(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、無負荷時に触媒温度が上昇しないようにして、触媒を保護することにある。【解決手段】制御手段（１５）は、シフトレンジ検出手段（２５）により検出されたシフトレンジがニュートラルレンジ（Ｎ）であり、かつ、車速検出手段（２４）により検出された車速が零であり、かつ、スロットル開度検出手段（２１）により検出されたスロットル開度（ＴＡ）が予め設定された第二のしきい値（Ｙ２）以上の時には、吸入空気量検出手段（２２）により検出した吸入空気量を積算することにより積算空気量（ΔＧａ）を算出する空気量積算手段（１５Ｃ）を備え、この空気量積算手段（１５Ｃ）により算出された積算空気量（ΔＧａ）が予め設定された設定値（Ｚ）以上になるまで燃料供給手段（８）により供給される燃料を増量補正しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段を設け、前記内燃機関に供給する吸入空気量を制御するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、このスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第一のしきい値以上の時には、前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正する制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、変速機のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段を設け、車両の速度を検出する車速検出手段を設け、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を設け、前記制御手段は、前記シフトレンジ検出手段により検出されたシフトレンジがニュートラルレンジであり、かつ、前記車速検出手段により検出された車速が零であり、かつ、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第二のしきい値以上の時には、前記吸入空気量検出手段により検出した吸入空気量を積算することにより積算空気量を算出する空気量積算手段を備え、この空気量積算手段により算出された積算空気量が予め設定された設定値以上になるまで前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正しないことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段を設け、前記内燃機関に供給する吸入空気量を制御するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、このスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第一のしきい値以上の時には、前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正する制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、変速機のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段を設け、車両の速度を検出する車速検出手段を設け、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を設け、前記制御手段は、前記シフトレンジ検出手段により検出されたシフトレンジがニュートラルレンジであり、かつ、前記車速検出手段により検出された車速が零であり、かつ、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第二のしきい値以上の時には、前記吸入空気量検出手段により検出した吸入空気量を積算することにより積算空気量を算出する空気量積算手段と、この空気量積算手段により算出された積算空気量に基づいて燃料増量補正量を補正する補正係数を算出する補正係数算出手段とを備え、燃料増量補正量に前記補正係数算出手段により算出された補正係数を乗じて前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、スロットル開度の前記第二のしきい値よりも小さい第三のしきい値を予め設定し、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が前記第三のしきい値よりも小さい時には、前記空気量積算手段での積算空気量を初期化することを特徴とする請求項１又は請求項２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】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に燃料を増量補正する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関においては、排ガス中に有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）が含まれており、この有害物質を大気中に排出されないよう、排気系に触媒を設けている。
