JP2022129129A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内燃機関の温度が低い場合に空燃比フィードバック処理が停止された場合であっても、燃料量が過剰となることを抑制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】ＣＰＵ７２は、内燃機関１０の水温ＴＨＷが所定温度以下の場合、噴射量を増量する。ＣＰＵ７２は、空燃比Ａｆを目標値にフィードバック制御すべく噴射量を補正する。ＣＰＵ７２は、気筒＃２の燃料噴射を停止し、気筒＃１，＃３，＃４の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとすることにより、ＧＰＦ３４の昇温処理を実行する。ＣＰＵ７２は、昇温処理を実行する場合、空燃比のフィードバック処理を停止する。ＣＰＵ７２は、昇温処理を実行する場合、実行前のフィードバック処理の操作量に応じて噴射量を減量補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
たとえば下記特許文献１には、内燃機関の始動後、所定期間にわたって燃料噴射量を増量する制御装置が記載されている。これは、噴射された燃料の一部が吸気系等に付着し燃焼対象とならないことに鑑みたものである。
一方、空燃比センサの検出値を目標空燃比にフィードバック制御するフィードバック処理が周知である。
特開２００７－１４６８２６号公報
上記のように噴射量を増量する場合、吸気系に付着して燃焼対象とならない燃料量に正確に等しい増量量を開ループ制御によって設定することは困難である。そのため、増量量の余剰分は、通常、フィードバック処理によって減量補正される。ただし、フィードバック処理が停止されているときに増量量が過剰である場合には、燃焼エネルギ量が過剰となるおそれがある。
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．複数の気筒を有した内燃機関に適用され、前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁による噴射量のベース値を算出するベース噴射量算出処理と、前記噴射量を前記ベース値から補正する補正処理と、前記補正処理の出力に応じて前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、を実行し、前記補正処理は、低温時増量処理と、フィードバック処理と、停止時減量処理と、を含み、前記低温時増量処理は、前記内燃機関の温度の指標値である増量用指標値が閾値未満である場合に前記噴射量を増量補正する処理であり、前記フィードバック処理は、前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御すべく前記噴射量を補正する処理であり、前記停止時減量処理は、前記内燃機関の温度の指標値である減量用指標値が所定値未満であって且つ前記フィードバック処理が停止されている場合、前記噴射量を減量補正する処理である内燃機関の制御装置である。
上記構成によれば、内燃機関が低温である場合、低温時増量処理によって噴射量が増量補正される。増量補正された燃料は、そのすべてが、燃焼対象とならず吸気系またはシリンダ壁面に付着して混合気に含まれなくなるとは限らない。そのため、フィードバック処理を停止する場合には、低温時増量処理によって混合気内の燃料が過剰となるおそれがある。そこで、上記構成では、フィードバック処理を停止して且つ減量用指標値が所定値未満の場合に、停止時減量処理によって噴射量を減量することにより、燃焼対象となる燃料量が過剰となることを抑制できる。
２．前記停止時減量処理は、前記フィードバック処理の停止前における前記フィードバック処理による前記噴射量の補正係数の値に応じて前記噴射量を減量補正する処理である上記１記載の内燃機関の制御装置である。
低温時増量処理によって増量された噴射量が、付着によって混合気に含まれない燃料量の補償量として過剰である場合、その過剰量に応じてフィードバック処理の補正係数が定まる。そのため、上記構成では、フィードバック処理の停止後において、停止前の補正係数の値に応じて噴射量を減量補正することにより、混合気中の燃料のうちの過剰な量に応じた適切な量の燃料を減量することができる。
３．前記フィードバック処理の停止前における前記補正係数の変動を低減した値を取得する取得処理を実行し、前記停止時減量処理は、前記取得処理によって取得された値に応じて前記噴射量を減量補正する処理である上記２記載の内燃機関の制御装置である。
上記構成では、補正係数の変動を低減した値に応じて噴射量を減量補正することから、停止時減量処理に対するフィードバック処理の停止前におけるノイズの影響を抑制できる。
４．前記停止時減量処理は、前記内燃機関の始動からの積算空気量を前記減量用指標値として用いる処理を含む上記１～３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置である。
内燃機関の積算空気量は、内燃機関の燃焼エネルギの累積量と相関を有する。そして燃焼エネルギ量の累積値が大きいほど内燃機関の温度が高くなる。そのため、上記構成によれば、積算空気量を減量用指標値とすることにより、停止時減量処理の実行の有無を高精度に判定できる。
５．前記低温時増量処理は、前記増量用指標値が小さい場合に大きい場合よりも前記増量補正する量を大きくする処理であり、前記所定値は、前記内燃機関の温度の指標値である設定用指標値の始動時における値が小さい場合に大きい場合よりも大きい値に設定される上記４記載の内燃機関の制御装置である。
