(57)【要約】【課題】ディザ制御処理によってユーザに違和感を与え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】ＣＰＵ５２は、三元触媒２４の暖機要求が生じることを条件に、気筒＃１〜＃４のいずれか１つを、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、残りを、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るディザ制御処理を実行する。ＣＰＵ５２は、アクセルペダル７０が踏み込まれているときである非アイドル時と比較して、アクセルペダル７０が解放されているときであるアイドル時において、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い側に制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、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ーンであるリーン燃焼気筒とし、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ッチであるリッチ燃焼気筒とすべく、前記燃料噴射弁を操作するディザ制御処理と、
アイドル時に、非アイドル時と比較して、前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくするアイドル時制限処理と、を実行する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、アイドル時且つ走行時と比較して、前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、Ｄレンジの場合にＮレンジの場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ走行時において、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくす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。
【請求項５】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ走行時において、前記内燃機関の回転速度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さく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。
【請求項７】
前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、前記内燃機関の回転速度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、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。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１には、触媒装置（排気浄化装置）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１８５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように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よりも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の方が小さくなることに起因して、内燃機関のクランク軸の回転変動が大きくなる。このため、特に、アイドル時のようにユーザが内燃機関の振動を感じやすいときにディザ制御が実行される場合、ユーザに違和感を与えるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、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ーンであるリーン燃焼気筒とし、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ッチであるリッチ燃焼気筒とすべく、前記燃料噴射弁を操作するディザ制御処理と、アイドル時に、非アイドル時と比較して、前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくするアイドル時制限処理と、を実行する。
【０００６】
アイドル時には非アイドル時よりもユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理によって、アイドル時には非アイドル時と比較して、リーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくすることにより、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と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との差の絶対値を小さくする。これにより、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【０００７】
２．上記１記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、アイドル時且つ走行時と比較して、前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【０００８】
停車時には、走行時と比較して、走行ノイズが小さくなることなどから、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、停車時において走行時と比較してリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めることにより、停車時にディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【０００９】
３．上記１または２記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、Ｄレンジの場合にＮレンジの場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【００１０】
