(57)【要約】【課題】触媒床温度の上昇を抑制すること。【解決手段】この内燃機関の制御装置１０は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関の排ガスを浄化する触媒の触媒床温度に関するパラメータに基づいて、前記触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定する触媒床温度判定部２２と、前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を増加させる噴射割合制御部２３と、を含んで構成される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関を制御するものであり、
前記内燃機関の排ガスを浄化する触媒の触媒床温度に関するパラメータに基づいて、前記触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定する触媒床温度判定部と、
前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させる噴射割合制御部と、
を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排ガスが複数の触媒によって浄化されるとともに、それぞれの前記触媒は、前記内燃機関が備える複数の気筒のうち、１以上の気筒から排出される排ガスを浄化する場合、
前記触媒床温度判定部は、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたか否かを判定し、
前記噴射割合制御部は、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記所定の基準値を超えた前記触媒に対応する前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記噴射割合制御部は、
前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときに、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させるとともに、前記筒内噴射弁の燃料噴射を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記噴射割合制御部は、
前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を変化させずに前記ポート噴射弁の燃料噴射割合を増加させることにより、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする請求項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】
前記噴射割合制御部は、
前記ポート噴射弁の燃料噴射量を増加させたにもかかわらず前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えている場合には、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる総燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関を制御するにあたり、
前記内燃機関の排ガスを浄化する触媒の触媒床温度に関するパラメータに基づいて、前記触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定する手順と、
前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させる手順と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記内燃機関の排ガスが複数の触媒によって浄化されるとともに、それぞれの前記触媒は、前記内燃機関が備える複数の気筒のうち１以上の気筒から排出される排ガスを浄化する場合、
前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたか否かを判定し、
前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記所定の基準値を超えた前記触媒に対応する前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を変化させずに前記ポート噴射弁の燃料噴射割合を増加させることにより、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関の制御に関するものであり、さらに詳しくは、触媒床温度の上昇を抑制できる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に直接燃料を噴射して点火する、いわゆる直噴の内燃機関は、圧縮行程中に直接燃料を噴射して、点火プラグ付近に燃料噴霧をとどめて着火しやすい混合気を形成し、その周りの空気層と分離、すなわち成層化する。この状態で点火プラグ付近の混合気に点火して燃焼させる、いわゆる成層燃焼の下で直噴の内燃機関を運転することにより、超希薄燃焼運転を実現できる。これにより、燃費を向上させるとともに、ＣＯ2の排出量を低減させることができる。
【０００３】
また、直噴の内燃機関は、吸入行程中に気筒内へ直接燃料を噴射して気筒内へ燃料を拡散させ、均質の混合気を形成して燃焼させる、いわゆる均質燃焼の下で運転することができる。均質燃焼領域では、吸入行程中に気筒内へ直接噴射した燃料の気化熱によって吸入空気をより冷却できるので、充填効率を高めることができる。これにより、直噴の内燃機関の均質燃焼領域における運転では高出力を得ることもできる。このような利点から、近年、直噴の内燃機関が注目されており、実用化されている。
【０００４】
直噴の火花点火式内燃機関が均質燃焼で運転される場合には、特に高出力時において供給される燃料の量が多くなるので、燃料の気化が間に合わず、均質燃焼の燃焼不良を招きく場合がある。このため、近年においては、気筒内へ燃料を噴射する筒内噴射弁に加えて、吸気通路へ燃料を噴射するポート噴射弁をさらに備える直噴の内燃機関が提案されている。このような直噴の内燃機関において、特許文献１には、空燃比から筒内噴射の異状を検出し、異状発生時には筒内噴射を停止して、ポート噴射に切り替える内燃機関の燃料噴射装置が開示されている。