生制御の継続時間の延長化を図ることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】微粒子捕集フィルタにリーンの排気ガスを導入し、下流側の触媒にリッチの排気ガスを導入するようにしたフィルタ再生制御の実行中に、触媒温度が触媒ＯＴ判定値に達した場合（ステップＳＴ５でＹＥＳ判定）には、フィルタ再生制御におけるディザ率を縮小させる（ステップＳＴ６）。これにより、触媒への悪影響を抑制しながらも微粒子捕集フィルタの再生が継続されることになり、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる。【選択図】図４

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、排気系に微粒子捕集フィルタを備え、該微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って空燃比を変動させるフィルタ再生制御の改良に関する。

従来、排気系に微粒子捕集フィルタを備えた内燃機関（エンジン）において、この微粒子捕集フィルタの再生要求が生じた際に空燃比を変動させるフィルタ再生制御（以下、ディザ制御と呼ぶ場合もある）によって微粒子捕集フィルタの再生を行うことが知られている。

具体的に、特許文献１には、一つの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし、その気筒（リッチ側気筒）からの排気ガスを、微粒子捕集フィルタをバイパスさせて下流側の三元触媒（以下、単に触媒と呼ぶ場合もある）に導入する一方、他の気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーンにし、その気筒（リーン側気筒）からの排気ガスを、微粒子捕集フィルタに導入することが開示されている。これにより、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子（ＰＭ；ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ）を燃焼除去して微粒子捕集フィルタを再生させると共に、触媒に吸蔵されているまたは触媒に向けて流れ込む窒素酸化物（ＮＯｘ）を前記リッチ側気筒から排出される還元成分（ＨＣ等）によって還元除去するようにしている。

特開２００９−１５６１００号公報

ところで、フィルタ再生制御の実行中に触媒温度が過上昇する状況が生じてしまうと、触媒に悪影響を与えてしまうことになるため、フィルタ再生制御を継続することができなくなってしまう。この触媒温度が過上昇する状況としては、例えば、フィルタ再生制御の実行中に失火が発生した場合等が挙げられる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルタ再生制御の継続時間の延長化を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、排気系に微粒子捕集フィルタおよび触媒を備え、前記微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子を燃焼除去するために空燃比を変動させるフィルタ再生制御が実行可能な内燃機関に適用される制御装置を前提とする。そして、この内燃機関の制御装置は、前記フィルタ再生制御の実行中に前記触媒の温度が所定温度まで上昇した際、前記微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも前記触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるフィルタ再生制御切替部を備えていることを特徴とする。

この特定事項により、微粒子捕集フィルタの再生要求に伴ってフィルタ再生制御が開始された後、このフィルタ再生制御の実行中に触媒の温度が所定温度まで上昇した際には、フィルタ再生継続制御に切り替えられ、微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも触媒の温度を低下させる。このフィルタ再生継続制御としては、例えば、フィルタ再生制御における空燃比を、触媒の温度を低下させることが可能な値に変更（ディザ率を変更）したり、内燃機関の運転領域を制限したりする（例えばハイブリッド車両において走行用モータによる駆動力を増大することで内燃機関の駆動力を減少させて排気温度を低下させる）ことが挙げられる。これにより、触媒への悪影響を抑制しながらも微粒子捕集フィルタの再生が継続されることになり、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる。

本発明では、フィルタ再生制御の実行中に触媒の温度が所定温度まで上昇した際には、微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるようにしている。このため、触媒への悪影響を抑制しながらも微粒子捕集フィルタの再生を継続させることができ、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる。

実施形態に係るエンジンの概略構成を示すシステム構成図である。エンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。第１実施形態におけるフィルタ再生制御の手順を示すフローチャート図である。第２実施形態におけるフィルタ再生制御の手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用４気筒ガソリンエンジン（内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。

−エンジン−
図１および図２は本実施形態に係るエンジン１の概略構成を示す図である。なお、図２ではエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

これらの図に示すように、エンジン１は、火花点火式４気筒レシプロエンジンであり、各気筒１１（♯１〜♯４）毎にポート噴射式のインジェクタ１０ａを備え、このインジェクタ１０ａから噴射された燃料により混合気を生成するようになっている。

