JPH06146949A

JPH06146949A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH06146949A
Application number: JP29890192A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okamoto; 雄二岡本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-11-09
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は混合気を燃料リッチに補正して排気
系の過熱を防止する内燃機関の燃料噴射制御装置にに関
し、最小限の燃料増量補正で効果的に排気系の過熱を防
止することを目的とする。【構成】機関回転数Ｎ，吸気圧Ｐｍ，排気温Ｔ_EXを検
出する（ステップ１０１）。Ｎ，Ｐｍが共に所定の値を
越えていたら（ステップ１０２）Ｔ_EX低下のため燃料増
量補正を行う。Ｎに対する目標排気温Ｔ_EX（Ｎ）と、Ｔ
_EXの昇温速度ΔＴ _EXとを算出する（ステップ１０６，１
０７）。Ｔ_EXがＴ_EX（Ｎ）に比べて十分高温である場合
（ステップ１０９）、空燃比補正率Ｒを所定量ａだけ増
加し（ステップ１１０，１１１）、ΔＴ_EXに基づいて排
気系が耐熱温度を越えるまでの時間βを算出し、β経過
後に補正を開始する（ステップ１１３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に係り、特に内燃機関が高負荷状態で運転している
際には、混合気の空燃比を燃料リッチに補正する内燃機
関の燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気ガスの温度（以下排気温
と称す）は、内燃機関回転数の上昇，内燃機関の負荷の
増大，点火時期進角量の減少に応じて上昇し、高負荷高
回転時においては排気系が高温になることが知られてい
る。他方、排気温は、内燃機関回転数，内燃機関の負
荷，点火時期進角量を一定とした場合、内燃機関に供給
される混合気の空燃比が理論空燃比付近にある場合に最
高となり、空燃比が混合気が燃料リッチとなるにつれて
低下することが知られている。

【０００３】また、内燃機関が高負荷高回で運転される
ことにより排気系が過熱状態になると、排気系に設けら
れた排気ガス浄化装置の触媒を劣化させる。そこで、従
来より電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機関におい
ては、排気温が比較的低温となる常用領域では混合気を
理論空燃比付近に制御し、高負荷高回転時には混合気の
空燃比を理論空燃比よりリッチ側に増量補正して排気温
を許容温度以下に制御する構成が採られている。

【０００４】しかしながら、このような燃料増量補正は
燃費及び排気エミッションを悪化させるため、最小限に
抑えることが望ましい。一方、排気系の温度は、内燃機
関の運転状態の変化に瞬時に対応して変化するものでは
なく、その運転状態が高負荷高回転状態に移行してから
排気系が過熱状態になるまでには多少の時間差が生ず
る。

【０００５】このため、従来より、内燃機関の運転状態
が高負荷高回転に移行してから所定の遅延時間の経過後
に空燃比の増量補正を行うこととして、上記弊害の改善
を図ろうとする装置が提案されている。

【０００６】例えば、特開昭６２−８７６３５号公報
は、運転者のアクセル操作により変動するスロットル開
度に基づいて上記の遅延時間を演算する装置を開示して
いる。この装置は、加速しようとする運転者の意図をい
ち早く察知すると共に、スロットル開度に基づいて排気
系の温度上昇率を予測し、排気系の温度が許容範囲外と
なる時期を早期に予測して適切な遅延時間を設定しよう
とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置は、スロットル開度と排気系の温度上昇率とが一律で
あることを前提としている。ところが、運転者がアクセ
ルを踏み込んだ時点における内燃機関回転数や吸入空気
量、すなわち内燃機関の負荷状態が異なれば、スロット
ルを開けた直後における機関回転数や吸入空気量の増加
率が異なり、当然に排出される排気ガスの温度も異なる
ことになる。このことは、スロットルが開けられてから
排気系が過熱状態に達するまでに要する時間が、スロッ
トル開度から一律には決まらないことを意味している。

【０００８】従って、上記従来の装置のようにスロット
ル開度に基づいて空燃比の増量補正を開始するまでの遅
延時間を決定する構成では、遅延時間が長すぎたり、ま
たは短すぎたりする場合が生じ、増量補正を最小限に抑
えつつ排気系の過熱を効果的に防止するという当初の目
的が果たせない場合があった。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、内燃機関から排出される排気ガスの温度変化に基
づいて排気系が過熱状態になる時期を予測することによ
り遅延時間を算出し、常に増量補正を最小限に抑えつつ
排気系の過熱を効果的に防止することのできる内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する内
燃機関の燃料噴射装置の原理図を図１に示す。

