(57)【要約】【課題】触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化を好適に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】触媒暖機制御の実行条件が成立した時刻ｔ０に、吸入空気量を増加すべくＩＳＣ開度を増大させるとともに、その後の時刻ｔ１に均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで、排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する。ここで先のＩＳＣ開度の増大に応じた吸気負荷率の急増によって生じる空燃比のリーン化を抑制するため、実行条件の成立する時刻ｔ０から燃焼形態を切り替える時刻ｔ１までの期間、ベース噴射量に乗算される突入時増量係数ｋｓｔを「１」よりも大きい値αに設定することで、燃料噴射量の増量補正を行うようにした。【選択図】図２
2009024517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大した後に点火時期を遅角することで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、
前記実行条件の成立から前記点火時期の遅角を実施するまでの期間に、燃料噴射量の増量補正を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大した後に点火時期を遅角することで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、
前記実行条件の成立から前記点火時期の遅角までの期間に、燃料噴射量の算出に用いる見込吸入空気量の増量補正を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大した後に、均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、
前記実行条件の成立から前記燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の増量補正を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大した後に、均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、
前記実行条件の成立から前記燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の算出に用いる見込吸入空気量の増量補正を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットル開度の増大を、前記実行条件の成立から規定の遅延時間が経過したときに実施する
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】
前記遅延時間は、燃料噴射量の決定からその決定された噴射量での燃料噴射が実際に行われるまでの時間以上に設定されてなる
請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記触媒暖機制御が機関始動の完了直後に行われるときには、前記増量補正を禁止する
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。
【請求項８】
前記触媒暖機制御が一旦中断された後、再実行されるときに限り、前記増量補正を実施する
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。
【請求項９】
前記触媒暖機制御が一旦中断された後に再実行することを、機関回転速度が安定していることを条件に許可する
請求項１〜８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記増量補正の度合いを、機関冷却水温及び機関始動後の経過時間の少なくとも一方に応じて決定する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
当該制御装置は、吸気ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとの双方を備える内燃機関に適用されてなる
請求項１〜１０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、内燃機関の制御装置に関し、特に排気浄化触媒の暖機促進に係る制御構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載等の内燃機関で実施される制御として、排気通路に設置された排気浄化触媒の早期暖機を実現するための触媒暖機制御がある。触媒暖機制御では、点火時期を遅角して後燃えを促進することで、排気温度を高めるようにしている。ただし点火時期を遅角すると、トルクが低下してしまうため、ＩＳＣ開度を増大して、吸入空気量を増加させるようにもしている。また特許文献１〜３に見られるように、筒内噴射を行う内燃機関では、こうした触媒暖機制御において、燃料噴射時期を圧縮行程後半に切り替えて弱成層燃焼を行うようにもしている。弱成層燃焼とした場合には、点火時期の大幅遅角が可能となって、後燃えを更に促進することができるため、より効果的に触媒の暖機を行うことができる。
【０００３】
なお吸気通路内の空気の流動遅れのため、吸入空気量の増加にはある程度の時間を要するため、触媒暖機制御は、以下の手順で行うようにしている。すなわち、触媒暖機制御の実行条件が成立すると、まず吸入空気量を増加すべくＩＳＣ開度を増大し、その後、吸入空気量が増加されるのを待って点火時期や燃料噴射時期の切り替えを実施するようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２５８００６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５７１７号公報
【特許文献３】特開２００５−１１３８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空燃比制御を行う内燃機関では、吸入空気量に応じて燃料噴射量を決定することがなされている。吸入空気量は、吸気通路の上流部に設置されたエアフローメータなどにより検出されるが、吸入空気量が急変する過渡時には、吸気の流動遅れのため、検出された吸入空気量が、実際にシリンダに吸入される空気量と乖離してしまうことがある。そこで、スロットル開度の推移などから、吸入空気量をリアルタイムに推定することが行われている。
【０００５】
ただし、燃料噴射量の決定から実際に燃料噴射が実施されるまでには、若干のタイムラグが存在する。そのため、触媒暖機制御の開始直後の吸入空気量の急増期間には、たとえ見込吸入空気量が正確に計算されていても、燃料噴射量を決定した時点の見込吸入空気量は、実際に燃料が噴射されるときの吸入空気量よりも少なくなり、燃料噴射量が不足して空燃比が一時的にリーン化するようになり、燃焼状態の悪化等の不具合が生じてしまうようになる。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化を好適に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
まず請求項１に記載の発明は、当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大した後に点火時期を遅角することで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、前記実行条件の成立から前記点火時期の遅角までの期間に、燃料噴射量の増量補正を行うことをその要旨とするものである。