また、エンジン１の各気筒１１内にはピストン１３が設けられており、前記混合気の燃焼に伴ってこのピストン１３が気筒１１内で往復運動する。

前記各インジェクタ１０ａ，１０ａ，…は、それぞれデリバリパイプ１０ｂに接続されており、このデリバリパイプ１０ｂから燃料が供給されるようになっている。

また、インジェクタ１０ａによって燃焼室１２内に向けて噴射された燃料は、吸気通路１４の一部を構成するインテークマニホールド１４ａを通り、吸気バルブ１６の開弁動作（吸気カムシャフト１６ａの回転による吸気バルブ１６の開弁動作）に伴って燃焼室１２内へ導入される空気Ａと共に混合気を形成し、点火プラグ１５で着火されて燃焼する。混合気の燃焼圧力はピストン１３に伝えられ、ピストン１３を往復運動させる。

ピストン１３の往復運動はコネクティングロッド１３ａを介してクランクシャフト１８に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。

また、燃焼後の混合気は排気ガスＥｘとなり、排気バルブ１７の開弁動作（排気カムシャフト１７ａの回転による排気バルブ１７の開弁動作）に伴って排気通路１９の一部であるエキゾーストマニホールド１９ａへ排出される。エキゾーストマニホールド１９ａへ排出された排気ガスは、排気通路１９に排出され、後述する三元触媒１９ｂ，１９ｃおよび微粒子捕集フィルタ（ＧＰＦ）１９ｄにおいて浄化された後、外部に放出される。

また、エンジン１は、吸気通路１４におけるエアクリーナ１４ｂの下流側に設けられたスロットルボディ８により吸入空気量が調整される。このスロットルボディ８は、スロットルバルブ８１と、このスロットルバルブ８１を開閉駆動するスロットルモータ８２と、スロットルバルブ８１の開度を検出するスロットル開度センサ１０３とを備えている。

ＥＣＵ１００は、ドライバ（運転者）により操作されるアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ１０１からの出力信号を取得して、スロットルモータ８２に制御信号を送り、スロットル開度センサ１０３からのスロットルバルブ８１の開度のフィードバック信号に基づいて、スロットルバルブ８１を適切な開度に制御する。これにより、エンジン１の気筒１１内へ導入する空気Ａの量を制御する。

エンジン１の排気通路１９には２つの三元触媒１９ｂ，１９ｃおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄが備えられている。三元触媒１９ｂ，１９ｃは、酸素を貯蔵（吸蔵）するＯ₂ストレージ機能（酸素貯蔵機能）を有しており、この酸素貯蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することが可能となっている。即ち、エンジン１の空燃比がリーンとなって、三元触媒１９ｂ，１９ｃに流入する排気ガス中の酸素およびＮＯｘが増加すると、酸素の一部を三元触媒１９ｂ，１９ｃが吸蔵することでＮＯｘの還元・浄化を促進する。一方、エンジン１の空燃比がリッチになって、三元触媒１９ｂ，１９ｃに流入する排気ガスにＨＣ，ＣＯが多量に含まれると、三元触媒１９ｂ，１９ｃは内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのＨＣ，ＣＯに酸素分子を与え、酸化・浄化を促進する。

これら三元触媒１９ｂ，１９ｃのうち上流側に位置している三元触媒はスタート触媒１９ｂである。このスタート触媒１９ｂは、排気通路１９の上流部分（燃焼室１２に近い部分）に設けられているため、エンジン１の始動後、短時間のうちに活性温度まで上昇するといった特徴がある。また、下流側に位置している三元触媒はアンダーフロア触媒１９ｃである。このアンダーフロア触媒１９ｃは、前記スタート触媒１９ｂで浄化することのできなかったＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化するためのものであり、車体を構成するフロアパネルの下側に配設されている。

微粒子捕集フィルタ１９ｄは、例えば多孔質セラミックス構造体で成り、多数のセルのうち隣り合うものの前端部と後端部とを交互に目封じした構造である。排気ガスは、微粒子捕集フィルタ１９ｄの排気上流側の端部が開放したセルに流入し、隣のセルとの間の多孔質の壁を通過するようになっており、このときに排気ガス中のＰＭが捕集される。また、本実施形態の微粒子捕集フィルタ１９ｄには白金等の貴金属が担持されており、後述するフィルタ再生制御の際には、この貴金属が、堆積したＰＭの酸化反応を促進する酸化触媒として機能する。なお、この微粒子捕集フィルタ１９ｄの構成としてはこれに限定されるものではない。