そして、電子的な制御装置において、スロットル開度が予め設定された所定のしきい値以上の時に、燃料を増量補正して触媒の過熱を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５２−１５３０３０号公報
【０００４】
特許文献１に係る触媒過熱防止装置は、三元触媒の高温時に、混合気を濃化し、排気を還元雰囲気とし、触媒の過熱を防止するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、内燃機関の制御装置においては、触媒を熱害から保護するために、内燃機関の高負荷（スロットル開度が大）では、燃料を増量補正するエンリッチ制御を行っている。
図７に示すように、スロットル開度が全開になって、エンジン回転速度が高くなり始めるとともに、積算空気量（ΔＧａ）も多くなり始め（ｔ１）、そして、エンリッチ制御として燃料を所定値まで増量し（エンリッチ増量）（ｔ２）、エンジン回転速度が所定値になり（ｔ３）、その後の車両の走行中には、燃料を所定値まで増量しているエンリッチ制御により、触媒温度が許容温度（触媒温度の上限値）以上にはならない。
しかしながら、図８に示すように、ニュートラルレンジで停車中である無負荷時において、スロットル開度を全開（時間ｔ１、時間ｔ４）と全閉（時間ｔ３、時間ｔ６）とに繰り返えした場合、積算空気量（ΔＧａ）及びエンジン回転速度が増減を繰り返し、そして、エンリッチ制御が働くと（時間ｔ２、時間ｔ５）、スロットル開度の全閉時に、エンリッチ分の燃料が後燃えし（排気通路中において燃料の未燃成分が排ガス中の酸素と反応して燃焼する現象）、このため、触媒温度が許容温度以上になってしまう（時間ｔ７）。
即ち、エンリッチ制御では、車両走行中の触媒の保護を目的とし、車両走行中に合わせた制御になっていることから、無負荷時には、過剰量な燃料の制御になってしまい、このため、無負荷時でのスロツトル開度の全開と全閉との繰り返しでは、エンリッチ分の燃料が多くなり過ぎて、スロットル開度の全閉時に、燃料が後燃えし、触媒温度が異常に上昇し、許容温度以上になっていた。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、無負荷時に触媒温度が上昇しないようにして触媒を保護す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】
この発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段を設け、前記内燃機関に供給する吸入空気量を制御するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、このスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第一のしきい値以上の時には、前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正する制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、変速機のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段を設け、車両の速度を検出する車速検出手段を設け、前記内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を設け、前記制御手段は、前記シフトレンジ検出手段により検出されたシフトレンジがニュートラルレンジであり、かつ、前記車速検出手段により検出された車速が零であり、かつ、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が予め設定された第二のしきい値以上の時には、前記吸入空気量検出手段により検出した吸入空気量を積算することにより積算空気量を算出する空気量積算手段を備え、この空気量積算手段により算出された積算空気量が予め設定された設定値以上になるまで前記燃料供給手段により供給される燃料を増量補正しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の制御装置は、無負荷時にスロットル弁が開いてから閉じるまでの吸入空気量を積算することによって触媒温度を推定し、触媒温度が低いと判定される場合には、燃料を増量補正させないで、触媒温度が異常に上昇しないようにして触媒を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の制御装置のシステム構成図である。（実施例１）
