(57)【要約】【課題】成層燃焼を伴う触媒暖機がなされる場合に空燃比を適正に制御する。【解決手段】筒内直噴型のエンジン２００を制御するＥＣＵ１００は、下限ガード値設定処理を実行する。当該処理では、予め負荷領域毎に学習される噴射量の補正値の学習値のうち軽負荷領域に対応する学習値を使用して触媒急速暖機制御が行われる場合に、学習値の反映を制限するための下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄが設定される。この下限ガード値は、高負荷領域に対応する複数の学習値の平均値の例えば９５％に設定される。一方、軽負荷領域に対応する学習値が減量側へずれる要因が希釈燃料によらない場合に学習値の反映の制限を行った結果、空燃比が理論空燃比未満のリッチ領域に入った場合、下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄは漸減され、ガードが緩和される。この下限ガードの漸減処理は、空燃比が理論空燃比に到達するまで継続される。【選択図】図８
2009002210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備わり、触媒装置と、気筒内部に燃料を噴射可能な噴射手段とを有する内燃機関の噴射制御装置であって、
空燃比に基づいて少なくとも前記内燃機関の負荷領域毎に学習される前記燃料の噴射量に反映させるべき複数の補正値の中から前記内燃機関の負荷に応じて選択された一の前記補正値に基づいて前記噴射量を決定する決定手段と、
該決定された噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する制御手段と、
前記触媒装置が未暖機状態であることを少なくとも含む所定の条件下で、前記燃料を成層燃焼させることを含む触媒急速暖機制御を実行する実行手段と、
所定の軽負荷領域に対応する前記補正値に基づいて前記噴射量が決定される場合において前記触媒急速暖機制御が実行される場合に、前記噴射量への前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する制限手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の噴射制御装置。
【請求項２】
前記車両は、前記内燃機関の機関出力軸に連結される入力軸と車軸に連結される出力軸とを有すると共に所定の走行レンジが選択された場合に該入力軸と該出力軸との回転速度比を予め設定された複数の回転速度比の中で自動的に切り替えることが可能な変速装置を更に備え、
前記制限手段は、前記軽負荷領域に対応する補正値に基づいて噴射量が決定される場合として、前記走行レンジが選択された場合又は前記内燃機関の冷却水温が基準値以上である場合に前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項３】
前記制限手段は、前記軽負荷領域よりも高負荷側で設定された高負荷領域に対応する前記補正値に基づいて、前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項４】
前記高負荷領域に対応する補正値は、前記補正値のうち最も高負荷側の前記負荷領域及び該最も高負荷側の負荷領域に隣接する前記負荷領域を含む複数の前記負荷領域に対応する複数の前記補正値の平均値である
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項５】
前記補正値は、その大小が夫々前記噴射量の大小に対応するように前記噴射量に反映され、
前記制限手段は、前記軽負荷領域に対応する補正値を、前記高負荷領域に対応する補正値に基づいて算出される下限ガード値以上の範囲で前記噴射量へ反映させる
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項６】
前記軽負荷領域に対応する補正値と前記高負荷領域に対応する補正値との偏差が所定値以上である場合に、前記軽負荷領域に対応する補正値に基づいて噴射量が決定される場合における触媒急速暖機制御の実行を禁止する禁止手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項７】
前記偏差の所定値は、前記内燃機関が未暖機状態にあり且つ前記触媒急速暖機制御が実行されない期間における前記噴射量の増量値に基づいて設定される
ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項８】
前記空燃比を特定する特定手段を更に具備し、
前記制限手段は、前記特定された空燃比が所定値未満である場合に、前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する度合いを緩和する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項９】
前記制限手段は、前記空燃比が前記所定値以上となるまで前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する度合いを緩和する
ことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に直接燃料を噴射可能な噴射手段を有する内燃機関において燃料の噴射量を制御する内燃機関の噴射制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、燃料によるエンジンオイルの希釈（以下、適宜「燃料希釈」と称する）を考慮したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、燃料希釈の度合いが大きい場合に、燃料噴射量のフィードバック補正量に係る学習値の記憶を禁止することによって、冷間始動時において空燃比が目標空燃比に対しリーンになることを抑制することが可能であるとされている。
【０００３】
尚、機関始動時の空燃比補正において、リーンになり過ぎないように始動時の機関温度に応じて空燃比補正係数の下限値を設定するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、記憶された空燃比学習値を再始動時に適用する場合において、基本量に対して大きく補正する場合は、冷却水温度の低下に応じて学習値を減少させるものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２３２４号公報
【特許文献２】特許第３７８９３３６号公報
【特許文献３】特開平５−１３３２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空燃比をフィードバックして噴射量の補正を行う、所謂空燃比フィードバック制御は、成層燃焼を伴う触媒暖機がなされる期間においては、その実行が基本的に禁止される。従って、この場合、温間時に求められた噴射量の学習値が噴射量の決定に使用されることが多い。ところが、従来の技術では、燃料希釈の度合いが大きい場合に学習値の記憶自体が禁止されてしまうため、このような期間において空燃比の制御精度が極端に低下する可能性がある。
【０００７】
一方で、このような冷間始動期間においては、燃料希釈に供される燃料（以下、適宜「希釈燃料」と称する）が蒸発し難いから、当該学習値をそのまま反映させた所で結局は空燃比のリーン化が避け難い。即ち、従来の技術には、成層燃焼を伴う触媒暖機がなされる期間における空燃比の制御精度低下を抑制することが困難であることに起因してエミッションの悪化が避け難いという技術的な問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、成層燃焼を伴う触媒暖機がなされる期間においてエミッションの悪化を抑制し得る内燃機関の噴射制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置は、車両に備わり、触媒装置と、気筒内部に燃料を噴射可能な噴射手段とを有する内燃機関の噴射制御装置であって、空燃比に基づいて少なくとも前記内燃機関の負荷領域毎に学習される前記燃料の噴射量に反映させるべき複数の補正値の中から前記内燃機関の負荷に応じて選択された一の前記補正値に基づいて前記噴射量を決定する決定手段と、該決定された噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する制御手段と、前記触媒装置が未暖機状態であることを少なくとも含む所定の条件下で、前記燃料を成層燃焼させることを含む触媒急速暖機制御を実行する実行手段と、所定の軽負荷領域に対応する前記補正値に基づいて前記噴射量が決定される場合において前記触媒急速暖機制御が実行される場合に、前記噴射量への前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する制限手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る決定手段により、燃料の噴射量が決定される。
【００１１】
本発明に係る内燃機関に対しては、例えば、シリンダ内壁温や吸気ポート内壁温が低いことによる燃料付着による不具合が実践上顕在化しない程度に、空燃比センサや酸素濃度センサ等の各種検出手段が実践上有効に機能し得る程度に、触媒装置が実践上問題無く排気を浄化し得る程度に、或いは機関温度が相対的に低いことによる燃焼性能の低下が実践上顕在化しない程度に内燃機関が暖機された後に（以下、このような内燃機関の状態を適宜「温間状態」と称する）、噴射量に反映させるべき補正値が、空燃比に基づいて負荷領域毎に学習されており、例えば然るべき記憶手段に記憶されている。決定手段は、この複数の補正値の中からその時点の内燃機関の負荷に応じて選択された一の補正値に基づいて噴射量を決定する。
【００１２】
ここで、「補正値」とは、補正対象となる物理量、例えば機関回転速度と負荷とによって規定される動作領域毎に予め設定される噴射量の基本値（即ち、基本噴射量）或いはそのような基本値を含む被補正項等に対し、例えば空燃比を目標空燃比に収束させること等を目的としてなされる各種の補正演算に、直接的又は間接的に供され得る数値を包括する概念である。決定手段による噴射量の決定プロセスは、少なくとも何らかの形で当該補正値が反映される限りにおいて、例えば上述した基本噴射量或いは被補正項等に、例えば当該補正値又は当該補正値を含む補正項を乗じる、加算する、減算する又は除算する等の各種の態様を含み、更には当該補正値とは異なるプロセスを経て設定される、例えば、冷却水温、潤滑油温、外気温、湿度又は燃料性状等に応じて設定される各種の補正値、補正係数又は補正項等に基づいた他の補正演算を加えたものであってもよい趣旨である。
【００１３】
噴射量が決定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段により、決定された噴射量に相当する燃料が噴射されるように、内燃機関に備わる、例えば電子制御式の直噴インジェクタ等の噴射手段が制御され、内燃機関の気筒内に直接、燃料が噴射される。
【００１４】
一方、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る実行手段により、内燃機関が未暖機状態であることを少なくとも含む所定の条件下で、触媒急速暖機制御が実行される。
【００１５】
