JP7020337B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、火花点火式の内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、ガソリンを燃料とする内燃機関の一例が記載されている。この内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられている三元触媒と、排気通路における三元触媒よりも下流に配置されているパティキュレートフィルタとを備えている。

特許文献１に記載の内燃機関では、アクセル操作が解消されるなどして内燃機関に対する要求トルクが減少された場合において内燃機関に加わる負荷が低いときには、気筒内での燃焼が停止されることがある。このような燃焼停止期間では、燃料噴射弁の燃料噴射を停止する燃料カット処理、及び、燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理が選択される。特許文献１によれば、パティキュレートフィルタを再生させる際には、燃料導入処理が実行される。一方、当該再生を行わない際には、燃料カット処理が実行される。

燃料導入処理では、燃料噴射弁から噴射された燃料が空気と共に排気通路を流通することとなる。そして、燃料が三元触媒に導入されると、当該燃料の燃焼によって三元触媒の温度が上昇する。すると、高温のガスがパティキュレートフィルタに流入するようになり、パティキュレートフィルタの温度が上昇する。その結果、パティキュレートフィルタに捕集されているパティキュレート・マターが燃焼される。

米国特許出願公開第２０１４／００４１３６２号明細書

燃料導入処理では、燃料が未燃のまま気筒を通過するため、内燃機関のエンジンオイルに混入する燃料（以下、「希釈燃料」ということもある。）の量が増加しやすい。希釈燃料が多くなると、エンジンオイルから揮発する燃料によってブローバイガス中の燃料濃度が高くなりやすい。

ところで、ブローバイガスを吸気に放出するブローバイガス処理装置を備える内燃機関において燃料導入処理が実行される場合、ブローバイガスが排気通路を流通するため、エンジンオイルから揮発した燃料を含むブローバイガスが三元触媒に到達する。

すなわち、燃料導入処理では、燃料噴射弁から噴射された燃料に加えてブローバイガス中の燃料が三元触媒に導入される。このため、希釈燃料が多くなりブローバイガス中の燃料濃度が高くなると、燃料導入処理の実行中において三元触媒に到達する燃料の量が過剰になる虞があった。三元触媒に過剰な燃料が導入されると、三元触媒が過昇温するという問題がある。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、ブローバイガスを吸気中に放出するブローバイガス処理装置を備え、点火装置の火花放電によって、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる内燃機関に適用され、前記内燃機関のクランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させるときには、前記燃料噴射弁の燃料噴射を停止させる燃料カット処理、及び、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま前記気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理を選択して実行する内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁を制御して、前記クランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させている間における燃料の噴射量を調節する噴射弁制御部を備え、前記噴射弁制御部は、エンジンオイルの温度であるオイル温度が高いほど、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量を少なくすることをその要旨とする。

オイル温度が高いほどエンジンオイルから燃料が揮発しやすい。すなわち、オイル温度が高いほどブローバイガス中の燃料濃度が高くなりやすい。上記構成のようにオイル温度が高いほど燃焼停止期間において燃料噴射弁から噴射する燃料量を少なくすることによって、三元触媒に到達する燃料が過剰になることを抑制でき、三元触媒の過昇温を抑制することができる。

上記内燃機関の制御装置の一例では、前記噴射弁制御部は、前記オイル温度が温度判定値以上であるときに、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量を前記オイル温度が高いほど少なくする。

オイル温度が低いときには、エンジンオイルから燃料が揮発しにくくブローバイガス中の燃料濃度が高くなりにくい。このため、三元触媒に到達する燃料が過剰になりにくい。すなわち、上記構成のように、オイル温度が温度判定値以上であるときに、燃焼停止期間において燃料噴射弁から噴射する燃料量をオイル温度が高いほど少なくするようにしてもよい。

上記内燃機関の制御装置の一例は、ブローバイガス中に含まれる燃料の濃度を希釈学習値として学習する希釈学習部を備え、前記噴射弁制御部は、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量の目標値として要求噴射量を算出して、該要求噴射量に基づいて前記燃料噴射弁を制御するものであり、前記希釈学習値が大きいほど前記要求噴射量を小さくする。

希釈学習値を反映して要求噴射量を補正することによって、三元触媒の過昇温を抑制しつつ、過昇温を抑制できる範囲内で多くの燃料を三元触媒に導入することができる。
上記内燃機関の制御装置の一例では、前記気筒内での燃焼が実行される際には、排気空燃比と目標排気空燃比との偏差を小さくするための空燃比補正値を用いて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射量が設定され、前記噴射弁制御部は、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量の目標値として要求噴射量を算出して、該要求噴射量に基づいて前記燃料噴射弁を制御するものであり、前記燃料導入処理が実行される前の前記空燃比補正値が大きいほど前記要求噴射量を小さくする。

要求噴射量の算出に排気空燃比フィードバック（以下、「排気空燃比Ｆ／Ｂ」という。）を採用する構成において偏差を小さくするための空燃比補正値が大きいということは、ブローバイガス中の燃料濃度が高いと推測できる。上記構成のように空燃比補正値が大きいほど要求噴射量を小さくすることによって、三元触媒への過剰な燃料の導入を抑制し、三元触媒の過昇温を抑制することができる。