内燃機関の温度が低い場合には高い場合よりも噴射した燃料のうち吸気系またはシリンダ壁面に付着して混合気を形成しない量が多くなる。そのため、上記構成では、内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも増量補正する量を大きくすることにより、内燃機関の温度に応じて増量補正量を適切に定めることができる。また、低温時増量処理に起因して混合気内の燃料が過剰となることがなくなるまでに要する燃焼エネルギの累積値は、内燃機関の始動時の温度が低い場合に高い場合よりも大きくなる。そこで上記構成では、所定値を始動時の温度が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定することにより、内燃機関の始動時の温度が低い場合に高い場合よりも、減量用指標値が所定値以上となるまでの積算空気量を大きくすることができる。
６．停止処理を実行し、前記停止処理は、前記複数の気筒のうちの一部の気筒の前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止して且つ、残りの気筒における燃料噴射を継続する処理であり、前記フィードバック処理は、前記停止処理が実行されているときに停止され、前記停止時減量処理は、前記停止処理の実行時に前記減量用指標値が前記所定値未満である場合に実行される上記１～５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置である。
停止処理を実行する場合、空燃比のフィードバック処理を実行することが困難である。そのため、上記構成では、停止処理の実行時にフィードバック処理を停止する。
７．前記内燃機関は、排気通路に酸素吸蔵能力を有した触媒を備え、前記停止処理が実行される場合、前記残りの気筒の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処理を実行し、前記停止処理と前記リッチ燃焼処理とで前記内燃機関の排気系の温度を上昇させる昇温処理を構成する上記６記載の内燃機関の制御装置である。
上記構成では、一部の気筒から触媒へと流入した酸素と、残りの気筒から触媒へと流入した未燃燃料との酸化反応によって排気系の温度を上昇させることができる。ただし、低温時増量処理によって増量された燃料の一部が意図せずに触媒に流入する場合、排気系の温度が過度に高くなるおそれがある。そのため、停止時減量処理を実行することが特に有効である。
一実施形態にかかるハイブリッド車両の構成を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を例示するブロック図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる噴射量の減量に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態の噴射量の減量に関する処理を示すタイムチャート。
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、４つの気筒＃１～＃４を備える。内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられている。吸気通路１２の下流部分である吸気ポート１２ａには、吸気ポート１２ａに燃料を噴射するポート噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気やポート噴射弁１６から噴射された燃料は、吸気バルブ１８の開弁に伴って、燃焼室２０に流入する。燃焼室２０には、筒内噴射弁２２から燃料が噴射される。また、燃焼室２０内の空気と燃料との混合気は、点火プラグ２４の火花放電に伴って燃焼に供される。そのときに生成される燃焼エネルギは、クランク軸２６の回転エネルギに変換される。
燃焼室２０において燃焼に供された混合気は、排気バルブ２８の開弁に伴って、排気として排気通路３０に排出される。排気通路３０には、酸素吸蔵能力を有した三元触媒３２と、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ３４）とが設けられている。なお、本実施形態では、ＧＰＦ３４として、粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタに酸素吸蔵能力を有した三元触媒が担持されたものを想定している。
クランク軸２６は、動力分割装置を構成する遊星歯車機構５０のキャリアＣに機械的に連結されている。遊星歯車機構５０のサンギアＳには、第１モータジェネレータ５２の回転軸５２ａが機械的に連結されている。また、遊星歯車機構５０のリングギアＲには、第２モータジェネレータ５４の回転軸５４ａと駆動輪６０とが機械的に連結されている。第１モータジェネレータ５２の端子には、インバータ５６によって交流電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ５４の端子には、インバータ５８によって交流電圧が印加される。
