JP7428151B2

JP7428151B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP7428151B2
Application number: JP2021011849A
Authority: JP
Inventors: 勇喜野瀬; 悠人池田; 嵩允後藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-01-28
Also published as: JP2022115313A; US11448157B2; US20220235724A1; CN117869094A; CN114810389B; CN114810389A; EP4036395A1

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

たとえば特許文献１に記載の内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備えている。そして、排気通路に設けられた排気浄化部材の機能を回復させるための噴射量減少処理として、複数の気筒のうちの一部の気筒における燃料噴射量を他の気筒における燃料噴射量よりも少なくすることにより混合気の空燃比を変動させるディザ制御を実施するようにしている。

特開２０１９－８５９４８号公報

ところで、上述した噴射量減少処理の実行中に、混合気の空燃比が適正値からずれてしまうと排気浄化部材の機能回復が滞るため、そうした空燃比のずれはできる限り少なくすることが望ましい。

ここで、ポート噴射弁からの燃料噴射では、噴射された燃料の一部が吸気ポートに付着しやすい。吸気ポートに付着した燃料が、次の燃焼サイクル以降において燃焼室内に流入すると空燃比がずれるようになる。このようにして吸気ポートに付着した燃料の量である燃料付着量が増加すると空燃比のずれが増加するおそれがある。

上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備える内燃機関に適用される。この制御装置は、前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁から前記気筒内に供給される燃料量のうちで前記ポート噴射弁から噴射される燃料量の割合であるポート噴射割合を機関運転状態に応じて変更する処理と、前記複数の気筒のうちの一部の気筒における燃料噴射量を他の気筒における燃料噴射量よりも少なくする噴射量減少処理と、前記噴射量減少処理の実行中には前記ポート噴射割合を操作することにより前記吸気ポートの燃料付着量の増大を抑える増大抑制処理とを実行する。

同構成によれば、噴射量減少処理の実行中に上記増大抑制処理が実行されるため、吸気ポートには新たな燃料が付着しにくくなり、燃料付着量の増大が抑制される。そのため、燃料付着量の増加によって空燃比のずれが増加することを抑えることができる。

上記制御装置において、前記増大抑制処理は、前記ポート噴射割合を時間経過とともに減少させる処理でもよい。
同構成によれば、噴射量減少処理の実行中には、ポート噴射割合が時間経過とともに減少するため、ポート噴射弁の燃料噴射量が徐々に少なくなる。このようにしてポート噴射弁の燃料噴射量が徐々に少なくなることにより、吸気ポートには新たな燃料が付着しにくくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、空燃比のずれが増加することを抑えることができる。また、ポート噴射弁の燃料噴射量が徐々に少なくなると、吸気ポートに付着していた燃料は徐々に減少するため、燃料付着量が減少していく。そのため、空燃比のずれを低減することができる。

上記制御装置において、前記増大抑制処理は、前記ポート噴射弁からの燃料噴射を停止させる処理でもよい。
同構成によれば、噴射量減少処理の実行中には、ポート噴射弁からの燃料噴射が停止して筒内噴射弁からの燃料噴射のみが実施される。このようにしてポート噴射弁からの燃料噴射が停止することにより、吸気ポートには新たな燃料が付着しなくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、空燃比のずれが増加することを抑えることができる。また、ポート噴射弁からの燃料噴射を停止すると、吸気ポートに付着していた燃料が徐々に減少するため、燃料付着量が減少していく。そのため、空燃比のずれを低減することができる。

上記制御装置において、前記増大抑制処理は、前記噴射量減少処理を開始したときの前記ポート噴射割合を超えないように前記ポート噴射割合を制限する処理でもよい。
同構成によれば、噴射量減少処理の実行中には、噴射量減少処理を開始したときのポート噴射割合を超えないように同ポート噴射割合は制限されるため、ポート噴射弁の燃料噴射量の増加が抑えられる。従って、吸気ポートには新たな燃料が付着しにくくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、これによっても空燃比のずれが増加することを抑えることができる。

上記制御装置において、前記筒内噴射弁の燃料噴射を複数回に分割して実施する分割噴射を実行するとともに、前記噴射量減少処理の実行中には、前記分割噴射による前記燃料噴射の分割回数を少なくする変更処理を実行してもよい。

