JP7435517B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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、空燃比フィードバック制御の補正量に基づき、ブローバイガス流量を把握する装置が記載されている。

特開２００７－１２７０７６号公報

発明者は、内燃機関の軸トルクがゼロではないときにおいて、後処理装置の再生処理を実行することを検討した。詳しくは、再生処理として、一部の気筒のみ燃焼制御を停止し、残りの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチとして、排気中に未燃燃料および酸素を供給することを検討した。ただしその場合、空燃比フィードバック制御を行うことが困難となる。そのため、空燃比フィードバック制御を停止すると、ブローバイガスの流量が多くなる場合には、後処理装置に過剰な燃料が流入し、排気系の温度が過度に高くなるおそれがある。

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、前記ベース値に応じた量の燃料を噴射すべく前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標値にフィードバック制御すべく前記噴射弁操作処理による噴射量を前記ベース値に対して補正するフィードバック処理と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料以外に前記気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを判定する判定処理と、を実行し、前記噴射弁操作処理は、閉ループ処理と、開ループ処理と、を含み、前記閉ループ処理は、前記フィードバック処理によって前記ベース値が補正された噴射量の燃料を噴射する処理であり、前記開ループ処理は、前記フィードバック処理を停止した状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる処理であり、前記判定処理によって前記閾値以上であると判定される場合、前記開ループ処理を実行しない内燃機関の制御装置である。

上記開ループ処理は、フィードバック処理を停止した状態で燃料噴射弁から燃料を噴射させる処理である。そのため、開ループ処理時には、燃料噴射弁から噴射される燃料とは別に、意図せずに気筒に流入する燃料量が多くなる場合であっても、噴射弁操作処理によって燃料噴射弁から噴射される燃料量を減少させることが困難である。そこで上記構成では、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が閾値以上である場合に、開ループ処理を実行しないこととした。これにより、排気系に過剰な燃料が流出することを抑制できる。

２．前記判定処理は、前記フィードバック処理による前記ベース値に対する補正比率が所定比率以下である場合に、前記閾値以上であると判定する処理を含む上記１記載の内燃機関の制御装置である。

燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が多い場合には、フィードバック処理によるベース値の補正比率が減量側の値でその絶対値が大きくなる。すなわち、減量側の補正比率を負とする場合には、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が多い場合、補正比率が小さくなる。そのため、上記構成では、補正比率が所定比率以下であるか否かに基づき、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを高精度に判定できる。

３．前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率以下であっても前記内燃機関の温度が規定温度以下である場合、前記閾値以上であると判定しない上記２記載の内燃機関の制御装置である。

燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が閾値以上となる状況としては、ブローバーガスの流量が大きくなるなどの状況が一般的である。すなわち、噴射された燃焼サイクルでは燃焼対象とならなかった燃料が、気化するなどして、燃焼室に流入する状況が一般的である。こうした状況は、内燃機関の温度が高くなることで生じる。そこで、上記構成では、内燃機関の温度が規定温度以下の場合には、補正比率が所定比率以下であっても閾値以上であると判定しない。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が多くなっていないにもかかわらず、フィードバック処理の異常等によって多くなっていると誤判定することを抑制できる。

４．前記内燃機関の燃料噴射の履歴と相関を示す変数である履歴変数を入力として、オイル希釈量を推定する希釈量推定処理を実行し、前記オイル希釈量は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料のうちの前記内燃機関の燃焼室で燃焼対象とされず、前記内燃機関の潤滑油に混入している燃料の量であり、前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率より大きくても前記オイル希釈量が希釈判定値以上である場合には、前記閾値以上と判定する上記２または３記載の内燃機関の制御装置である。

オイル希釈量は、燃料噴射の履歴に応じて定まる。そのため、上記構成では、履歴変数に基づきオイル希釈量を推定する。また、上記構成では、オイル希釈量が希釈判定値以上の場合、補正比率が所定比率より大きくても閾値以上であると判定する。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が多くなっている場合に開ループ処理が実行されることをより確実に抑制できる。

５．空燃比学習処理を実行し、前記閉ループ処理は、前記ベース値が前記フィードバック処理による補正量に加えて学習値によって補正された量の燃料を噴射する処理であり、前記空燃比学習処理は、前記フィードバック処理による補正量の大きさが小さくなるように前記学習値を算出する処理であり、前記オイル希釈量が不許可判定値以上である場合に前記空燃比学習処理を実行せず、前記希釈判定値は、前記不許可判定値よりも小さい上記４記載の内燃機関の制御装置である。