ここで、「触媒急速暖機制御」とは、燃料を成層燃焼させる制御を少なくとも含む、例えば、三元触媒、酸化触媒或いはＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）等の各種触媒装置を少なくとも触媒活性温度以上に昇温させることにより内燃機関を可及的に早期に暖機された状態に到達せしめるべくなされる制御を包括する概念である。燃料を成層燃層させる際の好適な一形態として、燃料噴射は、圧縮工程に行われる（即ち、温間時には基本的に吸入工程において燃料噴射がなされるとすれば、噴射時期の遅角が行われる）。また、触媒装置の昇温を図る趣旨に鑑みれば、触媒急速暖機制御には、好適な一形態として、点火時期の遅角による排気温度の上昇制御（気筒内から排出された後に混合気を燃焼させることを含む）が含まれる。また、成層燃焼においては、点火装置のプラグ周囲に指向的に燃料雰囲気を形成することによって、内燃機関全体の空燃比をリーンにすることも可能であり、触媒急速暖機制御とは、このような目標空燃比をリーンとする制御も含まれる趣旨である。
【００１６】
触媒急速暖機制御は、燃料の成層燃焼を伴う。成層燃焼がなされる場合、点火プラグ周囲に重点的に燃料が存在するから、プラグ周囲は空燃比リッチの雰囲気となり易く、プラグ周囲が過剰に空燃比リッチとなった場合等には失火が生じる可能性がある。ところが、失火が生じると、排気中の酸素は消費されずに残存するから、排気に基づいて推定される空燃比はリーンと判断され易い。従って、触媒急速暖機制御中に空燃比をフィードバックしつつ噴射量の制御を実行すると（以下、このような制御を適宜「空燃比Ｆ／Ｂ制御」と称する）、本来空燃比リッチであるにもかかわらず空燃比リーンと判断されて燃料の増量がなされ、プラグ周囲が更に空燃比リッチ化するといった不具合が発生する。このため、触媒急速暖機制御中は、基本的に空燃比Ｆ／Ｂ制御は禁止され、燃料の噴射量は、例えば温間時に学習された、上述した噴射量の補正値（以下、適宜「学習値」とも称する）に基づいて決定される。
【００１７】
一方で、気筒内に直接燃料が噴射されるこの種の内燃機関においては、例えば気筒内壁（例えば、ボア）に付着した燃料が、内燃機関内部を循環供給されるエンジンオイル等の潤滑油中に取り込まれることによって、上述した燃料希釈が発生する。この燃料希釈によって潤滑油中に取り込まれた希釈燃料は、潤滑油の温度上昇と共に蒸発し、例えばＰＣＶ等の制御弁を介して吸気系に戻され再び燃焼に供される。
【００１８】
ここで、噴射量の補正値の学習は、好適にはこのような希釈燃料の蒸発が一定又は不定の割合で発生する温間時においてなされるから、このような希釈燃料の存在が考慮されたものとなるが、希釈燃料が補正値に与える影響は、内燃機関の負荷状態に大きく依存する。即ち、目標空燃比を一定とすれば、吸入空気量が大きい高負荷領域では噴射量も相対的に大きくなり、必然的に希釈燃料の影響は小さくなる。反対に、吸入空気量が小さい軽負荷領域では噴射量も相対的に小さくなり、必然的に希釈燃料の影響が大きくなる。希釈燃料の影響が大きいとは、好適には、補正値に基づいて決定される噴射量が減量される度合いが大きいことを意味する。
【００１９】
ここで特に、触媒急速暖機制御が、少なくとも触媒装置が未暖機状態である場合（冷却水温や潤滑油温等に基づいて触媒装置が未暖機状態である旨の実践上の判断を下し得る場合を含む）になされることに鑑みれば、触媒急速暖機制御中の内燃機関は少なくとも相対的にみて冷間状態にある。従って、希釈燃料の蒸発は相対的にみて生じ難いものとなる。希釈燃料が蒸発していない或いは生じ難い状況で、蒸発した希釈燃料の存在を考慮した学習値を使用した場合、燃料は必要量に対し不足し易く、空燃比はリーン化し易いことになる。上述したように、高負荷領域では、希釈燃料が学習値に与える影響は小さいため、このような問題は生じ難いが、希釈燃料の影響が大きい軽負荷領域では、上述したように噴射量は減少傾向を有するから、場合によっては、空燃比リーンによる失火が生じてエミッションが悪化する可能性がある。
【００２０】
そこで、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置では、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制限手段の作用により、軽負荷領域に対応する補正値が使用される状況で触媒急速暖機制御がなされることによる不具合の発生が抑制されている。即ち、制限手段は、軽負荷領域に対応する補正値に基づいて噴射量が決定される場合において触媒急速暖機制御が実行される場合に、噴射量への軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する。
【００２１】
ここで、本発明に係る「軽負荷領域」とは、補正値の学習がなされる負荷領域の一部に相当する単一又は複数の負荷領域を指す。例えば、補正値の学習が予め設定される複数段階の負荷領域においてなされる場合、本発明に係る「軽負荷領域」とは、好適な一形態として負荷が最も軽い領域を含む、一又は複数の負荷領域である。別言すれば、触媒急速暖機制御の実行期間中において希釈燃料の蒸発が生じない場合に、例えば失火等、実践上看過し得ない不具合を顕在化させる程度の空燃比のリーン化を生じさせる負荷領域を指す。
【００２２】
また、「反映を制限する」とは、噴射量への補正値の反映の度合いを、何らこの種の制限がなされない場合と較べて幾らかなり減少させることを包括する概念であり、その態様は、係る概念の範囲で自由であってよい趣旨である。例えば、制限手段は、補正値を適度になました後に噴射量の決定に供する、或いは補正値又は燃料の噴射量に下限値を設けること等によって補正値の反映を制限してもよい。
【００２３】
このように補正値の反映が制限された結果、噴射量の過剰な減少（例えば、希釈燃料が蒸発しないことに起因する、失火を誘発する程度の噴射量の減少）が抑制され、少なくとも空燃比リーンによる失火が回避される。また、軽負荷領域に対応する補正値の使用は必ずしも禁止される訳ではないから、軽負荷領域における補正値を幾らかなり噴射量に反映することも実践上問題無く可能であり、触媒急速暖機制御中の空燃比の制御精度は、少なくとも実践上の不具合を生じさせる程度には低下しない。即ち、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置によれば、触媒急速暖機制御中のエミッションの悪化を抑制することが可能となるのである。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の一の態様では、前記車両は、前記内燃機関の機関出力軸に連結される入力軸と車軸に連結される出力軸とを有すると共に所定の走行レンジが選択された場合に該入力軸と該出力軸との回転速度比を予め設定された複数の回転速度比の中で自動的に切り替えることが可能な変速装置を更に備え、前記制限手段は、前記軽負荷領域に対応する補正値に基づいて噴射量が決定される場合として、前記走行レンジが選択された場合又は前記内燃機関の冷却水温が基準値以上である場合に前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する。
【００２５】
この態様によれば、車両には例えばＡＴ（Automatic Transmission：自動変速機）やＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：連続式無段変速機）等の変速装置が備わり、入力軸と出力軸との回転速度比（以下、適宜「変速比」と称する）を、予め設定された複数の回転速度比の中から、例えば段階的に或いは連続的に、且つ自動的に切り替えることが可能に構成される。
【００２６】
このような変速比の自動的な切り替え制御は、例えば、Ｄレンジ（或いは、１レンジ、２レンジ又は３レンジであってもよい）等の、車両を走行させるためのシフト位置として規定される走行レンジが選択された場合になされるが、当該走行レンジが選択されている場合、車両を走行させるシフト位置でない、例えばＰレンジやＮレンジ（以下、適宜「非走行レンジ」と称する）が選択されている場合と異なり、車両のブレーキ負圧を確保する必要が生じる。従って、内燃機関の負荷状態は、例えばスロットルバルブの開度（以下、適宜「スロットル開度」と称する）の絞り制御等を介して軽負荷状態に（即ち、相対的に負圧が大きい状態に）制御される。
【００２７】
一方、内燃機関の冷却水温が相対的に高い場合、燃焼性能は相対的に向上するため、同一の条件下であれば機関回転速度は上昇する。従って、機関回転速度を相対的に低下させるために、内燃機関の負荷状態は軽負荷状態に制御される。本発明に係る冷却水温の基準値とは、例えばこのような理由から、負荷を下げる必要の有無を規定する値を指す。これらの結果、走行レンジが選択されている、或いは冷却水温が基準値以上である状況において触媒急速暖機制御の実行条件が満たされた場合には、噴射量の補正に供すべく選択される補正値は、必然的に軽負荷領域に対応するものとなる。
【００２８】
この態様によれば、このような場合に補正値の反映が制限されるため、走行レンジが選択された状態で触媒急速暖機制御を行う必要がある場合や、冷却水温が基準値、即ち、軽負荷領域に対応する補正値を使用すべきか否かの判断基準となる値以上である状態で触媒急速暖機制御を行う必要がある場合等において、エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００２９】
尚、上述した非走行レンジが選択されている状態、或いは冷却水温が基準値未満である状態において、触媒急速暖機制御がなされる場合、噴射量の補正値は高負荷領域に対応するものが選択されるため、空燃比の制御精度は担保され易く、エミッションの悪化は顕在化し難い。従って、この態様によれば、予め規定された動作モード（以下、適宜「オンモード」と称する）における車両のエミッション（即ち、オンモードエミッション）であれ、そのような動作モードに該当しない動作モード（以下、適宜「オフモード」と称する）における車両のエミッション（即ち、オフモードエミッション）であれ、空燃比の精度が担保されることによってその悪化を防止することが可能となり、実践上極めて有益である。
【００３０】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の一の態様では、前記制限手段は、前記軽負荷領域よりも高負荷側で設定された高負荷領域に対応する前記補正値に基づいて、前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する。
【００３１】
この態様によれば、軽負荷領域に対応する補正値の反映は、当該軽負荷領域よりも高負荷側で設定される高負荷領域に対応する補正値に基づいて制限される。従って、補正値の反映を制限することが簡便にして可能であり、且つ元々同一の内燃機関に設定される補正値を使用することにより、空燃比のリーン化をより効果的に抑制することが可能となる。
【００３２】
高負荷領域に対応する補正値に基づいて補正値の反映が制限される本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の一の態様では、前記高負荷領域に対応する補正値は、前記補正値のうち最も高負荷側の前記負荷領域及び該最も高負荷側の負荷領域に隣接する前記負荷領域を含む複数の前記負荷領域に対応する複数の前記補正値の平均値である。
【００３３】