【００１１】図１中、符号１は内燃機関の運転状態に基
づいて内燃機関の負荷状態を検出する負荷状態検出手段
を示す。また、符号２は空燃比算出手段を示し、負荷状
態検出手段１で検出した負荷状態が常用領域であるとき
は内燃機関に供給する混合気を理論空燃比付近に制御す
る。そして、内燃機関が高負荷高回転状態に移行したと
きは、所定の遅延時間の経過後、混合気の空燃比を燃料
リッチに制御する。

【００１２】また、排気温検出手段３は、内燃機関から
排出される排気ガスの温度を検出する。昇温速度算出手
段４は、排気温検出手段３で検出した排気温に基づいて
排気温の昇温速度を算出する。そして、遅延時間補正手
段５は、昇温速度算出手段４で算出した昇温速度が速い
ほど、上記の遅延時間が短くなるように補正する。

【００１３】

【作用】上記構成の内燃機関の燃料噴射装置において負
荷状態検出手段１は、内燃機関の排気系にかかる熱量の
代用特性として内燃機関の負荷状態を検出する。ここ
で、内燃機関の負荷状態が高負荷高回転であるほど、排
気系には多量の熱量が与えられることになる。

【００１４】このため空燃比算出手段２は、排気系に与
えられる熱量が比較的少ない常用領域においては、理論
空燃比付近に混合気の空燃比を制御し、排気系が過熱状
態となる可能性が強い高負荷高回転領域においては、排
気温を低下させるため混合気を燃料リッチに制御する。

【００１５】また、排気系の熱容量のため、内燃機関が
高負荷高回転状態となって排気系に多量の熱量が加えら
れ始めてから排気系が過熱状態となるまでには多少の時
間差が生じる。そこで、混合気を燃料リッチに制御する
際の燃費の悪化等の弊害を最小限にするため、燃料リッ
チ制御への移行は、排気系が過熱状態に達すると思われ
る所定の遅延時間経過後に行われる。

【００１６】ここで、排気ガスの昇温速度が速い場合
は、内燃機関が常用領域から高負荷高回転領域に移行し
た後比較的短時間で排気系は過熱状態に達する。また、
排気ガスの昇温速度が遅い場合は、排気系は短時間では
過熱状態に達しない。

【００１７】ところで、遅延時間補正手段５は、排気温
検出手段３及び昇温速度算出手段４により検出された排
気ガスの昇温速度に基づいて内燃機関が常用領域から高
負荷高回転領域に移行してから排気系が過熱状態に達す
るのに要する時間を予測して遅延時間の補正量を算出す
る。このため空燃比算出手段２は常に、燃料増量を最小
限に抑えながら排気系が過熱状態となるのを効果的に防
止するような空燃比を算出する。

【００１８】

【実施例】図２は、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制
御装置の一実施例及びその周辺装置の構成図を示す。

【００１９】図２中、符号１０は本実施例の燃料噴射制
御装置を備える内燃機関本体を、符号１１は内燃機関の
シリンダヘッドを示している。シリンダヘッド１１には
点火プラグ１２が配設され、シリンダ１３には内燃機関
冷却水の水温を検出する水温センサ１４が設けられてい
る。この水温センサ１４は内燃機関冷却水に応じたアナ
ログ信号を出力し、その信号を後述の電子制御回路３２
に供給している。

【００２０】符号１５は内燃機関の排気孔に連通して設
けられ、排気系に相当する排気マニホールドを示す。こ
の排気マニホールド１５には、内燃機関から排出される
排気ガスの温度を検出する排気温センサ１６及び排気ガ
ス中の酸素濃度から内燃機関に供給された混合気の空燃
比を検出する空燃比センサ１７が設けられている。また
排気マニホールド１５の下流側には、排気ガス中の未燃
成分を浄化する触媒コンバータ１８が設けられている。

