JP2019060303A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクの変動よりも昇温効果を重視する要求に応じることができるようにした内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ３２は、ＧＰＦ２６に捕集されたＰＭの量が所定量以上となることにより、フィルタ再生処理が要求される場合、気筒＃１〜＃４のうちの１つを、理論空燃比よりもリッチとするリッチ燃焼気筒とし、残りを、理論空燃比よりもリーンとするリーン燃焼気筒とするディザ制御を実行する。また、ＣＰＵ３２は、ＰＭの量が所定量よりも多い規定量以上となる場合、警告灯５０を点灯して修理工場でのフィルタ再生処理を促す。修理工場による指令信号が入力される場合、ＣＰＵ３２は、指令信号が入力されない場合よりもリッチ燃焼気筒の空燃比とリーン燃焼気筒の空燃比との差の絶対値を大きくしてディザ制御を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の気筒から排出された排気を浄化する排気浄化装置と、前記複数の気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、を備えて車両に搭載される内燃機関を制御対象とする内燃機関の制御装置に関する。

たとえば特許文献１には、触媒装置（触媒）の昇温要求がある場合、一部の気筒を、その空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるリッチ燃焼気筒とし、残りの気筒を、その空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるリーン燃焼気筒とするディザ制御を実行する制御装置が記載されている。

特開２００４−２１８５４１号公報

ディザ制御を実行する場合、リッチ燃焼気筒における燃焼によって生成されるトルクの方がリーン燃焼気筒における燃焼によって生成されるトルクよりも大きくなることから、全気筒の空燃比を同一とする場合と比較して、内燃機関のトルクの変動が大きくなる。ここで、トルクの変動を抑制すべく、リッチ燃焼気筒の空燃比とリーン燃焼気筒の空燃比との差の絶対値を小さくする場合には、ディザ制御による昇温能力が低下するため、トルクの変動よりも昇温効果を重視する要求に応じることができない。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．内燃機関の制御装置は、複数の気筒から排出された排気を浄化する排気浄化装置と、前記複数の気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、を備えて車両に搭載される内燃機関を制御対象とし、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるリッチ燃焼気筒とし、前記複数の気筒のうちの前記一部の気筒とは別の気筒を、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるリーン燃焼気筒とすべく、前記燃料噴射弁を操作するディザ制御処理を実行し、前記ディザ制御処理による前記リーン燃焼気筒の空燃比と前記リッチ燃焼気筒の空燃比との差の絶対値を、ユーザによる通常走行時において前記ディザ制御処理が実行される第１モードと比較して前記車両の外部から修理工場による前記排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることを条件に前記ディザ制御処理が実行される第２モードの方が大きい値とする。

上記構成では、第１モードでは、第２モードと比較して、上記差の絶対値が小さいため、ユーザによる通常走行時には、トルクの変動を抑制することができる。一方、第２モードでは、ユーザによる通常走行時ではないためにディザ制御処理に起因したドライバビリティの低下を抑制することの優先度が低いことに鑑み、第１モードと比較して、上記差の絶対値を大きくする。これにより、修理工場による排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力される場合、ディザ制御処理による昇温効果を重視することができる。

２．上記１記載の内燃機関の制御装置において、前記第２モードにおける前記ディザ制御処理の実行領域は、前記第１モードにおける前記ディザ制御処理の実行領域よりも低負荷の領域を含む。

負荷が大きい場合には小さい場合よりもディザ制御処理を実行しない場合のもともとの排気温度が高いため、リッチ燃焼気筒の空燃比とリーン燃焼気筒の空燃比との差の絶対値が小さくても、排気浄化装置の昇温要求に応じやすい。反面、負荷が大きい場合に適切な上記差の絶対値を設定する場合、低負荷の領域においては、ディザ制御処理による昇温能力が十分ではなくなる。このため、上記第１モードは、トルクの変動を抑制しつつディザ制御処理によって昇温要求に応じるモードである反面、第１モードのディザ制御処理を実行可能となるか否かは、ユーザによる運転の仕方次第となる。これに対し、第２モードにおいては、トルクの変動を許容する代わりにディザ制御処理の実行領域に第１モードよりも低負荷の領域を含めることにより、ディザ制御処理の実行のために内燃機関を継続的に比較的高い負荷領域にて運転させることなく、昇温要求に応じることができる。

３．上記１または２記載の内燃機関の制御装置において、前記排気浄化装置は、上流側排気浄化装置と該上流側排気浄化装置よりも下流側に位置する下流側排気浄化装置とを備え、前記第２モードは、前記車両の外部から前記修理工場による前記下流側排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることを条件に前記ディザ制御処理が実行されるモードである。