【０００８】
上記構成では、触媒暖機制御の実行条件が成立すると、それに応じてまず、スロットル開度が増大され、その後に点火時期が遅角されるようになる。そしてこれにより、吸入空気量が、ひいては排気流量が増大されるとともに、燃えが促進されて排気温度が上昇されて、排気浄化触媒の早期暖機が図られるようになる。ここで上記の如くスロットル開度が増大されるとそれに伴い吸入空気量が急増するが、上記構成では、実行条件の成立から点火時期の遅角までの期間に燃料噴射量の増量補正が行われるため、空燃比のリーン化は好適に抑制されることになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大するとともに、その後に点火時期を遅角することで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、前記実行条件の成立から前記点火時期の遅角までの期間に、燃料噴射量の算出に用いる見込吸入空気量の増量補正を行うことをその要旨とするものである。
【００１０】
空燃比制御を行う内燃機関では、吸入空気量に応じて燃料噴射量を決定することがなされている。吸入空気量は、吸気通路の上流部に設置されたエアフローメータなどにより検出されるが、吸入空気量が急変する過渡時には、吸気の流動遅れのため、検出された吸入空気量が、実際にシリンダに吸入される空気量と乖離してしまうことがある。そこで、スロットル開度の推移などから、吸入空気量をリアルタイムに予測することが行われている。
【００１１】
さて、触媒暖機制御の実行条件の成立から点火時期の遅角までの期間における燃料噴射量を、こうした吸入空気量の予測値に、すなわち見込吸入空気量に基づいて決定することを考える。なお、燃料噴射量の決定から燃料噴射の実施までには、若干のタイムラグが存在している。そのため、触媒暖機制御の開始直後の吸入空気量の急増期間には、たとえ見込吸入空気量が正確に計算されていても、燃料噴射量を決定した時点の見込吸入空気量は、実際に燃料が噴射されるときの吸入空気量よりも少なくなり、燃料噴射量が不足して空燃比がリーン化するようになる。
【００１２】
その点、上記構成では、触媒暖機制御の実行条件の成立から点火時期の遅角までの期間に、見込吸入空気量が増量補正されており、その結果、見込吸入空気量を使用して決定される燃料噴射量が増量されるようになる。したがって、上記構成によっても、触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化を好適に抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大するとともに、その後に均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、前記実行条件の成立から前記燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の増量補正を行うことをその要旨とするものである。
【００１４】
上記構成では、触媒暖機制御の実行条件が成立すると、それに応じてまず、スロットル開度が増大され、その後に均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態が切り替えられるようになる。こうして成層燃焼に切り替えられると、点火時期の大幅遅角が可能となるため、それにより後燃えを促進して排気浄化触媒の更なる早期暖機を図ることができる。ここで上記の如くスロットル開度が増大されると、それに伴い吸入空気量が増加するが、上記構成では、実行条件の成立から点火時期の遅角までの期間に燃料噴射量の増量補正が行われるため、空燃比のリーン化は好適に抑制されることになる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、当該制御の実行条件の成立に応じてスロットル開度を増大するとともに、その後に均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで排気浄化触媒の暖機を促進するための触媒暖機制御を実施する内燃機関の制御装置において、前記実行条件の成立から前記燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の算出に用いる見込吸入空気量の増量補正を行うことをその要旨とするものである。
【００１６】
触媒暖機制御によって燃焼形態が成層燃焼へと切り替えられる前の均質燃焼中に、空燃比制御が行われ、吸入空気量の予測値である見込吸入空気量に応じて燃料噴射量が決定されているとすると、触媒暖機制御の開始直後の吸入空気量の急増期間には、上述したような燃料噴射量の決定から燃料噴射の実施までのタイムラグのため、燃料噴射量に不足が生じて空燃比がリーン化するようになる。その点、上記構成では、触媒暖機制御の実行条件の成立から成層燃焼への燃焼形態の切り替えまでの期間に、見込吸入空気量が増量補正されており、その結果、見込吸入空気量を使用して決定される燃料噴射量も増量補正されるようになる。したがって上記構成によっても、触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化を好適に抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、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において、前記スロットル開度の増大を、前記実行条件の成立から規定の遅延時間が経過したときに実施することをその要旨とするものである。
【００１８】
また請求項６に記載の発明は、そうした請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、前記遅延時間は、燃料噴射量の決定からその決定された噴射量での燃料噴射が実際に行われるまでの時間以上に設定されてなることをその要旨とするものである。
【００１９】
触媒暖機制御の開始と同時に燃料噴射量や見込吸入空気量の増量補正を開始しても、その増量補正が実際に噴射される燃料の量に反映されるようになるのは、上述したような燃料噴射量の決定から燃料噴射の実施までのタイムラグの分だけ、制御開始から遅れることになる。そのため、触媒暖機制御の実行条件の成立と同時にスロットル開度を増大した場合、触媒暖機制御の開始直後に、吸入空気量が増大され始めているにも拘らず、燃料噴射量が実際には増量補正されていない期間が存在するようになる。その点、上記構成では、触媒暖機制御の実行条件の成立から規定の遅延時間が経過したときにスロットル開度の増大を実施するようにしているため、上記期間を短縮することができ、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化をより効果的に抑制することができる。なお請求項６に記載のように遅延時間を設定すれば、上記のような期間を無くすことができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、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において、前記触媒暖機制御が機関始動の完了直後に行われるときには、前記増量補正を禁止することをその要旨とするものである。
【００２１】
また請求項８に記載の発明は、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において、前記触媒暖機制御が一旦中断された後、再実行されるときに限り、前記増量補正を実施することをその要旨とするものである。
【００２２】