これにより、筒内噴射弁用の燃料ポンプに異状があった場合でも、内燃機関の停止を回避することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１０３０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、空燃比の変化を検知するのみでは触媒床の昇温は検出できず、筒内噴射弁の燃料噴霧に異状があった場合に燃焼状態が悪化する結果、触媒床が過熱して寿命を縮めてしまう場合がある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、筒内噴射弁とポート噴射弁とを備える内燃機関を運転するにあたり、触媒床温度の過熱を抑制することのできる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関の排ガスを浄化する触媒の触媒床温度に関するパラメータに基づいて、前記触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定する触媒床温度判定部と、前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させる噴射割合制御部と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の排ガスが複数の触媒によって浄化されるとともに、それぞれの前記触媒は、前記内燃機関が備える複数の気筒のうち、１以上の気筒から排出される排ガスを浄化する場合、前記触媒床温度判定部は、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたか否かを判定し、前記噴射割合制御部は、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記所定の基準値を超えた前記触媒に対応する前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする。
【０００９】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の制御装置において、前記噴射割合制御部は、前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときに、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させるとともに、前記筒内噴射弁の燃料噴射を停止させることを特徴とする。
【００１０】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の制御装置において、前記噴射割合制御部は、前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を変化させずに前記ポート噴射弁の燃料噴射割合を増加させることにより、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする。
【００１１】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の制御装置において、前記噴射割合制御部は、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を増加させたにもかかわらず前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えている場合には、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる総燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする。
【００１２】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御方法は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関を制御するにあたり、前記内燃機関の排ガスを浄化する触媒の触媒床温度に関するパラメータに基づいて、前記触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定する手順と、前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させる手順と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御方法は、前記内燃機関の制御方法において、前記内燃機関の排ガスが複数の触媒によって浄化されるとともに、それぞれの前記触媒は、前記内燃機関が備える複数の気筒のうち１以上の気筒から排出される排ガスを浄化する場合、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたか否かを判定し、前記触媒のうちいずれか一つの触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記所定の基準値を超えた前記触媒に対応する前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする。
【００１４】
また、次の本発明に係る内燃機関の制御方法は、前記内燃機関の制御方法において、前記前記触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記内燃機関に噴射する燃料の総量を変化させずに前記ポート噴射弁の燃料噴射割合を増加させることにより、前記ポート噴射弁の燃料噴射量を、前記内燃機関の運転条件によって定められる前記ポート噴射弁の燃料噴射量よりも増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法によれば、筒内噴射弁とポート噴射弁とを備える内燃機関を運転するにあたり、触媒床温度の過熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明はレシプロ式の内燃機関に対して好適に適用でき、特に乗用車やバス、あるいはトラック等の車両に搭載される内燃機関に対して好ましく適用できる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係る内燃機関の制御装置及び制御方法は、次の点に特徴がある。すなわち、触媒床温度に関するパラメータにより、触媒床温度が所定の基準値を超えたか否かを判定し、触媒床温度が前記所定の基準値を超えたときには、前記ポート噴射弁からの燃料噴射量を増加させる点に特徴がある。
【００１８】
図１は、実施例１に係る内燃機関の制御装置により内燃機関を制御する場合の一例を示す概念図である。本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気通路４と気筒１ｓ内とにそれぞれ燃料噴射弁を備える内燃機関の制御に用いられるものである。内燃機関の制御装置１０の制御対象である内燃機関１は、ガソリンを燃料としたレシプロ式の内燃機関である。この内燃機関１は、吸気通路４内に燃料Ｆを噴射するポート噴射弁２と、気筒１ｓ内に燃料Ｆを噴射する筒内噴射弁３とを備える。そして、ポート噴射弁２と筒内噴射弁３との少なくとも一方を用いて、内燃機関１へ燃料Ｆを供給する。
【００１９】
吸気通路４から気筒１ｓ内に導入される空気は、ポート噴射弁２又は筒内噴射弁３から噴射される燃料と混合気を形成し、点火プラグ６で着火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。燃焼ガスの燃焼圧力はピストン５に伝えられ、ピストン５を往復運動させる。ピストン５を駆動した後の燃焼ガスは、排ガス通路７を通って三元触媒９へ導かれ、ここで燃焼ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ成分が低減されて浄化される。