制御装置７０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量としてのトルクや排気成分比率等を制御するために、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、および点火プラグ２４等の内燃機関１０の操作部を操作する。また、制御装置７０は、第１モータジェネレータ５２を制御対象とし、その制御量である回転速度を制御すべく、インバータ５６を操作する。また、制御装置７０は、第２モータジェネレータ５４を制御対象とし、その制御量であるトルクを制御すべくインバータ５８を操作する。図１には、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、点火プラグ２４、およびインバータ５６，５８のそれぞれの操作信号ＭＳ１～ＭＳ６を記載している。制御装置７０は、内燃機関１０の制御量を制御するために、エアフローメータ８０によって検出される吸入空気量Ｇａ、クランク角センサ８２の出力信号Ｓｃｒ、水温センサ８６によって検出される水温ＴＨＷ、および三元触媒３２の上流に設けられた空燃比センサ８８によって検出される空燃比Ａｆを参照する。また、制御装置７０は、第１モータジェネレータ５２の制御量を制御するために、第１モータジェネレータ５２の回転角を検知する第１回転角センサ９０の出力信号Ｓｍ１を参照する。また、制御装置７０は、第２モータジェネレータ５４の制御量を制御するために、第２モータジェネレータ５４の回転角を検知する第２回転角センサ９２の出力信号Ｓｍ２を参照する。
制御装置７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４、および周辺回路７６を備えており、それらが通信線７８によって通信可能とされている。ここで、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、およびリセット回路等を含む。制御装置７０は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより制御量を制御する。
ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムに従って、基本となる燃料噴射処理、ＧＰＦ３４の再生処理、および再生処理時において内燃機関１０の温度が低い場合の噴射量補正処理を実行する。以下では、それらについて順に説明する。
（基本となる燃料噴射処理）
図２に、制御装置７０が実行する処理を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより実現される。
ベース噴射量算出処理Ｍ１０は、充填効率ηに基づき、燃焼室２０内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料量のベース値であるベース噴射量Ｑｂを算出する処理である。詳しくは、ベース噴射量算出処理Ｍ１０は、たとえば充填効率ηが百分率で表現される場合、空燃比を目標空燃比とするための充填効率ηの１％当たりの燃料量ＱＴＨに、充填効率ηを乗算することによりベース噴射量Ｑｂを算出する処理とすればよい。ベース噴射量Ｑｂは、燃焼室２０内に充填される空気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するために算出された燃料量である。ちなみに、本実施形態において、目標空燃比は、理論空燃比である。なお、充填効率ηは、ＣＰＵ７２により、吸入空気量Ｇａおよび回転速度ＮＥに基づき算出される。また、回転速度ＮＥは、ＣＰＵ７２により、出力信号Ｓｃｒに基づき算出される。
補正係数算出処理Ｍ１２は、フィードバック補正係数ＫＡＦを算出して出力する処理である。フィードバック補正係数ＫＡＦは、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としてのベース噴射量Ｑｂの補正比率δに「１」を加算した値である。詳しくは、補正係数算出処理Ｍ１２は、空燃比Ａｆと目標値Ａｆ＊との差を入力とする比例要素および微分要素の各出力値と、同差に応じた値の積算値を出力する積分要素の出力値との和を補正比率δとする。
低温時増量処理Ｍ１４は、水温ＴＨＷが規定温度Ｔｔｈ未満の場合に、ベース噴射量Ｑｂの低温時増量係数Ｋｗを「１」よりも大きい値に算出する処理である。ここで、規定温度Ｔｔｈは、たとえば「４０°Ｃ」とすればよい。低温時増量処理Ｍ１４は、水温ＴＨＷが規定温度Ｔｔｈ未満の場合、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも低温時増量係数Ｋｗをより大きい値に設定する。低温時増量係数Ｋｗは、たとえば重質燃料等、内燃機関１０の暖機が不十分な状況において混合気として燃焼に寄与することなく吸気系やシリンダ壁面に付着する量が多くなる燃料性状の燃料を想定して設定されている。すなわち、そうした燃料性状の燃料が用いられた場合であっても、混合気の空燃比が過度にリーンとなり、失火することを抑制するような量に設定されている。したがって、そうした燃料性状の燃料よりも気化し易い燃料が用いられている場合には、低温時増量係数Ｋｗによって補正された燃料によって、混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチとなりやすい。
なお、低温時増量係数Ｋｗは、水温ＴＨＷを入力変数とし、低温時増量係数Ｋｗを出力変数とするマップデータがＲＯＭ７４に予め記憶された状態でＣＰＵ７２によりマップ演算される処理としてもよいが、これに限らない。たとえば、低温時増量係数Ｋｗがいくつかの変数の積または和によって算出されてもよい。またたとえば、内燃機関１０の暖機度合いが低い期間を複数に分割し、それら毎に各別のマップデータを用いて算出されてもよい。具体的には、内燃機関１０の始動に伴って回転速度ＮＥが所定速度以上となるまでの期間と、それ以外の期間とを分割すればよい。この際、それ以外の期間について、互いに独立の観点からいくつかの補正に関する変数を算出し、最終的な低温時増量係数Ｋｗとしてもよい。それらいずれの場合であっても、水温ＴＨＷが低いほど、低温時増量係数Ｋｗを大きい値に算出すればよい。