前記排気通路１９におけるスタート触媒１９ｂの上流側には、Ａ／Ｆセンサ（空燃比センサ）１１０が配置されている。このＡ／Ｆセンサ１１０は、例えば限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域に亘って空燃比に対応した出力電圧を発生する構成となっている。

また、排気通路１９における微粒子捕集フィルタ１９ｄの下流側であって且つアンダーフロア触媒１９ｃの上流側には、Ｏ₂センサ（酸素センサ）１１１が配置されている。このＯ₂センサ１１１は、例えば起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが適用されており、その出力値が理論空燃比付近でステップ状に変化する構成となっている。なお、このアンダーフロア触媒１９ｃの上流側に配設されるセンサとしてはＡ／Ｆセンサであってもよい。

また、本実施形態に係るエンジン１の排気系には、一つの気筒（第１番気筒♯１）からの排気ガスの一部を、スタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスしてアンダーフロア触媒１９ｃの上流側に導くためのバイパス通路２０が設けられている。つまり、このバイパス通路２０は、一端（上流端）がエキゾーストマニホールド１９ａにおける第１番気筒♯１の排気ポート近傍に接続されており、他端（下流端）が、排気通路１９における微粒子捕集フィルタ１９ｄとアンダーフロア触媒１９ｃとの間に接続されている。また、バイパス通路２０には開閉弁２１が設けられている。この開閉弁２１は例えば電磁式のバルブであって、ＥＣＵ１００からの指令信号に従って開閉動作を行う。

つまり、この開閉弁２１が閉鎖された状態では、各気筒♯１〜♯４から排出される排気ガスは、スタート触媒１９ｂに向かって流れ、該スタート触媒１９ｂ、微粒子捕集フィルタ１９ｄ、アンダーフロア触媒１９ｃの順に流れることで浄化される。一方、開閉弁２１が開放された状態では、第１番気筒♯１から排出される排気ガスの一部は、スタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスしてアンダーフロア触媒１９ｃに向かって流れる。また、その他の排気ガス（第１番気筒♯１から排出される他の排気ガスおよび第２〜４番気筒♯２〜♯４から排出される排気ガス）は、スタート触媒１９ｂ、微粒子捕集フィルタ１９ｄ、アンダーフロア触媒１９ｃの順に流れることになる。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転制御を含む各種制御を実行する電子制御装置であって、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＥＣＵ１００には、図３に示すように、前記アクセル開度センサ１０１、クランクポジションセンサ１０２、スロットル開度センサ１０３、水温センサ１０４、エアフローメータ１０５、吸気温センサ１０６、Ａ／Ｆセンサ１１０、Ｏ₂センサ１１１、差圧センサ１１２等が接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ１００に入力されるようになっている。前記差圧センサ１１２は、微粒子捕集フィルタ１９ｄの上流側（スタート触媒１９ｂ側）と下流側（アンダーフロア触媒１９ｃ側）との圧力差を検出するものであって、その差圧信号に基づいて微粒子捕集フィルタ１９ｄでのＰＭ堆積量を求めることが可能である。具体的には、前記圧力差が高くなるほどＰＭ捕集量が多いと判断される。その他のセンサの機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。

また、ＥＣＵ１００には、インジェクタ１０ａ、点火プラグ１５の点火タイミングを調整するイグナイタ１５ａ、スロットルモータ８２、前記開閉弁２１などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットル開度制御（吸入空気量制御）、燃料噴射量制御、および、点火時期制御などのエンジン１の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ１００は、Ａ／Ｆセンサ１１０およびＯ₂センサ１１１の出力信号に基づいて空燃比フィードバック制御（ストイキ制御）を実行する。この空燃比フィードバック制御にあっては、Ａ／Ｆセンサ１１０によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるメインフィードバック制御と、Ｏ₂センサ１１１によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるようなサブフィードバック制御とが行われる。また、ＥＣＵ１００は、後述するフィルタ再生制御を実行する。