この態様によれば、高負荷領域に該当する複数の負荷領域に対応する複数の補正値の平均値が、軽負荷領域に対応する補正値の反映の制限に供される。従って、例えば補正値の誤学習等により高負荷領域の補正値の信頼性が担保されない場合であっても、その影響を軽減することが可能となり、より軽負荷領域の補正値の制限に係るロバスト性が担保される。また、この際、補正値の学習に係る負荷領域が如何なる態様の下で細分化されるにしろ、最も高負荷側の負荷領域と、それに隣接する負荷領域を含む複数の負荷領域が対象となるから、燃料希釈の影響を可及的に排除することが可能となる。
【００３４】
高負荷領域に対応する補正値に基づいて補正値の反映が制限される本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記補正値は、その大小が夫々前記噴射量の大小に対応するように前記噴射量に反映され、前記制限手段は、前記軽負荷領域に対応する補正値を、前記高負荷領域に対応する補正値に基づいて算出される下限ガード値以上の範囲で前記噴射量へ反映させる。
【００３５】
この態様によれば、学習される補正値は、例えば補正対象となる噴射量の値に乗じるべき補正比率等の形態を採り、その大小が噴射量の大小に対応するように噴射量の決定に反映される。ここで、制限手段は、高負荷領域に対応する補正値に基づいて算出される（例えば、高負荷領域に対応する補正値マイナス数％程度の値として設定される）下限ガード値（即ち、軽負荷領域では補正値が希釈燃料に相当する分減少する）以上（下限ガード値の設定如何により容易に「より大きい」と置換し得る概念である）の範囲で噴射量に反映させる。従って、軽負荷領域に対応する補正値をある程度信頼して空燃比の精度を向上させつつ、希釈燃料が蒸発しないことによる空燃比のリーン化について確実に抑制するといった、実践上極めて高い利益が提供される。
【００３６】
高負荷領域に対応する補正値に基づいて補正値の反映が制限される本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記軽負荷領域に対応する補正値と前記高負荷領域に対応する補正値との偏差が所定値以上である場合に、前記軽負荷領域に対応する補正値に基づいて噴射量が決定される場合における触媒急速暖機制御の実行を禁止する禁止手段を更に具備する。
【００３７】
ここで、噴射量の補正値の学習においては、例え軽負荷領域程補正値が減量側（噴射量を減少させる側）にずれる（即ち、噴射量がより減少させられる）としても、その要因が希釈燃料によるものでない場合がある。このような場合に、軽負荷領域に対応する補正値を使用した触媒急速暖機制御が行われる場合、上述したように軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限すると、本来減じるべき噴射量が減じられないことになるから、内燃機関の空燃比は徐々にリッチ化し始める。その結果、当該偏差が大きい場合には特に、空燃比が過度にリッチとなってエミッションが極端に悪化しかねない。即ち、触媒装置の早期暖機を図り、もってエミッションの低減を図ろうとするにもかかわらず、かえってエミッションの悪化を招くといった事態が生じかねない。
【００３８】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る禁止手段により、当該偏差が所定値以上である場合における触媒急速暖機制御が禁止される。即ち、空燃比の制御精度が担保され難い状況における触媒急速暖機制御の実行が禁止され、エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００３９】
尚、この態様では、前記偏差の所定値は、前記内燃機関が未暖機状態にあり且つ前記触媒急速暖機制御が実行されない期間における前記噴射量の増量値に基づいて設定されてもよい。
【００４０】
この場合、偏差に係る所定値が、例えば低温増量値、暖機後増量値、或いは始動後増量値等と称される、且つ例えば始動後経過時間や冷却水温等に応じて設定又は算出される、触媒急速暖機制御がなされない期間における、機関未暖機による燃料の壁面付着や燃焼効率の低下を考慮した噴射量の増量値に基づいて設定される。即ち、偏差が、例えばこの増量値或いはこの増量値に一定又は不定のマージンを加えた値よりも大きければ、触媒急速暖機制御を禁止してこのような増量を行った方がエミッションの抑制を図り得るため、この種の増量値は、触媒急速暖機制御の実行可否を規定する偏差の所定値を規定する指標として実践上有効である。
【００４１】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記空燃比を特定する特定手段を更に具備し、前記制限手段は、前記特定された空燃比が所定値未満である場合に、前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する度合いを緩和する。
【００４２】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、内燃機関の空燃比が特定される。ここで、本発明に係る「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従った論理演算、数値演算、又は電気的若しくは機械的な制御の結果として導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。このような概念の範囲内において、特定手段は、例えば、内燃機関の排気系に設置された空燃比センサや酸素濃度センサ等の各種検出手段における空燃比や酸素濃度の検出結果に対応する電気信号に基づいて、空燃比を特定してもよい。
【００４３】
既に述べたように、軽負荷領域に対応する補正値が高負荷領域に較べて減量側にずれている理由が希釈燃料によるものでない場合、補正値の反映を制限することにより空燃比は徐々にリッチ化し始める。一方で、触媒急速暖機制御が実行される場合、既に述べたように、失火の可能性も存在するため、特定される空燃比の信頼性は低くなり易い。即ち、より具体的には、プラグ周囲がリッチであるにもかかわらず空燃比リーンである旨が検出される事態が生じる可能性がある。
【００４４】
然るに、空燃比が例えば理論空燃比又は理論空燃比近傍の値等として設定される所定値未満、即ち、少なくとも相対的にみてリッチ側の領域にある旨の判断が下される状況では（所定値が理論空燃比又は理論空燃比近傍の値であれば、即ち、真に空燃比リッチである旨の判断が下される状況では）、失火は生じていないことになるから、特定された空燃比を信頼しても実践上の不利益を被る可能性は低いものとなる。
【００４５】
そこで、制限手段は、空燃比が所定値未満である場合に、軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する度合いを、例えば、連続的に、段階的に又は二値的に緩和する。このため、この態様によれば、軽負荷領域に対応する補正値が希釈燃料に影響されない場合（即ち、他の要因により噴射量を減量側に補正すべき場合）に、迅速に軽負荷領域に対応する補正値を噴射量の補正に反映させることが可能となる。従って、空燃比リッチによるエミッションの悪化が抑制され、触媒急速暖機制御中のエミッションを広い範囲で抑制することが可能となる。
【００４６】
尚、この態様では、前記制限手段は、前記空燃比が所定値以上となるまで前記軽負荷領域に対応する補正値の反映を制限する度合いを緩和してもよい。
【００４７】
この場合、空燃比を所定値に維持することが可能となるため、実践上有益である。
【００４８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００５０】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の要部構成を概念的且つ模式的に表してなる概略構成図である。
【００５１】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、トルクコンバータ３００、ＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission：電子制御式自動変速装置）４００、ＥＣＴ駆動部５００及び油圧コントローラ６００を備えた、本発明に係る「車両」の一例である。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の噴射制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する触媒急速暖機制御及び下限ガード値設定処理を実行することが可能に構成されている。
【００５３】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「内燃機関の噴射制御装置」の一例として機能する一体の電子制御ユニットである。従って、本発明に係る「決定手段」、「制御手段」、「実行手段」、「制限手段」及び「禁止手段」における各動作は、全てＥＣＵ１００によって実行される。但し、本発明に係る各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれらは、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５４】
エンジン２００は、車両１０の動力源として機能するように構成された、筒内直噴型の燃料噴射形態を有する、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンである。ここで、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図２はエンジン２００の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５５】
尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室においてガソリン、アルコール又はそれらの混合燃料等各種形態を採り得る燃料が燃焼した際に発生する動力の少なくとも一部を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等の機関出力軸を介して車両の車軸に出力可能な機関であり、且つ燃料が、例えば電子制御式インジェクタ等の噴射手段を介して気筒内部に直接噴射される所謂「直噴」と称される形態を有する機関を包括する概念である。但し、燃料の一部が直噴の形態の下で噴射される限りにおいて、本発明に係る内燃機関には、吸気ポートに燃料を噴射する噴射手段が備わっていてもよい。即ち、本発明に係る内燃機関は、所謂二系統噴射型の内燃機関であってもよい。
【００５６】
図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５（即ち、本発明に係る「機関出力軸」の一例である）の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００５７】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサ２０６から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが算出される構成となっている。
【００５８】
尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る内燃機関における気筒数及び各気筒の配列形態は、エンジン２００のものに限定されず、例えば、６気筒、８気筒或いは１２気筒エンジンであってもよいし、Ｖ型、水平対向型等であってもよく、各種の態様を採ることが可能である。