同構成によれば、噴射量減少処理の実行中に筒内噴射弁の分割噴射が実施される場合には、上記変更処理の実行を通じて燃料噴射の分割回数が減らされる。分割回数が減ると、噴射１回当たりの燃料噴射量が増加するため、燃料の噴***度が向上するようになる。従って、燃料の噴***度に起因する空燃比のずれを低減することができる。

また、上記制御装置は、前記噴射量減少処理を実行していないときには混合気の空燃比フィードバック制御を実行する一方、前記噴射量減少処理を実行しているときには前記空燃比フィードバック制御の実行を禁止するものに適用すると好適である。

第１実施形態にかかる内燃機関、駆動系、及び制御装置の構成を示す図。同実施形態の制御装置による再生処理の手順を示すフローチャート。同実施形態の制御装置が実行する処理に関する手順を示すフローチャート。第２実施形態の制御装置が実行する処理の一部に関する手順を示すフローチャート。第３実施形態の制御装置が実行する処理の一部に関する手順を示すフローチャート。

＜第１実施形態＞
以下、内燃機関の制御装置の第１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、燃料を気筒内に噴射する筒内噴射弁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、排気を浄化する排気浄化部材として、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や第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、および第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。なお、制御装置７０は、出力信号Ｓｃｒに基づいて機関回転速度ＮＥを算出する。また、制御装置７０は、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａに基づいて機関負荷率ＫＬを算出する。機関負荷率ＫＬは、燃焼室２０に充填される空気量を定めるパラメータであり、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。なお、基準流入空気量は機関回転速度ＮＥに応じて可変設定される。

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や、電源回路、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上記制御量を制御する。

制御装置７０は、内燃機関１０の各種制御のひとつとして、ポート噴射弁１６のみから燃料が噴射されるポート噴射モード、筒内噴射弁２２のみから燃料が噴射される筒内噴射モード、及びポート噴射弁１６と筒内噴射弁２２の両方から燃料が噴射されるデュアル噴射モードのうちのいずれか１つの噴射モードを機関運転状態に応じて切り替える処理を実行する。

上述した噴射モードの切り替えは、機関運転状態に基づいて設定される燃料噴射量Ｑのうちで、つまりポート噴射弁１６及び筒内噴射弁２２から気筒内に供給される燃料量のうちでポート噴射弁１６から噴射される燃料量の割合を示すポート噴射割合ＲＰを種々変更することにより実行される。

ポート噴射割合ＲＰは、機関負荷率ＫＬや機関回転速度ＮＥ等の機関運転状態に基づき「０≦ＲＰ≦１」の範囲内で可変設定される値であり、燃料噴射量Ｑに対してポート噴射割合ＲＰを乗算した結果得られる燃料量がポート噴射弁１６の燃料噴射量であるポート噴射量ＱＰとして設定される。一方、「１」からポート噴射割合ＲＰを減じた値が、燃料噴射量Ｑのうちで筒内噴射弁２２から噴射させる燃料量の割合を示す筒内噴射割合ＲＤとして算出される（ＲＤ＝１－ＲＰ）。そして、燃料噴射量Ｑに対して筒内噴射割合ＲＤを乗算した結果得られる燃料量が筒内噴射弁２２の燃料噴射量である筒内噴射量ＱＤとして設定される。

例えば、アイドル運転時などのような低負荷且つ低回転領域では、ポート噴射割合ＲＰは「１」に、筒内噴射割合ＲＤは「０」に設定される。また、高負荷領域や高回転領域ではポート噴射割合ＲＰは「０」に、筒内噴射割合ＲＤは「１」に設定される。そして、その他の機関運転領域では、ポート噴射割合ＲＰは「０＜ＲＰ＜１」の範囲内で可変設定され、これに伴い筒内噴射割合ＲＤも可変設定される。

また、制御装置７０は、筒内噴射弁２２の分割噴射を実施する。この分割噴射では、筒内噴射量ＱＤが規定値以上になると、筒内噴射弁２２からの燃料噴射は複数回に分割して実施される。このときの燃料噴射の分割回数Ｎは、筒内噴射量ＱＤの値が大きいほど多くされる。こうした分割噴射を実施すると、噴射１回当たりの燃料噴射量が少なくなって燃料の貫徹力が低下するため、気筒の壁面などに対する燃料付着が抑えられる。