上記内燃機関の制御装置の一例では、前記気筒内での燃焼が実行される際には、排気空燃比と目標排気空燃比との偏差を小さくするための空燃比補正値を用いて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射量が設定され、前記噴射弁制御部は、前記燃料導入処理が実行される前の前記空燃比補正値が許容値以上であるときには、前記燃料導入処理を実行しない。

ブローバイガス中の燃料濃度が高いほど三元触媒に導入される燃料が過剰になりやすく、三元触媒が過昇温しやすい。上記構成のように空燃比補正値が許容値以上であるときに燃料導入処理を実行しないようにすることによって、三元触媒の過昇温を抑制することができる。

上記内燃機関の制御装置の一例は、エンジンオイル中に含まれる燃料の量を希釈推定値として算出する希釈学習部を備え、前記噴射弁制御部は、前記希釈推定値が閾値以上であるときには、前記燃料導入処理を実行しない。

エンジンオイル中に含まれる燃料である希釈燃料の量が多い場合には、エンジンオイルから揮発する燃料の量が多くなり、ブローバイガス中の燃料濃度が高くなりやすい。このとき燃料導入処理を実行すると、三元触媒に過剰な燃料が導入されて三元触媒の温度が過昇温する虞がある。このため、希釈推定値が閾値以上であるときには、燃料導入処理を実行しないようにするとよい。

内燃機関の制御装置の一実施形態である内燃機関制御ユニットを備える制御装置と、同制御装置が搭載されるハイブリッド車両と、の概略を示す構成図。 同内燃機関制御ユニットの機能構成と、同ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概略構成とを示す図。 オイル温度と燃料の揮発量との関係を示す図。 同実施形態において、燃料噴射弁を制御するための処理手順を示すフローチャート。 燃料導入処理によって触媒に到達する燃料の量を模式的に示す図。 同実施形態において、燃料導入処理が実行される場合におけるタイミングチャート。

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を図１～図６に従って説明する。
図１には、ハイブリッド車両の概略構成が図示されている。図１に示すように、ハイブリッド車両は、内燃機関１０と、内燃機関１０のクランク軸１４に接続されている動力配分統合機構４０と、動力配分統合機構４０に接続されている第１のモータジェネレータ７１とを備えている。動力配分統合機構４０には、リダクションギア５０を介して第２のモータジェネレータ７２が連結されるとともに、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２が連結されている。

動力配分統合機構４０は、遊星歯車機構のことであり、外歯歯車のサンギア４１と、サンギア４１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア４２とを有している。サンギア４１とリングギア４２との間には、サンギア４１及びリングギア４２の双方と噛み合う複数のピニオンギア４３が配置されている。各ピニオンギア４３は、自転及び公転が自在な状態でキャリア４４に支持されている。サンギア４１には、第１のモータジェネレータ７１が連結されている。キャリア４４には、クランク軸１４が連結されている。リングギア４２にはリングギア軸４５が接続されており、このリングギア軸４５にリダクションギア５０及び減速機構６０の双方が連結されている。

内燃機関１０の出力トルクがキャリア４４に入力されると、当該出力トルクが、サンギア４１側とリングギア４２側とに分配される。すなわち、第１のモータジェネレータ７１に内燃機関１０の出力トルクを入力させることにより、第１のモータジェネレータ７１に発電させることができる。

一方、第１のモータジェネレータ７１を電動機として機能させた場合、第１のモータジェネレータ７１の出力トルクがサンギア４１に入力される。すると、サンギア４１に入力された第１のモータジェネレータ７１の出力トルクが、キャリア４４側とリングギア４２側とに分配される。そして、第１のモータジェネレータ７１の出力トルクがキャリア４４を介してクランク軸１４に入力されることにより、クランク軸１４を回転させることができる。本実施形態では、このように第１のモータジェネレータ７１の駆動によってクランク軸１４を回転させることを「モータリング」という。

リダクションギア５０は、遊星歯車機構であり、第２のモータジェネレータ７２が連結されている外歯歯車のサンギア５１と、サンギア５１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア５２とを有している。リングギア５２にリングギア軸４５が接続されている。また、サンギア５１とリングギア５２との間には、サンギア５１及びリングギア５２の双方と噛み合う複数のピニオンギア５３が配置されている。各ピニオンギア５３は、自転自在であるものの公転不能になっている。

そして、車両を減速させる際には、第２のモータジェネレータ７２を発電機として機能させることにより、第２のモータジェネレータ７２の発電量に応じた回生制動力を車両に発生させることができる。また、第２のモータジェネレータ７２を電動機として機能させた場合、第２のモータジェネレータ７２の出力トルクが、リダクションギア５０、リングギア軸４５、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２に入力される。これにより、駆動輪６２を回転させることができる、すなわち車両を走行させることができる。

第１のモータジェネレータ７１は、第１のインバータ７５を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。第２のモータジェネレータ７２は、第２のインバータ７６を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。