【００５９】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は、図示せぬクリーナ及び吸気管２０７を通過し、スロットルバルブ２０８に導かれる。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御され、当該駆動状態の制御により、気筒２０１内に吸入される空気量たる吸入空気量を制御する構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的にはアクセル開度に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００６０】
スロットルバルブ２０８を通過した吸入空気は、吸気ポート２１０に導かれる。気筒２０１内部と吸気ポート２１０とは、吸気バルブ２１１の開閉によって、その連通状態が制御される構成となっている。吸気バルブ２１１は、図示せぬ吸気カムシャフトに固定された吸気カム（符号省略）のカムプロフィールに応じて開閉するように構成されている。吸入空気は、この吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。
【００６１】
一方、エンジン２００において、燃料は燃料タンク２１３に貯留されている。燃料タンク２１３には低圧パイプ２１４が接続されており、燃料は、この低圧パイプ２１４に設けられたフィードポンプ２１５によって、燃料タンク２１３から汲み上げられると共に、高圧ポンプ２１６に供給される構成となっている。
【００６２】
高圧ポンプ２１６は、低圧パイプ２１４を介して供給される燃料を、コモンレール２１７に圧送供給（即ち、吐出）することが可能に構成されている。高圧ポンプ２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６３】
ここで、図３を参照して、高圧ポンプ２１６の詳細な構成について、その動作を交えて説明する。ここに、図３は、高圧ポンプ２１６の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６４】
図３において、高圧ポンプ２１６は、主として電磁スピル弁２１６２、ポンププランジャ２１６４及び吐出弁２１６６から構成される。
【００６５】
電磁スピル弁２１６２は、低圧パイプ２１４上に設けられた電磁開閉弁である。電磁スピル弁２１６２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その開閉動作がＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。電磁スピル弁２１６２の動作状態は、開弁又は閉弁の二値状態を採り、その閉弁時間がＥＣＵ１００の制御下にある駆動デューティに応じて決定される。即ち、電磁スピル弁２１６２は、何ら通電がなされない状態、即ち駆動デューティが０％の状態において開弁しており、駆動デューティに応じた時間だけ閉弁される構成を有している。尚、電磁スピル弁２１６２は、駆動デューティが０％の状態において閉弁し、駆動デューティに応じた時間だけ開弁される構成を有していてもよい。
【００６６】
低圧パイプ２１４の一端部は、ポンプシリンダ２１６３に接続されている。ポンププランジャ２１６４は、このポンプシリンダ２１６３の内部において、このポンプシリンダ２１６３の長手方向に沿って往復運動可能に構成されている。この往復運動は、エンジン２００の排気カムシャフト２２４に固定されたポンプ駆動用カム２１６７のカムプロフィールによって制御される。即ち、ポンププランジャ２１６４は、ポンプ駆動用カム２１６７が一回転する間に、その上端部が図示ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）とＢＤＣ（Bottom Death Center：下死点）との間を一往復するように構成される。
【００６７】
ポンプシリンダ２１６３の内部には、ポンプシリンダ２１６３の内壁部とポンププランジャ２１６４の上端部とによって、加圧室２１６５が形成される。加圧室２１６５の容積は、ポンププランジャ２１６４の往復運動に伴って変化し、ポンププランジャ２１６４の上端部がＴＤＣにある状態において最小となる。加圧室２１６５には、電磁スピル弁２１６２が開弁している期間において、低圧パイプ２１４を介して燃料が供給される。また、ポンプシリンダ２１６３には、高圧パイプ２１６１の一端部が接続されている。高圧パイプ２１６１は、吐出弁２１６６を備えており、その他端部においてコモンレール２１７と接続されている。
【００６８】
このような構成の下、ＥＣＵ１００は、ポンププランジャ２１６４が図示ＢＤＣからＴＤＣへ向かって移動し加圧室２１６５の圧力が上昇する期間において、電磁スピル弁２１６２を駆動デューティに応じた時間だけ閉弁させる。電磁スピル弁２１６２が閉弁している状態では、加圧室２１６５と低圧パイプ２１４との連通が遮断されるため、燃料は昇圧され、高圧パイプ２１６１に設けられた吐出弁２１６６を押し開いてコモンレール２１７へ吐出される。
【００６９】
このように、高圧ポンプ２１６では、電磁スピル弁２１６２を駆動するための駆動デューティに応じて（即ち、駆動デューティが大きい程大量の）燃料がコモンレール２１７へ吐出される。この吐出量は、コモンレール２１７内の燃料の圧力たるレール圧が目標圧に維持されるように、常時フィードバック制御される。
【００７０】
図２に戻り、コモンレール２１７は、燃料を燃料タンク２１３よりも高圧な状態で貯留することが可能に構成された貯留手段である。コモンレール２１７は、４本の気筒２０１に共通であり、紙面と垂直な方向へ伸長している。
【００７１】
コモンレール２１７には、個々の気筒２０１に対応する直噴インジェクタ２１２が接続されている。直噴インジェクタ２１２は、その噴射孔（符号省略）の一部が気筒２０１内部に露出すると共に、コモンレール２１７に貯留された高圧状態の燃料を、高温高圧の気筒２０１内部に直接噴射することが可能に構成されてなる本発明に係る「噴射手段」の一例たる電子制御式の燃料噴射装置である。
【００７２】
直噴インジェクタ２１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００によって上位に制御される構成となっている。より具体的には、直噴インジェクタ２１２は、その開閉状態に応じて噴射孔を介した燃料の噴射量を規定する噴射弁を備えており、ＥＣＵ１００によりこの噴射弁の開弁時間が制御される構成となっている。直噴インジェクタ２１２からは、この噴射弁の開弁時間と、コモンレール２１７のレール圧とによって定まり得る噴射量に相当する燃料が噴射される。
【００７３】
気筒２０１内部では、吸気バルブ２１１を介して吸入された空気と、直噴インジェクタ２１２から噴射された燃料とが混合され、上述した混合気となる。気筒２０１内部で燃焼に供された、或いは一部燃焼に供されない混合気は、排気となり、図２において不図示の排気カムシャフト２２４に固定された排気カム（符号省略）のカムプロフィールに応じて開閉する排気バルブ２１８の開弁時に、排気ポート２１９及び排気ポート２１９に連通する排気管２２０を介して排気される。
【００７４】
排気管２２０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒であり、本発明に係る「触媒装置」の一例である。排気管２２０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２２０中の酸素濃度に基づいてエンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。空燃比センサ２２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比は、ＥＣＵ１００によって常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００７５】
また、気筒２０１を収容するシリンダブロック内のウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温Ｔｈｗを検出するための水温センサ２２３が配設されている。水温センサ２２３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温Ｔｈｗは、ＥＣＵ１００によって常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００７６】
ここで、本発明に係る内燃機関では、例えば、内燃機関における物理的又は機械的な構成要素相互間の直接的な接触を防止する、或いは当該構成要素の焼き付きを防止する等の目的から、例えば気筒２０１を収容するシリンダブロック下方に設置されたオイルパン等に一時的に貯留される、例えばエンジンオイル等の潤滑油が、例えば電気駆動式或いは機械駆動式等の各種形態を採り得る吐出手段、或いは更にオイルストレーナ等の吸引手段を適宜含み得る概念としての循環手段の作用により、例えば予め物理的に又は機械的に構築された循環経路内を循環供給される構成となっている。
【００７７】
例えば、吸気バルブ２１１及び排気バルブ２１８を駆動する、例えば吸気カム、吸気カムシャフト、排気カム及び排気カムシャフト２２４（いずれも図２において符号省略）等を含み得る吸気動弁系及び排気動弁系は、シリンダブロック上部に位置する金属製のシリンダヘッドに収容されている。シリンダヘッド内に収容されるこれら吸気動弁系及び排気動弁系には、エンジンオイルが循環供給され、各部の動作の潤滑化及び焼き付き防止が図られる構成となっている。また、気筒２０１内部においても、例えばクランクケース内に収容されるクランクシャフト２０５及びコネクティングロッド２０４並びにピストン２０３相互間の、更にはピストン２０３と気筒２０１内壁（即ち、ボア）との間の摺動を円滑化するために、エンジンオイルが循環供給され、動作の潤滑化及び各部の焼き付き防止が図られる構成となっている。
【００７８】
一方、このようにエンジン２００の各部に循環供給されるエンジンオイルは、シリンダブロック下方に設置されたオイルパンに一時的に貯留される。当該オイルパンには、電気駆動式のポンプたる電動オイルポンプを含む循環装置（不図示）が設置されており、オイルパンに貯留されたエンジンオイルを、不図示の循環供給路を介して上述した各種対象部位に循環供給することが可能に構成されている。この電動オイルポンプは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によって、その駆動状態が制御される構成となっている。尚、エンジンオイルの循環形態は、エンジン２００における各部の動作の潤滑化及び焼き付き防止を図り得る限りにおいて本実施形態のものに限定されず各種態様を採ってよい。
【００７９】
図１に戻り、トルクコンバータ３００は、エンジン２００における前述したクランクシャフト２０５の後段に接続された、流体伝達装置である。トルクコンバータ３００は、クランクシャフト２０５を介して伝達されるエンジン２００の回転動力を、ＥＣＴ４００に伝達することが可能に構成されている。尚、トルクコンバータ３００の詳細な構成については後述する。
【００８０】
ＥＣＴ４００は、クラッチ要素、ブレーキ要素及びワンウェイクラッチ要素等、不図示の油圧アクチュエータによって駆動される油圧式摩擦係合装置を複数備えた、本発明に係る「変速装置」の一例たる電子制御式自動変速装置である。ＥＣＴ４００では、これら各油圧式摩擦係合装置各々の係合状態が変化することによって、相互に異なる複数の変速比を得ることが可能に構成される。尚、ＥＣＴ４００の詳細な構成については、トルクコンバータ３００と併せ、後に図４を参照する形で説明する。
【００８１】