【００２０】
三元触媒９には、触媒床温度に関するパラメータを検出する検出手段の一例として、触媒床の温度（以下触媒床温度）Ｔｃを測定するための触媒床温度計４０が取り付けられている。これにより、触媒床温度Ｔｃをモニタすることにより、三元触媒のＯＴ（Over Temperature：過熱）を検知する。触媒床温度計４０で検出された触媒床温度Ｔｃは、三元触媒９のＯＴを抑制するための制御に用いられる。また、エキゾーストマニホールド８には、内燃機関１の空燃比Ａ／Ｆ（Air Fuel Ratio）を測定するための空燃比センサ（以下Ａ／Ｆセンサ）４１が取付けられており、内燃機関１の燃焼異常検知等に用いられる。例えば、Ａ／Ｆセンサ４１からの出力を、内燃機関１の運転条件によって定まる目標空燃比と比較することにより、内燃機関１の燃焼異常を検知することができる。この実施例においては、触媒床温度計４０及びＡ／Ｆセンサ４１の出力はＥＣＵ３０を介して内燃機関の制御装置１０へ取り込まれるが、前記センサの出力を直接内燃機関の制御装置１０へ取り込むようにしてもよい。
【００２１】
ここで、触媒床温度に関するパラメータとしては、触媒床温度そのものの他、内燃機関１の排ガス温度や排ガス温度カウンタによって推定した内燃機関１の排ガス温度等がある。すなわち、直接触媒床温度Ｔｃを測定しなくとも、触媒床温度Ｔｃを推定できるパラメータであれば、触媒床温度に関するパラメータとして用いることができる。ここで排ガス温度カウンタとは、内燃機関の運転状態に基づいて触媒床温度を推定するものである。排ガス温度カウンタには、例えば、内燃機関１の吸入空気量と触媒床温度の単位時間あたりの変化量との関係から、内燃機関１の吸入空気量を求めることにより触媒床温度Ｔｃを推定するものがある。
【００２２】
図２は、実施例１に係る内燃機関の制御装置の構成を示す説明図である。図２を用いて、実施例１に係る内燃機関の制御装置１０の構成を説明する。なお、本発明の内燃機関の制御方法は、本発明の内燃機関の制御装置１０によって実現できる。内燃機関の制御装置１０は、処理部１０ｐと、記憶部１０ｍとを含んで構成される。処理部１０ｐは、さらに燃焼判定部２１と、触媒床温度判定部２２と、噴射割合決定部２３とを含んで構成される。ここで、燃焼判定部２１と、触媒床温度判定部２２と、噴射割合決定部２３とが、本発明に係る内燃機関の制御方法を実行する部分となる。
【００２３】
記憶部１０ｍと、燃焼判定部２１と、触媒床温度判定部２２と、噴射割合決定部２３とは、内燃機関の制御装置１０の入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９を介して接続される。これにより、記憶部１０ｍと、燃焼判定部２１と、触媒床温度判定部２２と、噴射割合決定部２３とは、それぞれ双方向でデータをやり取りできるように構成される。なお、装置構成上の必要に応じて片方向でデータを送受信するようにしてもよい。
【００２４】
内燃機関の制御装置１０とＥＣＵ３０とは、内燃機関の制御装置１０の入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２９を介して接続されており、両者間で相互にデータをやり取りすることができる。これにより、内燃機関の制御装置１０はＥＣＵ３０が有する内燃機関１の負荷ＫＬや機関回転数ＮＥその他の内燃機関の運転制御データを取得したり、ＥＣＵを介して内燃機関１の各種センサからの情報を取得したり、あるいは内燃機関の制御装置１０の制御をＥＣＵ３０の内燃機関の運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。また、本発明に係る内燃機関の制御装置１０は、ＥＣＵ３０に組み込んでもよく、ＥＣＵ３０の機能の一部を利用することで、本発明に係る内燃機関の制御装置１０の機能を実現してもよい。
【００２５】
記憶部１０ｍには、本発明に係る内燃機関の制御方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや、触媒床温度やポート噴射弁２と筒内噴射弁３との燃料噴射割合等のデータマップ等が格納されている。ここで、記憶部１０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、処理部１０ｐは、メモリ及びＣＰＵにより構成することができる。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、スロットルセンサ４２やエアフローセンサ４３、その他の各種センサ類からの出力を取得して等の出力を取得して、内燃機関１の運転を制御する。また、この実施例において、本発明に係る内燃機関の制御装置１０はＥＣＵ３０に接続されており、本発明に係る内燃機関の制御方法を実現するにあたって、ＥＣＵ３０が備える内燃機関１の制御機能機能を利用できるように構成されている。
【００２７】
上記コンピュータプログラムは、処理部１０ｐやＥＣＵ３０にすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本発明に係る内燃機関の制御方法の処理手順を実現できるものであってもよい。この処理部１０ｐは、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、燃焼判定部２１、触媒床温度判定部２２及び噴射割合決定部２３の機能を実現するものであってもよい。次に、この内燃機関の制御装置１０を用いて、実施例１に係る内燃機関の制御方法を実現する手順を説明する。なお、この説明にあたっては、適宜図１、２を参照されたい。
【００２８】
図３は、実施例１に係る内燃機関の制御方法の制御手順を示すフローチャートである。この内燃機関の制御方法は、少なくとも筒内噴射弁３を使用して内燃機関１を運転する場合に適用され、ポート噴射弁のみを用いて内燃機関１を運転する場合には適用されない。実施例１に係る内燃機関の制御方法を実現するにあたり、まず、ＥＣＵ３０が、内燃機関１の機関回転数ＮＥ、空燃比Ａ／Ｆ等を取得し、内燃機関の負荷ＫＬ等を求める（ステップＳ１０１）。この負荷ＫＬや機関回転数ＮＥ等により、ＥＣＵ３０あるいは内燃機関の制御装置１０が備える噴射割合決定部２３により、内燃機関１に供給する全燃料噴射量ＴＡＵが算出される。
【００２９】
次に、触媒床温度判定部２２は、触媒床温度計４０から取得した触媒床温度Ｔｃを、所定の基準値と比較する（ステップＳ１０２）。所定の基準値は、例えば三元触媒９の触媒床耐熱温度Ｔｌあるいは触媒床耐熱温度Ｔｌから安全マージン温度δＴを差し引いた補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃ（＝（Ｔｌ−δＴ））を用いることができる。また、内燃機関１の負荷ＫＬ、機関回転数ＮＥ、空燃比Ａ／Ｆ等といった運転条件から定まる三元触媒９の触媒床温度を予めマップ化しておき、取得した内燃機関１の運転条件に対応する前記触媒床温度のマップの温度値を用いることもできる。実施例１では、所定の基準値として、前記補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃを用いる。
【００３０】
