(57)【要約】【課題】内燃機関から熱負荷を受ける部品を適切に保護するとともにＣＯやＨＣの排出量を抑制することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関ＥＧの運転状態が、負荷と回転速度で予め定められた部分負荷域か高負荷域かを検出する負荷域検出手段１１と、前記内燃機関から熱負荷を受ける第１部品１２７の温度を検出する第１部品温度検出手段１１と、前記内燃機関の運転状態が前記部分負荷域から前記高負荷域に移行する第１タイミングｔ１と、前記第１部品の温度が第１所定温度以上になる、前記第１タイミングより後の第２タイミングｔ２のそれぞれにおいて、前記内燃機関に対する燃料噴射量を増量する制御手段１１と、を備える。【選択図】  図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態が、負荷と回転速度で予め定められた部分負荷域か高負荷域かを検出する負荷域検出手段と、
前記内燃機関から熱負荷を受ける第１部品の温度を検出する第１部品温度検出手段と、
前記内燃機関の運転状態が前記部分負荷域から前記高負荷域に移行する第１タイミングと、前記第１部品の温度が第１所定温度以上になる、前記第１タイミングより後の第２タイミングのそれぞれにおいて、前記内燃機関に対する燃料噴射量を増量する制御手段と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１タイミングにおいて、前記第１部品の温度が前記第１所定温度以上になった場合の燃料噴射量の増量量のうちの第１所定量だけ増量し、
前記第２タイミングにおいて、前記増量量のうちの残余の第２所定量だけさらに増量する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記第１タイミングにおける増量量は、ＣＯ排出量が極小域となる増量量に設定される請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記第１タイミングにおける噴射時間は、燃費が最大となる噴射時間に設定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関から熱負荷を受ける、前記第１部品とは異なる第２部品の温度を検出する第２部品温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２部品の温度が第２所定温度以上になる、前記第２タイミングより後の第３タイミングにおいて、前記内燃機関に対する燃料噴射量をさらに増量する請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
内燃機関の運転状態が、負荷と回転速度で予め規定された部分負荷域か高負荷域かを検出し、
前記内燃機関から熱負荷を受ける部品の温度を検出し、
前記内燃機関の運転状態が前記部分負荷域から前記高負荷域に移行する第１タイミングと、前記第１部品の温度が第１所定温度以上になる、前記第１タイミングより後の第２タイミングのそれぞれにおいて、前記内燃機関に対する燃料噴射量を増量する内燃機関の燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転状態が部分負荷域にある場合は、空燃比を理論空燃比以上に制御する一方で、運転状態が部分負荷域よりも高負荷域にある場合は、内燃機関から熱負荷を受ける排気浄化触媒等の過熱を防止するために、空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ側に制御するとともに、ＣＯやＨＣの排出量を抑制するために、内燃機関の運転状態が部分負荷域から高負荷域に移行したときの空燃比の切替えを所定の遅延時間が経過するまで遅らせるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のように内燃機関の運転状態が部分負荷域から高負荷域に移行したときの空燃比の切替えを所定時間だけ遅らせる制御方法を採ったとしても、排気浄化触媒の温度上昇が早いと結果的に遅延時間が短くなり、ＣＯやＨＣの排出量を抑制できないという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、内燃機関から熱負荷を受ける部品を適切に保護するとともにＣＯやＨＣの排出量を抑制することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の運転状態が部分負荷域から高負荷域に移行した場合に燃料噴射量を段階的に増量制御することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、初段の増量制御によって内燃機関から熱負荷を受ける部品の温度上昇速度が小さくなるので、次段の増量制御を行うタイミングを遅らせることができる。その結果、ＣＯやＨＣの排出量を抑制することができるとともに熱負荷を受ける部品の過熱も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態を適用した内燃機関を示すブロック図である。