車両１０には更に、減速機構１１、左駆動軸ＳＦＬ、右駆動軸ＳＦＲ、左駆動輪ＦＬ、右駆動輪ＦＲ、シフトレバー１２、シフト位置センサ１３、アクセル開度センサ１４及びアクセルペダル１５が備わる。
【００８２】
減速機構１１は、ＥＣＴ４００の出力回転軸に接続された差動ギアを含む各種減速ギアにより構成されるギア装置であり、ＥＣＴ４００の出力回転軸の回転速度を固有の減速比に従って減速せしめた後に左右の駆動軸に伝達することが可能に構成されている。
【００８３】
左駆動軸ＳＦＬ及び右駆動軸ＳＦＲは、夫々左駆動輪ＦＬ及び右駆動輪ＦＲに連結された回転軸であり、夫々が減速機構１１に連結される構成となっている。従って、車両１０において、エンジン２００から発せられる動力は、クランクシャフト２０５、トルクコンバータ３００、ＥＣＴ４００、減速機構１１及び当該左右の駆動軸を介して左右の駆動輪に伝達される構成となっている。トルクコンバータ３００、ＥＣＴ４００、減速機構１１、左駆動軸ＳＦＬ及び右駆動軸ＳＦＲは、全体として、車両１０のパワートレインを構成している。
【００８４】
シフトレバー１２は、車両１０のドライバによる操作が可能に構成された変速用の操作手段である。本実施形態において、シフトレバー１２には、１レンジ、２レンジ、３レンジ、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ、及びＰレンジの計７種類のシフト位置が用意されており、当該シフト位置の各々に応じて前述したＥＣＴ４００の変速比の制御態様が変化する構成となっている。
【００８５】
シフト位置センサ１３は、シフトレバー１２のシフト位置を検出可能に構成されたセンサである。シフト位置センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたシフト位置は、ＥＣＵ１００によって絶えず或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この検出されたシフト位置に応じてＥＣＴ４００を制御する構成となっている。
【００８６】
アクセル開度センサ１４は、ドライバにより操作されるアクセルペダル１５の開度たるアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００８７】
ＥＣＴ駆動部５００は、ＥＣＴ４００を物理的、機械的、電気的及び磁気的に駆動することが可能に構成された、より具体的には、上述した複数の摩擦係合装置の係合状態を変化させることが可能に構成された駆動ユニットである。ＥＣＴ駆動部５００は、複数のリニアソレノイド及びソレノイドを備え、各々が後述するＥＣＴ４００の油圧式摩擦係合装置の各々を駆動する油圧アクチュエータを駆動する構成となっている。
【００８８】
油圧コントローラ６００は、上述したＥＣＴ駆動部５００におけるリニアソレノイドの励磁状態制御（例えばデューティ比制御）及びソレノイドの励磁状態制御（例えば、励磁及び非励磁の切り替え制御）等により、ＥＣＴ４００における各摩擦係合装置に対応する油圧アクチュエータの油圧を制御可能に構成された制御ユニットである。油圧コントローラ６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００によって上位に制御される構成となっている。
【００８９】
次に、図４を参照し、トルクコンバータ３００及びＥＣＴ４００の詳細な構成について説明する。ここに、図４は、トルクコンバータ３００及びＥＣＴ４００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９０】
図３において、トルクコンバータ３００は、ポンプインペラ３１０、タービンランナ３２０、ステータ３３０、ワンウェイクラッチ３４０及びロックアップクラッチ３５０を備える。
【００９１】
ポンプインペラ３１０は、エンジン２００のクランクシャフト２０５と連結され、クランクシャフト２０５の回転に同期して回転可能に構成されている。
【００９２】
タービンランナ３２０は、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）を介してポンプインペラ３１０と対向配置されると共に、ＥＣＴ４００の入力軸４０１に連結されている。従って、このタービンランナ３２０の回転速度は、ＥＣＴ４００の入力軸４０１の回転速度と等価である。尚、係るタービンランナ３２０の回転速度たるタービン回転速度ＮＴは、不図示のタービン回転センサによって検出され、当該タービン回転センサと電気的に接続されたＥＣＵ１００により常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００９３】
ステータ３３０は、ワンウェイクラッチ３４０を介して非回転部材であるハウジング（符号省略）に連結され、タービンランナ３２０からポンプインペラ３１０へ還流するＡＴＦの方向を変換することが可能に構成されたトルク増幅手段である。
【００９４】
ロックアップクラッチ３５０は、その係合状態に応じて、クランクシャフト２０５から伝達される回転動力を、トルクコンバータ３００を介することなく入力軸４０１に直接伝達することが可能に構成されたクラッチである。
【００９５】
一方、図３において、ＥＣＴ４００は、入力軸４０１上に同軸に配設されると共にキャリアとリングギアとが夫々相互に連結されることにより所謂ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車機構を構成するシングルピニオン型の一対の第１遊星歯車機構４３０及び第２遊星歯車機構４４０と、入力軸４０１と平行なカウンタ軸４０２に同軸に配置された一組の第３遊星歯車機構４５０と、カウンタ軸４０２の軸端に固定されて、前述した減速機構１１と噛み合う出力ギア４０３とを備える。
【００９６】
これら第１遊星歯車機構４３０、第２遊星歯車機構４４０及び第３遊星歯車機構４５０の各構成要素、即ちサンギア、リングギア及びそれらに噛み合う遊星ギアを回転可能に支持するキャリアは、４つのクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３により相互に選択的に連結され、また３つのブレーキＢ１、Ｂ２及びＢ３によって非回転部材であるハウジングに選択的に連結され、或いは二つのワンウェイクラッチＦ１及びＦ２により相互に又はハウジングと係合させられる構成となっている。
【００９７】
これら各クラッチ及び各ブレーキは、多板式のクラッチやバンドブレーキ等、油圧アクチュエータによりその係合状態が制御される油圧式摩擦係合装置であり、既に述べたように、油圧コントローラ６００によって制御されるＥＣＴ駆動部５００により駆動制御され、その係合力を規定する油圧が変化する構成となっている。
【００９８】
このような構成の下、入力軸４０１と同軸上に配置された一対の第１遊星歯車機構４３０、第２遊星歯車機構４４０、クラッチＣ０、クラッチＣ１、クラッチＣ２、ブレーキＢ１、ブレーキＢ２及びワンウェイクラッチＦ１によって、前進四段後進一段の変速段を備えた主変速部４１０が構成される。また、カウンタ軸４０２上に配置された一組の遊星歯車機構４５０、クラッチＣ３、ブレーキＢ３及びワンウェイクラッチＦ２によって、補助変速部４２０が構成される。尚、この補助変速部４２０によって前進二段の変速段が実現されることにより、ＥＣＴ４００全体としては前進五段の変速段が実現されている。
【００９９】
＜実施形態の動作＞
＜ＥＣＴ４００の動作＞
始めに、図５を参照し、ＥＣＴ４００における油圧式摩擦係合装置の係合状態と実現される変速段との関係について説明する。ここに、図５は、ＥＣＴ４００における油圧式摩擦係合装置各々の係合状態と実現される変速段との対応関係を説明する表である。
【０１００】
図５において、縦の系列には、シフトレバー１２によって選択されるシフト位置及びそれに対応する変速段が順次配されており、横の系列には、前述した各油圧式摩擦係合装置が配されている。図５において「○」は係合していることを表し、「×」は解放されていることを表している。また、「△」は、駆動時のみ係合することを表している。
【０１０１】
尚、図５では、Ｒレンジ（後進用の変速段に相当）、Ｐレンジ及びＮレンジ（動力遮断時の変速段に相当）並びにＤレンジ（前進走行用の変速段（５段）に相当）に対応する係合状態のみが示される。即ち、１レンジ、２レンジ及び３レンジに相当する係合状態は、Ｄレンジにおいて実現される１ｓｔ、２ｎｄ及び３ｒｄの変速段に相当する係合状態と等価であるため、その図示が省略されている。
【０１０２】
図示するように、ＥＣＴ４００では、シフト位置がＤレンジである場合に、図示「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」及び「５ｔｈ」に相当する前進５段の変速段が実現される。尚、これら前進用変速段の変速比は、「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」及び「５ｔｈ」の順で小さくなる。即ち、「１ｓｔ」が最大であり、「５ｔｈ」が最小となる。また、シフトレバー１２のシフト位置がＤレンジである場合、変速段は、ＥＣＵ１００の制御により、例えばＲＯＭに格納された変速用のマップに基づいて自動的に切り替えられる。従って、ＥＣＴ４００において、その時点で如何なる変速段が選択されているかについては、ＥＣＵ１００により絶えず把握されている。
【０１０３】
＜燃料希釈と空燃比Ｆ／Ｂ制御の概要＞
エンジン２００において、燃料は、直噴インジェクタ２１２を介して気筒２０１内部に直接噴射される。このように燃料が直噴される場合、例えば吸気ポート２１０に燃料が噴射される場合と較べて、吸気ポート２１０に燃料が付着せずに済む点において、燃焼に供される燃料量をより正確に制御することが可能であり、空燃比制御をより正確に行い得るといった利点がある。また、直噴燃料の気化潜熱によって気筒内を相対的に冷却し得るため、吸気の充填効率がより向上するといった利点がある。
【０１０４】
一方で、このような直噴型のエンジンでは、噴射された燃料が気筒２０１のボアに付着することがある。特に、燃料の燃焼効率を向上させるべく、より好適な混合気を形成するために、燃料の噴射位置を気筒２０１上方にシフトしようとした場合にはその傾向が顕著である。このように気筒２０１のボアに付着した燃料は、ピストン２０３の往復運動に不図示して同じくボアに残留する上述したエンジンオイル（即ち、ピストン２０３の往復運動を円滑化するために形成される微小なクリアランスのためにピストンリングで完全に払拭しきれない等の原因で生じる）に取り込まれ、エンジンオイルを希釈することによって燃料希釈を生じる。
【０１０５】
ここで特に、燃料希釈が生じるに際しエンジンオイルに取り込まれた燃料、即ち希釈燃料は、エンジンオイルの温度上昇に伴って急激に蒸発する。この蒸発した希釈燃料は、再び気筒２０１内での燃焼に供されるべく、例えばＰＣＶ等の各種制御弁、或いは公知の各種還流機構を介して吸気系に戻される。この際、係る吸気系に戻される蒸発した希釈燃料の量は、燃料希釈の度合いに応じて略一定に保たれる。
【０１０６】
車両１０では、ＥＣＵ１００により、空燃比センサ２２１を介して取得される空燃比に基づいて噴射量を補正する、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行される。この空燃比Ｆ／Ｂ制御では、基本的に、空燃比センサ２２１により検出された空燃比が目標空燃比に対しリッチであれば噴射量が減少するように、また目標空燃比に対しリーンであれば噴射量増加するように、夫々噴射量が補正される。
【０１０７】