また、触媒床温度Ｔｃを所定の基準値と比較する他、例えば、触媒床温度Ｔｃの昇温速度から所定の基準値を超える時間を予測して、ポート噴射弁２の燃料噴射割合を増加させてもよい。図４は、触媒床温度の時間変化の一例を示す説明図である。例えば、触媒床温度判定部２２が触媒床温度Ｔｃの上昇割合ΔＴｃ／Δｔを算出し、現在の触媒床温度Ｔｃと前記上昇割合から、所定の基準値（ここでは触媒床耐熱温度Ｔｌ）を超える時間ｔｏを予測する。そして、触媒床温度Ｔｃが所定の基準値を超える時間ｔｏが予め定めた基準時間以下であると触媒床温度判定部２２が判定した場合に、噴射割合決定部２３がポート噴射弁２の燃料噴射割合を増加させる制御を開始する。
【００３１】
ＴｃがＴｌｃよりも低いとき（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、触媒床温度Ｔｃは正常であり、異常な温度上昇は発生していないと判断できる。このため、全燃料噴射量ＴＡＵは変更しないで、また、ポート噴射弁２と筒内噴射弁３との噴射割合も変更しないで燃料を噴射する（ステップＳ１０８）。以下、この燃料の噴射形態を通常噴射という。
【００３２】
ＴｃがＴｌｃ以上のとき（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、触媒床温度Ｔｃは、その耐熱温度のほぼ上限に達していると判断できる。触媒床温度Ｔｃが上昇する原因としては、例えば高負荷運転が長時間連続する場合がある。また、筒内噴射弁３の作動不良や筒内噴射弁３へのデポジット付着等による燃料噴霧形成不良に起因して、空燃比Ａ／Ｆがリーン化することにより、触媒床温度が上昇する場合もある。いずれの場合も、そのままの状態で運転を続けると、三元触媒９の過熱により、耐久性を短くするおそれがある。
【００３３】
このため、噴射割合決定部２３は触媒床温度判定部２２の判定結果を受けて、内燃機関１の排ガス温度を下げるように制御する。具体的には、噴射割合決定部２３は、内燃機関１に対して噴射する燃料の総量、すなわち全燃料噴射量ＴＡＵを変化させずに、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させ、筒内噴射弁３の噴射割合を低下させるように燃料噴射量を調整する（ステップＳ１０３）。そして、ポート噴射弁２は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ１０４）。その結果、触媒床温度ＴｃがＴｌｃよりも低くなったら、通常噴射に移行する（ステップＳ１０５；Ｎｏ、ステップＳ１０８）。
【００３４】
ここで、触媒床温度Ｔｃを低くするため、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させて排ガス温度を下げる理由について説明する。図５は、筒内噴射弁とポート噴射弁との噴射割合を変化させた場合の触媒床温度を示す説明図である。図５に示すように、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させるにしたがって、触媒床温度Ｔｃは低くなる。これは、ポート噴射の方が燃料と空気との混合が促進され、燃料の気化が促進されるので、排ガス中におけるＨＣ、ＣＯの量が減少して触媒床温度Ｔｃを下げることができるからである。このため、全燃料噴射量ＴＡＵが一定であれば、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させ、筒内噴射弁３の噴射割合を低下させる方が、触媒床温度Ｔｃの低下に有効である。このようにすれば、燃料消費を抑えながら、触媒床温度Ｔｃを低下させることができる。
【００３５】
また、筒内噴射弁３の燃料噴霧形成不良に起因して空燃比Ａ／Ｆがリーン化し、触媒床温度Ｔｃの上昇を招いた場合には、ポート噴射弁２からの噴射割合を増加させることで、触媒床温度Ｔｃを効果的に低減させることができる。また、リーン化した空燃比Ａ／Ｆも目標空燃比に近づけることができるので、排ガス中におけるＨＣやＣＯの増加も抑制することができる。
【００３６】
ポート噴射弁２の噴射割合を増加させても触媒床温度ＴｃがＴｌｃ以上であると触媒床温度判定部２２が判定した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵを増加させることにより、ポート噴射弁２及び筒内噴射弁３両方の燃料噴射量を増加させる（ステップＳ１０６）。そして、ポート噴射弁２は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ１０７）。これにより、空燃比Ａ／Ｆを下げて燃料をリッチ化することにより燃焼状態が改善するので、排ガスに含まれる未燃ＨＣの量が減少する。その結果、排ガス温度が低下するので、触媒床温度Ｔｃを低下させることができる。なお、全燃料噴射量ＴＡＵを増加させるときには、ポート噴射弁２の増加割合を筒内噴射弁３の増加割合よりも大きくしてもよいし、全燃料噴射量ＴＡＵの増加分をすべてポート噴射弁２の噴射量増加分としてもよい。さらに、全燃料噴射量ＴＡＵの増加させるとともに、筒内噴射弁３の噴射量を０として、全量をポート噴射弁２から噴射させてもよい。このようにすれば、ポート噴射による燃料と空気との混合促進による燃料の気化促進効果がより大きくなるので、効率的に排ガス中に含まれる未燃ＨＣの量を低下させて、排ガス温度及び触媒床温度Ｔｃを下げることができる。
【００３７】
全燃料噴射量ＴＡＵを増加させた結果、触媒床温度ＴｃがＴｌｃよりも小さくなったら、通常噴射に移行する（ステップＳ１０１；Ｎｏ）。触媒床温度ＴｃがＴｌｃ以上の場合、触媒床温度ＴｃがＴｌｃよりも低くなるまで上記ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７を繰り返す（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）。なお、触媒床温度Ｔｃの低下速度が予め定めた値よりも遅い場合、内燃機関の制御装置１０は、全燃料噴射量ＴＡＵを増加させ、少なくともポート噴射弁２から噴射するステップ（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）を繰り返すように制御してもよい。これにより、空燃比Ａ／Ｆのリッチ化により触媒床温度Ｔｃをより早く低下させることができるので、高温による三元触媒９の耐久性低下を抑制することができる。
【００３８】
次に、実施例１による燃料噴射割合の決定手順について説明する。図６は、燃料噴射割合の決定手順を示すフローチャートである。実施例１に係る内燃機関の制御装置１０が備える噴射割合決定部２３は、図６のフローチャートに示す手順でポート噴射弁２と筒内噴射弁３との燃料噴射割合を決定する。まず、噴射割合決定部２３は、内燃機関１の負荷ＫＬ及び機関回転数ＮＥからＥＣＵ３０が算出した当該機関運転条件における全燃料噴射量ＴＡＵを取得する（ステップＳ２０１）。なお、噴射割合決定部２３が前記内燃機関１の負荷ＫＬ及び機関回転数ＮＥをＥＣＵ３０から取得し、これらから全燃料噴射量ＴＡＵを算出するようにしてもよい。
【００３９】