下流側排気浄化装置は、上流側排気浄化装置よりも各気筒の燃焼室から離れているため、排気中の熱を受けにくい。このため、下流側排気浄化装置の昇温要求に応じるうえでは、ディザ制御処理の昇温能力を高める要求が生じる傾向がある。このため、上記構成では、下流側排気浄化装置の昇温要求に応じて第２モードのディザ制御処理を実行する。

４．上記３記載の内燃機関の制御装置において、前記上流側排気浄化装置は、酸素吸蔵能力を有した触媒であり、前記下流側排気浄化装置は、前記排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである。

上記構成では、リーン燃焼気筒から排出された酸素がリッチ燃焼気筒から排出された未燃燃料と上流側排気浄化装置において反応する際の反応熱によって、排気の温度が上昇し、この排気が下流側排気浄化装置であるフィルタに流入することにより、ディザ制御を実行しない場合よりも多くの熱をフィルタに供給することができる。

５．上記４記載の内燃機関の制御装置において、前記フィルタに捕集された前記粒子状物質の量を取得する取得処理を実行し、前記第１モードは、前記粒子状物質の量が所定量以上となることを条件に、前記車両の外部から前記修理工場による前記排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることなく前記ディザ制御処理が実行されるモードである。

上記構成では、粒子状物質の量が所定量以上となることを条件に、車両の外部から修理工場による排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることなくディザ制御処理を実行することにより、修理工場によることなく、フィルタの再生処理が可能となる。

一実施形態にかかる制御装置および内燃機関を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図。 同実施形態にかかる要求値出力処理の手順を示す流れ図。 同実施形態におけるディザ制御処理の実行領域を示す図。 同実施形態にかかる噴射量補正要求値の基本値の大きさを示す図。 同実施形態にかかるディザ制御処理を例示するタイムチャート。

以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す内燃機関１０において、吸気通路１２から吸入された空気は、過給機１４を介して気筒＃１〜＃４のそれぞれの燃焼室１６に流入する。気筒＃１〜＃４のそれぞれには、燃料を噴射する燃料噴射弁１８と、火花放電を生じさせる点火装置２０とが設けられている。燃焼室１６において、空気と燃料との混合気は、燃焼に供され、燃焼に供された混合気は、排気として、排気通路２２に排出される。排気通路２２のうちの過給機１４の下流には、酸素吸蔵能力を有した三元触媒２４が設けられている。さらに、排気通路２２のうち三元触媒２４の下流には、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ２６）が設けられている。

制御装置３０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量（トルク、排気成分等）を制御するために、燃料噴射弁１８や点火装置２０等の内燃機関１０の操作部を操作する。この際、制御装置３０は、三元触媒２４の上流側に設けられた空燃比センサ４０によって検出される空燃比Ａｆや、差圧センサ４２によって検出されるＧＰＦ２６の上流側の圧力と大気圧との差圧ΔＰを参照する。ここで、差圧ΔＰは、上流側の圧力が大気圧を上回る場合に正となる量であり、ＧＰＦ２６の上流側の圧力から下流側の圧力を減算した量に相当する。また、制御装置３０は、クランク角センサ４６の出力信号Ｓｃｒや、エアフローメータ４８によって検出される吸入空気量Ｇａを参照する。制御装置３０は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、およびＲＡＭ３６を備えており、ＲＯＭ３４に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２が実行することにより上記制御量の制御を実行する。

図２に、ＲＯＭ３４に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２が実行することにより実現される処理の一部を示す。
ベース噴射量算出処理Ｍ１０は、クランク角センサ４６の出力信号Ｓｃｒに基づき算出された回転速度ＮＥと吸入空気量Ｇａとに基づき、燃焼室１６における混合気の空燃比を目標空燃比に開ループ制御するための操作量である開ループ操作量として、ベース噴射量Ｑｂを算出する処理である。

目標値設定処理Ｍ１２は、燃焼室１６における混合気の空燃比を上記目標空燃比に制御するためのフィードバック制御量の目標値Ａｆ＊を設定する処理である。
フィードバック処理Ｍ１４は、フィードバック制御量である空燃比Ａｆを目標値Ａｆ＊にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量ＫＡＦを算出する。本実施形態では、目標値Ａｆ＊と空燃比Ａｆとの差を入力とする比例要素、積分要素、および微分要素の各出力値の和を、ベース噴射量Ｑｂの補正比率δとし、フィードバック操作量ＫＡＦを、「１＋δ」とする。