一方、この噴射量の補正に供される補正値は、エンジン２００の暖機が完了した温間時において、一定又は不定の周期で断続的に学習される。この学習の過程における最新の学習値ｅｆｇａｆは、ＥＣＵ１００のＲＡＭに、更新可能に記憶される構成となっている。
【０１０８】
本実施形態では、燃料の噴射量は、機関回転速度ＮＥと負荷（或いは負荷率）とによって規定されるエンジン２００の動作領域毎に設定された基本噴射量に対し、この学習値ｅｆｇａｆを乗じることにより算出される。但し、噴射量の算出形態はこれに限定されず、例えば公知の各種態様を採ってよい。例えば、基本噴射量は更に、その時点のエンジン２００の冷却水温Ｔｈｗ、吸気温、エンジンオイル温、触媒床温又は外気温等に基づいた補正が加えられてもよい。
【０１０９】
ここで、図６を参照し、学習値とエンジン２００の負荷との関係について説明する。ここに、図６は、補正値の学習値ｅｆｇａｆと学習負荷領域との関係を表すグラフである。
【０１１０】
図６において、縦軸には学習値ｅｆｇａｆが表される。図６において、学習値ｅｆｇａｆは、便宜的に１００（％）を上限として示されるが、採り得る範囲は無論これに限定されない。一方、横軸には、学習負荷領域が示される。学習負荷領域は、補正値の学習が行われるエンジン２００の負荷の領域であり、本実施形態では５個の領域に分割される。即ち、軽負荷側から順次学習負荷領域０（以下、適宜「領域０」と称する）、学習負荷領域１（同様に、「領域１」），・・・，学習負荷領域４（同様に、「領域４」）である。
【０１１１】
図６から明らかなように、学習値ｅｆｇａｆは、軽負荷側程減量側にずれ込んでおり、即ち、軽負荷側程、噴射量が減量補正される構成となっている。補正値の学習がなされる温間時には、既に上述した希釈燃料の蒸発が生じており、燃焼には、直噴インジェクタ２１２から噴射される燃料の他に、この蒸発燃料が含まれる。一方、軽負荷側程、噴射量の絶対値は小さくなるから、蒸発した希釈燃料の供給量が略一定であれば必然的に、噴射量全体に対する蒸発した希釈燃料の占有度は高くなる。このため、軽負荷側程、補正値の学習値ｅｆｇａｆは、噴射量をより減少させる側へ推移するのである。この傾向は、燃料希釈の度合いが大きい程大きくなる。図６には、相互に異なる三種類の燃料希釈の度合いに対応する学習値ｅｆｇａｆの特性（即ち、希釈度大（実線参照）、希釈度中（破線参照）及び希釈度小（鎖線参照））が示される。尚、このような複数の特性は、便宜的に示されるものであり、本実施形態における補正値の学習に際しては、このような燃料希釈の度合いに応じた複数の学習値が得られている訳ではなく、その時点の燃料希釈の度合いに応じて常に一の学習値が得られるものとする。
【０１１２】
＜触媒急速暖機制御の詳細＞
車両１０では、オンモード或いはオフモードのエミッションを低減する目的から、三元触媒２２２を早期に暖機すべく、ＥＣＵ１００により触媒急速暖機制御が実行される。ここで、図７を参照し、触媒急速暖機制御の詳細について説明する。ここに、図７は、触媒急速暖機制御のフローチャートである。
【０１１３】
図７において、ＥＣＵ１００は、触媒急速暖機制御の実行許可フラグＦＧが、触媒急速暖機制御の実行を許可すべき旨を表すオン状態であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ここで、本実施形態において、触媒急速暖機制御は、車両１０が停止中であり、且つ冷却水温Ｔｈｗが暖機完了温度（本実施形態では７５℃に設定されている）未満である場合に実行される。冷却水温Ｔｈｗが暖機完了温度未満である場合のエンジン２００の状態とは、即ち、本発明に係る「触媒装置が未暖機状態であること」の一例である。ＥＣＵ１００は、水温センサ２２３により検出される冷却水温Ｔｈｗが暖機完了温度以上であるか、又は車両１０が走行中である等して、実行許可フラグＦＧが、触媒急速暖機制御の実行が許可されない旨を表すオフ状態である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に係る処理を繰り返して処理を実質的に待機状態に制御すると共に、実行許可フラグＦＧがオン状態である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、シフトレバー１２のシフト位置が所定の走行レンジに該当するか否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【０１１４】
ここで、「走行レンジ」とは、ＥＣＴ４００の変速段を、走行用の変速段に制御させ得るシフト位置を指し、上述した１〜３レンジ、Ｒレンジ及びＤレンジを指す。ＥＣＵ１００は、シフト位置センサ１３により検出されるシフト位置が、これらのいずれかに該当するか否かをもって、走行レンジが選択されているか否かを判別する。
【０１１５】
走行レンジが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、即ち、Ｎレンジ又はＰレンジが選択されている場合、ＥＣＵ１００は、更に冷却水温Ｔｈｗが基準値ＴｈｗＬ（即ち、本発明に係る「基準値」の一例）未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。ここで、「基準値ＴｈｗＬ」とは、機関回転速度ＮＥを低下させるべく負荷を低下させる必要の有無が切り替わる温度であり、本実施形態では４６℃に設定されている。冷却水温Ｔｈｗが基準値ＴｈｗＬ未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、高負荷領域学習値を選択する（ステップＳ１０５）。
【０１１６】
一方、ステップＳ１０２に係る判別処理において走行レンジが選択されている旨の判別がなされるか（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、又は冷却水温Ｔｈｗが基準値ＴｈｗＬ以上である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、軽負荷領域学習値（即ち、本発明に係る「所定の軽負荷領域に対応する補正値」の一例）を選択する（ステップＳ１０４）。尚、冷却水温Ｔｈｗが基準値ＴｈｗＬ以上である場合とは、上述した触媒急速暖機制御の実行条件に鑑みれば即ち、冷却水温Ｔｈｗが４６℃以上７５℃未満である場合に相当する。ここで、ステップＳ１０５に係る処理において選択される高負荷領域学習値とは、図６における領域４に対応する学習値であり、ステップＳ１０６に係る処理において選択される軽負領域学習値とは、同じく領域１に対応する学習値であるとする。
【０１１７】
尚、高負荷領域学習値及び軽負荷領域学習値は、ここに例示するものに限定されず、少なくとも定性的にみて夫々希釈燃料に影響され難い学習値及び希釈燃料に影響され易い学習値である限りにおいて自由である。即ち、図６を参照すれば、高負荷領域学習値とは領域３の学習値であってもよいし、軽負荷領域学習値とは領域０の学習値でああってもよい。また、これらは、触媒急速暖機制御における内燃機関の負荷状態に応じて一義的に選択されるものであってもよい。
【０１１８】
ここで、図６を参照して補足すれば、高負荷領域学習値（ここでは、領域４の学習値）は、蒸発した希釈燃料による影響を受け難いため、通常、触媒急速暖機制御には、この高負荷領域学習値が使用されるのが望ましい。ところが、シフト位置として走行レンジが選択されている場合、車両１０を停止させるには車両１０に備わる制動装置から少なくとも駆動輪に対しある程度の制動力が付与される必要がある。この制動力を左右するブレーキ負圧は、吸気管２０７の負圧を利用して作られており、相応のブレーキ負圧を確保するためには、必然的にスロットル開度を絞る必要が生じる。スロットルバルブ２０８を閉じれば吸入空気量、即ち一義的に負荷が減少する。そのため、走行レンジが選択されている状況では、軽負荷領域学習値を使用せざるを得ない。また、エンジン２００の冷却水温が上述した温度範囲にある場合、基準値未満の温度範囲と較べてエンジン２００の燃焼性能は高いから、相応に機関回転は上昇する傾向となる。触媒急速暖機制御の実行期間における機関回転速度ＮＥは、ドライバへ与える違和感を低減する目的からは略一定である方が望ましく、この場合、必然的にスロットルバルブ開度を絞って機関回転速度を低下させる必要が生じる。このため、冷却水温が当該範囲にある場合も、軽負荷領域学習値を使用せざるを得ないのである。
【０１１９】
ステップＳ１０４又はステップＳ１０５に係る処理において学習値が選択されると、ＥＣＵ１００は、目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇを設定する（ステップＳ１０６）。触媒急速暖機制御においては、燃料の成層燃焼を伴う希薄燃焼制御が実行されるため、目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇは、理論空燃比（本実施形態では１４．３とする）よりもリーン側で設定される。
【０１２０】
目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇが設定されると、ＥＣＵ１００は次に、燃料の噴射時期を設定する（ステップＳ１０７）。触媒急速暖機制御では、排気温度を上昇させるために、噴射時期の遅角が行われる。従って、ＥＣＵ１００は、通常、吸入工程に設定される噴射時期を、触媒急速暖機制御においては圧縮工程中期（初期であっても終期であってもよい）まで遅角する。
【０１２１】
噴射時期が設定されると、ＥＣＵ１００は更に、噴射量を設定する（ステップＳ１０８）。噴射量は、負荷、即ち吸入空気量と、目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇと、噴射量の補正値の学習値とに基づいて設定される。より具体的には、負荷に応じて前述した基本噴射量が算出され、当該基本噴射量を目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇに応じて補正（基本噴射量は理論空燃比に対応する値であるとする）し、この値に更にステップＳ１０４又はステップＳ１０５に係る処理において得られた学習値を乗じることによって算出される。
【０１２２】
噴射量が設定されると、ＥＣＵ１００は、更に点火時期を設定する（ステップＳ１０９）。触媒急速暖機制御では、点火時期の遅角が行われる。そこで、ＥＣＵ１００は、予め設定された基準となる点火時期を、一定量又は一定割合で遅角し、点火時期を設定する。
【０１２３】
噴射時期、噴射量及び点火時期が設定されると、ＥＣＵ１００は、これら設定された動作条件に従ってエンジン２００を制御する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１２４】
ここで、圧縮工程まで噴射時期が遅角されることにより、エンジン２００では成層燃焼が実現される。即ち、直噴インジェクタ２１２から噴射される燃料は、点火装置２０２の点火プラグ周囲に偏在する。更に、点火時期が遅角されるため、燃料は燃焼工程内でその燃焼が終了しきらないうちに、排気工程において排気される。このため、三元触媒２２２に対し、より高温の排気が供給され、その昇温が助長される。また、全体として空燃比はリーンであり、燃料消費率は相対的に少なくて済む構成となっている。即ち、触媒急速暖機制御においては、三元触媒２２２の早期の昇温を促進し、エミッションの低下が図られる。
【０１２５】
＜下限ガード値設定処理の概要＞