次に、噴射割合決定部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵの増加が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。全燃料噴射量ＴＡＵを増加する場合とは、ポート噴射弁２の噴射割合増加のみでは触媒床温度Ｔｃの低下が不十分である場合である。噴射割合決定部２３が、全燃料噴射量ＴＡＵの増加が必要であると判定した場合、（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、最初に決定したＴＡＵに噴射量増加分αを加算した値を、全燃料噴射量ＴＡＵに置き換える（ステップＳ２０３）。全燃料噴射量ＴＡＵの増加が不要であるときには（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、噴射割合決定部２３は、最初に決定したＴＡＵを全燃料噴射量ＴＡＵとする（ステップＳ２０４）。次に、燃焼判定部２１が均質燃焼領域であるか否かを判定し（ステップＳ２０５）、均質燃焼領域である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３はポート噴射弁２と筒内噴射弁３との噴射割合を決定する（ステップＳ２０６）。
【００４０】
図７は、内燃機関の負荷に対するポート噴射弁の噴射割合を示す噴射割合マップの一例を示す説明図である。ポート噴射弁２の噴射割合ｋ（以下噴射割合ｋ）は、図７の噴射割合マップ５０に示すように定められ、負荷ＫＬの増加とともにポート噴射弁２の噴射割合が大きくなるように設定される。噴射割合決定部２３は、ＥＣＵ３０から内燃機関１の負荷ＫＬを取得し、内燃機関の制御装置１０の記憶部１０ｍに格納されている噴射割合マップ５０に負荷ＫＬを与え、必要な噴射割合ｋを取得し、この値をポート噴射弁２の噴射割合として決定する。
【００４１】
次に、噴射割合決定部２３は、ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ポート噴射弁２の噴射割合を増加させる場合とは、少なくとも筒内噴射弁３を用いて内燃機関１を運転しているときに、触媒床温度Ｔｃが所定の基準値を超えた場合をいう。ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要である場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、最初に決定した噴射割合ｋに噴射割合増加分βを加算した値を、噴射割合ｋに置き換える（ステップＳ２０８）。ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要ないときには（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、噴射割合決定部２３は、最初に決定した噴射割合ｋを、噴射割合ｋとする（ステップＳ２０９）。
【００４２】
そして、制御に用いる噴射割合ｋを決定したら、噴射割合決定部２３は、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐと、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｄとを、前記噴射割合ｋを用いて次のように決定する（ステップＳ２１０）。
Ｑｐ＝ｋ×ＴＡＵ
Ｑｄ＝（１−ｋ）×ＴＡＵ
そして、ポート噴射弁２とポート噴射弁２とはこの噴射量で燃料を噴射する。
【００４３】
燃焼判定部２１が均質燃焼領域ではないと判定した場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、噴射割合決定部２３は、ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。均質燃焼領域ではないということは成層燃焼領域なので、原則として筒内噴射弁３のみによる噴射で内燃機関１を運転する。まず、ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要でない場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、引き続き筒内噴射弁３のみから燃料を噴射して内燃機関１を運転する。このため、噴射割合決定部２３は、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐを０とし、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｄを全燃料噴射量ＴＡＵとする（ステップＳ２１２）。ポート噴射弁２の噴射割合の増加が必要である場合（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させる。実施例１においては、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐを全燃料噴射量ＴＡＵとし、筒内噴射弁３の燃料噴射量Ｑｄを０とする（ステップＳ２１３）。
【００４４】
このように、成層燃焼領域であってもポート噴射弁２を用いることで、ポート噴射による燃料と空気との混合促進による燃料の気化促進効果により、効率的に排ガス中に含まれる未燃ＨＣの量を低下させて、排ガス温度及び触媒床温度Ｔｃを下げることができる。なお、成層燃焼領域においても、内燃機関１の負荷ＫＬや機関回転数ＮＥその他の運転条件に応じて、ポート噴射弁２の噴射割合を変化させるようにしてもよい。このような制御例としては、例えば内燃機関１の負荷ＫＬの増加とともにポート噴射弁２の噴射割合を増加させるものがある。ここで、ポート噴射弁２の噴射割合を増加させる場合は、上述したように、触媒床温度Ｔｃが所定の基準値を超えた場合である。
【００４５】
以上、実施例１では、触媒床温度によって、まず全体の燃料噴射量を変更しないでポート噴射の割合を増加させるようにするので、効率的に触媒温度を低下させることができる。これにより、内燃機関の燃料消費を抑えることができるとともに、全体の空燃比変化にもほとんど影響を与えないで触媒床温度を低下させることができる。また、触媒床温度によってポート噴射の割合を制御するので、触媒床温度を正確に反映して制御の精度を向上させることができ、より確実に三元触媒の過熱を抑制できる。
【００４６】
さらに、筒内噴射弁の噴霧形成に不良があった場合においては、ポート噴射弁で空燃比のリーン化を補うので、空燃比を目標値に維持できるとともに、触媒の過熱を抑制できる。ここで、実施例１で開示した内容は、以下の実施例及び変形例に対しても適用できる。また、実施例１の本発明は、均質燃焼領域、成層燃焼領域にかかわらず適用することができるが、触媒床温度を効率的に低下させられるという観点からは、特に触媒床温度が上昇しやすい高負荷、高出力運転時（均質燃焼領域）において好適である（以下同様）。
【００４７】
（変形例）