【００２１】符号１９は内燃機関の吸気孔に連通する吸
気マニホールドを示す。この吸気マニホールド１９に
は、内燃機関に供給される吸入空気の温度を検出する吸
気温センサ２０、アクセルペダル（図示せず）と連動し
て吸入空気量を調整するスロットルバルブ２１、スロッ
トルバルブ２１に連動し、その開度を検出するスロット
ルセンサ２２、及び吸入空気の脈動を吸収するサージタ
ンク２３が設けられている。ここで、吸気温センサ２０
は吸気温に応じた信号を、スロットルセンサ２２はスロ
ットルバルブ２１の開度に応じた信号をそれぞれ電子制
御回路３２に出力している。

【００２２】サージタンク２３にはサージタンク２３内
の圧力を測定するため吸気圧センサ２４が連結されてい
る。この吸気圧センサ２４は、サージタンク２３内の圧
力、すなわち吸気マニホールド１９中を流れる空気の圧
力に応じた電圧信号を電子制御回路３２に供給する。

【００２３】尚、サージタンク２３内の圧力は吸入空気
量の対応した値を示す。つまり、スロットルバルブ２１
の開度が小さく吸入空気量が少ない場合サージタンク２
３内の圧力は強い負圧となり、スロットルバルブ２１が
開いて吸入空気量が増加するにつれてサージタンク２４
内の圧力は大気圧に近づく。従って、吸気圧センサ２４
から出力される電圧信号は、サージタンク２４内の圧力
に応じた値であると共に、吸気マニホールド１９内を流
れる空気量に対応した値となる。

【００２４】符号２７は燃料を吸気マニホールド１９中
に供給するインジェクタを示す。このインジェクタ２７
には周知の燃料系統（図示せず）から所定の圧力で燃料
が供給されている。そして、電子制御回路３２から供給
される電気信号に応じて燃料噴射孔を開閉する。この
際、インジェクタ２７の燃料噴射孔からは、開孔時間に
応じた燃料が間欠的に噴射され、燃料噴射孔の開閉デュ
ーティ比を変えることにより所定時間毎に噴射される燃
料の量を変更することができる。

【００２５】また図２において符号２８は、点火に必要
な高電圧を出力するイグナイタを示す。このイグナイタ
２８は、電子制御回路３２から点火信号が供給される
と、そのタイミングでディストリビュータ２９に高電圧
を供給する。ディストリビュータ２９は図示されないク
ランクシャフトに連動して、イグナイタ２８から供給さ
れた高電圧を各気筒の点火プラグ１２に分配する。

【００２６】尚、ディストリビュータ２９には、クラン
クシャフトが２回転（内燃機関１サイクル）する間に所
定回数のパルス信号を出力し、電子制御回路３２に対し
てクランクシャフトの回転角データを供給するクランク
角センサ３０と、クランクシャフトが２回転する間に１
回のパルス信号を出力し、点火すべき気筒データを供給
するクランク角センサ３１とが設けられている。そし
て、電子制御回路３２はこれらクランク角センサ３０，
３１から供給される信号に基づいて点火時期を算出し
て、イグナイタ２８に点火信号を供給している。

【００２７】次に、電子制御回路３２の構成を図３に示
す構成図に基づいて説明する。

【００２８】図３において、符号４１は固定データ及び
各種プログラムが格納されるリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、符号４２は各種データの読みだし及び書き込みを
行うランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、符号４３はＲ
ＯＭ４１に格納されているプログラムに基づいて各種の
演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）を示す。

【００２９】符号４４，４５は入出力ポート、符号４
６，４７は出力ポート、符号４８はマルチプレクサ４９
により取り込まれたアナログ信号をディジタル化するＡ
／Ｄ変換器を、また、符号５０はクランク角センサ３
０，３１からのパルス状の信号を整形する整形回路、符
号５１，５２は出力ポート４６，４７から出力される信
号を所定のレベルまで増幅する駆動回路を示す。

【００３０】符号５３〜５８はそれぞれ、水温センサ１
４，排気温センサ１６，吸気温センサ２０，スロットル
センサ２２，吸気圧センサ２４，空燃比センサ１７の検
出出力を増幅するバッファアンプを示す。また符号５９
はバッファアンプ５８の出力を波形整形するコンパレー
タを示す。

【００３１】上記の入出力ポート４４，４５及び出力ポ
ート４６，４７は、共通バス６０を介してＲＯＭ４１，
ＲＡＭ４２，ＣＰＵ４３と接続されており、この共通バ
ス６０を介してデータ及び命令の転送が行われる。