ブローバイガスの流量が多い場合等には、フィードバック処理によるベース値の減量補正比率が大きくなる。換言すれば、減量側の補正比率を負とする場合、ベース値に対する補正比率が小さくなる。そして補正比率の大きさである、減量補正比率を小さくするように学習値が学習される場合、学習値は、ブローバイガス等に起因してベース値を減量補正する値とされることとなる。ところで、ブローバイガス等は、内燃機関の運転環境等によって変動するものであり、その影響が学習値に色濃く反映されることは、燃料噴射弁の経年劣化や個体差等を補償できるという学習値のメリットを減殺する。そこで、上記構成では、オイル希釈量が不許可判定値以上の場合、空燃比学習処理を実行しない。さらに、希釈判定値を不許可判定値よりも小さい値とすることにより、しない場合と比較して、ブローバイガス等に起因して開ループ処理時に排気系に未燃燃料が過剰に流出することをより確実に抑制できる。

６．前記内燃機関は、キャニスタ、パージ通路、および調整装置を備え、前記キャニスタは、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料蒸気を捕集し、前記パージ通路は、前記キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを接続する通路であり、前記調整装置は、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を調整する装置であり、前記開ループ処理が実行される場合、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量をゼロとすべく前記調整装置を操作するパージ停止処理を実行する上記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。

上記構成では、開ループ処理を実行する場合にパージ停止処理を実行する。そのため、開ループ処理の実行中に、パージ通路からの燃料蒸気の影響で空燃比の制御性が低下することを抑制できる。

７．前記開ループ処理は、一部の気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を停止して且つ残りの気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を継続する処理を含む上記１～６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置である。

上記構成によれば、一部の気筒への燃料の供給を停止することから、停止しない場合と比較すると、フィードバック処理の実行が困難となる。そこで上記構成では、フィードバック処理を停止させる。

８．前記内燃機関は、排気通路に後処理装置を含み、前記開ループ処理は、前記後処理装置を昇温する昇温処理であって、リッチ燃焼処理を含み、前記リッチ燃焼処理は、前記残りの気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする処理である上記６記載の内燃機関の制御装置である。

上記構成では、一部の気筒から排気通路に流出する酸素と、残りの気筒から排気通路に流出する未燃燃料との酸化反応によって、後処理装置を昇温できる。ただし、昇温処理中にブローバイガス等に起因して想定外に未燃燃料が増加する場合には、酸化反応熱が過剰となり、後処理装置の温度が過度に高くなるおそれがある。そのため、判定処理によって閾値以上と判定される場合に開ループ処理を実行しないことのメリットが特に大きい。

一実施形態にかかる制御装置および車両の駆動系を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 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。 同実施形態の作用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、ピストン２６を介してクランク軸２８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２９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。

なお、燃焼室２０内の燃料のうち燃焼に供されることなくシリンダ壁面に付着し、ピストン２６によってクランクケースに掻き落とされた燃料は、ブローバイガス通路３５を介して吸気通路１２に戻される。

また、燃料タンク３６は、ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２に供給する燃料を貯蔵する。燃料タンク３６内に貯蔵された燃料の一部は気化して燃料蒸気となる。この燃料蒸気は、キャニスタ３７によって捕集される。キャニスタ３７によって捕集された燃料蒸気は、パージ通路３９を介して吸気通路１２に戻される。パージ通路３９には、その流路断面積を調整すべく、開口度を電子操作可能なパージバルブ３８が設けられている。

クランク軸２８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、点火プラグ２４、およびパージバルブ３８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、パージバルブ３８およびインバータ５６，５８のそれぞれの操作信号ＭＳ１～ＭＳ７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およびクランク角センサ８２の出力信号Ｓｃｒを参照する。また制御装置７０は、水温センサ８４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８６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、油温センサ８８によって検出される内燃機関１０の潤滑油の温度である油温Ｔｏｉｌ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、特に、燃料噴射の基本となる処理、潤滑油の希釈量の推定処理、およびＧＰＦ３４の再生処理を実行する。以下では、それらについて順に説明する。