図８は、実施例１の変形例に係る内燃機関の制御装置の構成を示す説明図である。図９は、実施例１の変形例に係る内燃機関の制御方法の手順を示すフローチャートである。この内燃機関の制御方法は、実施例１の本発明に係る内燃機関の制御方法と略同様の構成であるが、ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方で燃料を噴射している場合において、触媒床温度Ｔｃを判定する前に、内燃機関の運転中における実空燃比ＡＦ１と目標空燃比ＡＦａとを比較して、運転中の実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａに近づくようにポート噴射弁又は筒内噴射弁の燃料噴射量を増加させる点が異なる。実施例１と同様の構成については説明を省略するとともに、同一の構成には同一の符号を付す。なお、次の説明においては、必要に応じて図１を参照されたい。
【００４８】
まず、ＥＣＵ３０が、内燃機関１の機関回転数ＮＥ、空燃比Ａ／Ｆ等を取得し、内燃機関の負荷ＫＬ等を求める（ステップＳ３０１）。次に、内燃機関の制御装置１０'が備える空燃比判定部２４が、Ａ／Ｆセンサ４１から内燃機関１の運転中における実空燃比ＡＦ１を取得して、目標空燃比ＡＦａと比較する（ステップＳ３０２）。実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きい場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、内燃機関１は混合気がリーン状態で運転されている。この原因としては、ポート噴射弁２又は筒内噴射弁３の少なくとも一方に燃料噴霧形成不良等の異常が発生して、燃焼異常、あるいは燃焼不安定となっていることが考えられる。その結果、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きくなっていると推定できる。
【００４９】
実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きい場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、筒内噴射弁３に燃料噴霧形成不良が発生していると仮定する。筒内噴射弁３は、ポート噴射弁２と比較して高圧の燃料が供給されるので作動不良を発生するおそれがあり、また、気筒１ｓ内に燃料を噴射するため、カーボン等が蓄積しやすいからである。実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きい場合には、まず、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐを増量して燃料を噴射する。このため噴射割合制御部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵのうちポート噴射弁２が噴射する燃料噴射量Ｑｐに増加量γを加算した値Ｑｐ＋γが、ポート噴射弁２の補正燃料噴射量Ｑｐ１となるように補正する（ステップＳ３０３）。そして、ポート噴射弁２は、この燃料噴射量で燃料を噴射する（ステップＳ３０４）。
【００５０】
ポート噴射弁２の燃料噴射量を増加させて燃料を噴射したら、空燃比判定部２４は実空燃比ＡＦ１を取得して、目標空燃比ＡＦａと比較する（ステップＳ３０５）。このときに、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａ以下になっていたら（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、触媒床温度Ｔｃを所定の基準値と比較する（ステップＳ３０８）。この変形例において、前記所定の基準値には、触媒床温度のマップから求めた触媒マップ温度Ｔｃｍを用いる。
【００５１】
ここで、ポート噴射弁２の燃料噴射量を増加させて燃料を噴射して、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａ以下になったということは、筒内噴射弁３に何らかの異状があったと推定できる。この記録を、ＥＣＵ３０のメモリに記憶させておけば、点検、修理の際に不具合の原因を特定しやすくなるので好ましい。また、ポート噴射弁２の燃料噴射量を増加させた回数が所定回数以上になったら警告を発して、運転者に対して点検、修理を促すようにしてもよい。
【００５２】
ポート噴射弁２の燃料噴射量を増加させたにもかかわらず実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きい場合には（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、ポート噴射弁２にも燃料噴霧形成異常が発生していると推定できるので、筒内噴射弁３の燃料噴射量Ｑｄを増加させる。このため噴射割合制御部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵのうち筒内噴射弁３が噴射する燃料噴射量Ｑｄに、増加量δを加算した値（Ｑｄ＋δ）がポート噴射弁２の補正燃料噴射量Ｑｄ１となるように補正する（ステップＳ３０６）。そして、筒内噴射弁３は、この燃料噴射量で燃料を噴射する（ステップＳ３０７）。なお、ポート噴射弁の異常を推定したら、その記録をＥＣＵ３０のメモリに記憶させることができる点は、筒内噴射弁３の場合と同様である。
【００５３】
図１０は、燃料噴射量の決定手順を示すフローチャートである。この変形例の本発明に係る内燃機関の制御装置１０が備える噴射割合決定部２３は、図１０のフローチャートに示す手順でポート噴射弁２と筒内噴射弁３との燃料噴射量を決定する。まず、噴射割合決定部２３は、内燃機関１の運転条件等からポート噴射弁２と筒内噴射弁３との噴射割合ｋを決定し、ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐと筒内噴射弁３の燃料噴射量Ｑｄとを決定する（ステップＳ４０１）。
【００５４】
ポート噴射弁２の燃料噴射量Ｑｐを増加させる場合、噴射割合決定部２３は、予め定めた増加量γを前記燃料噴射量Ｑｐに加算して、（Ｑｐ＋γ）をポート噴射弁２の補正燃料噴射量Ｑｐ１とする（ステップＳ４０２）。次に、筒内噴射弁３の燃料噴射量Ｑｄを増加させる場合、噴射割合決定部２３は、予め定めた増加量δを前記燃料噴射量Ｑｄ加算して、（Ｑｄ＋δ）を筒内噴射弁３の補正燃料噴射量Ｑｄ１とする（ステップＳ４０３）。そして、この補正燃料噴射量Ｑｐ１及びＱｄ１により、以後の制御を実行する。
【００５５】
次に、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａ以下であるか否かを比較し（ステップＳ３０２）、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａよりも大きい場合には（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａ以下になるまでステップＳ３０３〜ステップＳ３０７を繰り返し、Ｑｐ又はＱｄの増量を続ける。実空燃比ＡＦ１が目標空燃比ＡＦａ以下である場合には（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、触媒床温度Ｔｃを所定の基準値（ここでは触媒床温度のマップから求めた触媒マップ温度Ｔｃｍ）と比較する（ステップＳ３０８）。
【００５６】