機関始動の完了直後に触媒暖機制御が実施される場合、その直前まで燃料噴射量の増量補正がなされていることから、触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化は比較的軽度なものに留まるようになる。一方、アクセルペダルが踏み込まれる等により、触媒暖機制御が一旦中断された後に、再び実行条件が成立して制御が再開される場合には、機関回転速度が高く、吸入空気負荷率が低い状態から触媒暖機制御が開始されるため、制御開始直後の吸気負荷率の変化が大きくなり、空燃比のリーン化が特に顕著となる。
【００２３】
その点、請求項７に記載の構成では、触媒暖機制御が機関始動の完了直後に行われ、空燃比のリーン化があまり問題とならない状況では、上述したような燃料噴射量や見込吸入空気量の増量補正が行われないようになる。また請求項８に記載の構成では、触媒暖機制御が一旦中断された後、再実行されて、空燃比のリーン化が顕著となる状況に限り、燃料噴射量や見込吸入空気量の増量補正が行われるようになる。そのため、不要な燃料噴射量の増量を抑えて、より効率的に、触媒暖機制御の開始直後の空燃比のリーン化を抑制することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８に記載の内燃機関の制御装置において、前記触媒暖機制御が一旦中断された後に再実行することを、機関回転速度が安定していることを条件に許可することをその要旨とするものである。
【００２５】
上述したように、触媒暖機制御の再実行（再開）時には、その再開直後の空燃比のリーン化が顕著となる。上記構成では、機関回転速度が十分に安定した後に触媒暖機制御が再開されるため、制御開始直後の吸入空気量の変化が抑えられ、空燃比のリーン化が抑制されるようになる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記増量補正の度合いを、機関冷却水温及び機関始動後の経過時間の少なくとも一方に応じて決定することをその要旨とする。
【００２７】
機関温度が低いときには、噴射された燃料が吸気ポートの壁面等に多量に付着し、その分、実際に燃焼される燃料が減少してしまう。したがって機関温度の低いときには、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を回避するために燃料噴射量をより多く増量する必要がある。一方、機関温度状態は、機関冷却水温や機関始動後の経過時間により把握することができる。そこで上記構成では、触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量や見込吸入空気量の増量補正の度合いを、そうした機関冷却水温や機関始動後の経過時間に応じて決定しているため、壁面付着する燃料を見込んで燃料噴射量の増量度合いを適宜調整することができる。具体的には、機関冷却水温が低いときほど、或いは機関始動後の経過時間が短いときほど、燃料噴射量や見込吸入空気量の増量補正の度合いを大きくすることで、燃料の壁面付着分を見込んだ燃料噴射量の増量を行うことができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、当該制御装置は、吸気ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとの双方を備える内燃機関に適用されてなることをその要旨とするものである。
【００２９】
このように本願発明は、吸気ポート噴射用のインジェクタと筒内噴射用のインジェクタとの双方を備える、いわゆるデュアルインジェクションシステムを採用する内燃機関に適用することができる。もっとも、本願発明は、吸入空気量の増加と点火時期の遅角、或いは均質燃焼から成層燃焼への燃焼形態の切り替えによる触媒暖機制御を行う内燃機関であれば、それ以外の燃料噴射システムを備える内燃機関にも同様に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。本実施形態では、吸気ポート噴射用と筒内噴射用との２つのインジェクタを気筒毎に備えるデュアルインジェクションシステムを採用する車載内燃機関に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００３１】
図１に、そうした本実施形態の内燃機関の制御装置の全体構成を示す。同図に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１２と吸入空気量を調整するスロットルバルブ１３とが設置され、吸気ポート１４及び吸気バルブ１５を介して燃焼室１６に接続されている。そしてデュアルインジェクションシステムを採用するこの内燃機関１０には、吸気ポート噴射用のインジェクタ１７が吸気ポート１４に、筒内噴射用のインジェクタ１８が燃焼室１６に、それぞれ設置されている。
【００３２】
各インジェクタ１７、１８から噴射された燃料と吸気通路１１を通じて吸入された空気との混合気の導入される燃焼室１６には、そうした混合気を火花点火するための点火プラグ１９が設置されている。さらに燃焼室１６は、排気バルブ２０及び排気ポート２１を介して、燃焼室１６から排出された排気を浄化する排気浄化触媒２３の設置された排気通路２２に接続されている。
【００３３】
こうした内燃機関１０の各種制御は、機関制御用の電子制御ユニット３０により行われる。電子制御ユニット３０は、機関制御に係る各種演算処理を実施するＣＰＵ（中央演算処理装置）、機関制御用のプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ（読込専用メモリ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、外部との信号の授受を行うためのＩ／Ｏ（入出力ポート）を備えて構成されている。電子制御ユニット３０の入力ポートには、上記エアフローメータ１２に加え、機関回転速度ｎｅを検出するＮＥセンサ３１、アクセル操作量ａｃｃｐを検出するアクセルセンサ３２、機関冷却水温ｔｈｗを検出するための水温センサ３３などの各種センサの信号が入力されている。電子制御ユニット３０は、こうしたセンサ信号に基づき、上記スロットルバルブ１３や各インジェクタ１７，１８、点火プラグ１９の駆動回路に指令信号を出力して内燃機関１０の運転状態を制御している。
【００３４】
次に、以上の如く構成された本実施形態での触媒暖機制御の詳細を説明する。この触媒暖機制御は、この内燃機関１０の排気通路２２に設置された排気浄化触媒２３の早期暖機のために行われる制御である。具体的には、触媒暖機制御では、均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えて、吸入空気量の増加と点火時期の大幅遅角とを実施する。そしてこれにより、後燃えを促進して排気温度を上昇させ、また排気流量を増大させることで、排気浄化触媒２３の暖機を促進するようにしている。なお均質燃焼は、膨張行程〜吸気行程に吸気ポート噴射用のインジェクタ１７から燃料噴射を行うことで、燃焼室１６の全体に均質に分散された混合気を形成することで行われる。また成層燃焼は、圧縮行程後半に筒内噴射用のインジェクタ１８から燃焼室１６内に燃料を直接噴射することで、点火プラグ１９の周囲のみに可燃な濃い混合気の層を局所的に形成することで行われる。
【００３５】
なお吸入空気量を増加すべく、スロットルバルブ１３の開度を増大しても、吸気通路１１内の空気の流動遅れのため、燃焼室１６に導入される空気の量は直ちには増加されない。そこで触媒暖機制御では、制御の開始に応じてまず、スロットル開度を増大させるとともに、そのスロットル開度の増大に応じて実際に燃焼室１６に吸入される空気量が増加されるのを待って、燃焼形態を成層燃焼とすべく燃料噴射時期及び点火時期を切り替えるようにしている。
【００３６】