要求噴射量算出処理Ｍ１６は、ベース噴射量Ｑｂにフィードバック操作量ＫＡＦを乗算することによってベース噴射量Ｑｂを補正し、要求噴射量Ｑｄを算出する処理である。
要求値出力処理Ｍ１８は、内燃機関１０の気筒＃１〜＃４のそれぞれから排出される排気全体の成分を、気筒＃１〜＃４の全てで燃焼対象とする混合気の空燃比を目標空燃比とした場合と同等としつつも、燃焼対象とする混合気の空燃比を気筒間で異ならせるディザ制御の噴射量補正要求値αを算出して出力する。ここで、本実施形態にかかるディザ制御では、第１の気筒＃１〜第４の気筒＃４のうちの１つの気筒を、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとするリッチ燃焼気筒とし、残りの３つの気筒を、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンとするリーン燃焼気筒とする。そして、リッチ燃焼気筒における噴射量を、上記要求噴射量Ｑｄの「１＋α」倍とし、リーン燃焼気筒における噴射量を、要求噴射量Ｑｄの「１−（α／３）」倍とする。リーン燃焼気筒とリッチ燃焼気筒との上記噴射量の設定によれば、気筒＃１〜＃４のそれぞれに充填される空気量が同一であるなら、内燃機関１０の各気筒＃１〜＃４から排出される排気全体の成分を、気筒＃１〜＃４の全てで燃焼対象とする混合気の空燃比を目標空燃比とした場合と同等とすることができる。なお、上記噴射量の設定によれば、気筒＃１〜＃４のそれぞれに充填される空気量が同一であるなら、各気筒において燃焼対象とされる混合気の燃空比の平均値の逆数が目標空燃比となる。なお、燃空比とは、空燃比の逆数のことである。

補正係数算出処理Ｍ２０は、「１」に、噴射量補正要求値αを加算して、リッチ燃焼気筒に関し、要求噴射量Ｑｄの補正係数を算出する処理である。ディザ補正処理Ｍ２２は、要求噴射量Ｑｄに補正係数「１＋α」を乗算することによって、リッチ燃焼気筒とされる気筒＃ｗの噴射量指令値Ｑ＊を算出する処理である。ここで、「ｗ」は、「１」〜「４」のいずれかを意味する。

乗算処理Ｍ２４は、噴射量補正要求値αを「−１／３」倍する処理であり、補正係数算出処理Ｍ２６は、「１」に、乗算処理Ｍ２４の出力値を加算して、リーン燃焼気筒に関し、要求噴射量Ｑｄの補正係数を算出する処理である。ディザ補正処理Ｍ２８は、要求噴射量Ｑｄに補正係数「１−（α／３）」を乗算することによって、リーン燃焼気筒とされる気筒＃ｘ，＃ｙ，＃ｚの噴射量指令値Ｑ＊を算出する処理である。ここで、「ｘ」，「ｙ」，「ｚ」は、「１」〜「４」のいずれかであって、且つ、「ｗ」，「ｘ」，「ｙ」，「ｚ」は、互いに異なるものとする。

噴射量操作処理Ｍ３０は、ディザ補正処理Ｍ２２が出力する噴射量指令値Ｑ＊に基づき、リッチ燃焼気筒とされる気筒＃ｗの燃料噴射弁１８の操作信号ＭＳ１を生成して、同燃料噴射弁１８に出力し、同燃料噴射弁１８から噴射される燃料量が噴射量指令値Ｑ＊に応じた量となるように燃料噴射弁１８を操作する。また、噴射量操作処理Ｍ３０は、ディザ補正処理Ｍ２８が出力する噴射量指令値Ｑ＊に基づき、リーン燃焼気筒とされる気筒＃ｘ，＃ｙ，＃ｚの燃料噴射弁１８の操作信号ＭＳ１を生成して、同燃料噴射弁１８に出力し、同燃料噴射弁１８から噴射される燃料量が噴射量指令値Ｑ＊に応じた量となるように燃料噴射弁１８を操作する。

堆積量算出処理Ｍ３２は、差圧ΔＰおよび吸入空気量Ｇａに基づき、ＧＰＦ２６に捕集されたＰＭの量（ＰＭ堆積量ＤＰＭ）を算出して出力する処理である。堆積量算出処理Ｍ３２は、差圧ΔＰが高い場合に低い場合よりもＰＭ堆積量ＤＰＭを大きい値とし、吸入空気量Ｇａが大きい場合に小さい場合よりもＰＭ堆積量ＤＰＭを小さい値とする。詳しくは、ＲＯＭ３４に、差圧ΔＰと吸入空気量Ｇａとを入力変数とし、ＰＭ堆積量ＤＰＭを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ３２によりＰＭ堆積量ＤＰＭをマップ演算する。なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