（燃料噴射の基本となる処理）
図２に、燃料噴射の基本となる処理を示す。
目標パージ率設定処理Ｍ１０は、充填効率ηに基づき、目標パージ率Ｒｐ＊を算出する処理である。ここで、パージ率とは、キャニスタ３７から吸気通路１２に流入する流体の流量を吸入空気量Ｇａで割った値であり、目標パージ率Ｒｐ＊は、制御上のパージ率の目標値である。

パージバルブ操作処理Ｍ１２は、吸入空気量Ｇａに基づき、パージ率が目標パージ率Ｒｐ＊になるように、パージバルブ３８を操作すべく、パージバルブ３８に操作信号ＭＳ５を出力する処理である。ここで、パージバルブ操作処理Ｍ１２は、目標パージ率Ｒｐ＊が同一である場合、吸入空気量Ｇａが小さいほど、パージバルブ３８の開口度を小さい値とする処理となっている。これは、キャニスタ３７内の圧力が同一であったとしても、吸入空気量Ｇａが小さいほど吸気通路１２内の圧力が低くなるためである。すなわち、その場合、吸気通路１２内の圧力よりもキャニスタ３７内の圧力が高くなるため、キャニスタ３７から吸気通路１２に流体が流動しやすい。

ベース噴射量算出処理Ｍ１４は、充填効率ηに基づき、燃焼室１６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Ｍ１４は、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１６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、目標空燃比は、たとえば理論空燃比とすればよい。

補正係数算出処理Ｍ１６は、ベース噴射量Ｑｂの補正係数であるフィードバック補正係数ＫＡＦを算出する処理である。フィードバック補正係数ＫＡＦ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補正比率δに「１」を加算した値である。ここで、補正比率δが「０」である場合、ベース噴射量Ｑｂの補正比率は、ゼロである。また、補正比率δが「０」よりも大きい場合、ベース噴射量Ｑｂを増量補正し、補正比率δが「０」よりも小さい場合、ベース噴射量Ｑｂを減量補正する。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および微分要素の各出力値の和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。

空燃比学習処理Ｍ１８は、空燃比学習期間において、補正比率δと「０」とのずれが小さくなるように空燃比学習値ＬＡＦを逐次更新する処理である。空燃比学習処理Ｍ１８には、補正比率δの「０」からのずれ量が所定値以下となる場合、空燃比学習値ＬＡＦが収束したと判定する処理が含まれる。

パージ濃度学習処理Ｍ２０は、上記補正比率δに基づき、パージ濃度学習値Ｌｐを算出する処理である。パージ濃度学習値Ｌｐは、キャニスタ３７から燃焼室２０への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率を、パージ率の１％当たりに換算した値である。ここで、本実施形態では、目標パージ率Ｒｐ＊が「０」よりも大きい値に制御されているときのフィードバック補正係数ＫＡＦが「１」からずれる要因を、すべてキャニスタ３７から燃焼室２０に流入した燃料蒸気によるものとみなす。すなわち、補正比率δを、キャニスタ３７から吸気通路１２への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率とみなす。しかし、補正比率δは、パージ率に依存するものであることから、本実施形態では、パージ濃度学習値Ｌｐをパージ率の１％当たりの値「δ／Ｒｐ」に応じた量とする。具体的には、パージ濃度学習値Ｌｐを、パージ率の１％当たりの値「δ／Ｒｐ」の指数移動平均処理値とする。なお、空燃比学習値ＬＡＦが収束したと判定されていることを条件に、目標パージ率Ｒｐ＊がゼロよりも大きい値とされ、パージ濃度学習処理Ｍ２０が実行されることが望ましい。

パージ補正比率算出処理Ｍ２２は、目標パージ率Ｒｐ＊にパージ濃度学習値Ｌｐを乗算することによって、パージ補正比率Ｄｐを算出する処理である。なお、パージ補正比率Ｄｐは、ゼロ以下の値となる。

加算処理Ｍ２４は、フィードバック補正係数ＫＡＦに空燃比学習値ＬＡＦとパージ補正比率Ｄｐとを加算する処理である。
低温時増量処理Ｍ２６は、水温ＴＨＷが低温閾値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、低温閾値Ｔｔｈは、たとえば「４０°Ｃ」とすればよい。低温時増量処理Ｍ２６は、水温ＴＨＷが低温閾値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。