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するのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる一対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。
要求噴射量算出処理Ｍ１６は、ベース噴射量Ｑｂにフィードバック補正係数ＫＡＦおよび低温時増量係数Ｋｗを乗算することによって、１燃焼サイクルにおいて要求される燃料量（要求噴射量Ｑｄ）を算出する処理である。
噴射弁操作処理Ｍ１８は、ポート噴射弁１６を操作すべくポート噴射弁１６に操作信号ＭＳ２を出力し、筒内噴射弁２２を操作すべく筒内噴射弁２２に操作信号ＭＳ３を出力する処理である。特に、噴射弁操作処理Ｍ１８は、ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２から１燃焼サイクル内に噴射される燃料量を要求噴射量Ｑｄに応じた量とする処理である。
（ＧＰＦ３４の再生処理）
図３に、再生処理の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２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、各処理の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、ＣＰＵ７２は、まず、回転速度ＮＥ、充填効率ηおよび水温ＴＨＷを取得する（Ｓ１０）。次にＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥ、充填効率ηおよび水温ＴＨＷに基づき、堆積量ＤＰＭの更新量ΔＤＰＭを算出する（Ｓ１２）。ここで、堆積量ＤＰＭは、ＧＰＦ３４に捕集されているＰＭの量である。詳しくは、ＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥ、充填効率ηおよび水温ＴＨＷに基づき排気通路３０に排出される排気中のＰＭの量を算出する。また、ＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥおよび充填効率ηに基づきＧＰＦ３４の温度を算出する。そしてＣＰＵ７２は、排気中のＰＭの量やＧＰＦ３４の温度に基づき更新量ΔＤＰＭを算出する。なお、後述のＳ２２の処理の実行時には、昇温用増量係数Ｋｒに基づきＧＰＦ３４の温度および更新量ΔＤＰＭを算出すればよい。
次にＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭを、更新量ΔＤＰＭに応じて更新する（Ｓ１４）。次に、ＣＰＵ７２は、実行フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ１６）。実行フラグＦは、「１」である場合に、ＧＰＦ３４のＰＭを燃焼除去するための昇温処理を実行している旨を示し、「０」である場合にそうではないことを示す。ＣＰＵ７２は、「０」であると判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であることと、後述のＳ２２の処理が中断されている期間であることとの論理和が真であるか否かを判定する（Ｓ１８）。再生実行値ＤＰＭＨは、ＧＰＦ３４が捕集したＰＭ量が多くなっており、ＰＭを除去することが望まれる値に設定されている。
ＣＰＵ７２は、論理和が真であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、昇温処理の実行条件である、下記条件（ア）および条件（イ）の論理積が真である旨の条件が成立するか否かを判定する（Ｓ２０）。
条件（ア）：内燃機関１０に対するトルクの指令値である機関トルク指令値Ｔｅ＊が下限トルクＴｅｔｈＬ以上であって且つ上限トルクＴｅｔｈＨ以下である旨の条件である。
条件（イ）：内燃機関１０の回転速度ＮＥが下限速度ＮＥｔｈＬ以上であって且つ上限速度ＮＥｔｈＨ以下である旨の条件である。
なお、上限トルクＴｅｔｈＨおよび上限速度ＮＥｔｈＨを超える運転状態においては、そもそも排気の温度が高く、後述のＳ２２の処理を実行しなくても、堆積量ＤＰＭが増大しにくい。
ＣＰＵ７２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、昇温処理を実行し、実行フラグＦに「１」を代入する（Ｓ２２）。本実施形態にかかる昇温処理として、ＣＰＵ７２は、気筒＃２のポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２からの燃料の噴射を停止し、気筒＃１，＃３，＃４の燃焼室２０内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする。この処理は、第１に三元触媒３２の温度を上昇させるための処理である。すなわち、排気通路３０に酸素と未燃燃料とを排出することによって、三元触媒３２において未燃燃料を酸化させて三元触媒３２の温度を上昇させる。第２に、ＧＰＦ３４の温度を上昇させ、高温となったＧＰＦ３４に酸素を供給してＧＰＦ３４が捕集したＰＭを酸化除去するための処理である。すなわち、三元触媒３２の温度が高温となると、高温の排気がＧＰＦ３４に流入することによってＧＰＦ３４の温度が上昇する。そして、高温となったＧＰＦ３４に酸素が流入することによって、ＧＰＦ３４が捕集したＰＭが酸化除去される。