ところで、こうした触媒暖機制御によって、燃焼形態が成層燃焼に切り替えられる前の均質燃焼中には、空燃比制御が行われ、燃焼室１６内で燃焼される混合気の空燃比が目標値（例えば理論空燃比≒１４．７）となるように吸入空気量に応じて燃料噴射量が決定されている。上記エアフローメータ１２による吸入空気量の検出値には、エアフローメータ１２の設置位置から燃焼室１６までの吸気通路１１内の空気の流動時間分の遅れがあるため、ここではこうした燃料噴射量の決定を、スロットル開度の推移などから予測された吸入空気量の予測値である見込吸入空気量に基づいて行うようにしている。なお、より具体的には、本実施形態では燃料噴射量の決定を、吸気負荷率ｋｌの予測値である見込吸気負荷率ｋｌｐを使用して行うようにしている。吸気負荷率ｋｌは、燃焼室１６の最大吸入空気量に対する吸入空気量の比率を示すもので、ここでは吸入空気量の指標値として使用している。
【００３７】
なお上述したように、燃料噴射量の決定時からその決定に基づく燃料噴射の実行までにはタイムラグがあるため、たとえ見込吸気負荷率ｋｌｐが正確に求められていたとしても、触媒暖機制御の開始直後における吸入空気量の急増時には、燃料噴射量が不足するようになる。すなわち、吸入空気量が急増する場合、燃料が実際に噴射される時点では、燃料噴射量の決定時よりも吸入空気量が更に増加しており、決定時の見込吸気負荷率ｋｌｐに応じた燃料噴射量では、噴射時のより増加した吸入空気量に対しては不十分となってしまうようになる。そこで本実施形態では、こうして発生する触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を抑制するため、触媒暖機制御の実行条件の成立から燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の増量補正を行うようにしている。
【００３８】
図２に、こうした本実施形態の触媒暖機制御ルーチンによる制御態様の一例を示す。同図では、時刻ｔ０において触媒暖機制御の実行条件が成立し、以後、同制御の実施のための処理が開始されている。なお本実施形態では、触媒暖機制御の実行条件は、以下の条件（ａ）〜（ｃ）の全てが成立すること、となっている。
（ａ）アイドル時であること。
（ｂ）機関回転速度ｎｅが規定の範囲（例えば４００〜２０００ｒｐｍの範囲）内であること。
（ｃ）機関始動開始からの吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が既定の触媒暖機完了判定値以下であること。
【００３９】
ここで触媒暖機制御の実行を内燃機関１０のアイドル時に限っているのは、レーシング時には、吸入空気量、及び燃料噴射量が大きく、あえて触媒暖機制御を実行せずとも、排気浄化触媒２３の暖機を促進可能なためである。またここでは、排気浄化触媒２３の暖機度合いを、機関始動開始からの吸入空気量の積算値で推定しており、積算吸入空気量が上記判定値を超えることから、排気浄化触媒２３の暖機完了を判定するようにしている。
【００４０】
さて触媒暖機制御の実行条件の成立した時刻ｔ０には、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオン（ＯＮ）にセットされる。そしてこの実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎのオンをトリガとして、吸入空気量増加のためのＩＳＣ開度の増大が実施され、以降、吸気負荷率（吸入空気量）が急増されるようになる。なおＩＳＣ開度とは、内燃機関１０のアイドル時に設定されるスロットルバルブ１３の開度を示している。
【００４１】
また、この時刻ｔ０からは、計時カウンタｃｏｕｎｔによる、実行条件成立からの経過時間の計測が開始される。この計時カウンタｃｏｕｎｔの値は、実行条件の成立に応じて「０」にリセットされ、以後、電子制御ユニット３０による触媒暖機制御の制御周期毎にその値が「１」ずつ、インクリメントされるようになっている。
【００４２】
さらに本実施形態では、実行条件の成立とともに、燃料噴射量の増量補正が開始される。ここでの燃料噴射量の増量補正は、突入時増量係数ｋｓｔを「１」よりも大きい既定の値αに設定することで行われる。この突入時増量係数ｋｓｔは、見込吸気負荷率ｋｌｐより決定された燃料噴射量のベース値（ベース噴射量ｑｂｓｅ）に乗算される係数で、通常はその値が「１」に設定されている。すなわち、最終的に決定される燃料噴射量（最終噴射量ｑｆｉｎ）は、ベース噴射量ｑｂｓｅに突入時増量係数ｋｓｔを乗算した値（ｑｂｓｅ×ｋｓｔ）に設定されており、突入時増量係数ｋｓｔを「１」よりも大きい値に設定することで燃料噴射量が増量補正されるようになっている。なおこのときの突入時増量係数ｋｓｔの値αは、触媒暖機制御開始直後の吸入空気量の急増に対して、燃焼状態を良好に維持可能な範囲に空燃比を保つことのできる程度に、燃料噴射量が増量補正されるように設定されている。そしてこれにより、上記のような吸気負荷率ｋｌの急増に対して、空燃比が許容される範囲を超えてリーン化しないようにしている。
【００４３】
こうした燃料噴射量の増量補正は、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ０を超えて燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘがオンとなる時刻ｔ１まで継続される。判定値ＴＩＭＥ０の値は、ＩＳＣ開度の増大から、それに見合った分の吸入空気量の増加がなされるまでの時間にインクリメントされる計時カウンタｃｏｕｎｔの値に設定されている。よって、この時刻ｔ１は、上記ＩＳＣ開度の増大に応じた吸気負荷率ｋｌ（吸入空気量）の増加が完了する時刻となっている。
【００４４】
この時刻ｔ１には、上記燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘのオンをトリガとして、点火時期の大幅遅角と圧縮行程後半への燃料噴射時期の変更が実施されて、燃焼形態が成層燃焼へと切り替えられる。なお上記の如く、デュアルインジェクションシステムを採用するこの内燃機関１０では、燃料噴射に使用するインジェクタを、吸気ポート噴射用のインジェクタ１７から筒内噴射用のインジェクタ１８に変更することで、圧縮行程後半への燃料噴射時期の変更がなされるようになっている。そして以降、アクセルペダルの踏み込みによりアイドル・オフとなって触媒暖機制御が中断されたり、積算吸入空気量が上記触媒暖機判定値を超えて触媒暖機制御が完了したりするまで、成層燃焼が継続されるようになっている。
【００４５】
なお本実施形態では上述のように、成層燃焼への切替後は、燃料噴射量の増量補正は実施されないようになっている。ただし、成層燃焼への切替後には、成層燃焼切替後の燃料噴射量がそもそも、増加した吸入空気量を想定して決定されていること、成層燃焼切替直後には燃料噴射量のピストンウェット増量が行われることから、空燃比のリーン化抑制のための増量補正を行わずとも、空燃比のリーン化は生じないようになっている。なお、ピストンウェット増量とは、ピストン位置が上死点に近い圧縮行程後半に燃料噴射が行われる成層燃焼への切替直後には、ピストン頂面への付着により燃焼に供されない燃料が一時的に増大するため、それによる不足分を補うために行われる燃料噴射量の増量補正のことである。
【００４６】
図３は、こうした本実施形態採用する「触媒暖機制御ルーチン」のフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、所定の制御周期（例えば１０ｍｓ）毎の定時割込み処理として電子制御ユニット３０により繰り返し実行されるものとなっている。
【００４７】
さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット３０はまず、ステップＳ１０において、触媒暖機制御の実行条件が成立しているか否かを確認する。ここで実行条件が不成立であれば、すなわち上記条件（ａ）〜（ｃ）のいずれか１つ以上が不成立であれば（Ｓ１０：ＮＯ）、電子制御ユニット３０は、ステップＳ２０において上記実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎ及び燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘをオフ（ＯＦＦ）に設定して、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００４８】