【図２】図２は内燃機関の燃料増量補正制御のフローチャートである。（実施例１）
【図３】図３は車両走行中の燃料増量補正制御のフローチャートである。（実施例１）
【図４】図４は無負荷時の燃料増量補正制御のフローチャートである。（実施例１）
【図５】図５は内燃機関の制御装置のシステム構成図である。（実施例２）
【図６】図６は内燃機関の燃料増量補正制御のフローチャートである。（実施例２）
【図７】図７は従来において車両走行中の燃料増量補正制御のフローチャートである。（従来例）
【図８】図８は従来において無負荷時の燃料増量補正制御のフローチャートである。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、無負荷時に触媒温度が異常に上昇しないようにして、触媒を保護する目的を、スロットル弁が開いてから閉じるまでの吸入空気量を積算することによって触媒温度を推定し、触媒温度が低いと判定される場合には、燃料を増量補正させないようにして実現するものである。
【実施例１】
【００１１】
図１〜図４は、この発明の実施例１を示すものである。
図１において、１は車両に搭載される内燃機関、２はこの内燃機関１に連結された変速機である。
内燃機関１には、吸気系において、吸気通路３を形成する吸気管４が接続している。この吸気管４には、内燃機関１側から順次に、内燃機関１に供給する吸入空気量を制御するスロットル弁５が備えられたスロットルボディ６と、エアクリーナ７とが設けられている。スロットル弁５は、後述する制御手段１５によって電子スロットル制御されて開閉動作するものである。また、吸気管４には、内燃機関１に燃料を供給する燃料供給手段８の燃料噴射弁９が取り付けられている。
内燃機関１には、排気系において、排気通路１０を形成する排気管１１が接続している。この排気管１１には、内燃機関１側から順次に、触媒１２とマフラ１３とが設けられている。
内燃機関１は、電子的な制御装置１４によって制御される。
この制御装置１４には、制御手段（ＥＣＵ）１５が設けられている。この制御手段１５は、入力部１６と出力部１７とを備える。
制御手段１５の入力部１６には、各種検出信号を検出する各信号検出手段として、内燃機関１のクランク角（ＣＲＫ）を検出してエンジン回転速度（ＮＥ）を検出するエンジン回転数検出手段として機能するクランク角検出手段１８と、内燃機関１のカム軸のカム角（ＣＡＭ）を検出するカム角検出手段１９と、内燃機関１の冷却水温度であるエンジン水温（ＴＨＷ）を検出する水温検出手段２０と、スロットル弁５のスロットル開度（ＴＡ）を検出するスロットル開度検出手段２１と、スロットルボディ６とエアクリーナ７間の吸気管４に設けられて吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段（エアフロメータ）２２及び吸入空気の温度（ＴＨＡ）を検出する吸気温検出手段２３と、車両の速度を検出する車速検出手段２４と、変速機２に設けられてシフトレンジ（Ｐ、Ｎ、Ｄ）を検出するシフトレンジ検出手段２５とが連絡している。
一方、制御手段１５の出力部１７には、各制御信号で作動されるスロットル弁５及び燃料噴射弁９と、内燃機関１に取り付けられた点火コイル２６とが連絡している。
【００１２】
この制御手段１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１５Ａを備えている。
また、この制御手段１５は、スロットル開度検出手段２１により検出されたスロットル開度（ＴＡ）が予め設定された第一のしきい値（Ｙ１）以上の時には、燃料供給手段８により供給される燃料を増量補正する燃料増量補正手段１５Ｂと、シフトレンジ検出手段２５により検出されたシフトレンジがニュートラルレンジ（Ｎ）であり、かつ、車速検出手段２４により検出された車速が零（０）であり、かつ、スロットル開度検出手段２１により検出されたスロットル開度（ＴＡ）が予め設定された第二のしきい値（Ｙ２）以上の時には、吸入空気量検出手段２２により検出した吸入空気量を積算することにより積算空気量（ΔＧａ）を算出する空気量積算手段１５Ｃとを備えている。
ここで、第一のしきい値（Ｙ１）≧第二のしきい値（Ｙ２）の関係がある。これは、第二のしきい値（Ｙ２）が大き過ぎる場合に、スロットル弁５が開いて吸入空気量が所定にあっても、その吸入空気量の積算が行われないため、触媒温度が許容温度を超えても、燃料増量補正制御が行われないおそれがあるからである。
【００１３】
また、制御手段１５は、空気量積算手段１５Ｃにより算出された積算空気量（ΔＧａ）が予め設定された設定値（Ｚ：燃料増量を許可する触媒温度の推定値のしきい値）以上になるまで燃料供給手段８により供給される燃料を増量補正しない。
更に、制御手段１５は、スロットル開度の第二のしきい値（Ｙ２）よりも小さい第三のしきい値（Ｙ３）を予め設定し（Ｙ２＞Ｙ３）、スロットル開度検出手段２１により検出されたスロットル開度（ＴＡ）が第三のしきい値（Ｙ３）よりも小さい時には、空気量積算手段１５Ｃでの積算空気量（ΔＧａ）を初期化する（ΔＧａ＝０）。
【００１４】