【００３２】水温センサ１４，排気温センサ１６，吸気
温センサ２０，スロットルセンサ２２，吸気圧センサ２
４から電子制御回路３２に供給されるアナログ信号は、
バファアンプ５３〜５７で増幅された後マルチプレクサ
４９を介してそれぞれＡ／Ｄ変換器に送り込まれる。そ
して、ディジタル信号化されてＣＰＵ４３の指令に応じ
てＲＡＭ４２に格納される。

【００３３】空燃比センサ１７からは、排気ガス中の酸
素濃度に応じて高レベルまたは低レベルの電圧信号が出
力される。コンパレータ５９はこの電圧信号を基準電圧
と比較することにより２値化し、ディジタル信号として
出力する。尚、この信号は内燃機関に供給されている混
合気の空燃比が燃料リッチであるか、燃料リーンである
かを表している。

【００３４】クランク角センサ３０，３１からの信号は
整形回路５０で矩形波に整形される。従って、クランク
角センサ３０，３１から発せられる信号は、図示されな
いクランクシャフトの回転速度に応じた周期の矩形信号
として入出力ポート４５に送り込まれる。

【００３５】出力ポート４６はインジェクタ制御回路を
内蔵しており、ＣＰＵ４３から送り込まれる噴射パルス
のデューティ比に関する２値化データからそのデューテ
ィ比を実現するパルス信号を形成して駆動回路５１に出
力する。駆動回路５１は出力ポート４６から供給された
パルス信号を増幅して各気筒に配設されているインジェ
クタ２７に送り込みこれらを駆動する。これにより各イ
ンジェクタから各吸気マニホールド１５内に燃料噴射信
号のパルス幅に応じた燃料が供給され、所望の空燃比が
実現される。

【００３６】ＲＯＭ４１内には、メインルーチンのプロ
グラム、前記した空燃比算出手段２を実現する、燃料噴
射量算出用サブルーチン及び燃料増量補正用サブルーチ
ンのプログラム、前記した昇温速度算出手段４，遅延時
間補正手段５を実現する遅延時間算出用サブルーチンの
プログラム、及びこれらの演算に必要な種々のデータや
マップが格納されている。

【００３７】次に、上記ＲＯＭ４１内に格納されている
プログラムのうち本実施例の要部である燃料増量補正用
サブルーチンのプログラム、及び遅延時間算出用サブル
ーチンのプログラムについて説明を行うが、それに先立
って図４，図５を用いて本実施例で実施する制御の概略
を説明する。

【００３８】図４は、内燃機関の回転数Ｎｅとその回転
数Ｎｅにおける最大トルクとの関係（図４中、実線で表
示される曲線）、及び回転数Ｎｅとその回転数Ｎｅで車
両が平坦路を走行している際の走行抵抗との関係（図４
中、一点鎖線で表示される曲線）を表している。

【００３９】また、図４中、二点鎖線で示す曲線は理論
空燃比における過熱曲線を示し、この曲線より上方の領
域において内燃機関に理論空燃比付近の混合気が供給さ
れると、排気温は、排気系に設けられた触媒コンバータ
の耐熱領域を越える。従って、内燃機関が過熱曲線より
上方の領域で運転している場合は、排気系を保護するた
め混合気の空燃比を燃料リッチにする必要がある。

【００４０】しかし、上記したように混合気を燃料リッ
チとすればそれだけ燃費及び排気エミッションが悪化す
る。そこで、本実施例は、この背反する特性の調和点を
常に適切に設定して、最小限の燃料増量で排気系の過熱
防止を実現するための制御を行う。

【００４１】いま、車両が図４中Ａ点に相当する回転数
Ｎａで平坦路を走行しているとすると、その速度を維持
しようとした場合、内燃機関は走行抵抗ｒａと同等のト
ルクを発生する必要がある。従って、走行抵抗に比べて
最大トルクの方が大きい領域においては、回転数Ｎｅが
同じでもスロットルバルブを大きくあけてトルクを増大
させれば車両は加速し、スロットルバルブを閉じてトル
クを低減させれば減速することになる。