停車時であっても、Ｄレンジの場合には、Ｎレンジの場合と比較して、内燃機関１０の振動がクランク軸を介して車体に伝達されやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、停車時においてＤレンジの場合にＮレンジの場合よりもリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めた。これにより、Ｎレンジにおいてリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を過度に小さくすることなく、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【００１１】
４．上記１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ走行時において、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【００１２】
内燃機関の温度が低い場合には高い場合よりも、燃料の燃焼が不安定となることや、内燃機関のフリクションが大きくなることなどから、回転変動が大きくなりやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりもリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めた。これにより、内燃機関の温度が高い場合にリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を過度に小さくすることなく、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【００１３】
５．上記１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ走行時において、前記内燃機関の回転速度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【００１４】
回転速度が低い場合には高い場合よりも、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と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との差が、回転変動となって顕在化しやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、回転速度が低い場合に高い場合よりもリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めた。これにより、内燃機関の回転速度が高い場合にリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を過度に小さくすることなく、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【００１５】
６．上記１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【００１６】
内燃機関の温度が低い場合には高い場合よりも、燃料の燃焼が不安定となることや、内燃機関のフリクションが大きくなることなどから、回転変動が大きくなりやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりもリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めた。これにより、内燃機関の温度が高い場合にリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を過度に小さくすることなく、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【００１７】
７．上記１〜６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル時制限処理は、アイドル時且つ停車時において、前記内燃機関の回転速度が低い場合に高い場合よりも前記リーン燃焼気筒における空燃比と前記リッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含む。
【００１８】
回転速度が低い場合には高い場合よりも、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と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との差が、回転変動となって顕在化しやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすい。そこで、アイドル時制限処理に、回転速度が低い場合に高い場合よりもリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を小さくする処理を含めた。これにより、内燃機関の回転速度が高い場合にリーン燃焼気筒における空燃比とリッチ燃焼気筒における空燃比との差の絶対値を過度に小さくすることなく、ディザ制御処理によってユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態にかかる内燃機関の制御装置および内燃機関を示す図。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】同実施形態にかかるアイドル時の制限値を定めるマップデータを示す図。
【図５】同実施形態にかかるディザ補正要求値の推移を例示するタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、内燃機関の制御装置の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から吸入された空気は、各気筒の燃焼室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。
【００２１】
内燃機関１０のクランク軸２６には、たとえばオルタネータや車載空調装置等の補機類３０が連結されている。また、クランク軸２６には、変速装置３２が接続されており、変速装置３２の出力軸３４は、駆動輪に連結されている。
【００２２】
変速制御装置４０は、変速装置３２を制御対象とし、シフトポジションセンサ４６の出力信号に基づき、クランク軸２６から出力軸３４への動力の伝達状態と遮断状態とを切り替える制御を実行する。変速制御装置４０は、ＣＰＵ４２およびＲＯＭ４４を備えており、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより、上記切り替え制御を実行する。
【００２３】