次に、この実施例１に係る燃料増量補正制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、制御手段１５のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、車速が零（０）でニュートラルレンジ（Ｎ）であり、無負荷時か否かを判断する（ステップＡ０２）。このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、エンジン回転速度（ＮＥ）が設定値（Ｘ）以上で、かつ、スロットル開度（ＴＡ）が第二のしきい値（Ｙ２）以上か否かを判断する（ステップＡ０３）。このステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、スロットル開度（ＴＡ）が第二のしきい値（Ｙ２）以上になった時からの吸入空気量を積算して積算空気量（ΔＧａ）を算出する。ここで、スロットル開度（ＴＡ）が第三のしきい値（Ｙ３）よりも小さい時には、積算空気量（ΔＧａ）を初期化（０＝リセット）する（ステップＡ０４）。
そして、積算空気量（ΔＧａ）が設定値（Ｚ）以上か否かを判断する（ステップＡ０５）。このステップＡ０５がＮＯの場合には、前記ステップＡ０４に戻す。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、エンリッチ制御の実行を許可し（ステップＡ０６）、プログラムをエンドとする（ステップＡ０７）。
【００１５】
次いで、この燃料増量補正制御を、図３の車両走行中でのタイムチャート及び図４の無負荷時でのタイムチャートに基づいて説明する。
図３に示すように、スロットル開度（ＴＡ）が全開になって、エンジン回転速度が高くなり始めるとともに、積算空気量（ΔＧａ）も多くなり始め（時間ｔ１）、従来のエンリッチ制御の開始時（ｔ２）、エンジン回転速度が所定値になって（時間ｔ３）、その後の車両の走行中において、燃料を増量補正せず、そして、積算空気量（ΔＧａ）が予め設定された設定値（Ｚ）以上になったら（時間ｔ４）、燃料を所定値まで増量するエンリッチ制御を実施する。これにより、従来のエンリッチ制御の開始時（ｔ２）から積算空気量（ΔＧａ）が予め設定された設定値（Ｚ）以上になるまで、燃料を増量補正しないことから、過剰な燃料の供給をなくして後燃えを回避させ、よって、触媒温度が許容温度（触媒温度の上限値）以上になることがない。
そして、図４に示すように、ニュートラルレンジで停車中である無負荷時において、スロットル開度を全開（時間ｔ１、時間ｔ３）と全閉（時間ｔ２、時間ｔ４）とに繰り返した場合、積算空気量及びエンジン回転速度が増減を繰り返しても、エンリッチ制御を実施せず、触媒温度が許容温度以上になることがない。
【００１６】
従って、無負荷時の触媒温度を空気量で推測できるため、スロットル弁５が開いてから閉じるまでの空気量を積算し、触媒温度が許容温度を超えそうな積算空気量（ΔＧａ）に達したら、エンリッチ制御の実行を許可し、そして、エンリッチ制御の実行を許可した後は、これまでのエンリッチ制御の条件に応じてエンリッチ化する。
これにより、スロットル開度の全開と全閉とのような繰り返しでは、図４に示すように、エンリッチ制御が作動せず、触媒温度の異常上昇を抑制でき、通常通り、スロットル開度が一定でも触媒温度を推定し、必要なときにエンリッチ制御が作動し、また、スロットル開度が一定の時には、図３に示すように、従来よりもエンリッチ制御の開始が遅くなるため、燃料消費量を低減できる。
【００１７】
即ち、従来、無負荷時で、スロットル開度の全開と全閉とを繰り返す場合に燃料を増量補正すると、スロットル開度の全閉時に燃料増量補正分が後燃えして、触媒温度が異常に上昇するという問題があった。
これに対し、この実施例１においては、無負荷時に、スロットル弁５が開いてから閉じるまでの空気量を積算することにより触媒温度を推定し、触媒温度が低いと判定される場合には、燃料を増量補正しないようにする。これにより、触媒温度が異常に上昇しないようにして、触媒１２を保護することができる。
また、従来、排ガスを浄化する触媒は、過熱により耐久性が低下し、場合によっては焼損のおそれがあり、このため、燃料を増量補正することによって触媒を保護するが、触媒温度が低い場合には、燃料を増量補正する必要がなかった。
これに対し、この実施例１においては、無負荷時に、スロットル弁５が開いてから閉じるまでの空気量を積算することによって触媒温度を推定し、触媒温度が低いと判定される場合には、燃料を増量補正しないようにして、燃料消費量を低減することができる。
更に、この実施例１では、空気量を積算することによって触媒温度を推定するので、触媒温度を検出するセンサを必要とせず、構成を簡単にできる。
また、スロットル弁５の開度が小さくなった時に積算空気量（ΔＧａ）を初期化することにより、触媒温度を精度良く推定することができる。
【実施例２】
【００１８】
図５、図６は、この発明の実施例２を示すものである。