触媒床温度Ｔｃを所定の基準値である触媒マップ温度Ｔｃｍと比較した結果、触媒床温度Ｔｃが触媒マップ温度Ｔｃｍ以上である場合は（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）、ポート噴射弁２あるいは筒内噴射弁３の燃料噴射量を増量することによって内燃機関１の実空燃比ＡＦ１が正常になったにもかかわらず、触媒床温度Ｔｃが上昇している場合である。このまま内燃機関１を運転すると、三元触媒９の昇温により三元触媒９の耐久性を低下させてしまうため、噴射割合制御部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵを一定としてポート噴射弁２の噴射割合を増加させ（ステップＳ３０９）、筒内噴射弁３の噴射割合を低下させる。そして、ポート噴射弁２は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ３１０）。ポート噴射弁２の噴射割合を増加させるのは、上述したように、ポート噴射を利用する方が触媒床温度Ｔｃを下げるために効果的だからである。
【００５７】
その結果、触媒床温度ＴｃがＴｃｍよりも低くになったら、通常噴射に移行する（ステップＳ３１１；Ｎｏ）。これにより、燃料消費を抑えながら、触媒床温度Ｔｃを低下させることができる。また、リーン化した空燃比Ａ／Ｆも目標空燃比に近づけることができるので、排ガス中におけるＨＣやＣＯの増加も抑制することができる。
【００５８】
ポート噴射弁２の噴射割合を増加させても触媒床温度ＴｃがＴｃｍ以上であると触媒床温度判定部２２が判定した場合（ステップＳ３１１；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵを増加させる。これにより、ポート噴射弁２及び筒内噴射弁３両方の燃料噴射量を増加させる（ステップＳ３１２）。そして、ポート噴射弁２は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ３１３）。これにより、空燃比Ａ／Ｆを下げてリッチ化することにより燃焼状態を改善して、排ガス中における未燃ＨＣ量を減少させることができる。その結果、排ガス温度を低下させ、触媒床温度Ｔｃを低下させることができる。
【００５９】
全燃料噴射量ＴＡＵを増加させた結果、触媒床温度ＴｃがＴｃｍよりも低くなったら（ステップＳ３０８；Ｎｏ）、通常噴射に移行する（ステップＳ３１４）。触媒床温度ＴｃがＴｃｍよりも高い場合、触媒床温度ＴｃがＴｃｍ以下になるまで上記ステップＳ３０９〜ステップＳ３１３を繰り返す（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）。これにより、触媒床温度ＴｃをＴｃｍ以下にして、三元触媒９の耐久性低下を抑えることができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例２は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備えるとともに、複数の三元触媒を備える内燃機関において、触媒床温度の上昇した三元触媒が担当する気筒が備える（吸気通路へ燃料を噴射する）ポート噴射弁の噴射割合を増加させることにより、前記三元触媒の触媒床温度を低下させる点に特徴がある。
【００６１】
図１１は、実施例２に係る内燃機関の制御方法により制御される内燃機関の一例を示す概念図である。図１１に示すように、この内燃機関１ａは、直列４気筒であり、第１三元触媒９1、及び第２三元触媒９2を備える。そして、気筒１ａｓ1、１ａｓ4からの排ガスは、第１及び第２エキゾーストマニホールド（以下エキマニという）８1、８4を通って第１三元触媒９1へ導かれ、ここで浄化される。気筒１ａｓ2、１ａｓ3からの排ガスは、第２及び第３エキマニ８2、８3を通って第２三元触媒９2へ導かれ、ここで浄化される。
【００６２】
第１及び第２三元触媒の触媒床温度は、それぞれ第１触媒床温度計４０1及び第２触媒床温度計４０2によって測定される。測定された第１及び第２触媒床温度Ｔｃ1、Ｔｃ2は、実施例２に係る本発明の内燃機関の制御方法に使用される。このように、内燃機関１ａは２個の三元触媒を備えるが、実施例２には３個以上の三元触媒を備える内燃機関に対しても適用できる。また、気筒数が２以上の内燃機関に対しても実施例２は適用できる。
【００６３】
図１２は、実施例２に係る内燃機関の制御方法の手順を示すフローチャートである。この内燃機関の制御方法は、少なくとも第１〜第４筒内噴射弁３1〜３4を使用して内燃機関１ａを運転する場合に適用され、第１〜第４ポート噴射弁２1〜２4のみを用いて内燃機関１ａを運転する場合には適用されない。また、実施例２に係る内燃機関の制御方法は実施例１に係る内燃機関の制御装置１０によって実現できる。このため、内燃機関の制御装置１０の構成に関する説明は、適宜図２を参照されたい。
【００６４】
実施例２に係る内燃機関の制御方法を実現するにあたり、まず、ＥＣＵ３０が、内燃機関１の機関回転数ＮＥ、空燃比Ａ／Ｆ等を取得し、内燃機関の負荷ＫＬ等を求める（ステップＳ５０１）。この負荷ＫＬや機関回転数ＮＥ等により、ＥＣＵ３０あるいは内燃機関の制御装置１０が備える噴射割合決定部２３により、内燃機関１に供給する全燃料噴射量ＴＡＵが算出される。
【００６５】
実施例２においては、触媒床温度を比較する所定の基準値に、上記補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃ（＝Ｔｌ−δＴ）を用いる。次に、触媒床温度判定部２２は、第１触媒床温度計４０1から取得した第１三元触媒９1の第１触媒床温度Ｔｃ1と、第２触媒床温度計４０2から取得した第２三元触媒９2の第２触媒床温度Ｔｃ2とを比較する（ステップＳ５０２）。そして、第２触媒床温度Ｔｃ2の方が第１触媒床温度Ｔｃ1よりも高い場合（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ）、触媒床温度判定部２２は、第２触媒床温度Ｔｃ2が補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０３）。なお、第１三元触媒９1と第２三元触媒９2とでは、各気筒の燃焼温度ばらつき等によりいずれか一方の触媒床温度が上昇しやすい場合がある。このような場合には、昇温しやすいほうの三元触媒に対して先に温度低下の制御が実行できるように、三元触媒同士の触媒床温度比較手順（ステップＳ５０２）を変更してもよい。
【００６６】
Ｔｃ2がＴｌｃよりも低いとき（ステップＳ５０３；Ｎｏ）、第２触媒床温度Ｔｃ2は正常であり、異常な温度上昇は発生していないと判断できる。このため、通常噴射に移行する（ステップＳ５０８）。Ｔｃ2がＴｌｃ以上のとき（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）、第２触媒床温度Ｔｃ2は、耐熱温度のほぼ上限に達していると判断できる。したがって、そのままの状態で運転を続けると、第２三元触媒９2の過熱により耐久性を低下させるおそれがある。このため、噴射割合決定部２３は触媒床温度判定部２２の前記判定結果により、第２三元触媒９2の第２触媒床温度Ｔｃ2を下げるように制御する。
【００６７】