制御装置５０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、スロットルバルブ１４や、燃料噴射弁１８、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５０は、三元触媒２４の上流側に設けられた空燃比センサ６０によって検出される空燃比Ａｆや、クランク角センサ６２の出力信号Ｓｃｒ、エアフローメータ６４によって検出される吸入空気量Ｇａ、水温センサ６６によって検出される内燃機関１０の冷却水の温度（水温ＴＨＷ）を参照する。また制御装置５０は、車速センサ６８によって検出される車速ＳＰＤや、アクセルセンサ７２によって検出される、アクセルペダル７０の踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を参照する。制御装置５０は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、およびＲＡＭ５６を備えており、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより上記制御量の制御を実行する。
【００２４】
図２に、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより実現される処理の一部を示す。
アイドル回転速度処理Ｍ１０は、アイドル時に、回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥ＊にフィードバック制御するために、スロットルバルブ１４の開口度の指令値を設定し、スロットルバルブ１４の開口度を指令値とするために、操作信号ＭＳ１をスロットルバルブ１４に出力する処理である。ここで、アイドル時とは、アクセルペダル７０が解放された状態のことであり、本実施形態では、アクセル操作量ＡＣＣＰがゼロである場合にＣＰＵ５２によりアイドル時であると判定する。また、目標回転速度ＮＥ＊は、車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈ以下であることにより停車時であると判定される場合よりも、車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈよりも大きくなることにより走行時であると判定される場合の方が大きい値に設定される。また、目標回転速度ＮＥ＊は、補機類３０がクランク軸２６に加える負荷トルクが大きい場合に小さい場合よりも大きい値に設定される。
【００２５】
点火時期操作処理Ｍ１２は、点火装置２０に操作信号ＭＳ３を出力し、点火装置２０による点火時期を操作する処理である。点火時期は、原則、ＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）とされるが、ノッキングが生じる場合等にはＭＢＴよりも遅角側とされる。また、アイドル時には、ＭＢＴよりも所定量以上遅角側に設定することを原則とすることにより、点火時期の操作によって迅速なトルク調整を可能とする。
【００２６】
ベース噴射量算出処理Ｍ１４は、クランク角センサ６２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。
【００２７】
目標値設定処理Ｍ１６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Ｍ１８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を算出する処理である。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。
【００２８】
フィードバック補正処理Ｍ２０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。
【００２９】
要求値出力処理Ｍ２２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による噴射量補正の要求値（ディザ補正要求値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。
【００３０】
補正係数算出処理Ｍ２４は、「１」に、ディザ補正要求値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Ｍ２６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。
【００３１】
乗算処理Ｍ２８は、ディザ補正要求値αを「−１／３」倍する処理であり、補正係数算出処理Ｍ３０では、「１」に、乗算処理Ｍ２８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Ｍ３２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。
【００３２】
噴射量操作処理Ｍ３４は、ディザ補正処理Ｍ２６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ＭＳ２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Ｍ３４は、ディザ補正処理Ｍ３２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ＭＳ２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。
【００３３】
図３に、要求値出力処理Ｍ２２の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２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。
【００３４】
図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず、三元触媒２４の暖機要求が生じていることと、硫黄被毒回復処理の実行要求が生じていることとの論理和が真であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、三元触媒２４の暖機要求は、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以下であって且つ水温ＴＨＷ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る。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なっていないと判定される条件である。一方、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。ここで、ＣＰＵ５２は、図３とは別の処理で、要求噴射量Ｑｄが多い場合に少ない場合よりも硫黄被毒量の増加量を多く算出し、増加量を積算することによって硫黄被毒量を算出する。
【００３５】