例えばシフトレバー１２のシフト位置がＤレンジである、或いは例えば冷却水温Ｔｈｗが基準値ＴｈｗＬ以上且つ暖機完了温度未満である場合等といった、所定の条件が満たされた場合における触媒急速暖機制御では、上述した如く軽負荷領域学習値を使用して噴射量の制御が行われる。ここで、図６を見れば明らかなように、軽負荷領域（ここでは、領域１）における学習値ｅｆｇａｆは、蒸発する希釈燃料の影響を受けて、高負荷領域学習値と比較して噴射量を減量させる側に変化する。即ち、直噴インジェクタ２１２から噴射される燃料は、軽負荷領域学習値が使用される状況では必然的に減少する。
【０１２６】
ところが、触媒急速暖機制御が実行される期間、例えば冷間始動時等においては、エンジンオイルの温度も低いから、実際には希釈燃料の蒸発が生じ難い。従って、触媒急速暖機中の噴射量を、軽負荷領域学習値を使用して決定すると、場合によっては噴射される燃料量が必要量よりも減少し、空燃比が目標空燃比よりもリーンとなって失火を招きかねない。そこで、車両１０では、ＥＣＵ１００により下限ガード値設定処理が実行され、このような軽負荷領域学習値を使用することによる不具合の発生が回避されている。
【０１２７】
ここで、図８を参照し、下限ガード値設定処理の詳細について説明する。ここに、図８は、下限ガード値設定処理のフローチャートである。
【０１２８】
図８において、ＥＣＵ１００は、軽負荷領域の学習値を使用した触媒急速暖機制御が実行されているか否かを判別する（ステップＳ２０１）。触媒急速暖機制御自体が実行されていない場合、或いは高負荷領域学習値を使用した触媒急速暖機制御が実行されている場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１に係る処理を繰り返し実行して処理を実質的に待機状態に制御する。
【０１２９】
一方、軽負荷領域学習値を使用した触媒急速暖機制御が実行されている場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、高負荷領域学習値の判断基準値ｅｆｇａｆＨから軽負荷領域学習値ｅｆｇａｆＬを減算した、学習値差分Δｅｆｇａｆが、低温増量値Ｋにマージンαを加算した値未満であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【０１３０】
ここで、「高負荷領域学習値の判断基準値ｅｆｇａｆＨ」とは、上述した高負荷領域学習値（即ち、領域４の学習値）とは異なり、高負荷領域に該当する（即ち、希釈燃料に影響を受け難い負荷領域に該当する）領域３及び領域４各々の学習値の加算平均値であり、本発明に係る「高負荷領域に対応する補正値」の一例である。このように加算平均を採ることによって、補正値の誤学習によって学習値が本来あるべき値と異なる場合に生じ得る不具合が緩和される。尚、学習値差分Δｅｆｇａｆを構成する高負荷領域学習値の判断基準値ｅｆｇａｆＨは、例えば誤学習の生じている可能性が実質的に無視し得る程度に低い、或いは誤学習が生じているとしてその度合いが実践上無視し得る程度である旨の判断を下し得る状況等においては特に、上述した高負荷領域学習値（ここでは、領域４の学習値）そのものであってもよい。
【０１３１】
また、低温増量値Ｋとは、エンジン２００の始動後経過時間及び冷却水温Ｔｈｗに応じて算出される（マップ等から選択的に取得される態様を含む）、触媒急速暖機制御の非実行期間における噴射量の増量係数であり、未暖機時における燃料の壁面付着や燃焼性能の低下を補うべく基本噴射量に乗じるべき係数として設定される。即ち、本実施形態において、低温増量値Ｋは、噴射量の学習値ｅｆｇａｆと同種の補正係数であるとする。尚、燃料噴射量の低温増量（或いは、暖機増量又は始動後増量等とも称される）に係る低温増量値の決定方法は、公知の各種態様を用いることができるため、ここではその詳細を省略する。
【０１３２】
一方、低温増量値Ｋに加算されるマージンαとは、事前に実験的に、経験的に、理論的に、又はシミュレーション等に基づいて設定される適合値であり、特に、後述するガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値と相関する値である。尚、ステップＳ２０２に係る処理が有する意味合いについては後述する。
【０１３３】
学習値差分Δｅｆｇａｆが、Ｋ＋α以上である場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、触媒急速暖機制御の実行許可フラグＦＧをオフ状態に制御し（ステップＳ２０３）、処理をステップＳ２０１に戻す。実行許可フラグＦＧがオフ状態に設定された場合、図７に示す触媒急速暖機制御におけるステップＳ１０１に係る判別処理が「ＮＯ」となって、触媒急速暖機制御が実行中であれば、その実行が強制的に終了する（但し、図７には、強制終了の処理ステップは省略されている）。従って、図８に戻り、ステップＳ２０１に係る判別処理は「ＮＯ」となって、下限ガード値設定処理も実質的に待機状態に制御される。
【０１３４】
ここで、図９を参照し、低温増量値に基づいた触媒急速暖機制御の強制終了について説明する。ここに、図９は、下限ガード値設定処理の実行過程における一のタイミングチャートである。
【０１３５】
図９において、横軸には共通に時刻が採られており、縦軸の系列には、上段から順に低温増量値Ｋ、ニュートラルスイッチＳＷの状態及び実行許可フラグＦＧの状態が示される。ここで、ニュートラルＳＷとは、シフトレバー１２のシフト位置がＮレンジである場合にオン状態となるスイッチであり、一種のフラグである。
【０１３６】
触媒急速暖機制御の実行中における時刻Ｔ１において、シフト位置がＮレンジから例えばＤレンジへ変化したとする。この際、ニュートラルＳＷはオン状態からオフ状態へと切り替わる。このようなシフト位置の切り替わりによって、触媒急速暖機制御における噴射量の補正に使用される学習値は、この時点で、高負荷領域学習値（本実施形態では領域４の学習値）から軽負荷領域学習値（本実施形態では領域１の学習値）に切り替わる。
【０１３７】
一方、低温増量値Ｋは、時刻Ｔ１以前から、エンジン２００の始動後経過時間及び冷却水温Ｔｈｗに応じて徐々に減少しており（即ち、噴射量が減量されることに相当する）、軽負荷領域学習値を使用した触媒急速暖機制御が実行される過程における時刻Ｔ２において、値Ａを採り、この値Ａにマージンαを加えた値が、学習値差分Δｅｆｇａｆ以下となったとする。この場合、実行許可フラグＦＧは時刻Ｔ２において触媒急速暖機制御の実行を許可する旨のオン状態から許可しない旨のオフ状態へと変化する。
【０１３８】
図８に戻り、学習値差分Δｅｆｇａｆが、Ｋ＋α未満である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、下限ガード値の初期設定タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ２０４）。ここで、「初期設定タイミング」とは、ループ処理として実行される下限ガード値設定処理において最初に訪れる下限ガード値の設定タイミングを指す。但し、触媒急速暖機制御の実行が一時的にしろ中断された場合には、その下限ガード値の設定履歴（或いは、下限ガード値の設定タイミングを迎えた回数をカウントするカウンタの値）はリセットされ、その後最初に訪れるステップＳ２０４に係る処理は、初期設定タイミングとして扱われる。
【０１３９】
下限ガード値の初期設定タイミングである場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値を設定する（ステップＳ２０５）。ここで、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄとは、噴射量に対する軽負荷領域学習値ｅｆｇａｆＬの反映を制限するための制限値であり、本実施形態では、その初期値が０．０５（即ち、５％）に設定されている。ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値が設定されると、ＥＣＵ１００は、学習値の下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄを下記（１）式に従って算出する（ステップＳ２０８）
ｅｆｇａｆｘｇｄ＝ｅｆｇａｆＨ−ｅｄｌｆｇｇｄ・・・（１）
上述したように、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値は０．０５であるから、（１）式が適用されることによって、触媒急速暖機制御における噴射量の補正値が、高負荷領域学習値の判断基準値の９５％（即ち、マイナス５％）に制限される。図６を参照して補足すると、領域３及び領域４の学習値の平均値（即ち、高負荷領域学習値の判断基準値ｅｆｇａｆＨ）が略１００％であるとして、軽負荷領域学習値（ここでは、希釈度大に相当する領域１の学習値）が本来９２％程度であるのに対し、その反映が「１００−５＝９５（％）」を下限として制限される。即ち、噴射量は、基本噴射量の９５％以上の範囲で設定されることとなる。それは、軽負荷領域学習値として領域１ではなく領域０の学習値が使用されても同じであり、その場合、より反映の制限の度合いは大きいものとなる。このように軽負荷領域学習値の下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄが算出されると、図７に示す触媒急速暖機制御における、ステップＳ１０８に係る処理において、噴射量の決定に学習値が反映される際に、この下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄによって噴射量が下限ガードされる。
【０１４０】
軽負荷領域学習値の下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄが算出されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０４に戻す。この場合、初期設定タイミングではなくなり（ステップＳ２０４：ＮＯ）、処理は、ステップＳ２０６に移行される。ステップＳ２０６に係る処理では、空燃比センサ２２１により検出される空燃比が、理論空燃比（ここでは、１４．３とする）未満であるか否かが判別される。
【０１４１】
ここで、軽負荷領域の学習値の減量側（噴射量を減少させる側）への変化が、希釈燃料の蒸発に起因する場合には、希釈燃料が蒸発し難い触媒急速暖機制御の実行期間における学習値の上述した反映の制限は有意であり、空燃比は、触媒急速暖機制御の本来の目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇ（リーン側の空燃比）近傍に好適には収束する。ところが、このような学習値の減量側へのずれが、希釈燃料とは無関係な要因に起因する場合、軽負荷領域の学習値の反映を制限することによって、本来減じられるべき噴射量が少なくとも幾らかなり減じられぬまま燃料が噴射されることになる。
【０１４２】
この場合、噴射量は目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇに対応する噴射量に対して過剰となり、空燃比は徐々に低下（即ち、リッチ側に推移）する。加えて、触媒急速暖機制御の実行期間中は、空燃比Ｆ／Ｂ制御は禁止される（点火プラグ周りが空燃比リッチになり過ぎて失火しているにもかかわらず、空燃比センサ２２１は失火による酸素の残存に影響されて空燃比リーンである旨を検出してしまうため検出される空燃比の信頼度が低下するため）から、空燃比の低下は継続する。その結果、空燃比リッチによるエミッションの悪化が顕在化し、結局エミッションが悪化するといった不具合が発生しかねない。