【００４２】ところで、車両に発生する走行抵抗は、主
に空気抵抗，転がり抵抗，勾配抵抗及び加速抵抗で構成
される。従って、図４中Ａ点で走行抵抗とトルクとが釣
り合っていた場合に道路が上り坂に差しかかったとする
と、走行抵抗に勾配抵抗が加わる分、等速を保とうとす
ればトルクを増大させる必要がある。

【００４３】トルクを増大させようとするすればスロッ
トルバルブの開度を大きくすればよいが、この際のスロ
ットルバルブの開け方、及び内燃機関の負荷状態の変動
は坂道の勾配や運転者の運転特性によってまちまちであ
る。ここで図４中、Ｂ点，Ｃ点はそれぞれ路面状況が平
坦路（図４中、Ａ点）から急な上り坂に、又は比較的な
だらかな上り坂に変化し、かつ若干速度を上げた状態で
新たに走行抵抗と出力トルクとが釣り合った点を示して
いる。

【００４４】ここで、図４に示すように、Ｂ点は過熱曲
線より遙かに上方の過熱領域中に存在し、Ｃ点は過熱曲
線より僅かに上方の過熱領域中に存在している。このよ
うな場合、どちらも最終的には排気系が過熱状態となる
点では共通しているが、当然にその状態に至るまでの排
気温の上昇率に差異が生じる。

【００４５】図５は上記の場合の運転状態の移行の様子
及び排気温がクライテリアに達するまでの様子を示して
いる。図５（Ａ）に示すように内燃機関の運転状態が点
Ａから点Ｂへ移行するのと点Ｃに移行するのとでは図５
（Ｂ）に示すように排気温の昇温速度が異なり、排気温
がクライテリアに達するまでの時間に差異が生ずる。

【００４６】従って、燃料増量補正を最小限とし、かつ
排気系の過熱を防止するためには、例えば図５の例によ
れば、内燃機関の運転状態が点Ａから点Ｂに移行した場
合には時刻ｔ₁より時間β₁遅れた時刻ｔ₁′に燃料増
量補正を開始し、内燃機関の運転状態が点Ａから点Ｃに
移行した場合には時刻ｔ₂より時間β₂遅れた時刻
ｔ ₂′にその補正を開始するのが最も好ましいことにな
る。

【００４７】また、上記したように排気温の昇温速度に
差異が有る場合は、燃料増量補正により増量すべき燃料
の量にも違いが生ずる。つまり、排気温の昇温速度が速
い場合には燃料を多量に増量して、排気温を大幅に低下
させる必要があるが、排気温の昇温速度が鈍い場合に
は、若干の燃料を増量して排気温を僅かに低下させるだ
けで足りる。従って、増量補正を最小限とするためには
上記の補正開始時期の最適化に加えて、排気温の昇温速
度に応じた増加量の最適化を行う必要がある。

【００４８】ところで、排気温の上昇に伴う燃料増量補
正の開始時期を、従来の装置のように排気温がクライテ
リアに達した時刻とすると、排気温の上昇速度が速い場
合等には補正を開始してから排気温が実際に低下してく
るまでの間に排気系は十分に過熱状態となり触媒コンバ
ータの早期劣化を引き起こすことになる。従って、見か
けのクライテリアを低くして増量補正を開始している。

【００４９】また、スロットルバルブの開度を検出し、
これに基づいて排気温がクライテリアに達する時刻を予
測して補正開始時期とする構成では、例えば走行路の勾
配の違い等によりスロットル開度に対する排気温の上昇
速度が変動した場合に、補正開始時期と、排気温がクラ
イテリアに達する時刻とにずれが生じ、当初の目的が十
分に果たせなくなる。

【００５０】そこで、本実施例においては以下詳細に説
明するように、排気温の昇温速度に着目して、補正開始
時期及び増量すべき燃料量の算出を行っている。

【００５１】図６は、上記の燃料増量補正用サブルーチ
ン及び遅延時間算出用サブルーチンを包含する空燃比補
正サブルーチンのフローチャートを示す。この空燃比補
正サブルーチンは、周知の燃料噴射量算出用サブルーチ
ンにより、理論空燃比付近の混合気を実現する燃料噴射
量を算出した後、所定時間毎に実行される。尚、燃料噴
射量算出用サブルーチンは、水温センサ１４等各種セン
サの出力値に基づく基本燃料噴射量の算出と、空燃比セ
ンサ１７の出力値に基づく空燃比フィードバック制御と
を実行するルーチンである。