この実施例２においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には、同一機能を付して説明する。
この実施例２の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、図５に示すように、制御手段１５は、上述の中央演算処理装置１５Ａと燃料増量補正手段１５Ｂと空気量積算手段１５Ｃとの他に、空気量積算手段１５Ｃにより算出された積算空気量（ΔＧａ）に基づいて燃料増量補正量を補正する補正係数（Ｅ）を算出する補正係数算出手段１５Ｄを備え、そして、燃料増量補正量に補正係数算出手段１５Ｄにより算出された補正係数（Ｅ）を乗じて燃料供給手段８により供給される燃料を増量補正する。
上記の補正係数（Ｅ）は、積算空気量（ΔＧａ）に応じてエンリッチ制御の燃料増量補正量を少なくする補正係数であって、積算空気量（ΔＧａ）に基づいてテーブルから算出されるエンリッチ補正量の補正係数である。ここで、Ｅ≦１の関係があり、また、積算空気量（ΔＧａ）が所定値（Ｚ）以下になったら、Ｅ＝１とする。
【００１９】
次に、この実施例２に係る燃料増量補正制御を、図６のフローチャートに基づいて説明する。
図６に示すように、制御手段１５のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、車速が零（０）でニュートラルレンジ（Ｎ）であり、無負荷時か否かを判断する（ステップＢ０２）。このステップＢ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、エンジン回転速度（ＮＥ）が設定値（Ｘ）以上で、かつ、スロットル開度（ＴＡ）が第二のしきい値（Ｙ２）以上か否かを判断する（ステップＢ０３）。このステップＢ０３がＮＯの場合には、前記ステップＢ０２に戻す。
このステップＢ０３がＹＥＳの場合には、スロットル開度（ＴＡ）が第二のしきい値（Ｙ２）以上になった時からの吸入空気量を積算して積算空気量（ΔＧａ）を算出する。ここで、スロットル開度（ＴＡ）が第三のしきい値（Ｙ３）よりも小さい時には、積算空気量（ΔＧａ）を初期化（０＝リセット）する（ステップＢ０４）。
そして、積算空気量（ΔＧａ）に基づいて、燃料増量補正量を補正する補正係数（Ｅ）を算出し（ステップＢ０５）、エンリッチ制御の燃料増量補正量に補正係数（Ｅ）を乗じて、燃料増量補正量を減らす（ステップＢ０６）。
その後、積算空気量（ΔＧａ）が設定値（Ｚ）以上か否かを判断する（ステップＢ０７）。このステップＢ０７がＮＯの場合には、前記ステップＢ０４に戻す。
このステップＢ０７がＹＥＳの場合には、エンリッチ制御の燃料増量補正量に補正係数（Ｅ）を乗じて（Ｅ＝１）、燃料増量補正量を元に戻し（ステップＢ０８）、プログラムをエンドとする（ステップＢ０９）。
【００２０】
即ち、従来、無負荷時で、スロットル弁５の全開と全閉とを繰り返す場合に、燃料を増量補正すると、スロットル開度の全閉時に燃料増量補正分が後燃えして、触媒温度が異常に上昇するという問題があった。
これに対し、この実施例２においては、無負荷時に、スロットル弁５が開いてから閉じるまでの空気量を積算することによって触媒温度を推定し、この触媒温度に応じて燃料増量補正量を減らすようにすることから、触媒温度が異常に上昇しないようにして、触媒１２を保護することができる。
また、従来、排ガスを浄化する触媒は、過熱により耐久性が低下し、場合によっては焼損のおそれがあり、燃料を増量補正することによって触媒を保護するため、触媒温度が低い場合には、燃料を増量する必要がなかった。
これに対し、この実施例２においては、無負荷時に、スロットル弁５が開いてから閉じるまでの空気量を積算することによって触媒温度を推定し、この触媒温度に応じて燃料増量補正量を減らすようにし、燃料消費量を低減することができる。
更に、この実施例２では、空気量を積算することによって触媒温度を推定するので、この触媒温度を検出するセンサを必要とせず、構成を簡単にできる。
また、スロットル弁５の開度が小さくなった時に積算空気量（ΔＧａ）を初期化することにより、触媒温度を精度良く推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明に係る内燃機関の制御装置を、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  内燃機関
２  変速機
５  スロットル弁
８  燃料供給手段
９  燃料噴射弁
１２  触媒
１４  制御装置
１５  制御手段（ＥＣＵ）
１５Ｂ  燃料増量補正手段
１５Ｃ  空気量積算手段
１５Ｄ  補正係数算出手段
１８  クランク角検出手段
２１  スロットル開度検出手段
２２  吸入空気量検出手段
２４  車速検出手段
２５  シフトレンジ検出手段
【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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