要求噴射量算出処理Ｍ２８は、ベース噴射量Ｑｂに、加算処理Ｍ２４の出力値と、低温時増量係数Ｋｗと、を乗算する処理である。
噴射弁操作処理Ｍ３０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Ｍ３０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。

（潤滑油の希釈量の推定処理）
たとえば内燃機関１０の低温時等には、燃焼室２０内に供給された燃料の一部が、燃焼行程においてシリンダ壁面に付着した状態で燃焼対象とならないことがある。そしてシリンダ壁面に付着した燃料はピストン２６によってクランクケースに掻き落とされる。これにより、内燃機関１０の潤滑油には、燃料が混入する。換言すれば、潤滑油は、燃料の混入によって希釈される。ＣＰＵ７２は、潤滑油中の燃料量と正の相関を示す変数として、オイル希釈量ＤＩＬを算出する。

図３に、オイル希釈量ＤＩＬの算出に関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、まず内燃機関１０の始動時であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ＣＰＵ７２は、始動時であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、始動時水温ＴＨＷ０に、現時点で検出されている水温ＴＨＷを代入する（Ｓ１２）。次にＣＰＵ７２は、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（Ｓ１４）。積算空気量ＩｎＧａは、内燃機関１０の始動時からの吸入空気量Ｇａの積算値である。そしてＣＰＵ７２は、始動時からの稼働時間Ｔを更新する（Ｓ１６）。

一方、ＣＰＵ７２は、始動時ではないと判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、内燃機関１０の停止時であるか否かを判定する（Ｓ１８）。そしてＣＰＵ７２は、停止時ではないと判定する場合（Ｓ１８：ＮＯ）、Ｓ１４の処理に移行する。一方、ＣＰＵ７２は、停止時であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、オイル希釈量ＤＩＬを更新する（Ｓ２０）。ここでＣＰＵ７２は、オイル希釈量ＤＩＬの更新量ΔＤＩＬを、始動時水温ＴＨＷ０、積算空気量ＩｎＧａおよび稼働時間Ｔに応じて可変設定する。

ＣＰＵ７２は、始動時水温ＴＨＷ０が低い場合に高い場合よりも更新量ΔＤＩＬを大きい値に算出する。これは、始動時水温ＴＨＷ０が低いほど、低温時増量係数Ｋｗが大きくなり、ひいてはピストン２６によってクランクケースに掻き落とされる燃料量が多くなることに鑑みた設定である。また、ＣＰＵ７２は、稼働時間Ｔが大きい場合に小さい場合よりも更新量ΔＤＩＬを小さい値に算出する。また、ＣＰＵ７２は、積算空気量ＩｎＧａが大きい場合に小さい場合よりも更新量ΔＤＩＬを大きい値に算出する。そして、ＣＰＵ７２は、オイル希釈量ＤＩＬを更新量ΔＤＩＬによって更新する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ１６，Ｓ２０の処理が完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
（ＧＰＦ３４の再生処理）
図４に、ＧＰＦ３４の再生に関する処理の手順を示す。図４に示す一連の処理は、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、回転速度ＮＥ、充填効率ηおよび水温ＴＨＷを取得する（Ｓ３０）。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（Ｓ３２）。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Ｓ４２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（Ｓ３４）。次に、ＣＰＵ７２は、実行フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ３６）。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（Ｓ３６：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（Ｓ３８）。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、再生実行値ＤＰＭＨ以上であると判定する場合（Ｓ３８：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（Ｓ４０）。

条件（ア）：フィードバック補正係数ＫＡＦが下限値ＫＡＦＬよりも大きいことと、油温Ｔｏｉｌが規定温度Ｔｏｉｌｔｈ以下であることとの論理和が真である旨の条件である。この条件は、ブローバイガス通路３５を介して燃焼室２０に流入する燃料量が多いか否かを判定する処理である。すなわち、同燃料が多いほど、フィードバック補正係数ＫＡＦは「１」よりもより小さくなる。ただし、ブローバイガス通路３５からの燃料が多い状況は、油温Ｔｏｉｌがある程度の温度以上である場合に生じる。油温Ｔｏｉｌが過度に低い場合には、潤滑油中の燃料が気化しづらいからである。したがって、フィードバック補正係数ＫＡＦが下限値ＫＡＦＬ以下である場合に、油温Ｔｏｉｌが規定温度Ｔｏｉｌ以下であるなら、下限値ＫＡＦＬ以下である要因が潤滑油中の燃料の気化以外にあると考えられる。