ＣＰＵ５２は、論理和が真であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、水温ＴＨＷ、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬに基づき、ディザ補正要求値αを算出する（Ｓ１２）。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、ＣＰＵ５２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。本実施形態では、基準流入空気量を、スロットルバルブ１４の開口度を最大としたときの１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量とする。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。
【００３６】
詳しくは、ＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに応じて基本値α０を算出し、これに、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬに応じて設定される補正係数Ｋを乗算した値を、ディザ補正要求値αに代入する。ここで、ＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも基本値α０を大きい値に算出する。これは、水温ＴＨＷが低い場合には高い場合よりもディザ制御処理による昇温能力を高めるための設定である。
【００３７】
また、ＣＰＵ５２は、触媒暖機要求が生じている場合には、補正係数Ｋを、内燃機関１０の動作点が図３に示す比較的低負荷の領域Ａに入らないときには、ゼロとする。これは、領域Ａ以外では、ディザ制御を実行しなくても排気温度がある程度高いためである。また、ＣＰＵ５２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。
【００３８】
また、ＣＰＵ５２は、硫黄被毒回復処理の実行要求が生じている場合、補正係数Ｋを、内燃機関１０の動作点が負荷が比較的大きい領域Ｂに入らないときにはゼロとする。これは、領域Ｂよりも低負荷領域において硫黄被毒回復処理を実行するためには、ディザ制御による昇温能力を非常に高くすべく、ディザ補正要求値αを、クランク軸の回転変動がユーザに違和感を与えるレベルの値とする必要が生じるためである。なお、ＣＰＵ５２は、内燃機関１０の動作点が領域Ｂに入る場合、補正係数Ｋを、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬに応じてゼロよりも大きく且つ１以下の範囲で可変設定する。
【００３９】
具体的には、ＣＰＵ５２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ＲＯＭ５４に記憶しておき、ＣＰＵ５２により補正係数Ｋをマップ演算すればよい。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。
【００４０】
次にＣＰＵ５２は、アイドル時ではない（アイドルＯＦＦである）か否かを判定する（Ｓ１４）。ＣＰＵ５２は、アイドル時であると判定する場合（Ｓ１４：ＮＯ）、変速制御装置４０からのシフトレンジ情報や、車速ＳＰＤ、回転速度ＮＥ、水温ＴＨＷに基づき、制限値αＬｉｍをマップ演算する（Ｓ１６）。
【００４１】
図４に、Ｓ１６の処理によって用いられるマップデータを模式的に示す。なお、マップデータは、ＲＯＭ５４に記憶されているものとする。図４に示すように、本実施形態では、Ｄレンジ且つ車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈよりも高い場合（以下、Ｄレンジ走行中）のマップデータと、Ｄレンジ且つ車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈ以下である場合（以下、Ｄレンジ停車中）のマップデータと、Ｎレンジのマップデータとを備える。図４には、Ｄレンジ走行中のマップデータの出力変数ａｉｊ（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）、Ｄレンジ停車中のマップデータの出力変数ｂｉｊ、Ｎレンジのマップデータの出力変数ｃｉｊを記載している。なお、ここで、変数「ｉ」が異なるものは、回転速度ＮＥが異なることを意味し、変数「ｊ」が異なるものは、水温ＴＨＷが異なることを意味する。
【００４２】
図４に示すように、Ｄレンジ走行中のマップデータの出力変数ａｉｊよりもＮレンジのマップデータの出力変数ｃｉｊやＤレンジ停車中のマップデータの出力変数ｂｉｊの方が小さい。これは、同じアイドル時であっても、走行時と比較して停車時の方が、走行ノイズ等がないために、内燃機関１０の回転変動がユーザに気づかれやすいことに鑑みた設定である。また、Ｎレンジのマップデータの出力変数ｃｉｊよりもＤレンジ停車中のマップデータの出力変数ｂｉｊの方が小さい。これは、Ｄレンジの場合には、クランク軸２６から出力軸３４への動力の伝達が可能な状態であることなどから、Ｎレンジの場合と比較して、内燃機関１０の振動がクランク軸２６を介して車体に伝達されやすいため、ユーザが内燃機関の振動を感じやすいことに鑑みた設定である。
【００４３】
また、図４に示すように、水温ＴＨＷが低い出力変数ａｋｓ，ｂｋｓ，ｃｋｓよりも水温ＴＨＷが高い出力変数ａｋｔ，ｂｋｔ，ｃｋｔの方が大きい値に設定されている。これは、水温ＴＨＷが低い場合には高い場合よりも燃料の燃焼が不安定となることや、内燃機関１０のフリクションが大きくなることなどから、クランク軸２６の回転変動が大きくなりやすいため、ユーザが内燃機関１０の振動を感じやすいことに鑑みた設定である。
【００４４】
また、図４に示すように、回転速度ＮＥが高い出力変数ａｓｋ，ｂｓｋ，ｃｓｋよりも回転速度ＮＥが低い出力変数ａｔｋ，ｂｔｋ，ｃｔｋの方が小さい値に設定されている。これは、回転速度ＮＥが低い場合には高い場合よりも、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と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との差が、回転変動となって顕在化しやすいため、ユーザが内燃機関１０の振動を感じやすいことに鑑みた設定である。
【００４５】
なお、水温ＴＨＷおよび動作点が同一である場合、制限値αＬｉｍはＳ１２の処理によって算出されるディザ補正要求値αよりも小さい値となっている。
図３に戻り、ＣＰＵ５２は、ディザ補正要求値αが制限値αＬｉｍよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１８）。ＣＰＵ５２は、制限値αＬｉｍよりも大きいと判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ディザ補正要求値αに、制限値αＬｉｍを代入する（Ｓ２０）。そしてＣＰＵ５２は、Ｓ２０の処理が完了する場合や、Ｓ１８の処理において否定判定する場合には、ディザ補正要求値αを出力する（Ｓ２４）。