−フィルタ再生制御−
次に、フィルタ再生制御についての複数の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
フィルタ再生制御は、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求に伴って、該微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されているＰＭを燃焼除去させるために空燃比を変動させる制御（ディザ制御）である。具体的には、通常運転時（フィルタ再生制御の非実行時）では、前記開閉弁２１を閉鎖しておく一方、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求が生じた場合には、開閉弁２１を開放する。また、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし（第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を所定量だけ増量補正し）、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにする（第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を所定量だけ減量補正する）。この微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求は、例えば、前記差圧センサ１１２からの差圧信号に基づいて微粒子捕集フィルタ１９ｄでのＰＭ堆積量を推定しておき、このＰＭ堆積量が所定量以上となった（微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値以上となった）場合に生じる。または、前記差圧センサ１１２を使用することなく、エンジン１の運転状態の履歴から微粒子捕集フィルタ１９ｄにおけるＰＭ堆積量を推定し、このＰＭ堆積量が所定量以上となった場合に再生要求が生じるようにしてもよい。

フィルタ再生制御では、前述したように開閉弁２１を開放すると共に、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにし、この第１番気筒♯１からの排気ガスを、バイパス通路２０によりスタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスさせてアンダーフロア触媒１９ｃに導入する。一方、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにし、この第２〜４番気筒♯２〜♯４からの排気ガスを、スタート触媒１９ｂを経て微粒子捕集フィルタ１９ｄに向けて導入する。これにより、微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されているＰＭを燃焼除去して微粒子捕集フィルタ１９ｄを再生させると共に、アンダーフロア触媒１９ｃに吸蔵されているまたはアンダーフロア触媒１９ｃに向けて流れ込む窒素酸化物（ＮＯｘ）を前記第１番気筒♯１から排出される還元成分（ＨＣ等）によって還元除去する。

なお、このフィルタ再生制御における、第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量の増量補正量、および、第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量の減量補正量は、実験またはシミュレーションによって設定されている。

従来技術にあっては、フィルタ再生制御の実行中に触媒温度が過上昇する状況が生じてしまうと、触媒に悪影響を与えてしまうことになるため、フィルタ再生制御を継続することができなかった。つまり、フィルタ再生制御を停止することになり、微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子の燃焼除去ができなくなってしまっていた。例えば、フィルタ再生制御の実行中に失火が発生した場合に、このような状況に陥ってしまう。

本実施形態は、この点に鑑み、フィルタ再生制御の継続時間の延長化を図ることができるようにしたものである。

具体的には、フィルタ再生制御の実行中に三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度が所定温度まで上昇した際、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続しながらも三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるようにしている。

本実施形態におけるフィルタ再生継続制御は、フィルタ再生制御におけるディザ率（リーン側気筒のリーン度合いに対するリッチ側気筒のリッチ度合いの比率；リッチ／リーンのインジェクタ公差）を小さくするものとなっている。つまり、第１番気筒♯１のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量が、第２〜４番気筒♯２〜♯４のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量よりも多い状態を維持しながらも、第１番気筒♯１（リッチ側気筒）のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を減量補正（フィルタ再生制御の実行中の燃料噴射量に対して減量補正）、第２〜４番気筒♯２〜♯４（リーン側気筒）のインジェクタ１０ａからの燃料噴射量を増量補正（フィルタ再生制御の実行中の燃料噴射量に対して増量補正）、または、これら両方の補正を行うことで、ディザ率を小さくするものとしている。

このフィルタ再生継続制御に切り替える動作は前記ＥＣＵ１００によって実行される。このため、ＥＣＵ１００において、前記フィルタ再生継続制御に切り替える動作を実行する機能部分が本発明でいうフィルタ再生制御切替部（フィルタ再生制御の実行中に触媒の温度が所定温度まで上昇した際、微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるフィルタ再生制御切替部）として構成されている。

次に、本実施形態におけるフィルタ再生制御の手順について図４のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、車両のスタートスイッチがオン操作された後、所定時間毎に繰り返して実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、失火異常検出モニタ前提条件が成立しているか否かを判定する。この失火異常検出モニタ前提条件は、失火の有無を検出する動作が実行可能なエンジン１の運転状態となっている場合に成立するものであって、例えばエンジン水温が所定値以上で且つインジェクタ１０ａからの燃料噴射が行われている（フューエルカットされていない）場合に成立する。この失火異常検出モニタ前提条件としてはこれらに限らず他の条件であってもよい。

失火異常検出モニタ前提条件が成立しておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。

一方、失火異常検出モニタ前提条件が成立しており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、失火ＯＢＤ検出モニタを開始する。つまり、エンジン１に失火が発生しているか否かの判定を行う。この判定（失火判定）は、例えば、各気筒♯１〜♯４の点火タイミングの後、所定クランク角度だけ回転するのに要した時間（前記クランクポジションセンサ１０２からの出力信号（パルス信号）に基づいて算出される所定クランク角度だけ回転するのに要した時間）が所定の閾値以上であった場合に、その点火タイミングにおいて失火が発生していたと判定するものである。