【００５２】図６に示すサブルーチンが起動すると、先
ずクランク角センサ３０，３１、吸気圧センサ２４、排
気温センサ１６の出力信号に基づいて、それぞれ内燃機
関の回転数Ｎ，吸気圧Ｐｍ，排気温Ｔ_EXのデータを取り
込む（ステップ１０１）。これらのデータの取り込みが
終了したら、取り込んだデータのうちＮが所定回転数Ｎ
₀を越えている（Ｎ＞Ｎ₀）か否か、及びＰｍが所定圧
力Ｐ₀を越えている（Ｐｍ＞Ｐ₀）か否かを判定する
（ステップ１０２）。

【００５３】ここで内燃機関の回転数Ｎ及び吸気圧Ｐｍ
は、内燃機関の負荷状態を表すパラメータである。すな
わち、Ｎ＞Ｎ₀かつＰｍ＞Ｐ₀が成立する場合（“ＹＥ
Ｓ”の場合）には内燃機関が高負荷高回転状態であると
判断される。また、何れか一方でも上記の関係が満たさ
れていない場合（“ＮＯ”の場合）には内燃機関は常用
領域で運転中であると判定される。

【００５４】ここで“ＮＯ”と判断された場合は、空燃
比の補正率であるＲを１．０とする（ステップ１０
３）。この空燃比補正率Ｒは後述のステップ１１４にお
いて、他のルーチンで算出された基準の燃料噴射時間τ
と積算され、最終的な燃料噴射時間の算出に用いられる
係数である。

【００５５】従って、Ｒ＝１．０の場合は燃料噴射時間
τは基準値そのものとなり空燃比の補正は行われない。
このような常用領域では排気温が比較的低く、空燃比に
よる排気温制御をしなくても支障がなく、混合気を理論
空燃比付近に制御しても内燃機関の排気温が各種装置に
障害を与えるほどには高温にならないからである。

【００５６】一方、Ｎ＞Ｎ₀かつＰｍ＞Ｐ₀が成立し、
ステップ１０２で“ＹＥＳ”と判断された場合は、ステ
ップ１０４に進み排気温センサ１６の出力信号Ｔ_EXが所
定の値Ｔ_M以上（Ｔ_EX≧Ｔ_M）であるか否かをみること
により排気温センサ１６の信号線の断線等による排気温
検出不能、又は内燃機関の過熱異常等が発生していない
かを判断する。

【００５７】ここで排気温Ｔ_EX≧所定温度Ｔ_Mが成立し
ていれば“ＹＥＳ”と判定され異常警報が出力される
（ステップ１０５）。そして、その後上記のステップ１
０３に進みこの場合も空燃比補正は行われない。また、
Ｔ_EX≧Ｔ_Mが成立していない場合は、この異常検出に対
して“ＮＯ”と判定され、次に内燃機関の回転数Ｎに応
じて予め設定されている目標温度Ｔ_EX（Ｎ）を演算によ
りまたはマップを検索することにより求める（ステップ
１０６）。

【００５８】目標温度Ｔ_EX（Ｎ）が求まったら、排気温
Ｔ_EXの一定時間当たりの変化量、すなわち排気温の変化
速度ΔＴ_EXを求める（ステップ１０７）。ここで、本ル
ーチンは上記したように所定時間毎に起動するルーチン
である。そこで本ルーチンでは、ステップ１０１で排気
温データとして取り込んだＴ_EXから、前回ステップ１０
１を実行した際に排気温データとして取り込んだＴ_EX′
を減算することによりΔＴ_EXを求めている（ΔＴ_EX＝Ｔ
_EX−Ｔ_EX′）。

【００５９】このようにして排気温の変化速度ΔＴ_EXを
求めたら、その絶対値と所定値ΔＴ _Aとの比較を行う
（ステップ１０８）。ここでΔＴ_Aは、排気温センサ１
６及び内燃機関が正常であれば｜ΔＴ_EX｜≧ΔＴ_Aとな
ることがない程度に大きな値に設定されている。従っ
て、Ｔ_EXがあまりにも急激な変化を示して｜ΔＴ_EX｜≧
ΔＴ_Aとなった場合には、排気温センサ１６または内燃
機関に異常が発生したものと判断される。そしてこの場
合も、上記ステップ１０４の場合と同様に異常警報がな
されるだけで空燃比補正は行われない。