条件（イ）：オイル希釈量ＤＩＬが希釈判定値ＤＩＬＬ未満である旨の条件である。ここで希釈判定値ＤＩＬＬは、フィードバック補正係数ＫＡＦが過度に小さくならないオイル希釈量ＤＩＬの上限値に設定されている。

ＣＰＵ７２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、昇温処理を実行し、実行フラグＦに「１」を代入する（Ｓ４２）。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Ｍ１６を停止する。また、ＣＰＵ７２は、目標パージ率Ｒｐ＊にゼロを代入する。これにより、パージバルブ３８の開口度をゼロとする。

一方、ＣＰＵ７２は、実行フラグＦが「１」であると判定する場合（Ｓ３６：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（Ｓ４４）。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（Ｓ４４：ＮＯ）、Ｓ４２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（Ｓ４４：ＹＥＳ）には、Ｓ４２の処理を停止し、実行フラグＦに「０」を代入する（Ｓ４６）。また、ＣＰＵ７２は、補正係数算出処理Ｍ１６を再開する。また、ＣＰＵ７２は、目標パージ率設定処理Ｍ１０による目標パージ率Ｒｐ＊の設定を再開する。

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ４２，Ｓ４６の処理を完了する場合と、Ｓ３８，Ｓ４０の処理において否定判定する場合と、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に示すように、時刻ｔ１に堆積量ＤＰＭが再生実行値ＤＰＭＨとなると、ＧＰＦ３４の再生要求が生じる。ただし、図５に示すケースでは、時刻ｔ１におけるオイル希釈量ＤＩＬが希釈判定値ＤＩＬＬよりも大きく、しかも、フィードバック補正係数ＫＡＦが下限値ＫＡＦＬよりも小さく且つ油温Ｔｏｉｌが規定温度Ｔｏｉｌｔｈを超えている。これは、ブローバイガス通路３５から吸気通路１２に流入する燃料が多いことに起因して空燃比フィードバック制御によってベース噴射量Ｑｂの減量補正比率が大きくなっている状況である。換言すれば、ベース噴射量Ｑｂに対する補正比率の大きさが大きくなっている状況である。したがって、空燃比フィードバック制御を停止したのでは、燃料の制御性が低いことを意味する。そのため、ＣＰＵ７２は、ＧＰＦ３４の再生処理を実行せず、空燃比フィードバック制御を継続する。

これに対し、仮にＧＰＦ３４の再生処理を実行する場合、三元触媒３２に過剰な燃料が供給されるおそれがある。そしてその場合、図５に２点鎖線にて示すように、三元触媒３２の温度Ｔｃａｔｕが過度に上昇し、許容上限温度ＴｃａｔＨを超えるおそれがある。

なお、図５に示す不許可判定値ＤＩＬＨは、空燃比学習処理Ｍ１８の実行を許可しない判定値である。本実施形態では、希釈判定値ＤＩＬＬを、不許可判定値ＤＩＬＨよりも小さい値とした。これにより、希釈判定値ＤＩＬＬを不許可判定値ＤＩＬＨ以上とする場合と比較して、ＧＰＦ３４の再生処理の実行時にＧＰＦ３４に過剰な燃料が流入することをより確実に抑制できる。

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）油温Ｔｏｉｌが規定温度Ｔｏｉｌｔｈ以下である場合、フィードバック補正係数ＫＡＦが下限値ＫＡＦＬ以下であってもＧＰＦ３４の再生処理を許容した。ブローバーガスの流量が大きくなるなどの状況は、油温Ｔｏｉｌが高くなることで生じる。そのため、本実施形態によれば、ブローバイガス流量が多くなっていないにもかかわらず、フィードバック処理の異常等によって多くなっていると誤判定して、ＧＰＦ３４の再生処理が禁止されることを抑制できる。

（２）オイル希釈量ＤＩＬが希釈判定値ＤＩＬＬ以上の場合、フィードバック補正係数ＫＡＦが下限値ＫＡＦＬよりも大きくてもＧＰＦ３４の再生処理を禁止した。これにより、ブローバイガス流量が多くなっているにもかかわらず、ＧＰＦ３４の再生処理が実行されることをより確実に抑制できる。