【００４６】
これに対し、ＣＰＵ５２は、アイドルＯＦＦであると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制限値αＬｉｍに、ディザ補正要求値αの最大値αｍａｘに所定量Δを加算した値を代入し（Ｓ２２）、Ｓ１８の処理に移行する。Ｓ２２の処理は、Ｓ２４において出力されるディザ補正要求値αを、Ｓ１２の処理によって算出された値とするための処理である。
【００４７】
一方、ＣＰＵ５２は、論理和が偽であると判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ディザ補正要求値αにゼロを代入し（Ｓ２６）、Ｓ２４の処理に移行する。
なお、ＣＰＵ５２は、Ｓ２４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。
【００４８】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
ＣＰＵ５２は、三元触媒２４の暖機要求が生じたり、硫黄被毒回復処理の実行要求が生じたりする場合、気筒＃１〜＃４のうちの１つをリッチ燃焼気筒とし、残りの気筒をリーン燃焼気筒として、三元触媒２４において、リーン燃焼気筒から排出された酸素と、リッチ燃焼気筒から排出された未燃燃料とを反応させ、三元触媒２４を昇温する。この際、アイドル状態となると、ＣＰＵ５２は、制限値αＬｉｍによって、ディザ補正要求値αの大きさを制限する。これにより、アイドル状態においては、アイドル状態ではない場合と比較して、ディザ補正要求値αが小さい側に制限されることから、クランク軸２６の回転変動を抑制できる。
【００４９】
図５に、本実施形態における水温ＴＨＷ，アイドル状態であるか否か、ＤレンジであるかＮレンジであるか、回転速度ＮＥ、車速ＳＰＤおよびディザ補正要求値αのそれぞれの推移を例示する。図５では、説明の便宜上、Ｓ１２の処理において算出されるディザ補正要求値「Ｋ・α０」を一定値としている。
【００５０】
図５に示すように、時刻ｔ２以前は、アイドル状態であるため、ＣＰＵ５２は、制限値αＬｉｍを「Ｋ・α０」よりも小さい値とし、ディザ補正要求値αを小さい側に制限する。特に、ＣＰＵ５２は、時刻ｔ１以前は、Ｎレンジのアイドル状態であることから、Ｎレンジ用のマップデータを用いて制限値αＬｉｍをマップ演算し、時刻ｔ１以降ｔ２以前は、Ｄレンジ停車中のマップデータを用いて制限値αＬｉｍをマップ演算する。ここで、Ｎレンジ用のマップデータの出力変数ｃｉｊの方がＤレンジ停車中のマップデータの出力変数ｂｉｊよりも大きい値となっている。このため、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷが同一である場合、Ｎレンジのアイドル状態である場合の制限値αＬｉｍは、Ｄレンジ停車中のアイドル状態の制限値αＬｉｍよりも大きい値となる。ただし、図５は、時刻ｔ１の前後で水温ＴＨＷが変化していることに加えて回転速度ＮＥも変化しているため、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷが同一である場合の大小関係を直接示すものではない。なお、図５において、時刻ｔ１よりも前に後よりも回転速度ＮＥが高いのは、補機類３０がクランク軸２６に加える負荷トルクが同一である場合、アイドル回転速度処理Ｍ１０により、Ｎレンジの方がＤレンジ停車中の場合よりも、目標回転速度ＮＥ＊を高く設定することなどのためである。
【００５１】
その後、時刻ｔ３〜ｔ４では、車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈよりも高い状態でアイドル状態となるため、ＣＰＵ５２は、Ｄレンジ走行中のマップデータを用いて制限値αＬｉｍをマップ演算し、これに基づきディザ補正要求値αの大きさを小さい側に制限する。さらに、時刻ｔ５〜ｔ６でも、車速ＳＰＤが規定速度Ｓｔｈよりも高い状態でアイドル状態となるため、ＣＰＵ５２は、Ｄレンジ走行中のマップデータを用いて制限値αＬｉｍをマップ演算し、これに基づきディザ補正要求値αの大きさを小さい側に制限する。図５には、時刻ｔ３〜ｔ４の期間における制限値αＬｉｍよりも時刻ｔ５〜ｔ６の期間における制限値αＬｉｍの方が大きいことを示している。これは、Ｄレンジ走行中の出力変数ａｉｊが、水温ＴＨＷが高い場合に低い場合よりも大きい値となっていることと、回転速度ＮＥが高い場合に低い場合よりも大きい値になっていることとに対応している。
【００５２】
その後、時刻ｔ７〜ｔ８の期間は、車両が減速して停車する際のアイドル状態を示し、時刻ｔ８〜ｔ９の期間は、停車中のＤレンジのアイドル状態を示し、時刻ｔ９〜ｔ１０の期間は、Ｎレンジのアイドル状態を示す。図５では、停車前の制限値αＬｉｍが一番大きく、停車後のＤレンジの制限値αＬｉｍが一番小さいことを示している。
【００５３】
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効果が得られる。
（１）アイドル回転速度処理Ｍ１０が実行されている場合、点火時期操作処理Ｍ１２により、点火時期をＭＢＴよりも所定量遅角側に設定することを原則とした。この場合、点火時期をＭＢＴ付近に設定する場合と比較すると、点火時期の微小変化による内燃機関１０のトルクの変化量が大きくなるため、トルク変動が大きくなりやすい。このため、アイドル時の点火時期の遅角側への設定は、ディザ制御によってクランク軸２６の回転変動が大きくなりやすい傾向を助長するおそれがある。したがって、アイドル時にディザ補正要求値αを制限する処理の利用価値が特に高い。
【００５４】
＜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に対応し、ディザ制御処理は、ディザ補正要求値αがゼロよりも大きい場合における、補正係数算出処理Ｍ２４、ディザ補正処理Ｍ２６、乗算処理Ｍ２８、補正係数算出処理Ｍ３０、ディザ補正処理Ｍ３２、噴射量操作処理Ｍ３４に対応する。アイドル時制限処理は、Ｓ１６〜Ｓ２０，Ｓ２４の処理に対応する。［２］図４における「ａｉｊ＞ｃｉｊ，ｂｉｊ」の設定に対応する。［３］図４における「ｃｉｊ＞ｂｉｊ」の設定に対応する。［４］図４の「ａｋｓ＜ａｋｔ」の設定に対応する。［５］図４の「ａｓｋ＞ａｔｋ」の設定に対応する。［６］図４の「ｂｋｓ＜ｂｋｔ」の設定や「ｃｋｓ＜ｃｋｔ」の設定に対応する。［７］図４の「ｂｓｋ＞ｂｔｋ」の設定や「ｃｓｋ＞ｃｔｋ」の設定に対応する。
【００５５】
＜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。