詳しくは、ＣＰＵ７２は、気筒＃２のポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２に対する要求噴射量Ｑｄに「０」を代入する。一方、ＣＰＵ７２は、要求噴射量Ｑｄに昇温用増量係数Ｋｒを乗算した値を気筒＃１，＃３，＃４の要求噴射量Ｑｄに代入する。
ＣＰＵ７２は、昇温用増量係数Ｋｒを、気筒＃１，＃３，＃４から排気通路３０に排出される排気中の未燃燃料が、気筒＃２から排出される酸素と過不足なく反応する量以下となるように設定する。詳しくは、ＣＰＵ７２は、ＧＰＦ３４の再生処理の初期には、三元触媒３２の温度を早期に上昇させるべく、気筒＃１，＃３，＃４内の混合気の空燃比を、上記過不足なく反応する量に極力近い値とする。
なお、ＣＰＵ７２は、昇温処理を実行する場合、補正係数算出処理Ｍ１２を停止する。
一方、ＣＰＵ７２は、実行フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であるか否かを判定する（Ｓ２４）。停止用閾値ＤＰＭＬは、ＧＰＦ３４に捕集されているＰＭの量が十分に小さくなり、再生処理を停止させてもよい値に設定されている。ＣＰＵ７２は、停止用閾値ＤＰＭＬよりも大きいと判定する場合（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ２０の処理に移行する。
一方、ＣＰＵ７２は、停止用閾値ＤＰＭＬ以下となる場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）と、Ｓ２０の処理において否定判定する場合と、には、Ｓ２２の処理を停止または中断し、実行フラグＦに「０」を代入する（Ｓ２６）。ここで、Ｓ２４の処理において肯定判定される場合には、Ｓ２２の処理が完了したとして停止され、Ｓ２０の処理において否定判定された場合には、Ｓ２２の処理が未だ完了していない段階で中断される。また、ＣＰＵ７２は、補正係数算出処理Ｍ１２を再開する。
なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ２２，Ｓ２６の処理を完了する場合や、Ｓ１８の処理において否定判定する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。
（内燃機関１０の温度が低い場合の噴射量補正処理）
上述のように、本実施形態では再生処理時に補正係数算出処理Ｍ１２を停止する。ただし、本実施形態では、内燃機関１０の温度が低い場合には、燃料減量補正処理を実行し、この時の補正係数を、フィードバック補正係数ＫＡＦに応じて定める。
図４に、上記減量補正処理の手順を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２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。
図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず内燃機関１０の始動時であるか否かを判定する（Ｓ３０）。そしてＣＰＵ７２は、始動時であると判定する場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、始動時水温ＴＨＷ０に、その時点で水温センサ８６によって検出された水温ＴＨＷを代入する（Ｓ３２）。ＣＰＵ７２は、Ｓ３２の処理を完了する場合と、Ｓ３０の処理において否定判定する場合と、には、吸入空気量の積算値である積算空気量ＩｎＧａに、吸入空気量Ｇａを加算した値を、積算空気量ＩｎＧａに代入する（Ｓ３４）。
次に、ＣＰＵ７２は、補正係数算出処理Ｍ１２を実行中であるか否かを判定する（Ｓ３６）。補正係数算出処理Ｍ１２は、実行フラグＦが「１」のとき以外にも、空燃比センサ８８が活性状態となっていない場合や、所定の診断処理が実行される場合には、実行されない。ＣＰＵ７２は、実行中であると判定する場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、フィードバック補正係数ＫＡＦの指数移動平均処理によって、平均補正係数ＫＡＦａを算出する（Ｓ３８）。すなわち、ＣＰＵ７２は、平均補正係数ＫＡＦａに係数αを乗算した値と、フィードバック補正係数ＫＡＦに「１－α」を乗算した値との和を、平均補正係数ＫＡＦａに代入する。なお、係数αは、ゼロよりも大きく「１」未満の値である。
一方、ＣＰＵ７２は、補正係数算出処理Ｍ１２を実行していない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、平均補正係数ＫＡＦａに「１」を代入する（Ｓ４０）。
ＣＰＵ７２は、Ｓ３８，Ｓ４０の処理が完了する場合、実行フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ４２）。ＣＰＵ７２は、実行フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ４４）。ＣＰＵ７２は、所定値Ｉｎｔｈを、始動時水温ＴＨＷ０が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定する。この処理は、始動時水温ＴＨＷ０を入力変数とし、所定値Ｉｎｔｈを出力変数とするマップデータがＲＯＭ７４に予め記憶された状態で、ＣＰＵ７２によって所定値Ｉｎｔｈをマップ演算することによって実現してもよい。