（３）ＧＰＦ３４の再生処理時にパージバルブ３８を閉弁した。これにより、ＧＰＦ３４の再生処理時に、パージ通路３９からの燃料蒸気によって三元触媒３２に過剰な燃料が流入することを抑制できる。

（４）パージ補正比率Ｄｐを、パージ通路３９から吸気通路１２に戻される燃料蒸気に応じてベース噴射量を補正するフィードフォワード補正量とした。これにより、Ｓ４０の処理において、ブローバイガス通路３５から流入する燃料によって空燃比の制御性が低下する状況であるか否かをより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。［１，３，７，８］ベース噴射量算出処理は、ベース噴射量算出処理Ｍ１４に対応する。噴射弁操作処理は、噴射弁操作処理Ｍ３０に対応する。フィードバック処理は、補正係数算出処理Ｍ１６および要求噴射量算出処理Ｍ２８に対応する。判定処理は、Ｓ４０の処理に対応する。開ループ処理は、Ｓ４２の処理に対応する。閉ループ処理は、Ｓ４６の処理によって再開される処理に対応する。［２］補正比率は、「ＫＡＦ－１」に対応し、所定比率は、「ＫＡＦＬ－１」に対応する。［４］履歴変数は、稼働時間Ｔおよび積算空気量ＩｎＧａに対応する。希釈量推定処理は、図３の処理に対応する。希釈判定値は、希釈判定値ＤＩＬＬに対応する。［５］空燃比学習処理は、空燃比学習処理Ｍ１８に対応する。不許可判定値は、不許可判定値ＤＩＬＨに対応する。［６］調整装置は、パージバルブ３８に対応する。パージ停止処理は、Ｓ４２の処理において、目標パージ率Ｒｐ＊にゼロを代入していることに対応する。

＜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。

「希釈量推定処理について」
・上記実施形態では、内燃機関１０の停止時に、オイル希釈量ＤＩＬを更新したが、これに限らない。たとえば、所定の時間周期で更新してもよい。

・オイル希釈量の更新量ΔＤＩＬとしては、始動時水温ＴＨＷ０、稼働時間Ｔおよび積算空気量ＩｎＧａを入力として算出されるものに限らない。たとえば、ベース噴射量Ｑｂの積算値と、要求噴射量Ｑｄの積算値とを入力とする処理であってもよい。

「判定処理について」
・たとえば、上記条件（ア）において、油温Ｔｏｉｌに代えて、水温ＴＨＷを用いてもよい。またたとえば、補正比率「ＫＡＦ－１」が所定比率「ＫＡＦＬ－１」よりも大きいことと内燃機関１０の温度が規定温度よりも大きいこととの論理和にも限らない。条件（ア）を、単に、補正比率「ＫＡＦ－１」が所定比率「ＫＡＦＬ－１」よりも大きい旨の条件としてもよい。

・希釈判定値ＤＩＬＬを不許可判定値ＤＩＬＨよりも小さくすることは必須ではない。
・ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２から噴射される燃料以外に燃焼室２０に流入する燃料量が閾値未満であると判定する条件としては、上記条件（ア）および条件（イ）の論理積が真である旨の条件に限らない。

・燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを判定するとしては、ブローバイガスの流量が多いか否かを判定する処理に限らない。たとえば吸気通路１２および吸気バルブ１８を備えた吸気系に付着した燃料が、気化して排気通路３０に流出する量を判定する処理であってもよい。その場合でも、上記条件（ア）を用いることができる。また、たとえば、パージ補正比率Ｄｐを用いた補正を行わないのであれば、燃料噴射弁から噴射される燃料以外に気筒に流入する燃料量に、パージ通路３９から吸気通路１２に流入する燃料量を含めてもよい。

「開ループ処理について」
・Ｓ４２の処理では、１燃焼サイクルにおいて燃焼制御を停止する気筒の数を１つとしたが、これに限らない。たとえば２つとしてもよい。

・上記実施形態では、各燃焼サイクルにおいて、燃焼制御を停止する気筒を予め定められた気筒に固定したが、これに限らない。たとえば、所定周期毎に、燃焼制御を停止する気筒を変更してもよい。