【００６０】一方、ステップ１０８で排気温センサ１６
及び内燃機関が正常であると判断された場合は、排気温
Ｔ_EXと目標温度Ｔ_EX（Ｎ）との差が所定値αを越えてい
るか否かを見る（ステップ１０９）。ここでＴ_EXがまだ
それほど高温でなくＴ_EX−Ｔ _EX（Ｎ）＞αとなる領域に
達していない場合は、ステップ１０９で“ＮＯ”と判定
される。この場合はＴ_EXが適当な状態にあるので空燃比
補正率Ｒの書換えは行われない。

【００６１】また、排気温Ｔ_EXが目標温度Ｔ_EX（Ｎ）に
対して十分に高くＴ_EX−Ｔ_EX（Ｎ）＞αとなる領域に達
している場合はステップ１０９で“ＹＥＳ”と判定さ
れ、図７に示すΔＴ_EXと空燃比補正率変更量ａとのテー
ブルに基づいて、空燃比補正率変更量ａを読み込む（ス
テップ１１０）。

【００６２】この空燃比補正率変更量ａは、空燃比補正
率Ｒを書き換える際の変更量に相当する。上記のステッ
プで“ＹＥＳ”と判定される程度に排気温Ｔ_EXが目標温
度Ｔ _EX（Ｎ）に対して十分高温である場合は、空燃比を
一層燃料リッチとして排気温Ｔ_EXを低下させる必要があ
る。そこで、本実施例はこの場合、前回のルーチン時に
設定した空燃比補正率Ｒに上記の空燃比補正率変更量ａ
を加算して新たなＲを設定している（ステップ１１
１）。

【００６３】この際、空燃比補正率変更量ａは図７に示
すように、ΔＴ_EX≧０の領域ではａ ₁を切片として正の
傾きを有するΔＴ_EXの関数とされ、またΔＴ_EX＜０の領
域では定数ａ₁とされている。

【００６４】従って、排気温Ｔ_EXが、目標温度Ｔ
_EX（Ｎ）に対して十分に高いうえにまだ昇温中である場
合は、昇温速度ΔＴ_EXに比例して空燃比補正率の変更量
ａは大きくなり、空燃比補正率Ｒは大きなステップで変
更される。これに対して、排気温Ｔ _EXは目標温度Ｔ
_EX（Ｎ）に対して十分に高いものの、ΔＴ_EXが負、すな
わち排気温Ｔ_EXが降温中である場合には変更量ａは一定
の値に固定され、空燃比補正率Ｒは小さなステップで変
更されることになる。

【００６５】このようにして空燃比補正率Ｒの書換えを
終えたら、図８に示すテーブルを昇温速度ΔＴ_EXで参照
して補正開始時間βを読みだす（ステップ１１２）。こ
の補正開始時間βは、内燃機関の運転状態が高負荷高回
転状態に移行してから燃料増量補正を開始するまでの遅
延時間である。つまり補正開始時間βは、上記図５にお
いて説明したように排気温Ｔ_EXの昇温速度ΔＴ_EXに基づ
いて決定されるべき時間である。

【００６６】そして、図５に示すように、内燃機関の運
転状態が変化（点Ａ→点Ｂ又は点Ａ→点Ｃ）してから排
気温Ｔ_EXが見かけのクライテリアに達するまでに要する
時間（ｔ₁又はｔ₂）は、昇温速度（ΔＴ／ｔ₁又はΔ
Ｔ／ｔ₂）の逆数に比例する。そこで、本実施例では、
この関係を図８に示すテーブルのように負の傾きを有す
る直線で近似化して用いている。

【００６７】そして、上記のステップ１０２で始めて内
燃機関が高負荷高回転状態であると判定されてから上記
の時間βが経過したか否かを見る。ここで、時間βがま
だ経過していない場合はステップ１１３で“ＮＯ”と判
定され、次のステップには今回のルーチンで書き換える
前の空燃比補正率Ｒが送り出される。また、すでに時間
βが経過したと判定された場合は、上記のステップ１０
２で“ＮＯ”と判定されて時間βがリセットされるま
で、次のステップにはステップ１１１で書き換えられた
空燃比補正率Ｒが送り出される。