要求値出力処理Ｍ１８は、ＰＭ堆積量ＤＰＭに応じて、ＧＰＦ２６の再生処理（フィルタ再生処理）のために噴射量補正要求値αを「０」よりも大きい値とする。これにより、リーン燃焼気筒から排出された酸素がリッチ燃焼気筒から排出された未燃燃料（不完全燃焼成分を含む）と三元触媒２４において反応し、排気温が上昇する。そして、排気温が上昇した排気がＧＰＦ２６に流入することにより、ＧＰＦ２６が昇温される。

図３に、要求値出力処理Ｍ１８の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ３４に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によってステップ番号を表現する。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ３２は、まず、ＰＭ堆積量ＤＰＭを取得する（Ｓ１０）。次に、ＣＰＵ３２は、制御装置３０に外部からフィルタ再生処理のための昇温処理の指令信号が入力されているか否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、指令信号は、修理工場により制御装置３０に専用の異常対処機器（メンテナンス機器）が接続された状態で、メンテナンス機器から制御装置３０に入力されるものを想定している。すなわち、Ｓ１２の処理は、車両がユーザの手を離れ、修理工場によりフィルタ再生処理がなされるときであるか否かを判定する処理である。なお、修理工場によるフィルタ再生処理とは、修理工場内でフィルタ再生処理を実行することを必ずしも意味せず、たとえば修理工場の工員が道路上で車両を走行させることによってフィルタ生成処理を実行することもありうる。

ＣＰＵ３２は、指令信号が入力されていないと判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＰＭ堆積量ＤＰＭが規定量Ｄｔｈａ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。ここで、規定量Ｄｔｈａは、ＰＭ堆積量ＤＰＭがかなり多く、このまま放置する場合には、内燃機関１０の運転に支障をきたすおそれがある値に設定されている。ＣＰＵ３２は、規定量Ｄｔｈａ未満であると判定する場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ＰＭ堆積量ＤＰＭが、規定量Ｄｔｈａよりも小さい所定量Ｄｔｈｂ以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。ここで、所定量Ｄｔｈｂは、このまま放置したとしても内燃機関１０の運転に直ちに支障をきたすおそれはないものの、ＧＰＦ２６内に堆積した粒子状物質を除去することが望まれる値に設定されている。

ＣＰＵ３２は、所定量Ｄｔｈｂ以上であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、噴射量補正要求値αを算出する（Ｓ１８）。ここで、ＣＰＵ３２は、噴射量補正要求値αを、基本値α０に、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬに応じて可変設定される補正係数Ｋを乗算することによって算出する。ここで、負荷率ＫＬは、燃焼室１６内に充填される空気量を示すパラメータであり、ＣＰＵ３２により、吸入空気量Ｇａに基づき算出される。負荷率ＫＬは、基準流入空気量に対する、１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。ちなみに、基準流入空気量は、回転速度ＮＥに応じて可変設定される量としてもよい。

ＣＰＵ３２は、補正係数Ｋを、内燃機関１０の回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬから定まる動作点が、図４に示す比較的高負荷の領域Ａから外れる場合には、「０」とする。これは、負荷が小さい場合、ディザ制御を実行しない場合の排気温度が低いため、ディザ制御によってフィルタ再生処理のための昇温要求を満たすためには、噴射量補正要求値αを、内燃機関１０のクランク軸の回転変動がユーザに感知されやすいレベルまで大きくする必要が生じるためである。一方、ＣＰＵ３２は、内燃機関１０の動作点が領域Ａに入る場合、動作点に応じて補正係数Ｋをゼロよりも大きく且つ１以下の範囲で可変設定する。ここでは、たとえば、回転速度ＮＥが大きい場合に小さい場合よりも、単位時間当たりの排気流量が大きくなることに鑑み、補正係数Ｋを小さい値に設定することも可能である。またたとえば、負荷率ＫＬが大きい場合に小さい場合よりも、単位時間当たりの排気流量が大きくなることに鑑み、補正係数Ｋを小さい値に設定することも可能である。具体的には、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬを入力変数とし補正係数Ｋを出力変数とするマップデータをＲＯＭ３４に記憶しておき、ＣＰＵ３２により補正係数Ｋをマップ演算すればよい。

図３に戻り、ＣＰＵ３２は、噴射量補正要求値αを算出すると、噴射量補正要求値αを出力する（Ｓ２０）。
一方、ＣＰＵ３２は、規定量Ｄｔｈａ以上であると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、図１に示した警告灯５０を操作して、内燃機関１０が搭載された車両のユーザに、ＰＭ堆積量ＤＰＭが多いために修理工場でフィルタ再生処理をしてもらうことを促す処理を実行する（Ｓ２２）。