【図２】図１のエンジンコントロールユニットの燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図２のステップＳ１〜Ｓ９の燃料噴射制御の時間的制御内容を示すタイムチャートである。
【図３Ｂ】比較例に係る燃料噴射制御の時間的制御内容を示すタイムチャートである。
【図４】図１の排気浄化触媒のエンジンの運転空燃比に対する浄化率を示す特性図である。
【図５】図３Ａの時間ｔ１で実施する第１段増量制御の増量率とＣＯ排出量及び燃費との関係を示すグラフである。
【図６】噴射燃料の空燃比に対する排気浄化触媒におけるＣＯ転換率の関係を示すグラフである。
【図７】噴射燃料の空燃比に対する排気ガスの温度の関係を示すグラフである。
【図８】エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいて部分負荷域と高負荷域が設定された制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る燃料噴射制御装置を適用した内燃機関（以下、エンジンともいう）を示すブロック図であり、火花点火式エンジンＥＧに本発明の燃料噴射制御装置を適用した例を説明する。
【００１０】
図１において、エンジンＥＧの吸気通路１１１には、エアーフィルタ１１２、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１１３、吸入空気流量を制御するスロットルバルブ１１４およびコレクタ１１５が設けられている。スロットルバルブ１１４には、当該スロットルバルブ１１４の開度を調整するＤＣモータ等のアクチュエータ１１６が設けられている。このスロットルバルブアクチュエータ１１６は、アクセル開度センサ１４３により検出される運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、エンジンコントロールユニット１１からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ１１４の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ１１４の開度を検出するスロットルセンサ１１７が設けられ、その検出信号をエンジンコントロールユニット１１へ出力する。なお、スロットルセンサ１１７はアイドルスイッチとしても機能させることができる。
【００１１】
また、コレクタ１１５から各気筒に分岐した吸気通路の燃料噴射ポート１１１ａに臨ませて、燃料噴射バルブ１１８が設けられている。燃料噴射バルブ１１８は、エンジンコントロールユニット１１において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、図外の燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を燃料噴射ポート１１１ａ内に噴射する。なお、本発明では、燃料噴射バルブ１１８からの燃料が燃焼室１２３に直接噴射されるように設けてもよい。
【００１２】
本例の燃料噴射制御装置は、エンジンＥＧから熱負荷を受ける部品が過熱状態になるのを防止するために燃料を増量し、燃焼温度を低下させることで当該部品を保護する制御を実行する。以下の実施の形態では、排気浄化触媒１２７を第１保護部品として説明し、排気浄化触媒１２７の他の、エンジンＥＧから熱負荷を受ける、エギゾーストマニホールド、吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、排気通路１２５に設けられた空燃比センサ１２６、酸素センサ１２８、排気温度センサ１４０、図示しない過給機などを第２保護部品として説明する。この燃料増量制御の詳細は後述する。
【００１３】
シリンダ１１９と、当該シリンダ１１９内を往復移動するピストン１２０の冠面と、吸気バルブ１２１及び排気バルブ１２２が設けられたシリンダヘッドとで囲まれる空間が燃焼室１２３を構成する。点火プラグ１２４は、各気筒の燃焼室１２３に臨んで装着され、エンジンコントロールユニット１１からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。
【００１４】
一方、排気通路１２５には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ１２６が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット１１へ出力される。この空燃比センサ１２６は、リッチ・リーン出力する酸素センサであってもよいし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。
【００１５】