図２に示すように、内燃機関１０の気筒１１内には、往復動するピストン１２が収容されている。ピストン１２は、コネクティングロッド１３を介してクランク軸１４に連結されている。内燃機関１０の吸気通路１５には、気筒１１内への吸入空気量を調整すべく回転するスロットルバルブ１６が設けられている。吸気通路１５には、スロットルバルブ１６よりも上流側に、吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ８１が設けられている。また、内燃機関１０には、吸気通路１５におけるスロットルバルブ１６よりも下流の部分に燃料を噴射する燃料噴射弁１７が設けられている。気筒１１には、吸気バルブ１８が開弁しているときに、吸気通路１５を介して、燃料及び空気が導入される。そして、気筒１１内では、点火装置１９の火花放電によって、吸気通路１５を介して導入された空気と、燃料噴射弁１７から噴射された燃料とを含む混合気が燃焼される。

内燃機関１０は、クランク軸１４を収容するクランクケースを備えている。クランクケースには、内燃機関１０のエンジンオイルが貯留されるオイルパン３３が設けられている。エンジンオイルは、オイルパン３３から汲み上げられて内燃機関１０の各部に供給される。また、内燃機関１０は、ブローバイガスを吸気通路１５に導入するブローバイガス処理装置３０を備えている。ブローバイガス処理装置３０は、クランクケースと吸気通路１５におけるスロットルバルブ１６よりも下流側とを接続するブローバイガス通路３１を備えている。ブローバイガス通路３１には、ＰＣＶバルブ３２が設けられている。

また、内燃機関１０には、クランク軸１４の回転角度を検出するクランク角センサ８２が設けられている。内燃機関１０には、内燃機関１０のウォータージャケットを循環する冷却水の温度を検出する水温センサ８３が設けられている。

気筒１１内で混合気が燃焼されることによって生じる排気は、排気バルブ２０が開弁しているときに排気通路２１に排出される。排気通路２１には、三元触媒２２と、三元触媒２２よりも下流側に配置されているパティキュレートフィルタ２３とが設けられている。パティキュレートフィルタ２３は、排気通路２１を流通する排気に含まれるパティキュレート・マターを捕集する機能を有している。

なお、排気通路２１における三元触媒２２よりも上流には、排気通路２１を流れるガス中の酸素濃度、すなわち混合気の空燃比を検出する空燃比センサ８４が配置されている。また、排気通路２１における三元触媒２２とパティキュレートフィルタ２３との間には、排気通路２１を流れるガスの温度を検出する排気温度センサ８５が配置されている。

なお、内燃機関１０では、車両が走行しており、且つクランク軸１４が回転しているときに、気筒１１内での混合気の燃焼が停止されることがある。このようにクランク軸１４が回転しているときに気筒１１内での混合気の燃焼が停止される期間のことを、「燃焼停止期間ＣＳＰ」という。燃焼停止期間ＣＳＰでは、クランク軸１４の回転に同期してピストン１２が往復動する。そのため、吸気通路１５を介して気筒１１内に導入された空気は、燃焼に供されることなく、排気通路２１に流出される。

燃焼停止期間ＣＳＰでは、燃料噴射弁１７の燃料噴射を停止する燃料カット処理、及び、燃料噴射弁１７から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒１１内から排気通路２１に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理が選択して実行される。燃料導入処理が実行されると、燃料噴射弁１７から噴射された燃料が空気と共に排気通路２１を流通することとなる。そして、燃料が三元触媒２２に導入される。このとき、三元触媒２２の温度が活性化温度以上である場合、燃料を燃焼させるのに十分な量の酸素が存在していると、三元触媒２２で燃料が燃焼される。これにより、三元触媒２２の温度が上昇する。すると、高温のガスがパティキュレートフィルタ２３に流入するようになり、パティキュレートフィルタ２３の温度が上昇する。そして、パティキュレートフィルタ２３の温度がある程度高くなっている状況下でパティキュレートフィルタ２３に酸素が導入されている場合、パティキュレートフィルタ２３に捕集されているパティキュレート・マターを燃焼させることができる。

次に、図１及び図２を参照し、ハイブリッド車両の制御構成について説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両の制御装置１００は、アクセル開度ＡＣＣ及び車速ＶＳを基に、リングギア軸４５に出力すべきトルクである要求トルクＴＱＲを算出する。アクセル開度ＡＣＣは、車両の運転者によるアクセルペダルＡＰの操作量のことであり、アクセル開度センサ８６によって検出された値である。車速ＶＳは、車両の移動速度に対応する値であり、車速センサ８７によって検出される。制御装置１００は、算出した要求トルクＴＱＲを基に、内燃機関１０、各モータジェネレータ７１，７２を制御する。

制御装置１００は、内燃機関１０を制御する内燃機関制御ユニット１１０と、各モータジェネレータ７１，７２を制御するモータ制御ユニット１２０とを備えている。内燃機関制御ユニット１１０が、本実施形態における「内燃機関の制御装置」の一例に相当する。燃焼停止期間ＣＳＰ中において燃料導入処理が実行される場合、モータ制御ユニット１２０によって、モータリングを行わせるべく第１のモータジェネレータ７１の駆動が制御される。すなわち、モータリングの実行を通じ、燃焼停止期間ＣＳＰ中におけるクランク軸１４の回転速度を制御することができる。