・開ループ処理としては、後処理装置の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。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。いずれにせよ、一部の気筒における燃料の供給を停止するなら、燃料を供給している気筒としていない気筒との双方の排気の合流部に設けられたセンサの検出値による空燃比のフィードバック制御が困難である。したがって、空燃比のフィードバック処理を停止させるニーズがある。

「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。

「パージ停止処理について」
・ＧＰＦ３４の再生処理時に目標パージ率Ｒｐ＊をゼロとすることは必須ではない。なお、ＧＰＦ３４の再生処理時に目標パージ率Ｒｐ＊をゼロよりも大きくする場合、パージ補正比率Ｄｐによってベース噴射量Ｑｂを補正することが望ましい。ここでのパージ補正比率Ｄｐは、ＧＰＦ３４の開始前のパージ濃度学習値Ｌｐを用いて算出すればよい。

「堆積量の推定について」
・堆積量ＤＰＭの推定処理としては、図４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。

「調節装置について」
・上記実施形態では、キャニスタ３７に捕集された燃料蒸気の吸気通路１２への流入量を調節する調節装置として、パージバルブ３８を例示したがこれに限らない。たとえばキャニスタ３７内の流体を吸入して吸気通路１２に吐出するポンプを備えたものであってもよい。これは、過給機を備える内燃機関１０においては、吸気通路１２内の圧力がキャニスタ３７側と比較して低くならないことがあることから特に有効である。

「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
１２…吸気通路
２６…ピストン
２８…クランク軸
３０…排気通路
３２…三元触媒
３４…ＧＰＦ
３５点ブローバイガス通路
３６…燃料タンク
３７点キャニスタ
３８…パージバルブ
３９…パージ通路
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、
   前記ベース値に応じた量の燃料を噴射すべく前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、
   前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標値にフィードバック制御すべく前記噴射弁操作処理による噴射量を前記ベース値に対して補正するフィードバック処理と、
   前記燃料噴射弁から噴射される燃料以外に前記気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを判定する判定処理と、を実行し、
   前記噴射弁操作処理は、
   閉ループ処理と、開ループ処理と、を含み、
   前記閉ループ処理は、前記フィードバック処理によって前記ベース値が補正された噴射量の燃料を噴射する処理であり、
   前記開ループ処理は、前記フィードバック処理を停止した状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる処理であり、
   前記判定処理によって前記閾値以上であると判定される場合、前記開ループ処理を実行しないように構成され、
   前記判定処理は、前記フィードバック処理による前記ベース値に対する補正比率が所定比率以下である場合に、前記閾値以上であると判定する処理を含む内燃機関の制御装置。
2. 前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率以下であっても前記内燃機関の温度が規定温度以下である場合、前記閾値以上であると判定しない請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関の燃料噴射の履歴と相関を示す変数である履歴変数を入力として、オイル希釈量を推定する希釈量推定処理を実行し、
   前記オイル希釈量は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料のうちの前記内燃機関の燃焼室で燃焼対象とされず、前記内燃機関の潤滑油に混入している燃料の量であり、
   前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率より大きくても前記オイル希釈量が希釈判定値以上である場合には、前記閾値以上と判定する請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 空燃比学習処理を実行し、
   前記閉ループ処理は、前記ベース値が前記フィードバック処理による補正量に加えて学習値によって補正された量の燃料を噴射する処理であり、
   前記空燃比学習処理は、前記フィードバック処理による補正量の大きさが小さくなるように前記学習値を算出する処理であり、
   前記オイル希釈量が不許可判定値以上である場合に前記空燃比学習処理を実行せず、
   前記希釈判定値は、前記不許可判定値よりも小さい請求項３記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、キャニスタ、パージ通路、および調整装置を備え、
   前記キャニスタは、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料蒸気を捕集し、
   前記パージ通路は、前記キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを接続する通路であり、
   前記調整装置は、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を調整する装置であり、
   前記開ループ処理が実行される場合、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量をゼロとすべく前記調整装置を操作するパージ停止処理を実行する請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記開ループ処理は、一部の気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を停止して且つ残りの気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を継続する処理を含む請求項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、排気通路に後処理装置を含み、
   前記開ループ処理は、前記後処理装置を昇温する昇温処理であって、リッチ燃焼処理を含み、
   前記リッチ燃焼処理は、前記残りの気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする処理である請求項６記載の内燃機関の制御装置。