また、排気通路１２５には、排気を浄化するための排気浄化触媒１２７が設けられている。この排気浄化触媒１２７としては、ストイキ（理論空燃比，λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化するとともに、窒素酸化物ＮＯｘの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
【００１６】
図４にエンジンの運転空燃比に対する三元触媒の浄化率特性図を示す。同図に示すように三元触媒は、エンジンの運転空燃比が理論空燃比付近の狭い範囲に入っているときに、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの全てについて極めて高い浄化率を発揮する特性がある。このため、この種の排気浄化触媒１２７を備えたエンジンの空燃比制御としては、エンジンの運転状態が図８に示す部分負荷域（低負荷〜中負荷）にある場合は、空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するλフィードバックゾーンを設定し、排気ガス中の有害成分を十分に浄化させる。一方において、エンジンの運転状態が、例えば急加速時や高速走行時のようにλフィードバックゾーンよりもエンジンの回転速度や負荷が高い高負荷域にある場合は、空燃比を理論空燃比よりも濃いリッチ側に切替え、余剰の燃料を供給することによりエンジン本体、排気浄化触媒１２７、エギゾーストマニホールド、吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、空燃比センサ１２６、酸素センサ１２８、排気温度センサ１４０、図示しない過給機等の過熱を防止する。
【００１７】
排気通路１２５の排気浄化触媒１２７の下流側には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出し、リッチ・リーン出力する酸素センサ１２８が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット１１へ出力される。ここでは、酸素センサ１２８の検出値により、空燃比センサ１２６の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を補正することで、排気浄化触媒１２７の劣化等に伴う制御誤差を抑制するため（いわゆるダブル空燃比センサシステム採用のため）に下流側酸素センサ１２８を設けて構成したが、空燃比センサ１２６の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を行なわせるだけでよい場合には、酸素センサ１２８を省略することができる。
【００１８】
排気通路１２５の排気浄化触媒１２７の入口近傍には排気温度を検出する排気温度センサ１４０が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット１１へ出力される。なお、図１において１２９はマフラである。
【００１９】
エンジンＥＧのクランク軸１３０にはクランク角センサ１３１が設けられ、エンジンコントロールユニット１１は、クランク角センサ１３１から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、エンジン回転速度Ｎｅを検出することができる。
【００２０】
エンジンＥＧの冷却ジャケット１３２には、水温センサ１３３が当該冷却ジャケットに臨んで設けられ、冷却ジャケット１３１内の冷却水温度Ｔｗを検出し、これをエンジンコントロールユニット１１へ出力する。
【００２１】
エンジンＥＧが搭載された車両のエンジンルームには、外気温センサ１４１が設けられ、エンジンＥＧの外部環境温度を検出しこれをエンジンコントロールユニット１１へ出力する。また、エンジンルームの前方にはエンジンＥＧの冷却水を冷却するためのラジエータ（放熱器）が搭載され、ラジエータファンを備えるが、このラジエータファンを駆動するラジエータファンモータには回転速度センサ１４２が設けられ、ラジエータファンの回転速度を検出しこれをエンジンコントロールユニット１１へ出力する。
【００２２】
既述したように、各種センサ類１１３，１１７，１２６，１２８，１３１，１３３，１４０，１４１，１４２からの検出信号は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータからなるエンジンコントロールユニット１１に入力され、当該エンジンコントロールユニット１１は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、スロットルバルブ１１４の開度を制御し、燃料噴射バルブ１１８を駆動して燃料噴射量と燃料噴射時期を制御する。
【００２３】