そして、ＣＰＵ３２は、指令信号が入力されていると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、噴射量補正要求値αを算出する（Ｓ２４）。ここで、ＣＰＵ３２は、噴射量補正要求値αを、基本値α０に、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬに応じて可変設定される補正係数Ｋを乗算することによって算出する。ＣＰＵ３２は、補正係数Ｋを、内燃機関１０の動作点が、図４に示す、領域Ａよりも低負荷の領域Ｂから外れる場合には、「０」とする。また、ＣＰＵ３２は、内燃機関１０の動作点が領域Ｂに入る場合、動作点に応じて補正係数Ｋをゼロよりも大きく且つ１以下の範囲で可変設定する。具体的には、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬを入力変数とし補正係数Ｋを出力変数とするマップデータをＲＯＭ３４に記憶しておき、ＣＰＵ３２により補正係数Ｋをマップ演算すればよい。

図５に示すように、ＣＰＵ３２は、Ｓ１８の処理における基本値α０よりもＳ２４の処理における基本値α０を大きい値とする。これは、領域Ａよりも低負荷の領域Ｂにおいてディザ制御を実行することにより、フィルタ再生処理に要求される昇温能力を確保するための設定である。

図３に戻り、ＣＰＵ３２は、Ｓ２４の処理が完了する場合、Ｓ２０の処理に移行する。なお、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０，Ｓ２２の処理が完了する場合や、Ｓ１６の処理において否定判定する場合には、図３に示す一連の処理を一旦終了する。

ここで、本実施形態の作用を説明する。
ＣＰＵ３２は、ＰＭ堆積量ＤＰＭが規定量Ｄｔｈａ以上となる場合、警告灯５０を点灯することにより、ユーザに車両を修理工場に持っていくように促す。これにより、制御装置３０にメンテナンス機器が接続されてフィルタ再生処理のための昇温処理の指令信号が入力された状態で内燃機関１０が起動されて車両の走行がなされると、ＣＰＵ３２は、ユーザによる車両の通常走行時と比較して、噴射量補正要求値αを大きい値に設定してディザ制御を実行する。

図６に、指令信号が入力された状態でのディザ制御のための噴射量補正要求値αの推移を例示する。詳しくは、図６は、車速ＳＰＤ、回転速度ＮＥ，負荷率ＫＬ、および噴射量補正要求値αの推移を示す。図６では、時刻ｔ１〜ｔ２の期間、内燃機関１０の動作点が領域Ｂに入っていることを想定している。図６に示すように、指令信号が入力されている場合の基本値α０（Ｓ２４の処理における基本値α０）が、指令信号が入力されていない場合の基本値α０（Ｓ１８の処理における基本値α０）よりも大きいことから、噴射量補正要求値αを大きい値とすることができる。よって、ユーザが車両を運転しておらず、内燃機関１０のトルクの変動がユーザに感知されることを考慮する必要がないときに、ディザ制御の昇温効果を高めることができる。

そして、ディザ制御の昇温効果を高めることができることからディザ制御を比較的負荷が小さい領域Ｂにおいて実行することができる。このため、修理工場による指令信号の入力時において、比較的負荷が高い状態を一定時間保つような車両の走行をせずとも、ディザ制御を実行することができる。これにより、修理工場近くの道路の走行時にフィルタ再生処理が可能となるなど、迅速かつ確実にＧＰＦ２６の再生処理のための昇温処理を実行することができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］排気浄化装置は、三元触媒２４およびＧＰＦ２６に対応し、ディザ制御処理は、噴射量補正要求値αがゼロよりも大きい場合における、補正係数算出処理Ｍ２０、ディザ補正処理Ｍ２２、乗算処理Ｍ２４、補正係数算出処理Ｍ２６、ディザ補正処理Ｍ２８、噴射量操作処理Ｍ３０に対応する。第１モードは、Ｓ１８の処理において算出された噴射量補正要求値αを用いて実行されるディザ制御処理に対応し、第２モードは、Ｓ２４の処理において算出された噴射量補正要求値αを用いて実行されるディザ制御処理に対応する。［２］第２モードにおける実行領域は、図４の領域Ｂに対応し、第１モードにおける実行領域は、図４の領域Ａに対応する。［３］上流側排気浄化装置は、三元触媒２４に対応し、下流側排気浄化装置は、ＧＰＦ２６に対応する。［５］取得処理は、Ｓ１０の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「第１モード、第２モードについて」
上記実施形態では、第１モードであるユーザによる通常走行時において実行されるディザ制御処理を、ＰＭ堆積量ＤＰＭが所定量Ｄｔｈｂ以上であることを条件に実行されるフィルタ再生処理のためのディザ制御処理としたが、これに限らない。たとえば下記「排気の昇温要求について」の欄に記載した三元触媒２４の暖機要求に応じたディザ制御処理としてもよい。またたとえば下記「排気の昇温要求について」に記載した三元触媒２４の硫黄被毒回復処理のためのディザ制御処理としてもよい。