ＣＰＵ７２は、所定値Ｉｎｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ４４：ＮＯ）、Ｓ４６の処理に移行する。ここで、所定値Ｉｎｔｈ未満である状態は、低温時増量係数Ｋｗによる噴射量の補正の影響で補正係数算出処理Ｍ１２を停止すると空燃比の制御性が低くなる可能性がある状態を示す。ＣＰＵ７２は、Ｓ４６の処理において、実行フラグＦが「０」から「１」に切り替わった時点であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７２は、切り替わった時点であると判定する場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、平均補正係数ＫＡＦａを、減量係数値ＫＡＦ０に代入する（Ｓ４８）。ＣＰＵ７２は、Ｓ４８の処理を完了する場合と、Ｓ４６の処理において否定判定する場合と、には、フィードバック補正係数ＫＡＦに減量係数値ＫＡＦ０を代入する（Ｓ５０）。
一方、ＣＰＵ７２は、所定値Ｉｎｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、フィードバック補正係数ＫＡＦに「１」を代入する（Ｓ５２）。
なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ５０，Ｓ５２の処理を完了する場合や、Ｓ４２の処理において否定判定する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
図５に、フィードバック補正係数ＫＡＦの推移を例示する。図５に示す例は、特に、低温時増量係数Ｋｗの設定によって想定される最も気化しにくい燃料と比較すると気化しやすい燃料が用いられている例である。
図５に示すように、時刻ｔ１に実行フラグＦが「１」に切り替わると、補正係数算出処理Ｍ１２が停止することから、補正比率δがゼロとされる。したがって、図４に示した処理を実行しない場合には、図５に２点鎖線にて示すように、フィードバック補正係数ＫＡＦが「１」とされることとなる。
図５に示す例では、時刻ｔ１よりも前において、補正比率δが負となっており、フィードバック補正係数ＫＡＦが「１」よりも小さい値となっている。これは、低温時増量係数Ｋｗによって噴射量が過剰に増量され、要求噴射量Ｑｄが混合気の空燃比を目標値とする上で必要な燃料に対して過剰であることを意味する。この過剰な燃料は、フィードバック補正係数ＫＡＦによって補償されており、これにより、混合気の空燃比を目標値に制御できる。
ただし、実行フラグＦが「１」となると、補正係数算出処理Ｍ１２が停止されることから、低温時増量係数Ｋｗによって要求噴射量Ｑｄが狙いとする燃料に対して過剰となったとしても、これを補償することができない。そのため、気筒＃１，＃３，＃４において狙いとするリッチな空燃比よりも実際の空燃比がよりリッチとなり、想定以上に多量の未燃燃料が三元触媒３２に流入するおそれがある。そしてその場合、三元触媒３２の温度の制御性が低下する。
これに対し、ＣＰＵ７２は、積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈ未満であることから、フィードバック補正係数ＫＡＦを、実行フラグＦが「１」に切り替わる直前の平均補正係数ＫＡＦａに固定する。これにより、低温時増量係数Ｋｗによって狙いとする空燃比に対して実際の空燃比のリッチ度合いが大きくなることを好適に抑制できる。そのため、三元触媒３２の温度が想定以上に上昇することを抑制できる。
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１）減量係数値ＫＡＦ０として、平均補正係数ＫＡＦａを採用した。これにより、フィードバック処理の停止前におけるノイズの減量係数値ＫＡＦ０への影響を抑制できる。
（２）積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈ未満の場合に、噴射量を減量係数値ＫＡＦ０に応じて補正した。積算空気量ＩｎＧａは、内燃機関１０の燃焼エネルギの累積量と相関を有する。そして燃焼エネルギ量の累積値が大きいほど内燃機関１０の温度が上昇する。そのため、積算空気量ＩｎＧａを用いることにより、低温時増量係数Ｋｗの影響によって混合気の空燃比の制御性が低下する状況から脱したか否かを高精度に判定できる。
特に、積算空気量ＩｎＧａを用いることにより、低温時増量係数Ｋｗが実際にはいくつかの係数からなり複雑なロジックにて算出される場合であっても、上記状況から脱したか否かを簡易に判定できる。
（３）内燃機関１０の始動時の水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも所定値Ｉｎｔｈを大きい値に設定した。内燃機関１０の状態が、上記状況から脱するまでに要する燃焼エネルギの累積値は、内燃機関１０の始動時の温度が低い場合に高い場合よりも大きくなる。そのため、所定値Ｉｎｔｈを始動時水温ＴＨＷ０に応じて設定することにより、所定値Ｉｎｔｈを固定値とする場合と比較して、上記状況から脱したか否かを高精度に判定できる。
＜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］ベース噴射量算出処理は、ベース噴射量算出処理Ｍ１０に対応する。補正処理は、補正係数算出処理Ｍ１２、低温時増量処理Ｍ１４、および要求噴射量算出処理Ｍ１６に対応する。停止時減量処理は、Ｓ５０の処理に対応する。［２］停止前におけるフィードバック処理による噴射量の補正係数は、「ＫＡＦ０」の算出に用いられる複数回のフィードバック補正係数ＫＡＦに対応する。［３］取得処理は、Ｓ４８の処理に対応する。［４］Ｓ４４の処理に対応する。［５］所定値Ｉｎｔｈが始動時水温ＴＨＷ０に応じて設定されることに対応する。［６］停止処理は、Ｓ２２の処理に対応する。［７］昇温処理は、Ｓ２２の処理に対応する。リッチ燃焼処理は、Ｓ２２の処理において気筒＃１，＃３，＃４の要求噴射量Ｑｄが昇温用増量係数Ｋｒによって定まることに対応する。
＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
「低温時増量処理について」
・低温時増量処理としては、ベース噴射量Ｑｂに対する低温時増量係数Ｋｗを与える処理に限らない。たとえば、ベース噴射量Ｑｂに対する増量量を与える処理であってもよい。またたとえば、「ＫＡＦ・Ｑｂ」に対する増量量を与える処理であってもよい。
・低温時増量処理を実行するか否かを定める際に参照する内燃機関１０の温度の指標値である増量用指標値としては、水温ＴＨＷに限らない。たとえば、内燃機関１０の潤滑油の温度であってもよい。また、水温ＴＨＷと潤滑油の温度との２つ等、複数の変数を用いてもよい。
「取得処理について」
・上記実施形態では、平均補正係数ＫＡＦａを減量係数値ＫＡＦ０に代入したが、これに限らない。たとえば、実行フラグＦの値が「１」となる前の補正係数算出処理Ｍ１２の積分要素の出力値を減量係数値ＫＡＦ０に代入してもよい。
「停止時減量処理について」
・上記実施形態では、昇温処理の途中で積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈに達すると、フィードバック補正係数ＫＡＦを「１」とした。換言すれば、停止時減量補正処理を停止した。しかしこれに代えて、昇温処理の開始時に積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈ未満である場合に停止時減量処理を実行したなら、昇温処理が実行される間、停止時減量処理を継続してもよい。
・上記実施形態では、減量量を、空燃比のフィードバック補正係数ＫＡＦを流用して定めたが、これに限らない。たとえば低温時に再生処理が実行される場合には、フィードバック補正係数ＫＡＦについては「１」としつつも、専用の減量係数を「１」未満の値として噴射量を減量してもよい。
・上記実施形態では、低温時に再生処理を実行する場合、フィードバック補正係数ＫＡＦを、減量係数値ＫＡＦ０に固定したがこれに限らない。たとえば、時間の経過とともに、減量係数値ＫＡＦ０に対してフィードバック補正係数ＫＡＦを「１」へ向けて漸増させてもよい。
・上記実施形態では、噴射量の減量量を、ベース噴射量の補正係数として与えたが、これに限らない。たとえば、ベース噴射量Ｑｂの減量補正量として与えてもよい。またたとえば、「Ｋ・ＫＡＦ・Ｑｂ」に対する減量量として与えてもよい。
・減量係数値ＫＡＦ０としては、平均補正係数ＫＡＦａの変動が低減された値に限らない。たとえば、実行フラグＦが「１」に切り替わる前のフィードバック補正係数ＫＡＦの値としてもよい。
「フィードバック処理について」
・上記実施形態では、比例要素の出力および微分要素の出力と、積分要素の出力との和を補正比率δとしたが、これに限らない。たとえば、比例要素の出力と積分要素の出力との和を補正比率δとしてもよい。
「減量用指標値について」
・上記実施形態では、積算空気量ＩｎＧａが所定値Ｉｎｔｈ未満である場合に停止時減量処理を実行し、所定値Ｉｎｔｈを始動時水温ＴＨＷ０に応じて設定したが、これに限らない。たとえば、吸入空気量Ｇａが大きいほど大きくなり、始動時水温ＴＨＷ０が低いほど小さくなる被積算値をマップ演算し、被積算値を積算した値が所定値未満の場合に停止時減量処理を実行してもよい。これによっても、積算空気量が所定値以上となる場合に停止時減量処理を実行して且つ、始動時水温ＴＨＷ０が低いほど所定値を大きく設定した処理を実現できる。
・所定値Ｉｎｔｈを可変設定する入力となる内燃機関１０の温度の指標値である設定用指標値としては、始動時水温ＴＨＷ０に限らない。たとえば、内燃機関１０の始動時における潤滑油の温度であってもよい。もっとも、所定値Ｉｎｔｈを内燃機関１０の始動時の温度に応じて可変とすること自体必須ではない。
・上記実施形態では、減量補正を実行するか否かを定める減量用指標値と、低温時増量処理を実行するか否かを定める際に参照する増量用指標値とを別の変数値としたが、これに限らない。たとえば双方を水温ＴＨＷとしてもよい。
・たとえば低温時増量係数Ｋｗを減量用指標値とし、Ｓ４４の処理において、低温時増量係数Ｋｗが所定値以上であるか否かを判定してもよい。
「再生処理の実行を許可する所定の条件について」
・再生処理の実行を許可する所定の条件としては、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、上記条件（ア）および条件（イ）の２つの条件に関しては、それらのうちの１つのみを含んでもよい。なお、所定の条件に上記２つの条件以外の条件が含まれてもよく、また上記２つの条件のいずれも含まなくてもよい。
「停止処理について」
・停止処理としては、再生処理に限らない。たとえば、内燃機関１０の出力を調整するために一部の気筒における燃料の供給を停止する処理であってもよい。その場合、一部の気筒とは別の気筒における混合気の空燃比を理論空燃比としてもよい。またたとえば、１部の気筒において異常が生じた場合に、その気筒における燃料の供給を停止する処理であってもよい。またたとえば、三元触媒３２の酸素吸蔵量が規定値以下となる場合に、一部の気筒のみ燃料の供給を停止し、残りの気筒における混合気の空燃比を理論空燃比とする制御を実行する処理であってもよい。いずれの場合であっても停止処理を実行する場合には、空燃比フィードバックを行うことが困難となりやすい。そのため、補正係数算出処理Ｍ１２を停止することが有効である。