・「アイドル時制限処理について」
上記実施形態では、Ｄレンジ停車時のマップデータの出力変数ｂｉｊの方が、Ｎレンジのマップデータの出力変数ｃｉｊより必ず小さくなる設定としたが、これに限らない。たとえば、一部の動作点に限って等しくなる出力変数を有していてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、Ｄレンジ停車時と、Ｎレンジとで各別のマップデータを用意したがこれに限らない。たとえば、それらを同一のマップデータとしてもよい。この場合であっても、通常、Ｎレンジの方がＤレンジ停車時の場合よりも、目標回転速度ＮＥ＊が高く設定されることから、制限値αＬｉｍが大きい値とされる傾向がある。
【００５７】
Ｄレンジ走行時のマップデータとしては、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷを入力変数とするものに限らない。たとえば、それらのいずれか１つのみを入力変数とするものであってもよい。
【００５８】
Ｄレンジ停車時のマップデータとしては、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷを入力変数とするものに限らない。たとえば、それらのいずれか１つのみを入力変数とするものであってもよい。
【００５９】
Ｎレンジ用のマップデータとしては、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷを入力変数とするものに限らない。たとえば、それらのいずれか１つのみを入力変数とするものであってもよい。
【００６０】
回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷのうちの少なくとも１つを入力変数とするマップデータを備えることは必須ではない。たとえば、Ｄレンジ走行時のマップデータとして、補機類３０が内燃機関１０に加える負荷トルクを入力変数とするものを用いてもよい。またたとえば、Ｄレンジ停車時のマップデータとして、補機類３０が内燃機関１０に加える負荷トルクを入力変数とするものを用いてもよい。またたとえば、Ｎレンジ用のマップデータとして、補機類３０が内燃機関１０に加える負荷トルクを入力変数とするものを用いてもよい。
【００６１】
さらに、ディザ補正要求値αの制限値αＬｉｍを用いるものに限らず、たとえばアイドル時用のディザ補正要求値αを設定する処理としてもよい。これは、たとえば、アイドル時用の基本値α０の設定によって実現できる。また、たとえばアイドル時用の補正係数Ｋの設定によって実現してもよい。
【００６２】
・「ディザ制御処理について」
上記実施形態では、水温ＴＨＷに応じて定まる基本値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、ディザ補正要求値αを算出したが、これに限らない。たとえば、水温ＴＨＷ、回転速度ＮＥおよび負荷率ＫＬを入力変数とし、ディザ補正要求値αを出力変数とするマップデータをＲＯＭ５４に記憶しておき、ＣＰＵ５２によりディザ補正要求値αをマップ演算してもよい。
【００６３】
またたとえば、回転速度ＮＥおよび水温ＴＨＷ、または負荷率ＫＬおよび水温ＴＨＷの２つのパラメータのみに基づいてディザ補正要求値αを可変設定してもよく、またたとえば、上記３つのパラメータのうちの１つのパラメータのみに基づいてディザ補正要求値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に基づきディザ補正要求値αを可変設定してもよい。
【００６４】
ディザ補正要求値αを、内燃機関の動作点に基づき可変設定すること自体必須ではない。たとえば、暖機要求のための値と、硫黄被毒回復処理のための値とをそれぞれ単一の値としてもよい。
【００６５】
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。
【００６６】
・「排気浄化装置について」
上記構成では、排気浄化装置として、三元触媒２４を例示したがこれに限らない。たとえば、三元触媒２４の下流にガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）を備えてもよい。またたとえばＧＰＦのみであってもよい。ただし、その場合、ディザ制御による昇温効果を高めるうえでは、ＧＰＦに、酸素吸蔵能力を付与することが望ましい。
【００６７】
・「排気の昇温要求について」
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、「排気浄化装置について」の欄に記載したように、ＧＰＦを備えるものにあっては、ＧＰＦが捕集した粒子状物質を燃焼させるためにＧＰＦの温度を上昇させる要求であってもよい。ちなみに、三元触媒２４の下流にＧＰＦを備える場合、リッチ燃焼気筒から排出された未燃燃料とリーン燃焼気筒から排出された酸素とを三元触媒２４にて反応させ、その反応熱によって三元触媒２４の下流の排気温を上昇させることによって、ＧＰＦを昇温させてもよい。またたとえば、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。
【００６８】
・「制御装置について」
制御装置としては、ＣＰＵ５２とＲＯＭ５４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。
【００６９】
・「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。
【００７０】
・「車両について」
車両の推力を内燃機関１０のみで生成するものに限らず、たとえば、内燃機関の動力と回転電機の動力とを用いることが可能な、いわゆるハイブリッド車であってもよい。
【００７１】
・「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。
【符号の説明】
【００７２】
１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、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…クランク軸、３０…補機類、３２…変速装置、３４…出力軸、４０…変速制御装置、４６…シフトポジションセンサ、５０…制御装置、５２…ＣＰＵ、５４…ＲＯＭ、５６…ＲＡＭ、６０…空燃比センサ、６２…クランク角センサ、６４…エアフローメータ、６６…水温センサ、６８…車速センサ、７０…アクセルペダル、７２…アクセルセンサ。
【図１】
2019065820.tif 000003
【図２】
2019065820.tif 000004
【図３】
2019065820.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019065820.tif 000007