一方、実行条件が成立していれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０はステップＳ３０において、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎが予てからオンとなっているか否かを確認する。ここで実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとなっていれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０は続くステップＳ４０及びステップＳ５０の処理をスキップして、ステップＳ６０の処理に進む。また電子制御ユニット３０は、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎが未だオフであれば（Ｓ３０：ＮＯ）、ステップＳ４０において上記計時カウンタｃｏｕｎｔの値を「０」にリセットするとともに、ステップＳ５０において実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎをオンとしてから、ステップＳ６０の処理に移行する。
【００４９】
さて処理がステップＳ６０に進むと、電子制御ユニット３０はそのステップＳ６０おいて、上記計時カウンタｃｏｕｎｔの値を「１」だけインクリメントする。そして電子制御ユニット３０は続くステップＳ７０において、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ０以上となっているか否かを確認する。すなわち、ここではＩＳＣ開度の増大による吸入空気量の増加が完了したか否かの確認が行われている。
【００５０】
ここで計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ０以上であれば（Ｓ７０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０はステップＳ８０において、燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘをオンとして、本ルーチンの処理を一旦終了する。一方、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が上記判定値ＴＩＭＥ０未満であれば（Ｓ７０：ＮＯ）、電子制御ユニット３０はステップＳ９０において、突入時増量係数ｋｓｔを「１」よりも大きい規定の値α（＞１）に設定して、燃料噴射量の増量補正を実施する。このように本実施形態では、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオン、且つ燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘがオフのときに、すなわち実行条件の成立から燃焼形態の切り替えまでの期間に、燃料噴射量の増量補正が実施されるようになっている。
【００５１】
以上説明した本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、触媒暖機制御の実行条件の成立から成層燃焼への燃焼形態の切り替えまでの期間に燃料噴射量の増量補正が行われている。そのため、触媒暖機制御開始直後の吸入空気量の急増に伴う空燃比のリーン化を好適に抑制することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
続いて、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第２実施形態を、図４及び図５を併せ参照して、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。なお本実施形態及び以降の各実施形態において、前述の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明は割愛する。
【００５３】
第１実施形態では、吸入空気量増加のためのスロットル開度（ＩＳＣ開度）の増大と燃料噴射量の増量補正とを、触媒暖機制御の実行条件の成立と同時に開始するようにしていた。一方、上述したように、燃料噴射量の決定からその決定された燃料噴射量が実際の燃料噴射に反映されるまでには若干のタイムラグがある。そのため、実行条件の成立と同時に燃料噴射量の増量補正を開始しても、そのタイムラグ分の時間が経過するまでは、その増量補正は実際の燃料噴射に反映されないことになる。こうした期間にも吸入空気量は増加し始めており、その間、空燃比がリーン化してしまうようになる。こうした空燃比のリーン化期間は僅かではあるが、状況によっては無視できないこともある。
【００５４】
そこで本実施形態では、触媒暖機制御における吸入空気量の増加のためのスロットル開度（ＩＳＣ開度）の増大を実施する時期を、触媒暖機制御の実行条件の成立と同時ではなく、実行条件成立から一定の期間遅延させるようにしている。そしてこれにより、吸入空気量の増加が開始された時点から、燃料噴射量の増量補正が反映されるようにしている。なおここでは、そうしたスロットル開度増大の遅延の時間を、上記のようなタイムラグ分の時間以上に、すなわち燃料噴射量の決定からその決定された噴射量での燃料噴射が実際に行われるまでの時間以上に設定するようにしている。
【００５５】
具体的には、本実施形態では、スロットル開度（ＩＳＣ開度）増大のトリガとなるフラグを、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎと別途に設けるようにしている。この新規に設けられたフラグ、すなわちＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐは、実行条件成立からの経過時間が、燃料噴射量の決定からその決定された噴射量での燃料噴射が実際に行われるまでの時間以上となったときにオンとされるようになっている。一方、上述の突入時増量係数ｋｓｔによる触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量の増量補正は、第１実施形態と同様に実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオン、且つ燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘがオフの期間に実施される。すなわち本実施形態では、吸入空気量増加のためのＩＳＣ開度増大の実施に先駆けて、燃料噴射量の増量補正が開始されるようになっている。
【００５６】
図４に、こうした本実施形態の触媒暖機制御ルーチンによる制御態様の一例を示す。同図では、時刻ｔ１０において触媒暖機制御の実行条件が成立し、以後、同制御の実施のための処理が開始されている。
【００５７】
実行条件の成立した時刻ｔ１０には、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとされるとともに、突入時増量係数ｋｓｔが「１」よりも大きい値αに設定されて、燃料噴射量の増量補正が開始される。またこの時刻ｔ１０からは、実行条件成立からの経過時間を計測するための計時カウンタｃｏｕｔのカウントが開始される。
【００５８】