前記失火ＯＢＤ検出モニタを開始した後、ステップＳＴ３に移り、フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされているか否かを判定する。このフィルタ再生制御実行フラグは、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求が生じた場合（例えば前述したように微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値以上となった場合）に「１」にセットされるものである。

フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされておらず、ステップＳＴ３でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。

一方、フィルタ再生制御実行フラグが「１」にセットされており、ステップＳＴ３でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ４に移り、フィルタ再生制御を開始すると共に、触媒ＯＴ判定値（触媒温度の過上昇の判定（ＯＴ判定）に用いている判定値）を切り替える。

前記フィルタ再生制御は、前述したように、開閉弁２１を開放し、第１番気筒♯１の空燃比を理論空燃比よりもリッチにして、この第１番気筒♯１からの排気ガスを、バイパス通路２０によりスタート触媒１９ｂおよび微粒子捕集フィルタ１９ｄをバイパスさせてアンダーフロア触媒１９ｃに導入すると共に、第２〜４番気筒♯２〜♯４の空燃比を理論空燃比よりもリーンにして、この第２〜４番気筒♯２〜♯４からの排気ガスを、スタート触媒１９ｂを経て微粒子捕集フィルタ１９ｄに向けて導入する。

また、前記触媒ＯＴ判定値（ステップＳＴ４で切り替えられる触媒ＯＴ判定値）としては、それまでの判定値（ＯＴ判定のための閾値）に比べて、早期に温度過上昇の判定が行われる側の値となっている。本実施形態では、触媒の温度過上昇の判定に用いるパラメータとして、クランクポジションセンサ１０２からの出力信号に基づいて算出されるエンジン回転変動を採用している。つまり、クランクポジションセンサ１０２からの出力信号に基づいて算出されるエンジン回転変動が、閾値としての所定の回転変動よりも大きい場合に触媒温度が過上昇する状況にあると判定するようにしている。そして、このステップＳＴ４では、早期に温度過上昇の判定が行われる側の値として、このＯＴ判定のためのエンジン回転変動の閾値（触媒ＯＴ判定値）を小さく設定する。

その後、ステップＳＴ５に移り、触媒ＯＴ判定がなされたか否かを判定する。つまり、エンジン回転変動が前記切り替え後のエンジン回転変動の閾値よりも大きくなったか否かを判定する。

触媒ＯＴ判定がなされておらず、ステップＳＴ５でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。

一方、触媒ＯＴ判定がなされ、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、フィルタ再生制御中のディザ率を縮小させる。つまり、前述したようにリーン側気筒のリーン度合いに対するリッチ側気筒のリッチ度合いの比率を小さくする。この際のディザ率の変更量は、触媒温度が触媒ＯＴ判定値未満となる範囲で、このディザ率の変更量ができるだけ小さい量となる値として、実験またはシミュレーションによって設定されている。

このようにフィルタ再生制御中のディザ率を縮小させることにより、触媒温度が触媒ＯＴ判定値未満となり、また、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生が継続されることになる。

また、前述の如くフィルタ再生制御の開始に伴って触媒ＯＴ判定値が切り替えられた状態において、触媒ＯＴ判定がなされることなくフィルタ再生制御が終了した場合（例えば微粒子捕集フィルタ１９ｄの前後差圧が所定値未満となった場合；ステップＳＴ５でＹＥＳ判定されることなくフィルタ再生制御が終了した場合）には、触媒ＯＴ判定値は元の値に戻されることになる。また、前記フィルタ再生制御実行フラグは「０」にリセットされる。

以上の動作が繰り返される。このため、前記ステップＳＴ５、ＳＴ６の動作が、本発明でいうフィルタ再生制御切替部（フィルタ再生制御の実行中に触媒の温度が所定温度まで上昇した際、微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるフィルタ再生制御切替部）の動作に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生要求に伴ってフィルタ再生制御が開始された後、このフィルタ再生制御の実行中に三元触媒１９ｃの温度が所定温度まで上昇した際には、フィルタ再生継続制御に切り替えられ、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続しながらも三元触媒１９ｃの温度を低下させることができる。このため、三元触媒１９ｃへの悪影響を抑制しながらも微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生が継続されることになり、該微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されている微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。前記第１実施形態は、駆動力源としてエンジン１のみを搭載したコンベンショナル車両、および、駆動力源としてエンジンおよび電動モータ（走行用モータ）を搭載したハイブリッド車両の何れにも適用することが可能なものである。これに対し、本実施形態は、ハイブリッド車両に適用されるものである。