＜ＧＰＦの再生処理＞
図２に、本実施形態にかかる制御装置７０が実行する処理の手順を示す。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２に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ及び水温ＴＨＷを取得する（Ｓ１０）。
次に、ＣＰＵ７２は、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ、及び水温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、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ、及び水温ＴＨＷに基づいて排気通路３０に排出される排気中のＰＭの量を算出する。また、ＣＰＵ７２は、別の処理にて算出されるＧＰＦ３４の温度を取得する。そして、ＣＰＵ７２は、排気中のＰＭの量やＧＰＦ３４の温度に基づいて更新量ΔＤＰＭを算出する。

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、フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ１６）。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ことを示し、「０」である場合にそうではないことを示す。

ＣＰＵ７２は、フラグＦが「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、堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨ以上であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、昇温処理の実行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで実行条件は、例えば以下の条件（Ａ）及び条件（Ｂ）の論理積が真である旨の条件とすればよい。

条件（Ａ）：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＊が所定値Ｔｅｔｈ以上である旨の条件。
条件（Ｂ）：内燃機関１０の機関回転速度ＮＥが所定速度以上である旨の条件。

ＣＰＵ７２は、昇温処理の実行条件が成立すると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、昇温処理を実行して、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ２２）。この昇温処理は、複数の気筒のうちの一部の気筒における燃料噴射量を他の気筒における燃料噴射量よりも少なくする噴射量減少処理を実行することによりＧＰＦ３４の機能回復を図る処理である。この噴射量減少処理として、本実施形態のＣＰＵ７２は、部分気筒フューエルカット処理を実行する。

部分気筒フューエルカット処理は、複数の気筒のうちの一部の気筒における混合気の燃焼を停止させる停止処理を含む。また、この部分気筒フューエルカット処理は、当該一部の気筒以外の残りの気筒における混合気の燃焼に際して同混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃焼室２０に供給される燃料量を上記停止処理の非実行時よりも増加させる増量処理を含む。

上記停止処理は、例えば気筒＃１のポート噴射弁１６及び筒内噴射弁２２からの燃料噴射を停止することにより同気筒＃１での混合気の燃焼を停止する処理である。なお、この停止処理が実施される気筒を以下ではフューエルカット気筒といい、フューエルカット気筒以外の残りの気筒、つまり混合気の燃焼が実施される気筒を燃焼気筒という。

上記増量処理は、排気通路に未燃燃料を供給するために、気筒＃２、気筒＃３、及び気筒＃４の各燃焼室２０に供給される燃料量を上記停止処理の非実行時よりも増加させる処理である。この増量処理の実行に際しては、気筒＃２、気筒＃３、及び気筒＃４の各燃料噴射量Ｑとして、混合気の空燃比を理論空燃比とするための噴射量であるベース噴射量Ｑｂに増量係数Ｋを乗算した値が設定される。ＣＰＵ７２は、気筒＃２、気筒＃３、及び気筒＃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＃１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上記増量係数Ｋを設定する。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＃２、気筒＃３、及び気筒＃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、混合気の空燃比フィードバック制御を停止する。これは、フューエルカット気筒から排気通路３０に排出される酸素の影響によって空燃比センサ８８の検出精度が低下するためである。

部分気筒フューエルカット処理が実施されると、排気通路３０には酸素と未燃燃料とが排出されることにより三元触媒３２では未燃燃料が酸化して同三元触媒３２の温度は上昇する。三元触媒３２の温度が高温になると、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り、ＧＰＦ３４に捕集されたＰＭは酸化除去される。

また、ＣＰＵ７２は、上記停止処理の実行に伴う機関出力の低下を補うために、ＭＧ２トルク補償処理を実行する（Ｓ２４）。このＭＧ２トルク補償処理において、ＣＰＵ７２は、第２モータジェネレータ５４に対する走行のための要求トルクに、１気筒分の出力トルクである補償トルクを重畳する。そして、ＣＰＵ７２は、補償トルクが重畳された要求トルクに基づきインバータ５８を操作する。