特に本例では、エンジンＥＧの運転状態が図８に示す部分負荷域か高負荷域かを検出するとともに、エンジンＥＧから熱負荷を受ける第１部品である排気浄化触媒１２７や、第２部品であるエギゾーストマニホールド、吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、空燃比センサ１２６、酸素センサ１２８、排気温度センサ１４０、図示しない過給機等の推定温度を演算し、エンジンＥＧが高負荷域に移行する場合に燃料噴射量の第１段増量を行い、第１部品である排気浄化触媒１２７の推定温度が所定の上限値を超える場合に燃料噴射量の第２段増量を行い、第２部品であるエギゾーストマニホールド等の推定温度が所定の上限値を超える場合に燃料噴射量の第３段増量を行うことで、保護対象部品である第１部品及び第２部品の過熱を防止する。増量制御の際は、燃料噴射量の基本値に対するオフセット補正やゲイン補正を採用することができる。
【００２４】
図２はこの制御内容の一例を示すフローチャートであり、排気浄化触媒１２７等の過熱を防止するための燃料の増量制御について説明する。この制御フローは短い演算サイクル周期で（例えば100msec毎に）繰り返し実行される。まずステップＳ１では、排気温度センサ１４０により排気通路１２５の排気浄化触媒１２７の上流側近傍の排気温度を読み込み、エアフローメータ１１３により吸入空気量を読み込み、外気温度センサ１４１によりエンジンルーム内のエンジンＥＧの外部環境温度を読み込み、クランク角センサ１３１によりエンジン回転速度を介して車速を読み込み、ラジエータファン回転速度センサ１４２よりラジエータファン回転速度を読み込み、アクセル開度センサ１４３により検出される運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルク（エンジン負荷）を読み込む。
【００２５】
ステップＳ２では、ステップＳ１にて読み込まれた排気温度、吸入空気量、外気温度、車速及びラジエータファン回転速度の各検出値に基づいて第１部品である排気浄化触媒１２７の温度Ｔ１を推定する。排気浄化触媒１２７の温度Ｔ１は、排気温度センサ１４０の検出温度に対し、当該排気温度センサ１４０自体の応答遅れ補正と、吸入空気量による過渡応答補正と、外気温度，車速及びラジエータファン回転速度による雰囲気温度の補正を実行して求める。たとえば、吸入空気量が多いと過渡応答が速く、吸入空気量が少ないと過渡応答が遅い。また、外気温度が低い場合や車速が大きい場合やラジエータファン回転速度が大きい場合は、雰囲気温度により排気通路１２５が冷却される方向に作用するので排気温度をマイナス側に補正する。逆に外気温度が高い場合や車速が小さい場合やラジエータファン回転速度が小さい場合は、雰囲気温度により排気通路１２５が加熱される方向に作用するので排気温度をプラス側に補正する。この推定温度を第１部品温度Ｔ１と称する。
【００２６】
ステップＳ３では、ステップＳ１にて読み込まれた排気温度、吸入空気量、外気温度、車速及びラジエータファン回転速度の各検出値に基づいて第２部品である、エギゾーストマニホールド、吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、排気通路１２５に設けられた空燃比センサ１２６、酸素センサ１２８、排気温度センサ１４０、図示しない過給機の温度Ｔ２を推定する。この推定温度を第２部品温度Ｔ２と称するが、これらのうち過熱から最も保護すべき部品を選択し、その部品の温度のみを推定してもよい。これら第２部品温度Ｔ２も、上述した第１部品温度Ｔ１と同様に、排気温度センサ１４０の検出温度に対し、当該排気温度センサ１４０自体の応答遅れ補正と、吸入空気量による過渡応答補正と、外気温度，車速及びラジエータファン回転速度による雰囲気温度の補正を実行して求めることができる。
【００２７】
ステップＳ４では、ステップＳ１にて読み込まれたエンジン回転速度と要求トルク（エンジン負荷）から、予めエンジンコントロールユニット１１のメモリに記憶されている図８に示す制御マップを参照し、エンジンの運転状態、すなわち現在のエンジン回転数及びエンジン負荷による運転状態が部分負荷域か高負荷域かを判定する。エンジンの運転状態が部分負荷域である場合は、空燃比を理論空燃比に設定したλフィードバック制御を実行し、排気浄化触媒１２７にて排気ガスに含まれるＮＯｘ，ＨＣ及びＣＯを高効率で除去する。これに対して、例えば急加速時や高速走行時のように部分負荷域よりもエンジンの回転速度や負荷が高い高負荷域である場合は、空燃比を理論空燃比よりも濃いリッチ側に切替え、余剰の燃料を供給することにより第１部品及び第２部品の過熱を防止する。このため、エンジンの運転状態が高負荷域にある場合はステップＳ５へ進み、部分負荷域にある場合はステップＳ１へ戻る。
【００２８】
ステップＳ５では、ステップＳ２にて求めた排気浄化触媒１２７の第１部品温度Ｔ１と、予め設定された第１増量開始閾値とを比較する。この第１増量開始閾値は、第１部品である排気浄化装置１２７が熱負荷により損傷を受ける温度未満の値である。第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値以上である場合はステップＳ６へ進み、第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値未満である場合はステップＳ８へ進む。そして、ステップＳ８では燃料噴射量を第１段の増量率だけ増量した後、ステップＳ１へ戻る。以降の演算サイクルで、エンジンの運転状態が高負荷域であり、かつ第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値未満であり続ければ、ステップＳ８へ進んで第１段の増量制御が継続される。この第１段の増量制御により、排気浄化触媒１２７や第２部品の温度上昇速度が小さくなる。