上記実施形態では、フィルタ再生処理のためのディザ制御処理を、第２モードのディザ制御処理としたが、これに限らない。たとえば、硫黄被毒回復処理のためのディザ制御処理を第２モードのディザ制御処理としてもよい。またたとえば、下記「排気浄化装置について」の欄に記載したように、図１の三元触媒２４の下流に第２の三元触媒を備える場合、第２の三元触媒の硫黄被毒回復処理のためのディザ制御処理を、第２モードのディザ制御処理としてもよい。

・「ディザ制御処理の実行領域について」
第１モードおよび第２モードにおけるディザ制御の実行領域としては、図４に例示したものに限らない。たとえば、モード２におけるディザ制御の実行領域を、図４に示した領域Ｂおよび領域Ａの領域としてもよい。これにより、修理工場の近くの道路が内燃機関１０を高負荷運転させることが望まれる道路を含む場合、ディザ制御処理を継続して実行することが容易となる。またたとえば、上記「第１モード、第２モードについて」の欄に記載したように、第１モードを三元触媒２４の暖機処理のためにディザ制御処理を実行するモードとする場合において、第２モードのディザ制御の実行領域の方が第１モードのディザ制御の実行領域よりも高負荷の領域としてもよい。これは、ある程度負荷が大きい領域では、ディザ制御処理を実行しなくても排気温度が高いため、三元触媒２４の暖機処理のためのディザ制御を比較的負荷が小さい領域に限って実行することにもなる。

・「修理工場による指令信号について」
上記実施形態では、制御装置３０にメンテナンス機器が接続されメンテナンス機器から制御装置３０に指令信号が入力されることを例示したが、これに限らない。たとえば、シフトレバーがニュートラルであるときにアクセルとブレーキを同時に踏み込む等、ユーザによる通常操作からは想定できない予め定められた操作状態を、昇温処理の指令信号の入力としてもよい。

・「ＰＭ堆積量について」
上記実施形態では、ＰＭ堆積量ＤＰＭを、差圧ΔＰと、吸入空気量Ｇａとに基づきマップ演算したがこれに限らない。たとえば、吸入空気量Ｇａが規定値以上である場合、上記マップ演算を行い、規定値未満の場合には、回転速度ＮＥ，負荷率ＫＬ、内燃機関１０の冷却水の温度（水温ＴＨＷ）および空燃比Ａｆに基づき推定してもよい。これはたとえば、次のようにして実行できる。すなわち、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬを入力変数とし単位時間当たりのＰＭ堆積増加量を出力変数とするマップデータと、水温ＴＨＷを入力変数とし水温補正係数を出力変数とするマップデータと、空燃比Ａｆを入力変数とし空燃比補正係数を出力変数とするマップデータとをＲＯＭ３４に記憶しておく。そして、ＣＰＵ３２によりＰＭ堆積増加量をマップ演算した後、これに水温補正係数および空燃比補正係数を乗算してＰＭ堆積増加量を補正し、これによって、ＰＭ堆積量ＤＰＭを逐次増量補正する。なお、吸入空気量Ｇａが規定値以上である状態から規定値未満となる状態に移行した場合、ＰＭ堆積量ＤＰＭの初期値は、上記差圧ΔＰに基づき算出された値とすればよい。また、吸入空気量Ｇａが規定値未満の状態から規定値以上の状態に切り替わる場合、差圧ΔＰに基づき算出されるＰＭ堆積量ＤＰＭを用いればよい。

また、差圧ΔＰに基づくことなく、フィルタ再生処理がなされていないことを条件に、上記水温補正係数および空燃比補正係数にて補正されたＰＭ堆積増加量を逐次積算することによって、ＰＭ堆積量ＤＰＭを推定してもよい。この場合、ディザ制御処理によってＧＰＦ２６の温度がフィルタ再生温度まで上昇することを条件に、ＣＰＵ３２は、内燃機関１０の動作点と噴射量補正要求値αとに応じて把握されるＧＰＦ２６の温度と、ＰＭ堆積量ＤＰＭとに基づき、ＰＭ堆積量ＤＰＭの減少量を逐次算出して、減量補正をすればよい。なお、減少量は、ＧＰＦ２６の温度が高い場合に低い場合よりも大きくし、また、ＰＭ堆積量ＤＰＭが大きい場合に小さい場合よりも大きくすることが望ましい。