一方、上記Ｓ１６の処理にて、ＣＰＵ７２は、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（Ｓ２６）。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、昇温処理を停止させてもよい値に設定されている。ＣＰＵ７２は、堆積量ＤＰＭが停止用閾値ＤＰＭＬ以下であると判定する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、部分気筒フューエルカット処理の実行を停止することにより昇温処理を停止して、フラグＦに「０」を代入する（Ｓ２８）。また、ＣＰＵ７２は、昇温処理を停止すると、空燃比フィードバック制御を再開する。すなわち、ＣＰＵ７２は、空燃比Ａｆと目標空燃比との差を入力として空燃比Ａｆを目標空燃比にフィードバック制御するための操作量を算出し、同操作量によってポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２の２つのうちの少なくとも１つから噴射される燃料量を補正する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ２４，Ｓ２８の処理を完了する場合や、Ｓ１８，Ｓ２０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。
＜増大抑制処理と変更処理＞
制御装置７０は、上述した昇温処理の実行中において、吸気ポート１２ａの燃料付着量の増大を抑える増大抑制処理と、上述した分割回数Ｎを低減する変更処理とを実行する。

図３に、それら各処理を行うために制御装置７０が実行する処理の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、昇温処理の実行中であるか否かを判定する（Ｓ１００）。そして、昇温処理の実行中であると判定する場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、上記増大抑制処理としてポート噴射割合ＲＰを「０」に設定する処理を実行する（Ｓ１１０）。このようにしてポート噴射割合ＲＰが「０」に設定されると、ポート噴射弁１６からの燃料噴射が停止して筒内噴射弁２２からの燃料噴射のみが実施される。

次に、ＣＰＵ７２は、現在の上記分割回数Ｎを取得して、その値が「１」を超えているか否か、つまり筒内噴射弁２２に対して分割噴射の実施が指示されているかを判定する（Ｓ１２０）。そして、分割回数Ｎが「１」を超えていると判定する場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、分割回数Ｎを減少させる変更処理を実行する（Ｓ１３０）。このＳ１３０では、現在の分割回数Ｎから規定値、例えば「１」などを減じた値が新たな分割回数Ｎとして設定される。そして、このＳ１３０の処理を実行すると、ＣＰＵ７２は、本処理を一旦終了する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ１００やＳ１２０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。
＜本実施形態の作用及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

（１－１）昇温処理の実行中には、ポート噴射割合ＲＰが「０」に設定されることにより、ポート噴射弁１６からの燃料噴射が停止して筒内噴射弁２２からの燃料噴射のみが実施される。このようにしてポート噴射弁１６からの燃料噴射が停止することにより、吸気ポート１２ａには新たな燃料が付着しなくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、空燃比のずれが増加することを抑えることができる。

（１－２）また、ポート噴射弁１６からの燃料噴射を停止すると、吸気ポート１２ａに付着していた燃料が徐々に減少するため、燃料付着量が減少していく。そのため、空燃比のずれを低減することができる。

（１－３）昇温処理の実行中に筒内噴射弁２２の分割噴射が実施される場合には、上記変更処理の実行を通じて分割回数が減らされる。分割回数が減ると、噴射１回当たりの燃料噴射量が増加するため、燃料の噴***度が向上するようになる。従って、燃料の噴***度に起因する空燃比のずれを低減することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、吸気ポート１２ａの燃料付着量の増大を抑える増大抑制処理として、ポート噴射弁からの燃料噴射を停止する処理を実行した。一方、本実施形態では、第１実施形態と異なる態様にて増大抑制処理を実行するようにしている。

以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心にして説明する。
＜増大抑制処理＞
図４に、本実施形態にかかる処理の手順を示す。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、昇温処理の実行中であるか否かを判定する（Ｓ２００）。そして、昇温処理の実行中であると判定する場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、増大抑制処理として、徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅの更新処理を実行する（Ｓ２１０）。徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅは、昇温処理の実行中に設定されるポート噴射割合ＲＰであり、更新処理は、ポート噴射割合ＲＰを時間経過とともに減少させる処理である。

この更新処理として、ＣＰＵ７２は、現在の徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅから規定値Ａを減じた値を新たな徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅとする処理を実行する。なお、徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅの初期値は、Ｓ２００の処理にて実行中であると判定された昇温処理が開始されたときのポート噴射割合ＲＰである。また、規定値Ａとしては、ポート噴射割合ＲＰの変更が機関運転状態に与える悪影響をできる限り抑制可能な値が予め設定されている。昇温処理の実行中において、Ｓ２１０の処理が実行されるたびに、徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅの値は規定値Ａずつ小さくなっていく。