【００２９】
ステップＳ６では、ステップＳ３にて求めたエグゾースとマニホールド等の第２部品温度Ｔ２と、予め設定された第２増量開始閾値とを比較する。この第２増量開始閾値は、第２部品であるエグゾースとマニホールド等が熱負荷により損傷を受ける温度未満の値であり、上記第１増量開始閾値より高い温度である。第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値以上である場合はステップＳ７へ進み、第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値未満である場合はステップＳ９へ進む。そして、ステップＳ９では燃料噴射量を第２段の増量率だけ増量した後、ステップＳ１へ戻る。以降の演算サイクルで、エンジンの運転状態が高負荷域であり、かつ第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値以上であり、かつ第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値未満であり続ければ、ステップＳ９へ進んで第２段の増量制御が継続される。この第２段の増量制御により、第１部品である排気浄化触媒１２７の過熱を防止することができる。
【００３０】
ステップＳ７では燃料噴射量を第３段の増量率だけ増量した後、ステップＳ１へ戻る。以降の演算サイクルで、エンジンの運転状態が高負荷域であり、かつ第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値以上であり、かつ第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値以上であり続ければ、ステップＳ７へ進んで第３段の増量制御が継続される。この第３段の増量制御により、第２部品であるエグゾースとマニホールド等の過熱を防止することができる。
【００３１】
図３Ａは、上述した制御ルーチンにおいて、エンジン負荷が上昇して時間ｔ１にて高負荷域（燃料増量制御域）に入ると、燃料噴射バルブ１１８からの燃料噴射量の第１段増量制御を実行し、さらに時間ｔ２にて排気浄化触媒１２７の第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値に達すると、燃料噴射バルブ１１８からの燃料噴射量の第２段増量制御を実行し、さらに時間ｔ３にてエグゾースとマニホールド等の第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値に達すると、燃料噴射バルブ１１８からの燃料噴射量の第３段増量制御を実行することを示している。
【００３２】
これに対して、図３Ｂは、上述した従来技術のように制御した比較例を示すものであり、エンジン負荷が上昇して時間ｔ１にて高負荷域（燃料増量制御域）に入ると所定の遅延時間を経過した後、時間ｔ２にて第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値に達すると、燃料噴射バルブ１１８からの燃料噴射量の第１段増量制御を実行し、さらに時間ｔ３にて第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値に達すると、燃料噴射バルブ１１８からの燃料噴射量の第２段増量制御を実行することを示している。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂの第１部品温度Ｔ１と第２部品温度Ｔ２の温度上昇速度を比較すると明らかなように、エンジンの運転状態が高負荷域に達した後に遅延時間を設けたとしても、この間は排気ガスを冷却することを積極的に行っていないので第１部品や第２部品の温度はさらに上昇を続け、結果的に高負荷域に達してから第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値に達するまでの時間Δｔが短くなってしまう。これに対して、本例の増量制御では、エンジンの運転状態が高負荷域に達したら第１段の増量制御を実行するので、この間に排気ガスが冷却され、これにより第１部品や第２部品の温度上昇速度が小さくなる。このため、次に第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値に達するまでの時間Δｔが相対的に長くなる。
【００３４】