またたとえば、専用のセンサを用いてＰＭ堆積量ＤＰＭを検出してもよい。
・「ディザ制御処理について」
上記実施形態では、基本値α０に、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬから定まる補正係数Ｋを乗算することによって、噴射量補正要求値αを算出したが、これに限らない。たとえば、基本値α０を上限とし水温ＴＨＷに応じて可変設定される値に補正係数Ｋを乗算した値を、噴射量補正要求値αとしてもよい。

またたとえば、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬおよび水温ＴＨＷの３つのパラメータのうちの２つとＰＭ堆積量ＤＰＭとの３つのパラメータに基づいて噴射量補正要求値αを可変設定してもよい。またたとえば、ＰＭ堆積量ＤＰＭおよび水温ＴＨＷと、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬのうちのいずれか１つとの３つのパラメータに基づいて噴射量補正要求値αを可変設定してもよい。またたとえば、ＰＭ堆積量ＤＰＭ、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬおよび水温ＴＨＷの４つのパラメータのうちの２つであって且つ回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬのみ以外に基づいて噴射量補正要求値αを可変設定してもよい。またたとえば、上記４つのパラメータのうちの１つに基づいて噴射量補正要求値αを可変設定してもよい。また、たとえば内燃機関１０の動作点を特定するパラメータとして回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬを用いる代わりに、負荷としての負荷率ＫＬに代えて、たとえば負荷としてのアクセル操作量を用いてもよい。また、回転速度ＮＥおよび負荷に代えて、吸入空気量Ｇａに基づき噴射量補正要求値αを可変設定してもよい。

噴射量補正要求値αを、内燃機関の動作点に基づき「０」よりも大きい値で可変設定すること自体必須ではない。たとえば、領域ＡにおけるＳ１８の処理用のゼロよりも大きい単一の値と、領域ＢにおけるＳ２４の処理用のゼロよりも大きい単一の値とを定めてもよい。

上記実施形態では、リッチ燃焼気筒の数よりもリーン燃焼気筒の数を多くしたが、これに限らない。たとえば、リッチ燃焼気筒の数とリーン燃焼気筒の数とを同一としてもよい。またたとえば、全ての気筒＃１〜＃４を、リーン燃焼気筒かリッチ燃焼気筒かにするものに限らず、たとえば１つの気筒の空燃比を目標空燃比としてもよい。さらに、１燃焼サイクル内で、筒内充填空気量が同一であるなら燃空比の平均値の逆数が目標空燃比となることも必須ではない。たとえば、上記実施形態のように４気筒の場合において、筒内充填空気量が同一であるなら、５ストロークにおける燃空比の平均値の逆数が目標空燃比となるようにしてもよく、３ストロークにおける燃空比の平均値の逆数が目標空燃比となるようにしてもよい。ただし、１燃焼サイクルにおいて、リッチ燃焼気筒とリーン燃焼気筒との双方が存在する期間が少なくとも２燃焼サイクルに１回以上は生じることが望ましい。換言すれば、所定期間において筒内充填空気量が同一であるなら燃空比の平均値の逆数を目標空燃比とする際、所定期間を２燃焼サイクル以下とすることが望ましい。ここで、たとえば所定期間を２燃焼サイクルとして２燃焼サイクルの間に１度だけリッチ燃焼気筒が存在する場合、リッチ燃焼気筒とリーン燃焼気筒との出現順序は、リッチ燃焼気筒をＲ、リーン燃焼気筒をＬとすると、たとえば「Ｒ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ」となる。この場合、所定期間よりも短い１燃焼サイクルの期間であって「Ｒ，Ｌ，Ｌ，Ｌ」となる期間が設けられており、気筒＃１〜＃４のうちの一部がリーン燃焼気筒であり、別の気筒がリッチ燃焼気筒となっている。ただし、１燃焼サイクルとは異なる期間における燃空比の平均値の逆数を目標空燃比とする場合には、内燃機関が吸気行程において一旦吸入した空気の一部を吸気バルブが閉弁するまでに吸気通路に吹き戻す量が無視できることが望ましい。

・「排気浄化装置について」
上記実施形態では、上流側排気浄化装置を三元触媒２４とし、下流側排気浄化装置をＧＰＦ２６としたが、これに限らない。たとえば、上流側排気浄化装置および下流側排気浄化装置のそれぞれを第１の三元触媒および第２の三元触媒のそれぞれとしてもよい。また、たとえば、上流側排気浄化装置をＧＰＦとし、下流側排気浄化装置を三元触媒としてもよい。