また、前記第１実施形態では、フィルタ再生継続制御として、フィルタ再生制御中のディザ率を縮小させるようにしていた。本実施形態では、それに代えて、走行用モータによる駆動力を増大させることでエンジン１の駆動力を減少させる、つまり、エンジン１の運転領域を制限するようにしたものである。言い替えると、ドライバの要求駆動力を得るためのエンジン１の駆動力と走行用モータの駆動力との比率として、フィルタ再生制御中に比べてフィルタ再生継続制御では、走行用モータの駆動力の比率が大きくなるようにし、これによりエンジン１の運転領域を制限するようにしている。

本実施形態におけるフィルタ再生制御の手順について図５のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ５の動作は前述した第１実施形態において図４で示したフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ５の動作と同様である。従って、これらステップについての説明は省略する。

触媒ＯＴ判定がなされ、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ１６に移り、エンジン１の運転領域を制限する。つまり、ハイブリッド車両の場合、ドライバの要求駆動力は、エンジン１による駆動力と走行用モータによる駆動力との和として達成することが可能であるため、走行用モータによる駆動力を増大させることでエンジン１の駆動力を減少させ、エンジン１の運転領域を制限することで、排気温度を低下させる。具体的には、エンジン回転速度に上限値を設定したり、吸入空気量に上限値を設定したりすることでエンジン１の運転領域を制限する。この際の各上限値は、触媒温度が触媒ＯＴ判定値未満となる範囲で、前記要求駆動力を得ることが可能な最大値として、実験またはシミュレーションによって設定されている。

このようにエンジン１の運転領域を制限することにより、触媒温度が触媒ＯＴ判定値未満となり、また、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生が継続されることになる。

その他の動作は、前述した第１実施形態の場合と同様である。

以上の動作が繰り返される。このため、前記ステップＳＴ５、ＳＴ１６の動作が、本発明でいうフィルタ再生制御切替部（フィルタ再生制御の実行中に触媒の温度が所定温度まで上昇した際、微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるフィルタ再生制御切替部）の動作に相当する。

本実施形態においても前記第１実施形態の場合と同様に、微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生を継続しながらも三元触媒１９ｃの温度を低下させることができる。このため、三元触媒１９ｃへの悪影響を抑制しながらも微粒子捕集フィルタ１９ｄの再生が継続されることになり、該微粒子捕集フィルタ１９ｄに捕集されている微粒子の燃焼除去を良好に行うことができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前記実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

例えば、前記第１実施形態では、自動車用４気筒ガソリンエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。また、前記第２実施形態では、ハイブリッド車両に搭載されるガソリンエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車以外に使用されるエンジンに対しても適用が可能である。また、気筒数も特に限定されるものではない。

また、前記各実施形態では、三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度過上昇の判定に用いるパラメータとしてエンジン回転変動を採用していた。本発明はこれに限らず、三元触媒１９ｂ，１９ｃの温度を直接的に検出可能な温度センサを備えさせ、この温度センサによって検出される触媒温度を温度過上昇の判定に用いるパラメータとしてもよい。

本発明は、微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って空燃比を変動させるフィルタ再生制御に適用可能である。

１エンジン（内燃機関）
１０ａインジェクタ
１９排気通路
１９ｂ，１９ｃ三元触媒
１９ｄ微粒子捕集フィルタ
８１スロットルバルブ
１００ＥＣＵ
１０２クランクポジションセンサ
１１２差圧センサ

Claims

排気系に微粒子捕集フィルタおよび触媒を備え、前記微粒子捕集フィルタの再生要求に伴って、該微粒子捕集フィルタに捕集されている微粒子を燃焼除去するために空燃比を変動させるフィルタ再生制御が実行可能な内燃機関に適用される制御装置において、
前記フィルタ再生制御の実行中に前記触媒の温度が所定温度まで上昇した際、前記微粒子捕集フィルタの再生を継続しながらも前記触媒の温度を低下させるフィルタ再生継続制御に切り替えるフィルタ再生制御切替部を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。