ちなみに、通常の運転状態においては、高負荷域に到達ｔ１→第１部品温度Ｔ１が第１増量開始閾値に到達→第２部品温度Ｔ２が第２増量開始閾値に到達の順序で現れるが、エンジンＥＧ自体に失火などの不具合が生じた場合などには、同じ演算サイクルにおいて運転状態が高負荷域に入り、かつ第１部品温度が第１増量開始閾値以上になったり、さらに第２部品温度が第２増量開始閾値以上になったりすることがあるが、こうした状況ではλ＝１のストイキ制御から直接第２段の増量制御を行ったり、ストイキ制御から直接第３段の増量制御を行ってもよい。
【００３５】
上述した第１段〜第３段の増量率とは、ストイキλ＝１に対する燃料増量量の比率をいう。そして、図３Ａに示すように、第１部品である排気浄化触媒１２７の過熱を防止するための第２段の増量率Δｍに相当する燃料の増量量の一部を時間ｔ１における第１段の増量量とし、残余の増量量を時間ｔ２において第１段の増量量に追加する。この第２段の増量率Δｍは、図３Ｂに示す比較例の第１段の増量率Δｍに相当する。つまり、本例の増量制御は、図３Ｂに示す比較例の遅延時間に代えて、排気浄化触媒１２７の過熱防止のための増量量の一部を先行して増量するものともいえる。
【００３６】
また、本例の増量制御における第１段増量率は、それによる第１部品や第２部品の温度の上昇抑制効果がある値であって、ＣＯ排出量が極小域となる値を設定することが好ましく、これに加えて第１段増量制御の噴射時間は排気温度の低減効果がある値であって燃費が最大となる時間に設定することが好ましい。図５は、本例の時間ｔ１で実施する第１段増量制御の増量率と、ＣＯ排出量及び燃費の関係を示すグラフ、図６は、噴射燃料の空燃比に対する排気浄化触媒１２７におけるＣＯ転換率（浄化率，図４と同じ）の関係を示すグラフ、図７は、噴射燃料の空燃比に対する排気ガスの温度の関係を示すグラフである。図５に示すＣＯ排出量と第１段増量率との関係線図によれば、ストイキλ＝１よりリッチ側（つまり増量側）にＣＯ排出量が極小となる範囲があり、このＣＯ排出量の極小範囲に相当する第１段増量率に設定すれば燃費も比較的大きくなる。また、このＣＯ排出量の極小範囲に相当する第１段増量率に設定すれば、図６に示す排気浄化触媒１２７におけるＣＯ転換率も比較的良好であり、図７に示す排気ガスの排気温度も比較的低くなる。
【００３７】
以上のとおり、本例の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、エンジンＥＧの運転状態が高負荷域に入った時間ｔ１において第１段の増量制御を実行するので、この燃料増量によって内燃機関ＥＧから熱負荷を受ける第１部品や第２部品の温度上昇速度が小さくなる。これにより、第２段の増量制御を行うタイミングｔ２を遅らせることができる結果、ＣＯやＨＣの排出量を抑制することができるとともに、熱負荷を受ける第１部品や第２部品の過熱も防止できる。
【００３８】
また本例によれば、第１段増量制御の増量率は、第１部品や第２部品の温度の上昇抑制効果がある値であって、ＣＯ排出量が極小域となる値を設定するので、ＣＯ排出量を抑制しつつ第１部品や第２部品の過熱も防止できる。
【００３９】
また本例によれば、第１段増量制御の噴射時間は、排気温度の低減効果がある値であって燃費が最大となる時間に設定するので、燃費悪化を抑制しつつ第１部品や第２部品の過熱も防止できる。
【００４０】
上記エンジンコントロールユニット１１は本発明に係る負荷域検出手段、第１部品温度検出手段，第２部品温度検出手段及び制御手段に相当し、上記排気浄化触媒１２７は本発明に係る第１部品に相当し、上記エギゾーストマニホールド、吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、空燃比センサ１２６、酸素センサ１２８、排気温度センサ１４０、過給機は本発明に係る第２部品に相当する。
【符号の説明】
【００４１】
ＥＧ…エンジン（内燃機関）
１１…エンジンコントロールユニット
１１１…吸気通路
１１１ａ…燃料噴射ポート
１１２…エアーフィルタ
１１３…エアフローメータ
１１４…スロットルバルブ
１１５…コレクタ
１１６…スロットルバルブアクチュエータ
１１７…スロットルセンサ
１１８…燃料噴射バルブ
１１９…シリンダ
１２０…ピストン
１２１…吸気バルブ
１２２…排気バルブ
１２３…燃焼室
１２４…点火プラグ
１２５…排気通路
１２６…空燃比センサ
１２７…排気浄化触媒
１２８…酸素センサ
１２９…マフラ
１３０…クランク軸
１３１…クランク角センサ
１３２…冷却ジャケット
１３３…水温センサ
１４０…排気温度センサ
１４１…外気温センサ
１４２…ラジエータファン回転速度センサ
１４３…アクセル開度センサ
【図１】
2015094299.tif 000003
【図２】
2015094299.tif 000004
【図３Ａ】
2015094299.tif 000005
【図３Ｂ】
2015094299.tif 000006
【図４】
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【図５】
2015094299.tif 000008
【図６】
2015094299.tif 000009
【図７】
2015094299.tif 000010
【図８】
2015094299.tif 000011