上記構成では、排気浄化装置として、三元触媒２４およびＧＰＦ２６を例示したがこれに限らない。たとえば、三元触媒２４のみを備えてもよい。またたとえばＧＰＦ２６のみであってもよい。ただし、ＧＰＦの上流に酸素吸蔵能力を有した触媒を備えない場合、ディザ制御による昇温効果を高めるうえでは、ＧＰＦ２６に、酸素吸蔵能力を付与することが望ましい。

・「排気の昇温要求について」
排気の昇温要求としては、ＧＰＦ２６を昇温するための要求に限らない。たとえば、三元触媒２４の暖機要求のための昇温要求であってもよい。ここで、暖機要求は、たとえば、内燃機関１０の始動からの吸入空気量Ｇａの積算値ＩｎＧａが第１規定値Ｉｎｔｈ１以上である旨の条件（ア）と、積算値ＩｎＧａが第２規定値Ｉｎｔｈ２以下であって且つ内燃機関１０の冷却水の温度が所定温度ＴＨＷｔｈ以下である旨の条件（イ）との論理積が真である場合に生じるものとすればよい。なお、条件（ア）は、三元触媒２４の上流側の端部の温度が活性温度となっていると判定される条件である。また、条件（イ）は、三元触媒２４の全体が未だ活性状態とはなっていないと判定される条件である。またたとえば三元触媒２４の硫黄被毒回復処理のための昇温要求であってもよい。ここで、三元触媒２４の硫黄被毒回復処理の実行要求は、硫黄被毒量が所定量以上となる場合に生じるものとする。

昇温要求としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、排気通路２２への凝縮水の付着を抑制すべく排気通路２２を昇温するためにディザ制御による排気の昇温要求を生じさせてもよい。

・「制御装置について」
制御装置としては、ＣＰＵ３２とＲＯＭ３４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

・「内燃機関について」
内燃機関としては、４気筒の内燃機関に限らない。たとえば直列６気筒の内燃機関であってもよい。またたとえば、Ｖ型の内燃機関等、第１の排気浄化装置と第２の排気浄化装置とを備え、それぞれによって排気が浄化される気筒が異なるものであってもよい。

・「そのほか」
燃料噴射弁としては、燃焼室１６に燃料を噴射するものに限らず、たとえば吸気通路１２に燃料を噴射するものであってもよい。ディザ制御の実行時に空燃比フィードバック制御をすることは必須ではない。

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…過給機、１６…燃焼室、１８…燃料噴射弁、２０…点火装置、２２…排気通路、２４…三元触媒、２６…ＧＰＦ、３０…制御装置、３２…ＣＰＵ、３４…ＲＯＭ、３６…ＲＡＭ、４０…空燃比センサ、４２…差圧センサ、４６…クランク角センサ、４８…エアフローメータ、５０…警告灯。

Claims (5)

1. 複数の気筒から排出された排気を浄化する排気浄化装置と、前記複数の気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、を備えて車両に搭載される内燃機関を制御対象とし、
   前記複数の気筒のうちの一部の気筒を、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるリッチ燃焼気筒とし、前記複数の気筒のうちの前記一部の気筒とは別の気筒を、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるリーン燃焼気筒とすべく、前記燃料噴射弁を操作するディザ制御処理を実行し、
   前記ディザ制御処理による前記リーン燃焼気筒の空燃比と前記リッチ燃焼気筒の空燃比との差の絶対値を、ユーザによる通常走行時において前記ディザ制御処理が実行される第１モードと比較して前記車両の外部から修理工場による前記排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることを条件に前記ディザ制御処理が実行される第２モードの方が大きい値とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第２モードにおける前記ディザ制御処理の実行領域は、前記第１モードにおける前記ディザ制御処理の実行領域よりも低負荷の領域を含む請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記排気浄化装置は、上流側排気浄化装置と該上流側排気浄化装置よりも下流側に位置する下流側排気浄化装置とを備え、
   前記第２モードは、前記車両の外部から前記修理工場による前記下流側排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることを条件に前記ディザ制御処理が実行されるモードである請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記上流側排気浄化装置は、酸素吸蔵能力を有した触媒であり、
   前記下流側排気浄化装置は、前記排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである請求項３記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記フィルタに捕集された前記粒子状物質の量を取得する取得処理を実行し、
   前記第１モードは、前記粒子状物質の量が所定量以上となることを条件に、前記車両の外部から前記修理工場による前記排気浄化装置の昇温処理の指令信号が入力されることなく前記ディザ制御処理が実行されるモードである請求項４記載の内燃機関の制御装置。