図２には、内燃機関制御ユニット１１０の機能構成が図示されている。内燃機関制御ユニット１１０は、機能部として、点火装置１９を制御する点火制御部１１１と、燃料噴射弁１７を制御する噴射弁制御部１１２と、希釈学習部１１３とを有している。

内燃機関制御ユニット１１０には、各種センサからの検出信号が入力される。たとえば、クランク角センサ８２からの検出信号に基づいて内燃機関１０の機関回転数ＮＥを算出する。また、エアフロメータ８１からの検出信号に基づいて吸入空気量ＧＡを算出する。また、水温センサ８３からの検出信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを算出する。さらに冷却水温ＴＨＷに基づいてエンジンオイルの温度であるオイル温度ＴＨＯを推定する。

希釈学習部１１３は、エンジンオイルに混入する燃料である希釈燃料の量を推定する。希釈学習部１１３は、希釈燃料の推定量として希釈推定値ＤＩＬを算出する。希釈推定値ＤＩＬは、例えば、加算希釈量と減算希釈量とに基づいて算出される。

加算希釈量の算出処理の一例では、基本加算量に水温補正係数が乗算されて加算希釈量が算出される。基本加算量は、吸入空気量ＧＡの積算値と、内燃機関１０を始動開始してからの経過時間とに基づいて算出される。基本加算量は、吸入空気量ＧＡの積算値が大きいほど大きい値として算出される。また、基本加算量は、経過時間が長いほど小さい値として算出される。水温補正係数は、冷却水温ＴＨＷに基づいて算出される。冷却水温ＴＨＷが低いほど気筒１１内の壁面温度が低いため壁面に付着した燃料が気化しにくい。このため、冷却水温ＴＨＷが低いほどエンジンオイルに混入する燃料が多くなる。すなわち、水温補正係数は、冷却水温ＴＨＷが低いほど加算希釈量を大きく算出する値として算出される。

さらに、希釈学習部１１３は、燃料導入処理の実行履歴がある場合には、加算希釈量を増量補正する。これは、燃料導入処理が行われる場合には、気筒１１内で混合気が燃焼される場合と比較してエンジンオイルに混入する燃料が多くなるためである。

減算希釈量の算出処理の一例では、基本減算量に油温補正係数が乗算されて減算希釈量が算出される。基本減算量は、希釈燃料が多いほど大きい値として算出される。具体的には、希釈推定値ＤＩＬの前回値と加算希釈量との和が大きいほど大きい値として算出される。油温補正係数は、オイル温度ＴＨＯに基づいて算出される。エンジンオイルから揮発する燃料の量は、オイル温度ＴＨＯが高いほど多くなる。図３には、オイル温度ＴＨＯと、エンジンオイルから揮発する希釈燃料の量である揮発量との関係を示している。揮発量は、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い範囲では少ない。オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上の範囲では、オイル温度ＴＨＯが高いほど揮発量が多くなっている。このため、オイル温度ＴＨＯが高いほど希釈燃料は減少する。すなわち、油温補正係数は、オイル温度ＴＨＯが高いほど減算希釈量を大きく算出する値として算出される。

上記加算希釈量及び減算希釈量に基づく希釈推定値ＤＩＬの算出処理では、希釈学習部１１３は、希釈推定値ＤＩＬの前回値と加算希釈量との和から減算希釈量を減ずることによって希釈推定値ＤＩＬを算出する。

さらに希釈学習部１１３は、ブローバイガス中の燃料濃度を希釈学習値ＬＤＩＬとして学習する。
気筒１１内での燃焼が行われているときには、空燃比センサ８４によって検出される空燃比検出値ＡＦと空燃比目標値ＡＦｔとの偏差が小さくなるように内燃機関１０を制御する排気空燃比Ｆ／Ｂが行われている。気筒１１内での燃焼が行われているときには、希釈学習部１１３は、空燃比検出値ＡＦと空燃比目標値ＡＦｔとの偏差を小さくするための補正値ＡＦＦＢを用いて、ブローバイガス中の燃料濃度を推定して希釈学習値ＬＤＩＬを更新する。

一方で、気筒１１内での燃焼が停止されるときには、燃焼が停止される直前の学習値が希釈学習値ＬＤＩＬとして読み込まれる。そして、希釈学習部１１３は、燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行される場合には、燃料導入処理における積算噴射量に基づいて希釈学習値ＬＤＩＬが増加されるように希釈学習値ＬＤＩＬを更新する。

図４を参照して、噴射弁制御部１１２の制御によって燃料噴射弁１７を駆動させる際の処理手順について説明する。
図４に示す一連の処理において、始めのステップＳ１０１では、気筒１１内での混合気の燃焼の停止条件が成立しているか否かの判定が行われる。停止条件が成立しているか否かの判定は、例えば内燃機関制御ユニット１１０によって次のように行われる。内燃機関１０に対する出力トルクの要求値が「０」以下であるときには、停止条件が成立していると判定される。一方、内燃機関１０に対する出力トルクの要求値が「０」よりも大きいときには、停止条件が成立しているとの判定がなされない、すなわち停止条件が非成立であると判定される。停止条件が非成立の状態から停止条件が成立している状態に移行すると、気筒１１内での混合気の燃焼の停止が要求される。そして、停止条件が成立している状態から停止条件が非成立の状態に移行すると、気筒１１内での混合気の燃焼の再開が要求される。