【００６８】尚、補正開始時間βはステップ１１２が実
行される度に読み変えられ常に最新の昇温速度ΔＴ_EXに
追従する。従って、内燃機関が高負荷高回転状態に移行
したと始めて検出されてから、さらに内燃機関の運転状
態が変化しても燃料の増量補正は常に最新の状態に適合
した時期に開始される。

【００６９】このようにして、最小限の燃料増量で排気
系の過熱を防止するための空燃比補正率Ｒを求めたら、
基準となる燃料噴射時間τに空燃比補正率Ｒを乗算し
て、燃料噴射時間の補正を行う（ステップ１１４）。そ
して、次回の起動時に備えて今回検出した排気温Ｔ_EXを
Ｔ_EX′としてＲＡＭ４２に格納して（ステップ１１５）
今回の処理を終了する。

【００７０】以後、所定時間毎に本ルーチンが起動する
と、上記のステップ１０１〜１１５が繰り返し実行さ
れ、ルーチン毎に書き換えられた空燃比補正率Ｒにより
必要最小限の燃料増量補正が実行される。

【００７１】尚、本実施例においては、前記した排気温
検出手段３を排気温センサ１６により実現する構成とし
たが、これに限るものではなく、例えば内燃機関の排気
温が内燃機関に供給される空気量と回転数とでほぼ一義
的に決まる値であることを利用して、図９に示すような
マップを、吸気圧Ｐと回転数Ｎｅとで参照することによ
り排気温Ｔ_EXを求める構成としてもよい。

【００７２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、排気温の
昇温速度に基づいて、高負荷高回転時における燃料増量
補正の開始時期を決定している。このため、内燃機関が
高負荷高回転状態に移行してから、排気系が実際に過熱
状態となるまでの時間を精度良く算出することが可能と
なり、燃料増量補正の開始時期を常に好適な時期に設定
することができる。

【００７３】従って、本発明にかかる内燃機関の燃料噴
射制御装置によれば、内燃機関の運転状態がどのように
変化した場合でも最小限の燃料増量補正により排気系の
過熱防止がなされ、従来の装置を用いた場合に比べて排
気系の耐久性が向上すると共に内燃機関の燃費が向上す
るという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の原理図
である。

【図２】本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の一実施
例の構成図である。

【図３】本実施例の電子制御装置の構成を表すブロック
図である。

【図４】内燃機関の負荷状態と排気温との関係を説明す
るための図である。

【図５】燃料増量補正の最適な開始時期を説明するため
の図である。

【図６】本実施例の電子制御回路で実行される空燃比補
正サブルーチンのフローチャートである。

【図７】本実施例の電子制御回路に格納され、排気温と
空燃比補正率の変更量との関係を表すテーブルである。

【図８】本実施例の電子制御回路に格納され、排気温と
燃料増量補正の開始時期との関係を表すテーブルであ
る。

【図９】本実施例の電子制御回路に格納され、内燃機関
の回転数と吸気圧とで参照して排気温を読み出すための
マップである。

【符号の説明】

１負荷状態検出手段２空燃比算出手段３排気温検出手段４昇温速度算出手段５遅延時間補正手段１０内燃機関本体１４水温センサ１５排気マニホールド１６排気温センサ１７空燃比センサ１８触媒コンバータ２０吸気温センサ２２スロットルセンサ２４吸気圧センサ２７インジェクタ３２電子制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の負荷状態を検出し、検出した
状態が所定の負荷状態に比べて低負荷状態であるときは
内燃機関に供給する空燃比を理論空燃比付近に制御し、
検出した状態が所定の負荷状態に比べて高負荷状態であ
るときは、低負荷状態から高負荷状態に移行してから所
定の遅延時間が経過するのを待って前記内燃機関に供給
する混合気の空燃比を燃料リッチに制御する内燃機関の
燃料噴射制御装置において、前記内燃機関から排出される排気ガスの温度を検出する
排気温検出手段と、該排気ガス検出手段で検出した排気温に基づいて、排気
温の昇温速度を算出する昇温速度算出手段と、該昇温速度算出手段で算出した昇温速度が早いほど前記
遅延時間を短く補正する遅延時間補正手段とを有するこ
とを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。