「堆積量の推定について」
・堆積量ＤＰＭの推定処理としては、図３において例示したものに限らない。たとえば、ＧＰＦ３４の上流側と下流側との圧力の差と吸入空気量Ｇａとに基づき堆積量ＤＰＭを推定してもよい。具体的には、圧力の差が大きい場合に小さい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定し、圧力の差が同一であっても、吸入空気量Ｇａが小さい場合に大きい場合よりも堆積量ＤＰＭを大きい値に推定すればよい。
「後処理装置について」
・ＧＰＦ３４としては、三元触媒が担持されたフィルタに限らず、フィルタのみであってもよい。また、ＧＰＦ３４としては、排気通路３０のうちの三元触媒３２の下流に設けられるものに限らない。また、後処理装置がＧＰＦ３４を備えること自体必須ではない。たとえば後処理装置が三元触媒３２のみからなる場合であっても、その再生処理時において後処理装置の昇温が必要となるなら、上記実施形態やそれらの変更例に例示した処理を実行することが有効である。
「制御装置について」
・制御装置としては、ＣＰＵ７２とＲＯＭ７４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たとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。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実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
「車両について」
・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、たとえば、車両の動力発生装置が内燃機関１０のみの車両であってもよい。
１０…内燃機関
３０…排気通路
３２…三元触媒
３４…ＧＰＦ
５０…遊星歯車機構
７０…制御装置

Claims (7)

  1. 複数の気筒を有した内燃機関に適用され、
    前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁による噴射量のベース値を算出するベース噴射量算出処理と、
    前記噴射量を前記ベース値から補正する補正処理と、
    前記補正処理の出力に応じて前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、
    を実行し、
    前記補正処理は、低温時増量処理と、フィードバック処理と、停止時減量処理と、を含み、
    前記低温時増量処理は、前記内燃機関の温度の指標値である増量用指標値が閾値未満である場合に前記噴射量を増量補正する処理であり、
    前記フィードバック処理は、前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御すべく前記噴射量を補正する処理であり、
    前記停止時減量処理は、前記内燃機関の温度の指標値である減量用指標値が所定値未満であって且つ前記フィードバック処理が停止されている場合、前記噴射量を減量補正する処理である内燃機関の制御装置。
  2. 前記停止時減量処理は、前記フィードバック処理の停止前における前記フィードバック処理による前記噴射量の補正係数の値に応じて前記噴射量を減量補正する処理である請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記フィードバック処理の停止前における前記補正係数の変動を低減した値を取得する取得処理を実行し、
    前記停止時減量処理は、前記取得処理によって取得された値に応じて前記噴射量を減量補正する処理である請求項２記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記停止時減量処理は、前記内燃機関の始動からの積算空気量を前記減量用指標値として用いる処理を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記低温時増量処理は、前記増量用指標値が小さい場合に大きい場合よりも前記増量補正する量を大きくする処理であり、
    前記所定値は、前記内燃機関の温度の指標値である設定用指標値の始動時における値が小さい場合に大きい場合よりも大きい値に設定される請求項４記載の内燃機関の制御装置。
  6. 停止処理を実行し、
    前記停止処理は、前記複数の気筒のうちの一部の気筒の前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止して且つ、残りの気筒における燃料噴射を継続する処理であり、
    前記フィードバック処理は、前記停止処理が実行されているときに停止され、
    前記停止時減量処理は、前記停止処理の実行時に前記減量用指標値が前記所定値未満である場合に実行される請求項１～５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 前記内燃機関は、排気通路に酸素吸蔵能力を有した触媒を備え、
    前記停止処理が実行される場合、前記残りの気筒の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処理を実行し、
    前記停止処理と前記リッチ燃焼処理とで前記内燃機関の排気系の温度を上昇させる昇温処理を構成する請求項６記載の内燃機関の制御装置。
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