Ｓ２１０の処理を実行すると、次に、ＣＰＵ７２は、Ｓ２１０にて更新された後の徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅが閾値α以上であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。本実施形態では、閾値αとして「０」を設定しているが、この値は適宜変更することができる。

そして、徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅが閾値α以上であると判定する場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、Ｓ２１０にて更新された後の徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅをポート噴射割合ＲＰに設定する（Ｓ２３０）。そして、上述したＳ１２０以降の処理を実行する。

一方、Ｓ２２０にて、徐変ポート噴射割合ＲＰｄｅが閾値α未満であると判定する場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、ＣＰＵ７２は、ポート噴射割合ＲＰを「０」に設定する（Ｓ２４０）。そして、上述したＳ１２０以降の処理を実行する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ２００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。
＜本実施形態の作用及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

（２－１）昇温処理の実行中には、ポート噴射割合ＲＰが時間経過とともに減少するため、ポート噴射弁１６の燃料噴射量が徐々に少なくなる。このようにしてポート噴射弁１６の燃料噴射量が徐々に少なくなることにより、吸気ポート１２ａには新たな燃料が付着しにくくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、空燃比のずれが増加することを抑えることができる。

（２－２）また、ポート噴射弁１６の燃料噴射量が徐々に少なくなると、吸気ポート１２ａに付着していた燃料は徐々に減少するため、燃料付着量が減少していく。そのため、空燃比のずれを低減することができる。

（２－３）上記Ｓ２２０及び上記Ｓ２３０の処理により、昇温処理実行中のポート噴射割合ＲＰは、閾値αとして設定された値である「０」になるまで低減される。ポート噴射割合ＲＰが「０」にまで低減された以降は、ポート噴射弁１６からの燃料噴射が停止するため、上記（２－１）や（２－２）に記載の作用効果が更に高まるようになる。

（２－４）昇温処理の実行中には、ポート噴射割合ＲＰが時間経過とともに減少するため、昇温処理の開始直後からポート噴射割合ＲＰを「０」にする場合と比較して、ポート噴射割合ＲＰの変更による機関運転状態の急変を抑えることができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、吸気ポート１２ａの燃料付着量の増大を抑える増大抑制処理として、ポート噴射弁からの燃料噴射を停止する処理を実行した。一方、本実施形態では、第１実施形態と異なる態様にて増大抑制処理を実行するようにしている。

以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心にして説明する。
＜増大抑制処理＞
図５に、本実施形態にかかる処理の手順を示す。図５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５に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、昇温処理の実行中であるか否かを判定する（Ｓ３００）。そして、昇温処理の実行中であると判定する場合（Ｓ３００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、現在のポート噴射割合ＲＰがガード値ＲＰｇを超えているか否かを判定する（Ｓ３１０）。ガード値ＲＰｇは、Ｓ３００の処理にて実行中であると判定された昇温処理を開始したときにＣＰＵ７２が取得したポート噴射割合ＲＰである。

そして、ポート噴射割合ＲＰがガード値ＲＰｇを超えていると判定する場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７２は、ガード値ＲＰｇをポート噴射割合ＲＰに代入することによりポート噴射割合ＲＰのガード処理を実行する（Ｓ３２０）。そして、上述したＳ１２０以降の処理を実行する。

一方、ポート噴射割合ＲＰがガード値ＲＰｇを超えていないと判定する場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、ＣＰＵ７２は、Ｓ３２０の処理を行うことなく、上述したＳ１２０以降の処理を実行する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ３００の処理において否定判定する場合には、図５に示す一連の処理を一旦終了する。
＜本実施形態の作用及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

（３－１）昇温処理の実行中には、Ｓ３１０及びＳ３２０の処理が実行されることにより、ポート噴射割合ＲＰは、昇温処理を開始したときのポート噴射割合ＲＰを超えないように制限される。こうしたポート噴射割合ＲＰの制限によってポート噴射弁１６の燃料噴射量の増加が抑えられる。従って、吸気ポート１２ａには新たな燃料が付着しにくくなり、燃料付着量の増大は抑制されるため、空燃比のずれが増加することを抑えることができる。

＜変更例＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、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。

・分割回数Ｎを変更する上記変更処理を省略してもよい。
・昇温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（Ａ）及び条件（Ｂ）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。また、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い。