ステップＳ１０１において上記停止条件が成立しているとの判定がなされていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理が次のステップＳ１０２に移行される。ステップＳ１０２において、燃料噴射弁１７からの燃料噴射量の要求値として要求噴射量Ｑｔの算出が行われる。この処理では、例えば、補正値ＡＦＦＢに基づいて要求噴射量Ｑｔが算出される。補正値ＡＦＦＢは、排気空燃比Ｆ／Ｂにおいて、空燃比センサ８４によって検出される空燃比検出値ＡＦと空燃比目標値ＡＦｔとの偏差を小さくするための空燃比補正値である。また、ここでは、気筒１１内で混合気を燃焼させる場合の要求噴射量Ｑｔを算出するため、空燃比目標値ＡＦｔは、例えば理論空燃比、又は理論空燃比近傍の値に設定される。そして、要求噴射量Ｑｔが算出されると、処理が次のステップＳ１０３に移行される。ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で算出した要求噴射量Ｑｔを基に燃料噴射弁１７の駆動が制御される。そして、一連の処理が一旦終了される。

一方、ステップＳ１０１において、上記停止条件が成立しているとの判定がなされている場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ１０４に移行される。ステップＳ１０４では、燃料導入処理の実行条件が成立しているか否かが判定される。上述のように燃焼停止期間ＣＳＰ中は、燃料カット処理と燃料導入処理とのいずれか一方が選択されて実行される。具体的には、燃焼停止期間ＣＳＰが開始された以降において、以下に示す条件１又は条件２又は条件３の少なくとも一つが成立していないときには、燃料カット処理が実行される。一方、燃焼停止期間ＣＳＰ中において以下に示す条件１～３のすべてが成立しているときには、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定される。
（条件１）三元触媒２２の温度が規定温度以上であると判定できること。
（条件２）パティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量の推定値が判定捕集量以上であること。
（条件３）希釈推定値ＤＩＬが閾値ＤＩＬＴｈよりも小さいこと。

未燃の燃料を三元触媒２２に導入しても、三元触媒２２の温度が低いと、燃料を燃焼させることができないことがある。そこで、三元触媒２２に導入された未燃の燃料を燃焼させることができるか否かの判断基準として、規定温度が設定されている。すなわち、規定温度は、三元触媒２２の活性化温度又は活性化温度よりも僅かに高い温度に設定されている。

パティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量が多いほど、パティキュレートフィルタ２３の目詰まりが進行する。そこで、パティキュレートフィルタ２３の再生が必要なほど目詰まりが進行しているか否かの判断基準として、判定捕集量が設定されている。捕集量が増えると、排気通路２１における三元触媒２２とパティキュレートフィルタ２３との間の部分と、排気通路２１におけるパティキュレートフィルタ２３よりも下流の部分との差圧が大きくなりやすい。そこで、例えば、当該差圧を基に捕集量の推定値を算出することができる。

希釈推定値ＤＩＬが多いほどエンジンオイルに含まれる希釈燃料が多く、エンジンオイルが飽和している可能性がある。すなわち、希釈推定値ＤＩＬが多いほど揮発量が多くなりやすい。揮発量が多い状況で燃料導入処理が実行されると、過剰な燃料が三元触媒２２に導入される虞がある。そこで、希釈推定値ＤＩＬが多いか否かの判断基準として閾値ＤＩＬＴｈが設定されている。

すなわちステップＳ１０４では、上記条件１又は条件２又は条件３の少なくとも一つが成立していない場合には、燃料導入処理の実行条件が成立していないと判定される。そしてその後の処理において燃料カット処理が実行される。一方で、条件１～３のすべてが成立している場合、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定される。そしてその後の処理において、燃料導入処理が実行される。

ステップＳ１０４において、燃料導入処理の実行条件が成立していないと判定される場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理がステップＳ１０５に移行される。ステップＳ１０５では、要求噴射量Ｑｔが「０」にされる。その後の処理がステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０６では、要求噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁１７の駆動が制御される。すなわちここでは、燃料カット処理が実行されて燃料が噴射されない。その後、一連の処理が一旦終了される。

一方、ステップＳ１０４において、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定される場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０７に移行される。ステップＳ１０７では、要求導入量Ｑｂが算出される。要求導入量Ｑｂは、燃料導入処理において三元触媒２２に導入する燃料の要求値として算出される。要求導入量Ｑｂは、燃料導入処理において気筒１１から排気通路２１に流出される混合気の目標空燃比に基づいて算出される。燃料導入処理における混合気の目標空燃比は、三元触媒２２の温度を規定の目的温度まで上昇させるための値として設定されている。なお、燃料導入処理における燃料の要求値は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際における要求噴射量Ｑｔよりも少ない。このため、燃料導入処理の実行中において排気通路２１に流出される混合気の目標空燃比は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際の空燃比（すなわち、理論空燃比）と比較してリーン側の値となる。要求導入量Ｑｂが算出されると、処理がステップＳ１０８に移行される。