なお本実施形態では、この時点では、ＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐは未だオフであり、吸入空気量増加のためのＩＳＣ開度の増大は未だ開始しないようにしている。すなわち本実施形態では、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ１に達した時刻ｔ１１に、上記新規に設定されたＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐをオンとし、このＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐのオンをトリガとして吸入空気量増加のためのＩＳＣ開度の増大を実施する。なお上記判定値ＴＩＭＥ１の値は、燃料噴射量の決定からその決定された噴射量での燃料噴射が実際に行われるまでの時間にインクリメントされる計時カウンタｃｏｕｎｔの値に設定されている。よって本実施形態では、増量補正が実際の燃料噴射に反映されるようになってから、ＩＳＣ開度の増大が行われるようになっている。
【００５９】
さて、先の時刻ｔ１０より開始された燃料噴射量の増量補正は、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ２に達した時刻ｔ１２まで継続される。そしてこの時刻ｔ１２には、燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘがオンとされて、燃焼形態が成層燃焼へと切り替えられ、以降、この成層燃焼は、触媒暖機制御の実行条件が不成立となって同制御が中断、或いは完了されるまでが継続される。なおここで判定値ＴＩＭＥ２は、上述の判定値ＴＩＭＥ０と判定値ＴＩＭＥ１との和（ＴＩＭＥ０＋ＴＩＭＥ１）がその値に設定されている。よって、このときの燃焼形態の切り替えは、時刻ｔ１１でのＩＳＣ開度の増大に応じた吸入空気量の増加が完了した時点で行われることになる。
【００６０】
図５は、こうした本実施形態に採用される「触媒暖機制御ルーチン」のフローチャートである。本ルーチンの処理もまた、所定の制御周期（例えば１０ｍｓ）毎の定時割込み処理として電子制御ユニット３０によって繰り返し実行されるものとなっている。
【００６１】
本ルーチンの開始時にも、電子制御ユニット３０はまず、ステップＳ１１０において、触媒暖機制御の実行条件が成立しているか否かを確認する。ここでの触媒暖機制御の実行条件は第１実施形態のものと同じとなっている。ここで実行条件が不成立の場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、電子制御ユニット３０はステップＳ１２０において、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎ、ＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐ、及び燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘをオフに設定して、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００６２】
一方、実行条件が成立しているときには、電子制御ユニット３０はステップＳ１３０において、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとなっているか否かを確認する。ここで実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとなっていれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０は続くステップＳ１４０及びステップＳ１５０の処理をスキップしてステップＳ６０の処理に進む。また電子制御ユニット３０は、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎが未だオフであれば（Ｓ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１４０において、実行条件成立からの経過時間を表わす計時カウンタｃｏｕｎｔの値を「０」にリセットし、ステップＳ１５０において実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎをオンとしてから、ステップＳ１６０の処理に移行する。そして処理がステップＳ１６０に進むと、電子制御ユニット３０はそのステップＳ１６０において、上記計時カウンタｃｏｕｎｔの値を「１」だけインクリメントする。
【００６３】
以上のステップＳ１１０〜ステップＳ１６０までの処理は、第１実施形態の触媒暖機制御ルーチンにおけるステップＳ１０〜ステップＳ６０と同様のものとなっている。ただし上述したように本実施形態では、吸入空気量の増加のためのＩＳＣ開度の増大は、ＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐがオンとなることをトリガとして行われるようになっており、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとなった時点では、実施されないようになっている。
【００６４】
さて上記ステップＳ１６０での計時カウンタのインクリメントを終えると、電子制御ユニット３０は続くステップＳ１７０において、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ２（＝ＴＩＭＥ０＋ＴＩＭＥ１）以上となっているか否かを確認する。ここで計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ２以上であれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３０はステップＳ１８０において、燃焼形態を成層燃焼とすべく、上記燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘをオンとして、今回の本ルーチンの処理を終了する。
【００６５】
一方、ステップＳ１７０において計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ２未満であれば（Ｓ１７０：ＮＯ）、電子制御ユニット３０は、ステップＳ１９０において、突入時増量係数ｋｓｔを「１」よりも大きい規定の値α（＞１）に設定して、燃料噴射量の増量補正を実施する。そして電子制御ユニット３０は、続くステップＳ２００において、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が上記判定値ＴＩＭＥ１以上であるか否かを確認する。ここで電子制御ユニット３０は、計時カウンタｃｏｕｎｔの値が判定値ＴＩＭＥ１未満であれば（１９０：ＮＯ）、今回の本ルーチンの処理をそのまま一旦終了し、そうでなければ（１９０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０においてＩＳＣ開度増大フラグｅｘｓｊｃｏｐをオンとして、今回の本ルーチンの処理を終了する。
【００６６】
以上説明した本実施形態の内燃機関の制御装置では、上記（１）に記載の効果に加え、更に以下の効果を奏することができる。
（２）本実施形態では、触媒暖機制御の実行条件の成立に応じて燃料噴射量の増量補正を行うとともに、吸入空気量増加のためのＩＳＣ開度の増大を実行条件成立から遅らせて実施するようにしている。そしてそうしたＩＳＣ開度増大の遅延時間を、燃料噴射量の決定から燃料噴射の実施までの時間に設定するようにしている。そのため、吸入空気量の増加の開始時から燃料噴射量を実際に増量させることができ、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化をより確実に抑制することができる。
【００６７】
なお、実行条件成立（燃料噴射量の増量補正の開始）からＩＳＣ開度増大までの遅延時間が、燃料噴射量の決定から燃料噴射の実施までの時間未満であったとしても、吸入空気量の増加が開始されているにも関わらず、増量補正が実際の燃料噴射に反映されていない期間は短縮されるようにはなる。よって、たとえ遅延時間が短かくとも、ＩＳＣ開度の増大を遅延させない場合に比して、触媒暖機制御開始直後における空燃比のリーン化は、より確実に抑制されるようになる。