具体的には、噴射割合決定部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵを変化させずに、第２ポート噴射弁２2、第３ポート噴射弁２3（第２三元触媒９2に対応するポート噴射弁）の噴射割合を増加させる。ここで、第２ポート噴射弁２2、第３ポート噴射弁２3は、第２三元触媒９2が担当する第２気筒１ａｓ2及び第３気筒１ａｓ3の第２及び第３吸気通路４2、４3がそれぞれ備えるものである。そして、第２筒内噴射弁３2、第３筒内噴射弁３3（第２三元触媒９2に対応する筒内噴射弁）の噴射割合を低下させるように燃料噴射量を決定する（ステップＳ５０４）。第２、第３ポート噴射弁２2、２3、及び第２、第３筒内噴射弁３2、３3は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ５０５）。その結果、第２触媒床温度Ｔｃ2がＴｌｃ以下になったら、通常噴射に移行する（ステップＳ５０６；Ｎｏ、ステップＳ５０８）。
【００６８】
第２ポート噴射弁２2等の噴射割合を増加させても第２触媒床温度Ｔｃ2がＴｌｃ以上であると触媒床温度判定部２２が判定した場合（ステップＳ５０６；Ｙｅｓ）、噴射割合決定部２３は、全燃料噴射量ＴＡＵを増量させることにより、第２、第３ポート噴射弁２2、２3、及び第２、第３筒内噴射弁３2、３3の燃料噴射量を増加させる（ステップＳ５０７）。そして、第２、第３ポート噴射弁２2、２3、及び第２、第３筒内噴射弁３2、３3は、この噴射割合で燃料を噴射する（ステップＳ５０８）。これにより、空燃比Ａ／Ｆを下げてリッチ化できるので、燃焼状態を改善することができる。その結果、排ガス中に含まれる未燃ＨＣの量が減少して排ガス温度が低下するので、第２触媒床温度Ｔｃ2を低下させることができる。
【００６９】
全燃料噴射量ＴＡＵを増加させた結果、第２触媒床温度Ｔｃ2がＴｌｃよりも低くなったら第２及び第３気筒１ａｓ2、１ａｓ3は通常噴射に移行するとともに（ステップＳ５０２；Ｎｏ、ステップＳ５０８）、第１三元触媒９1の第１触媒床温度Ｔｃ1の監視に移行する（ステップＳ５０９）。一方、第２触媒床温度Ｔｃ2がＴｌｃ以上である場合、第２触媒床温度Ｔｃ2がＴｌｃよりも低くなるまで上記ステップＳ５０３〜ステップＳ５０７を繰り返す（ステップＳ５０３；Ｙｅｓ）。なお、第２触媒床温度Ｔｃ2の低下速度が予め定めた値よりも遅い場合、内燃機関の制御装置１０は、全燃料噴射量ＴＡＵを増加させ、少なくともポート噴射弁２から噴射するステップ（ステップＳ５０６、Ｓ５０７）を繰り返すように制御してもよい。これにより、空燃比Ａ／Ｆのリッチ化により第２触媒床温度Ｔｃ2をより早く低下させることができるので、高温による第２三元触媒９2の耐久性低下を抑制することができる。
【００７０】
次に、上記ステップＳ５０２において、第１触媒床温度Ｔｃ1の方が第２触媒床温度Ｔｃ2よりも高いと判定された場合（ステップＳ５０２；Ｎｏ）、第２三元触媒９2は正常に機能していると判定できる。このため、第２三元触媒９2に対応する第２気筒１ａｓ2及び第３気筒１ａｓ3に対しては、通常噴射で運転する（ステップＳ５０８）。次に、触媒床温度判定部２２は、第１触媒床温度Ｔｃ1が補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。第１触媒床温度Ｔｃ1が補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃ以上であると判定された場合（ステップＳ５０９；Ｙｅｓ）、第１三元触媒９1の触媒床温度Ｔｃ1を低下させるために、噴射割合決定部２３は本発明に係る燃料噴射量の制御を実行する。ここで、第１三元触媒９1が担当する内燃機関１ａの気筒は、第１気筒１ａｓ1、第４気筒１ａｓ4である。したがって、噴射割合決定部２３の制御対象となる噴射弁は、第１気筒１ａｓ1が備える第１ポート噴射弁２1、第１筒内噴射弁３1、第４気筒１ａｓ4が備える第４ポート噴射弁２4、第４筒内噴射弁３4である。
【００７１】
ステップＳ５０９以降において噴射割合決定部２３が実行する、第１触媒床温度Ｔｃ1を低下させる手順（ステップＳ５１０〜ステップＳ５１３）は、上記ステップＳ５０４〜ステップＳ５０７と同様なのでその説明を省略する。第１触媒床温度Ｔｃ1が補正触媒床耐熱温度Ｔｌｃよりも低い場合（ステップＳ５０９；Ｎｏ）、通常噴射で燃料を噴射する（ステップＳ５１４）とともに、ステップＳ５０１に戻って第１及び第２触媒床温度Ｔｃ1、Ｔｃ2の監視を継続する。
【００７２】
従来は、第１又は第２三元触媒９1、９2のうち一方が昇温した場合、内燃機関１の全気筒１ａｓ1〜１ａｓ4に対して供給する全燃料噴射量を増加させていた。このため、燃料消費が大きくなっていた。しかし、実施例２に係る内燃機関の制御装置及び制御方法によれば、三元触媒が担当する気筒に対してのみ、当該気筒に対応するポート噴射弁や筒内噴射弁の燃料噴射割合、あるいは全燃料噴射量を調整する。これにより、触媒床温度を低減して過熱による三元触媒の耐久性低下を抑制するとともに、内燃機関の燃料消費を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを備える内燃機関に適し、昇温した触媒の温度を効率よく低下させることに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１に係る内燃機関の制御装置により内燃機関を制御する場合の一例を示す概念図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の制御装置の構成を示す説明図である。
【図３】実施例１に係る内燃機関の制御方法の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】触媒床温度の時間変化の一例を示す説明図である。
【図５】筒内噴射弁とポート噴射弁との噴射割合を変化させた場合の触媒床温度を示す説明図である。
【図６】燃料噴射割合の決定手順を示すフローチャートである。
【図７】内燃機関の負荷に対するポート噴射弁の噴射割合を示す噴射割合マップの一例を示す説明図である。
【図８】実施例１の変形例に係る内燃機関の制御装置の構成を示す説明図である。
【図９】実施例１の変形例に係る内燃機関の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】燃料噴射量の決定手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施例２に係る内燃機関の制御方法により制御される内燃機関の一例を示す概念図である。
【図１２】実施例２に係る内燃機関の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１、１ａ  内燃機関
１ｓ  気筒
２  ポート噴射弁
３  筒内噴射弁
４  吸気通路
５  ピストン
７  排ガス通路
８  エキゾーストマニホールド
９  三元触媒
１０、１０'  内燃機関の制御装置
１０ｍ、１０ｍ'  記憶部
１０ｐ  処理部
２１  燃焼判定部
２２  触媒床温度判定部
２３  噴射割合制御部
２４  空燃比判定部
４０  触媒床温度計
【図１】
2005146921.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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