ステップＳ１０８では、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上であるか否かが判定される。オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理がステップＳ１０９に移行される。ステップＳ１０９では、要求噴射量Ｑｔが設定される。ここでは、ステップＳ１０７において算出された要求導入量Ｑｂの値が要求噴射量Ｑｔとして設定される。その後、処理がステップＳ１１０に移行される。ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９において設定された要求噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁１７の駆動が制御される。すなわち、燃料導入処理が実行される。その後、一連の処理が一旦終了される。

一方、ステップＳ１０８において、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１１１に移行される。ステップＳ１１１では、要求噴射量Ｑｔが算出される。オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上であるときには、図３に示したようにオイル温度ＴＨＯが高いほど揮発量が多い。こうした揮発量を考慮して要求噴射量Ｑｔが算出される。具体的には、次のように算出される。

図５には、燃料導入処理の実行中に三元触媒２２に到達すると推定される触媒到達燃料を示している。
オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い場合には、エンジンオイルからの揮発量が少ないため、触媒到達燃料は、燃料噴射弁１７から噴射された燃料の量に近いと推定することができる。図５の（ａ）には、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い例を示している。こうした場合には、要求導入量Ｑｂの値が要求噴射量Ｑｔとして設定されることによって、要求導入量Ｑｂ分の燃料を触媒に到達させることができる。

一方で、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上である場合には、揮発燃料を含むブローバイガスがブローバイガス通路３１を介して吸気通路１５に導入される。これによって、燃料噴射弁１７から噴射される燃料に加えて揮発燃料が三元触媒２２に導入されると推定することができる。図５の（ｂ）では、ブローバイガス通路３１を介して吸気通路１５に導入されて三元触媒２２に到達する燃料の量を噴射外導入量Ｑｏと表示している。噴射外導入量Ｑｏは、希釈学習部１１３が算出する希釈学習値ＬＤＩＬが大きいほど大きい値である。このとき、図５の（ａ）と同じように要求導入量Ｑｂの値を要求噴射量Ｑｔとして設定した場合には、触媒到達燃料が要求導入量Ｑｂよりも多くなり過剰な燃料が三元触媒２２に導入されることになる。このため、図５の（ｂ）には、噴射外導入量Ｑｏを考慮して要求噴射量Ｑｔが算出される例を示している。具体的には、噴射外導入量Ｑｏと要求噴射量Ｑｔとの和が要求導入量Ｑｂとなるように要求噴射量Ｑｔが算出される。これによって、要求導入量Ｑｂ分の燃料を触媒に到達させることができる。すなわち、図４のステップＳ１１１の処理において、要求噴射量Ｑｔは、希釈学習値ＬＤＩＬが大きいほど小さい値として算出される。

ステップＳ１１１において要求噴射量Ｑｔが算出されると、処理がステップＳ１１２に移行される。ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１において設定された要求噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁１７の駆動が制御される。すなわち、燃料導入処理が実行される。その後、一連の処理が一旦終了される。

なお、ステップＳ１１１において算出される要求噴射量Ｑｔの最小値は、「０」よりも大きい値としてもよいし、「０」とすることもできる。算出される要求噴射量Ｑｔが「０」である場合には、ステップＳ１１２において燃料導入処理が実行されないことになる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
図６を参照して、燃焼停止期間ＣＳＰに燃料導入処理を通じて燃料噴射弁１７から噴射される燃料噴射量ＱＩＮＪについて説明する。図６では、タイミングｔ１１において、燃焼の停止条件が成立していると判定されている。さらに、タイミングｔ１２において、燃料導入処理の実行条件が成立していると判定されている。そしてタイミングｔ１３において、燃料導入処理の実行条件が成立していないと判定されている。また、この例では、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上である。

タイミングｔ１１よりも前では、気筒１１内での燃焼が実行されている。すなわち、図４のステップＳ１０２の処理によって要求噴射量Ｑｔが算出されて要求噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁１７の駆動が制御されている。

図６に示すように、タイミングｔ１１から気筒１１内での燃焼が停止されている。タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間は、燃料導入処理の実行条件が成立していないため、図４のステップＳ１０５の処理によって要求噴射量Ｑｔが「０」にされる。すなわち、燃料カット処理が実行されており、燃料噴射量ＱＩＮＪが「０」である。

タイミングｔ１２から燃料導入処理の実行が開始されている。燃料導入処理は、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの期間に実行される。なお、図６に示す例においては、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの期間において、図４のステップＳ１０７の処理において算出される要求導入量Ｑｂが一定の値であるとする。タイミングｔ１２の時点において、噴射弁制御部１１２によって要求噴射量Ｑｔが算出され、要求噴射量Ｑｔに基づいて燃料噴射弁１７の駆動が制御される。燃料導入処理の実行がタイミングｔ１３まで継続されるため、希釈学習値ＬＤＩＬは、希釈学習部１１３によって徐々に増加するように更新される。希釈学習値ＬＤＩＬが増加するため、図４のステップＳ１１１の処理において要求噴射量Ｑｔが徐々に小さく算出されている。これによって、燃料噴射量ＱＩＮＪは、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの期間において徐々に減少している。