【００６８】
（第３実施形態）
続いて、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第３実施形態を、図６を併せ参照して、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６９】
上述したような触媒暖機制御は通常、機関始動の完了直後に実施されるものなっている。ただし触媒暖機制御は、アクセル操作などにより、上記条件（ａ）、（ｂ）が不成立となって中断された場合には、その後に内燃機関１０が再びアイドル状態となったときに、積算吸入空気量が上記触媒暖機完了判定値未満であれば、再実行される。
【００７０】
本実施形態では、上述のような触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量の増量補正を、触媒暖機制御が機関始動の完了直後に行われるときには禁止し、触媒暖機制御が一旦中断された後、再実行されるときに限り実施するようにしている。
【００７１】
このように燃料噴射量の増量補正を、触媒暖機制御の再実行時に限る理由は、は次の通りである。すなわち、機関始動の完了直後に触媒暖機制御が実施される場合、その直前まで燃料噴射量の増量補正がなされていることから、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化は比較的軽度なものに留まるようになる。一方、アクセルペダルが踏み込まれたことで触媒暖機制御が一旦中断された後に、再びアイドル・オンとなって制御が再開される場合には、減速後の吸入空気負荷率の低い状態から触媒暖機制御が開始されるため、制御開始直後の吸気負荷率の変化が大きくなり、空燃比のリーン化が特に顕著となる。そのため、本実施形態では、空燃比のリーン化が特に顕著となる触媒暖機制御の再実行時にのみ、燃料噴射量の増量補正を行うことしている。
【００７２】
図６は、こうした本実施形態に採用される「触媒暖機制御ルーチン」のフローチャートである。本ルーチンは、第１実施形態の同ルーチン（図３）を一部変更したものとなっている。
【００７３】
すなわち、本ルーチンでは電子制御ユニット３０は、ステップＳ１０での触媒暖機制御の実行条件の成立の可否判定において実行条件が不成立であったときに（ＮＯ）、ステップＳ１２及びステップＳ１４において、触媒暖機制御が中断された場合にその旨の履歴を記録するための処理を行った上でステップＳ２０の処理に進むようにしている。具体的には、電子制御ユニット３０はステップＳ１２において実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがそれまでオンにセットされていたか否かを確認する。そして電子制御ユニット３０は、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンにセットされていた場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆをオンにセットしてから処理をステップＳ２０に進めるようにしている。そして本ルーチンでは、ステップＳ９０における燃料噴射量の増量処理の前に、一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆがオンであるか否かを確認し（Ｓ８５）、オンであるとき（Ｓ８５：ＹＥＳ）に限り、燃料噴射量の増量補正を実施するようにしている。すなわち、一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆがオフのときには（Ｓ８５：ＮＯ）、ステップＳ９０の処理をスキップして、そのまま処理を終了するようにしている。
【００７４】
なお第２実施形態の触媒暖機制御ルーチン（図５）にも、同様の処理の追加が可能である。この場合には、図５のステップＳ１２０の前に上記ステップＳ１２及びステップＳ１４の処理が追加され、同じく図５のステップＳ１９０の前に上記ステップＳ８５の処理が追加されることになる。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施形態では、触媒暖機制御の開始直後における燃料噴射量の増量補正を、同制御が機関始動の完了直後に行われるときには禁止し、空燃比のリーン化が特に顕著となる触媒暖機制御の再実行時に限り行うようにしている。そのため、不要な燃料噴射量の増量を抑えて、より効率的に、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を抑制することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
続いて、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第４実施形態を、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７７】
上述のようにレーシング後にアイドル・オンとなり、機関回転速度ｎｅが依然として高い状態から触媒暖機制御が再実行される場合には、吸気負荷率の変化が大きく、制御開始直後の空燃比のリーン化が顕著となる。そこで本実施形態では、上記各実施形態の触媒暖機制御の実行条件を下記の如く変更することで、触媒暖機制御が再実行されるときには、機関回転速度ｎｅが安定してから制御が開始されるようにしている。
【００７８】
なお本実施形態では、触媒暖機制御が中断された場合には、一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆをオンとして、その旨の履歴を記録するための処理を行うようにしている。そして上記条件（ａ）〜（ｃ）の全ての成立に加え、更に下記条件（ｄ１）、（ｄ２）のいずれかが成立することを、触媒暖機制御の実行条件に設定している。
（ｄ１）一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆがオフであること。
（ｄ２）一時中断履歴フラグｅｘｓｊｃｂｆがオンであり、且つ回転速度安定カウンタが安定判定値以上であること。
【００７９】
ここで上記回転速度安定カウンタは、上記条件（ａ）〜（ｃ）の全てが成立してからの経過時間を示すカウンタとなっている。こうした回転速度安定カウンタの値は、上記（ａ）〜（ｃ）の全ての成立時には触媒暖機制御の制御周期毎にインクリメントされ、上記条件（ａ）〜（ｃ）の少くとも１つが不成立であるときにその値が「０」にリセットされるようになっている。なお上記安定判定値は、レーシング後にアイドル・オンとなったときの機関回転速度の安定化に必要な時間（例えば１秒間）にインクリメントされる上記回転速度安定カウンタの値に設定されている。
【００８０】
以上説明した本実施形態では、更に次の効果を奏することができる。
（４）再実行時には、機関回転速度ｎｅが安定してから触媒暖機制御が開始されるため、触媒暖機制御の再実行時においても、制御開始直後の吸気負荷率（吸入空気量）の変化を軽減して、空燃比のリーン化を抑制することができる。
【００８１】
（第５実施形態）
続いて、本発明の内燃機関の制御装置を具体化した第５実施形態を、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８２】
機関温度が低いときには、噴射された燃料が吸気ポートの壁面等に多量に付着し、その分、実際に燃焼される燃料が減少してしまう。したがって機関温度の低いときには、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を回避するために燃料噴射量をより多く増量する必要がある。一方、機関温度状態は、機関冷却水温や機関始動後の経過時間により把握することができる。そこで本実施形態では、上述した突入時増量係数ｋｓｔによる触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量の増量補正の度合いを、機関冷却水温や機関始動後の経過時間に応じて可変設定することで、壁面付着する燃料の多寡に応じて燃料噴射量の増量度合いを適宜調整するようにしている。