【０１４３】
一方、空燃比がリッチである旨の検出がなされた場合、少なくとも酸素濃度が低下していることになるから、燃料が過剰供給されている旨の判断を行うことは妥当である。即ち、触媒急速暖機制御中は、リーンである旨の空燃比の検出結果は信頼性が担保されないが、リッチである旨の空燃比の検出結果は、信頼性が高いものとなる。そこで、空燃比が理論空燃比未満である場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は下記（２）式に従ってガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄを漸増させる（ステップＳ２０７）。
【０１４４】
ｅｄｌｆｇｇｄ（ｉ）＝ｅｄｌｆｇｇｄ（ｉ−１）＋０．０００４・・・（２）
ここで、（ｉ）とは、最新の設定タイミングを指し、（ｉ−１）とは、前回の設定タイミングを指す。即ち、（２）式が適用されることにより、ステップＳ２０７が訪れる毎にガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄが前回値から０．０４％増量されることになる。このようにガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの漸増がなされると、処理はステップＳ２０８に移行され、漸増されたガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄに基づいて上記（１）に従った演算が実行される。即ち、軽負荷領域学習値の下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄは、ステップＳ２０７を経る毎に０．０４％ずつ減少する。
【０１４５】
このような処理が適宜繰り返される過程で、空燃比は、噴射量の減量幅の拡大を受けて増加する。その結果、空燃比が理論空燃比以上となると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。即ち、この場合、理想的には、触媒急速暖機制御の実行が終了するまで、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４及びＳ２０６を順次経てステップＳ２０１へ戻るループ処理が繰り返される。
【０１４６】
ここで特に、本実施形態において、先に述べた低温増量値Ｋに加算すべきマージンαの値は、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値（即ち、０．０５）と等しく設定される。即ち、学習値差分ΔｅｆｇａｆがＫ＋α以上である状態とは、希釈燃料以外の理由で軽負荷領域学習値が減量側へずれている場合に、下限ガード値が適用されることによって過剰となる燃料の量が、低温増量値が適用された場合よりも大きくなる状態であり、即ち、低温増量値を使用して低温増量制御を行った方が、エミッションの悪化が抑制されると判断され得る状態である。ここで、実際に軽負荷領域学習値の減量側へのずれが希釈燃料以外で生じているか否かは、上述したように空燃比に基づいてある程度判断することが可能であり、またステップＳ２０６において、燃料過剰による空燃比のリッチ化に関しては、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの漸増補正により補償されている。然るに、実際には空燃比センサ２２１がアクティブ状態になる（酸素濃度に応じた正しい出力信号を出力可能な状態になる）までには相応の時間が必要であり、空燃比センサ２２１がアクティブとなって下限ガード値が減少されるまでに、実践上看過し得ないエミッションの悪化が生じてしまう。従って、学習値差分ΔｅｆｇａｆがＫ＋α以上である場合には、エミッションの過度な悪化を防止する観点から、触媒急速暖機制御の実行が禁止されるのである。
【０１４７】
ここで、図１０を参照し、下限ガード設定処理による空燃比の制御過程について説明する。ここに、図１０は、下限ガード設定処理の実行過程における他のタイミングチャートである。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１４８】
図１０において、縦軸の系列には、上段から順にニュートラルＳＷの状態、空燃比Ａ／Ｆ、下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄ及び学習負荷領域が表される。
【０１４９】
時刻Ｔ３において、ニュートラルＳＷがオン状態からオフ状態に切り替わり、学習負荷領域が、領域４（即ち、高負荷領域）から領域１（即ち、軽負荷領域）に切り替わったとする。この際、下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄは、上述した判断基準値（領域３と領域４との学習値の平均値）を５％減少させてなるｅｆｇａｆｘｇｄ０に設定されたとする。尚、比較例として、このような下限ガード設定処理がなされない場合の噴射量の補正値の学習値を表すと、図示破線の如くになり、何ら制限を受けることなく時刻Ｔ３においてｅｆｇａｆｘｇｄ１（ｅｆｇａｆｘｇｄ１＜ｅｆｇａｆｘｇｄ０）となる。
【０１５０】
一方、軽負荷領域学習値の減量側へのずれが、希釈燃料と無関係である場合、空燃比は、時刻Ｔ３を境に、本来の触媒急速暖機制御の目標値たる目標空燃比Ａ／Ｆｔａｇから低下し始める。このように、空燃比が低下する過程において、空燃比は理論空燃比１４．３未満となるが、その時点では未だ空燃比センサ２２１は非活性であり、空燃比の低下は継続する。また、時刻Ｔ４において、空燃比センサ２２１がアクティブとなったとする。この際、検出された空燃比がＡ／Ｆ０（Ａ／Ｆ０＜１４．３）であったとすると、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの漸増により下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄは漸減する。
【０１５１】
この漸減の過程で、空燃比はリーン側への変化を開始する。そして、時刻Ｔ５において、理論空燃比１４．３以上となった場合、下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄの漸減処理は終了し、下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄは、図示ｅｆｇａｆｘｇｄ２（ｅｆｇａｆｘｇｄ１＜ｅｆｇａｆｘｇｄ２＜ｅｆｇａｆｘｇｄ０）に収束する。
【０１５２】
以上説明したように、本実施形態に係る下限ガード設定処理によれば、基本的に、軽負荷領域に対応する噴射量の補正値の学習値（本実施形態では軽負荷領域学習値）が使用される触媒急速暖機制御の実行時には、当該軽負荷領域に対応する学習値の反映が、高負荷領域に対応する学習値（本実施形態では、高負荷領域学習値の判断基準値）に基づいて（本実施形態では、９５％を下限として）制限され、希釈燃料の未蒸発による空燃比の目標空燃比に対するリーン化が防止される。一方で、希釈燃料以外の理由から軽負荷領域に対応する学習値が減量側にずれている際に生じる空燃比のリッチ化に関しては、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの漸増による下限ガード値ｅｆｇａｆｘｇｄの漸減処理によって、空燃比のリーン化が図られ、迅速且つ正確に理論空燃比近傍まで空燃比が収束する。従って、触媒急速暖機制御における空燃比の精度低下が抑制され、触媒急速暖機制御の実行期間中におけるエミッションの悪化が抑制されるのである。
【０１５３】
尚、本実施形態において、軽負荷領域学習値は、領域１に対応する学習値であるが、本発明に係る「軽負荷領域」とは、学習値を制限することなく噴射量に反映させた際に、希釈燃料が蒸発しないことによる空燃比のリーン化が実践上看過し得ない不具合を伴って顕在化するものとして、例えば実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて定められた負荷領域であり、その具体的な負荷は内燃機関毎に相違し得る趣旨である。従って、本発明に係る軽負荷領域に該当するか否かの判断は、例えば、高負荷領域（学習値を制限することなく反映させたとしても空燃比のリーン化が少なくとも実質的に無視し得る程度の規模でしか生じない負荷領域）の学習値に対する偏差に基づいて、例えば当該偏差が、閾値を超えるか否か等に基づいて行われてもよい。この際、判断基準となる閾値は、予めＲＯＭ等に固定値として格納されていてもよいし、その都度個別具体的に算出されてもよい。
【０１５４】
尚、本実施形態において、ガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの漸増割合は、一設定タイミング毎に０．０４％であるが、この値は一例に過ぎず、係る漸増割合を相対的に大きく設定すれば、学習値は相対的に大きく噴射量に反映され、反対に漸増割合を相対的に小さく設定すれば、学習値の漸減度合いは緩慢となるから、漸増割合は、例えば車両１０の仕様又は仕向け等に応じて、或いはエンジン２００の要求性能等に応じて、個別具体的に設定されてよい。
【０１５５】
また、本実施形態において、低温増量値に加算すべきマージンαの値は、軽負荷領域学習値の下限ガード値の算出に用いられるガード設定用偏差ｅｄｌｆｇｇｄの初期値に等しいが、これは一例に過ぎず、各々相互に異なる値であってもよい。
【０１５６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の噴射制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の要部構成を概念的且つ模式的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両に備わるエンジンの模式図である。
【図３】図２のエンジンに備わる高圧ポンプの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図４】トルクコンバータ及びＥＣＴの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図５】ＥＣＴにおける油圧式摩擦係合装置各々の係合状態と実現される変速段との対応関係を説明する表である。
【図６】噴射量の補正値の学習値と学習負荷領域との関係を表すグラフである。
【図７】ＥＣＵにより実行される触媒急速暖機制御のフローチャートである。
【図８】ＥＣＵにより実行される下限ガード値設定処理のフローチャートである。
【図９】下限ガード設定処理の実行過程における一のフローチャートである。
【図１０】下限ガード設定処理の実行過程における他のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５８】
１０…車両、１２…シフトレバー、１３…シフト位置センサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０２…点火装置、２０３…ピストン、２０８…スロットルバルブ、２１２…直噴インジェクタ、３００…トルクコンバータ、４００…ＥＣＴ。
【図１】
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【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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