タイミングｔ１３以降では、燃料導入処理の実行が終了されて燃料カット処理が実行されている。
本実施形態の内燃機関制御ユニット１１０によれば、希釈学習値ＬＤＩＬが大きいほど燃料導入処理における要求噴射量Ｑｔが小さく算出される。すなわち、ブローバイガス中の燃料濃度と相関する希釈学習値ＬＤＩＬを反映して要求噴射量Ｑｔが補正されることによって、三元触媒２２に過剰な燃料が導入されることを抑制できる。そして、三元触媒２２の過昇温を抑制しつつ、三元触媒２２の過昇温を抑制できる範囲内で多くの燃料を三元触媒２２に導入することができる。

また、本実施形態では、上記のように希釈学習値ＬＤＩＬが大きいほど要求噴射量Ｑｔを小さくしている。オイル温度ＴＨＯが高いほど揮発量が増加するため、ブローバイガス中の燃料濃度を推定した値である希釈学習値ＬＤＩＬが増加しやすい。このため、オイル温度ＴＨＯが高いほど要求噴射量Ｑｔが小さく算出されやすい。すなわち、本実施形態によれば、オイル温度ＴＨＯが高いほど燃焼停止期間ＣＳＰに燃料噴射弁１７から噴射される燃料量が少なくされる。そして、本実施形態では、燃焼停止期間ＣＳＰに燃料噴射弁１７から噴射される燃料量を少なくする処理は、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上であるときに実行され、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低いときには実行されない。温度判定値ＴＨＯＴｈは、図３に示したように、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い範囲では揮発量が少ない値である。すなわち、燃焼停止期間ＣＳＰに燃料噴射弁１７から噴射される燃料量を少なくする処理は、オイル温度ＴＨＯが高いほど揮発量が多くなりやすいときに実行される。これによって、希釈燃料が揮発して三元触媒２２に到達する量を考慮して三元触媒２２に過剰な燃料が導入されることを抑制できる。

さらに、本実施形態では、希釈推定値ＤＩＬが閾値ＤＩＬＴｈよりも小さいことを、燃料導入処理の実行条件の一つとしている。希釈推定値ＤＩＬが閾値ＤＩＬＴｈ以上であるときには上記実行条件が成立しないと判定されるため、燃料導入処理が実行されない。換言すれば、希釈推定値ＤＩＬが閾値ＤＩＬＴｈ以上であるときには燃焼停止期間ＣＳＰにおいて燃料噴射弁１７から燃料が噴射されない。これによって、希釈燃料の量が多いためにエンジンオイルから揮発する燃料の量が多くなりブローバイガス中の燃料濃度が高くなりやすい場合に、燃料導入処理を実行しないようにすることができる。すなわち、三元触媒２２に過剰な燃料が導入されることを抑制できる。

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。
・上記実施形態では、希釈学習値ＬＤＩＬが大きいほど要求噴射量Ｑｔを小さく算出した。燃料導入処理における要求噴射量Ｑｔを算出する際に参照する値は、希釈学習値ＬＤＩＬに限らない。例えば、排気空燃比Ｆ／Ｂに用いられる補正値ＡＦＦＢが大きいほど要求噴射量Ｑｔを小さく算出するようにしてもよい。排気空燃比Ｆ／Ｂを採用する構成において、空燃比検出値ＡＦと空燃比目標値ＡＦｔとの偏差を小さくするための補正値ＡＦＦＢが大きいということは、ブローバイガス中の燃料濃度が高いと推測できる。すなわち、補正値ＡＦＦＢが大きいほど要求噴射量Ｑｔを小さくすることによって、三元触媒２２への過剰な燃料の導入を抑制し、三元触媒２２の過昇温を抑制することができる。

・燃料導入処理の実行条件として、補正値ＡＦＦＢが許容値ＦＢＡよりも小さいことを更に加えてもよい。許容値ＦＢＡは、補正値ＡＦＦＢが許容値ＦＢＡよりも小さければ、空燃比検出値ＡＦと空燃比目標値ＡＦｔとの偏差が小さいと判定することのできる値として設定される。この構成によれば、燃料導入処理を実行する直前の補正値ＡＦＦＢが許容値ＦＢＡ以上であるときには、燃料導入処理の実行条件が成立していないと判定されるため、燃料導入処理が実行されない。すなわち、排気空燃比Ｆ／Ｂに用いられる補正値ＡＦＦＢが大きくブローバイガス中の燃料濃度が高いと推定される場合には燃料導入処理を実行しないようにすることによって、過剰な燃料が三元触媒２２に導入されることを抑制でき、三元触媒２２の過昇温を抑制することができる。

・上記実施形態では、オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈ以上であるときに、希釈学習値ＬＤＩＬに基づいて要求噴射量Ｑｔを算出している。オイル温度ＴＨＯが温度判定値ＴＨＯＴｈよりも低い範囲においても上記要求噴射量Ｑｔの算出を行ってもよい。