【００８３】
具体的には本実施形態では、上記各実施形態の触媒暖機制御ルーチンでのステップＳ９０（図３、図６）、又はステップＳ１９０（図５）における燃料噴射量の増量補正に際しての突入時増量係数ｋｓｔの設定を、以下の態様で行うようにしている。すなわち、本実施形態では、増量補正実施中の突入時増量係数ｋｓｔの値を、固定した値ではなく、機関冷却水温ｔｈｗと機関始動開始後の経過時間ｔｉｍｅとの２次元マップより求められた可変値とするようにしている。具体的には、この２次元マップでは、機関冷却水温ｔｈｗが低いときほど、或いは機関始動開始後の経過時間ｔｉｍｅが短いときほど、燃料噴射量の増量補正の度合いを大きくすべく、突入時増量係数ｋｓｔが大きい値に設定されるようになっている。
【００８４】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量の増量補正を、「１」よりも大きい値に設定された突入時増量係数ｋｓｔをベース噴射量ｑｂｓｅに乗算することで行っていたが、こうした増量補正のための燃料噴射量の演算態様は、これに限らず適宜変更するようにしても良い。例えばベース噴射量ｑｂｓｅに補正量を加算することで、触媒暖機制御の開始直後における燃料噴射量の増量補正を行うこともできる。
【００８５】
また燃料噴射量を直接には増量補正せずに、触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量を増量させることもできる。すなわち、燃料噴射量に代えて、見込吸入空気量（見込吸気負荷率）を増量補正することで触媒暖機制御開始直後の燃料噴射量を間接的に増量させることも可能である。具体的にはそうした場合には、上記各実施形態の触媒暖機制御ルーチンでのステップＳ９０（図３、図６）、又はステップＳ１９０（図５）において、燃料噴射量の増量補正に代えて見込吸気負荷率の増量補正を行うようにすることになる。
【００８６】
図７は、こうした場合の触媒暖機制御の実施態様の一例を示す。同図の時刻ｔ２０には、触媒暖機制御の実行条件が成立し、実行条件成立フラグｅｘｓｊｃｏｎがオンとされている。そしてこれをトリガとしてＩＳＣ開度が増大され、以後、吸気負荷率が次第に増加されている。
【００８７】
そしてこの場合には、この時刻ｔ２０の以降、燃焼形態切替フラグｅｘｓｊｃｅｘがオンとなる時刻ｔ２１までの期間に、見込吸気負荷率ｋｌｐが既定量分、増量補正されている。こうして見込吸気負荷率ｋｌｐが増量補正されれば、これに基づき空燃比が目標値となるように決定される燃料噴射量も結果として増量されるようになる。そのため、こうして実行条件の成立から燃焼形態の切り替えまでの期間、見込吸気負荷率ｋｌｐ（見込吸入空気量）を増量補正することによっても、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を抑制することができる。
【００８８】
なお、こうした場合にも、燃料噴射量の決定から燃料噴射の実行までのタイムラグのため、実際の燃料噴射に対する増量補正の反映には遅れを伴うことから、第２実施形態のように、ＩＳＣ開度の増大を遅延させることで、吸入空気量増加の開始直後から燃料噴射量を増量させるようにすることもできる。また第３実施形態のように、こうした見込吸気負荷率ｋｌｐの増量補正を、触媒暖機制御が機関始動の完了直後に実施されるときには禁止し、一旦中断された後に再実行されるときに限り行うようにすることもできる。さらに第５実施形態のように、こうした見込吸気負荷率ｋｌｐの増量補正の度合いを、機関冷却水温ｔｈｗや機関始動開始からの経過時間に応じて可変設定するようにすることも可能である。
【００８９】
以上の各実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態では、デュアルインジェクションシステムを採用する内燃機関に本発明を適用する場合を説明したが、筒内噴射を行う直噴内燃機関であれば、上記各実施形態における触媒暖機制御をほぼそのまま適用することができる。この場合には、筒内噴射用のインジェクタによって吸気行程噴射を行うことで均質燃焼とし、同インジェクタによって圧縮行程噴射を行うことで成層燃焼とすることになる。
【００９０】
・上記各実施形態では、実行条件の成立に応じてスロットル開度（ＩＳＣ開度）を増大するとともに、その後に均質燃焼から成層燃焼へと燃焼形態を切り替えることで触媒暖機制御を実施する場合について説明した。もっとも、燃焼形態を切り替えずとも触媒暖機制御は可能である。こうした場合の触媒暖機制御は、後燃えを促進するために点火時期を遅角するとともに、その点火時期の遅角によるトルクの低下分を補填すべく、吸入空気量を増加させることで行われる。こうした触媒暖機制御を、実行条件の成立に応じてスロットル開度（ＩＳＣ開度）を増大させた後、その増大に応じた吸入空気量の増加を待って点火時期の遅角を行うこととすれば、やはりスロットル開度の増加から点火時期の遅角までの期間における吸入空気量の急増により、空燃比が一時的にリーン化することになる。よって、そうしたスロットル開度の増加から点火時期の遅角までの期間に、上記各実施形態と同様に燃料噴射量や見込吸入空気量（見込吸気負荷率）の増量補正を行うこととすれば、触媒暖機制御開始直後の空燃比のリーン化を好適に抑制することができるようになる。この場合にも、燃焼形態の切り替えに代えて点火時期の遅角を行うこと以外は、上記各実施形態の触媒暖機制御を同様、或いはそれに準じた態様で適用することができる。なお、こうした燃焼形態の切り替え無しの触媒暖機制御は、筒内噴射を行わない内燃機関でも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置の第１実施形態についてその全体構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態における触媒暖機制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。
【図３】同実施形態に採用される触媒暖機制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の内燃機関の制御装置の第２実施形態についてその触媒暖機制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。
【図５】同実施形態に採用される触媒暖機制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の内燃機関の制御装置の第３実施形態において採用される触媒暖機制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の内燃機関の制御装置の他の実施形態についてその触媒暖機制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００９２】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…エアフローメータ、１３…スロットルバルブ、１４…吸気ポート、１５…吸気バルブ、１６…燃焼室、１７…吸気ポート噴射用のインジェクタ、１８…筒内噴射用のインジェクタ、１９…点火プラグ、２０…排気バルブ、２１…排気ポート、２２…排気通路、３０…電子制御ユニット、３１…ＮＥセンサ、３２…アクセルセンサ、３３…水温センサ。
【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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