・部分気筒フューエルカット処理の実行に伴う機関出力の低下を補うために、図２に示したＳ２４の処理では、第２モータジェネレータ５４の要求トルクに補償トルクを重畳した。この他、そうした第２モータジェネレータ５４を備えていない車両などの場合には、燃焼気筒に供給される空気量及び燃料量を増量して当該燃焼気筒の出力トルクを高めることにより、そうした機関出力の低下を補うようにしてもよい。

・堆積量ＤＰＭの推定処理としては、図２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。ここで、ＧＰＦ３４の下流側の圧力を一定値とみなす場合、差圧に代えてＧＰＦ３４の上流側の圧力の検出値を用いることができる。

・部分気筒フューエルカット処理を実行する処理としては、上述した再生処理に限らない。たとえば、触媒暖機や硫黄被毒回復のために部分気筒フューエルカット処理を実行してもよい。

・部分気筒フューエルカット処理を実行する処理としては、上述した再生処理に限らない。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、一部の気筒のみ燃焼制御を停止し、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。

・上述した部分気筒フューエルカット処理の実行時に燃焼制御を停止する気筒の数は「１」であったが、燃焼制御を停止する気筒の数は、「気筒数－１」を最大値として適宜変更することができる。また、燃焼制御を停止する気筒を予め定められた気筒に固定することは必須ではない。たとえば、１燃焼サイクル毎に、燃焼制御を停止する気筒を変更してもよい。

・噴射量減少処理としては、上述した部分気筒フューエルカット処理に限らない。たとえば、複数の気筒のうちの一部の気筒に対する燃料噴射量を他の気筒よりも減少させることにより混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンとする一方、残りの気筒における混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとするディザ制御であってもよい。

・ポート噴射割合ＲＰを機関運転状態に基づいて設定するとともに、「１－ＲＰ」の値を筒内噴射割合ＲＤとした。この他、筒内噴射割合ＲＤを機関運転状態に基づいて設定するとともに、「１－ＲＤ」の値をポート噴射割合ＲＰとして算出するようにしてもよい。

・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、三元触媒３２を、排気に含まれる成分を酸化する酸化触媒に置き換えてもよい。また、排気浄化部材としてＧＰＦ３４を備えること自体必須ではない。

・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及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、処理装置及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
１２…吸気通路
１２ａ…吸気ポート
１４…スロットルバルブ
１６…ポート噴射弁
１８…吸気バルブ
２０…燃焼室
２２…筒内噴射弁
２４…点火プラグ
２６…クランク軸
２８…排気バルブ
３０…排気通路
３２…三元触媒
３４…ＧＰＦ
５０…遊星歯車機構
５２…第１モータジェネレータ
５２ａ…回転軸
５４…第２モータジェネレータ
５４ａ…回転軸
５６…インバータ
５８…インバータ
６０…駆動輪
７０…制御装置

Claims

複数の気筒と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備える内燃機関に適用されて、
前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁から気筒内に供給される燃料量のうちで前記ポート噴射弁から噴射される燃料量の割合であるポート噴射割合を機関運転状態に応じて変更する処理と、
前記複数の気筒のうちの一部の気筒における燃料噴射量を他の気筒における燃料噴射量よりも少なくする噴射量減少処理と、
前記噴射量減少処理の実行中には、前記ポート噴射割合を操作することにより前記吸気ポートの燃料付着量の増大を抑える増大抑制処理と、を実行し、
前記筒内噴射弁の燃料噴射を複数回に分割して実施する分割噴射を実行するとともに、前記噴射量減少処理の実行中には、前記分割噴射による前記燃料噴射の分割回数を少なくする変更処理を実行する
内燃機関の制御装置。
前記増大抑制処理は、前記ポート噴射割合を時間経過とともに減少させる処理である
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記増大抑制処理は、前記ポート噴射弁からの燃料噴射を停止させる処理である
請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
前記増大抑制処理は、前記噴射量減少処理を開始したときの前記ポート噴射割合を超えないように前記ポート噴射割合を制限する処理である
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記噴射量減少処理を実行していないときには混合気の空燃比フィードバック制御を実行する一方、前記噴射量減少処理を実行しているときには前記空燃比フィードバック制御の実行を禁止する
請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。