・上記各実施形態では、燃料導入処理の実行中には、点火装置１９に火花放電を行わせないようにしている。しかし、燃料導入処理の実行中では、気筒１１内で混合気が燃焼しない時期に火花放電を点火装置１９に行わせるようにしてもよい。例えば、ピストン１２が下死点近傍に位置するときに火花放電を行わせた場合、火花放電が行われた気筒１１内では混合気が燃焼されない。そのため、燃料導入処理の実行中では、火花放電が行われても、燃料噴射弁１７から噴射された燃料を未燃のまま気筒１１内から排気通路２１に流出させることができる。

・内燃機関の制御装置が適用される内燃機関は、気筒１１内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁である筒内噴射弁を備えるものであってもよい。この場合、燃料導入処理の実行中では、筒内噴射弁から燃料を気筒１１内に噴射させ、当該燃料を未燃のまま排気通路２１に流出させるようにしてもよい。これにより、未燃の燃料を三元触媒２２に導入させることができる。

・ハイブリッド車両のシステムは、モータの駆動によってクランク軸１４の回転速度を制御することができるのであれば、図１に示したようなシステムとは異なる別のシステムであってもよい。

・内燃機関の制御装置を、内燃機関以外の他の動力源を備えない車両に搭載される内燃機関に適用される装置に具体化してもよい。このような車両に搭載される内燃機関でも、上記実施形態と同様に燃料導入処理における要求噴射量Ｑｔを算出することによって、三元触媒２２に過昇温を抑制する効果を奏することができる。

１０…内燃機関、１１…気筒、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…クランク軸、１５…吸気通路、１６…スロットルバルブ、１７…燃料噴射弁、１８…吸気バルブ、１９…点火装置、２０…排気バルブ、２１…排気通路、２２…三元触媒、２３…パティキュレートフィルタ、３０…ブローバイガス処理装置、３１…ブローバイガス通路、３２…ＰＣＶバルブ、３３…オイルパン、４０…動力配分統合機構、４１…サンギア、４２…リングギア、４３…ピニオンギア、４４…キャリア、４５…リングギア軸、５０…リダクションギア、５１…サンギア、５２…リングギア、５３…ピニオンギア、６０…減速機構、６１…ディファレンシャル、６２…駆動輪、７１…第１のモータジェネレータ、７２…第２のモータジェネレータ、７５…第１のインバータ、７６…第２のインバータ、７７…バッテリ、８１…エアフロメータ、８２…クランク角センサ、８３…水温センサ、８４…空燃比センサ、８５…排気温度センサ、８６…アクセル開度センサ、８７…車速センサ、１００…制御装置、１１０…内燃機関制御ユニット、１１１…点火制御部、１１２…噴射弁制御部、１１３…希釈学習部、１２０…モータ制御ユニット。

Claims (6)

1. ブローバイガスを吸気中に放出するブローバイガス処理装置を備え、点火装置の火花放電によって、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる内燃機関に適用され、
   前記内燃機関のクランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させるときには、前記燃料噴射弁の燃料噴射を停止させる燃料カット処理、及び、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま前記気筒内から排気通路に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理を選択して実行する内燃機関の制御装置において、
   前記燃料噴射弁を制御して、前記クランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させている間における燃料の噴射量を調節する噴射弁制御部を備え、
   前記噴射弁制御部は、エンジンオイルの温度であるオイル温度が高いほど、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量を少なくする
   内燃機関の制御装置。
2. 前記噴射弁制御部は、前記オイル温度が温度判定値以上であるときに、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量を前記オイル温度が高いほど少なくする
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. ブローバイガス中に含まれる燃料の濃度を希釈学習値として学習する希釈学習部を備え、
   前記噴射弁制御部は、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量の目標値として要求噴射量を算出して、該要求噴射量に基づいて前記燃料噴射弁を制御するものであり、前記希釈学習値が大きいほど前記要求噴射量を小さくする
   請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記気筒内での燃焼が実行される際には、排気空燃比と目標排気空燃比との偏差を小さくするための空燃比補正値を用いて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射量が設定され、
   前記噴射弁制御部は、前記燃料噴射弁から噴射する燃料量の目標値として要求噴射量を算出して、該要求噴射量に基づいて前記燃料噴射弁を制御するものであり、前記燃料導入処理が実行される前の前記空燃比補正値が大きいほど前記要求噴射量を小さくする
   請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記気筒内での燃焼が実行される際には、排気空燃比と目標排気空燃比との偏差を小さくするための空燃比補正値を用いて前記燃料噴射弁からの燃料の噴射量が設定され、
   前記噴射弁制御部は、前記燃料導入処理が実行される前の前記空燃比補正値が許容値以上であるときには、前記燃料導入処理を実行しない
   請求項１～４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. エンジンオイル中に含まれる燃料の量を希釈推定値として算出する希釈学習部を備え、
   前記噴射弁制御部は、前記希釈推定値が閾値以上であるときには、前記燃料導入処理を実行しない
   請求項１～５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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