(57)【要約】【課題】所望の空燃比が得られないことによりエンジンに与える悪影響を軽減する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、Ａ／Ｆセンサから送信された信号に基づいてエンジンの空燃比を検出するステップ（Ｓ１１０）と、検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量のフィードバック補正量を設定するステップ（Ｓ１２０）と、フィードバック補正量がしきい値Ａより大きいと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、スロットル開度ＴＡを制限するステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御装置であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するための手段と、
前記内燃機関の空燃比を検出するための手段と、
前記内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、前記噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するための手段と、
前記補正量が予め定められた値よりも大きい場合、前記調整機構の作動量を制限するための制限手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、車両の電源の電圧を検出するための手段をさらに含み、
前記制限手段は、前記内燃機関に吸入される空気の量が前記電源の電圧に応じて定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制限手段は、前記内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制限手段は、前記調整機構の制御を中止することにより前記調整機構の作動量を制限するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御装置であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するための手段と、
前記内燃機関の空燃比を検出するための手段と、
前記内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、前記噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するための手段と、
前記補正量が予め定められた値よりも大きい場合、前記噴射機構からの燃料噴射量がより大きくなるように制御するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
吸入される空気の量を調整する調整機構を有する内燃機関の制御装置であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するための手段と、
車両の電源の電圧を検出するための手段と、
前記電源の電圧が予め定められた電圧より低い場合、前記内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するための制限手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項７】
燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御方法であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するステップと、
前記内燃機関の空燃比を検出するステップと、
前記内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、前記噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するステップと、
前記補正量が予め定められた値よりも大きい場合、前記調整機構の作動量を制限するステップとを含む、内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記制御方法は、車両の電源の電圧を検出するステップをさらに含み、
前記調整機構の作動量を制限するステップは、前記内燃機関に吸入される空気の量が前記電源の電圧に応じて定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するステップを含む、請求項７に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項９】
前記調整機構の作動量を制限するステップは、前記内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するステップを含む、請求項７に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１０】
前記調整機構の作動量を制限するステップは、前記調整機構の制御を中止することにより前記調整機構の作動量を制限するステップを含む、請求項７に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１１】
燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御方法であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するステップと、
前記内燃機関の空燃比を検出するステップと、
前記内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、前記噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するステップと、
前記補正量が予め定められた値よりも大きい場合、前記噴射機構からの燃料噴射量がより大きくなるように制御するステップとを含む、内燃機関の制御方法。
【請求項１２】
吸入される空気の量を調整する調整機構を有する内燃機関の制御方法であって、
運転者の操作に応じて定められる作動量になるように前記調整機構を制御するステップと、
車両の電源の電圧を検出するステップと、
前記電源の電圧が予め定められた電圧より低い場合、前記内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように前記調整機構の作動量を制限するステップとを含む、内燃機関の制御方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
【請求項１４】
請求項７〜１２のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、吸入される空気の量を調整する調整機構の作動量の制限もしくは燃料噴射量の増量を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インジェクタ（噴射機構）から噴射した燃料を空気と混合して燃焼させる内燃機関が知られている。このような内燃機関は、一般的に、空燃比が予め定められた空燃比（たとえば理論空燃比）になるように、エアフローメータにより検出される空気量に応じた量の燃料がインジェクタから噴射される。インジェクタには、フューエルポンプにより加圧された燃料が供給される。
【０００３】
ところで、エアフローメータなどのセンサ類、インジェクタおよびフューエルポンプは、電源から供給される電力により作動する。したがって、電源の電圧が低下した場合、これらの機器は正常に作動することができなくなり得る。この状態では、インジェクタからの燃料噴射量が不足し得る。燃料噴射量が不足すると、空燃比が理論空燃比よりも高くなり、失火などが起こり得る。そこで、電源の電圧が低下した場合には、スロットル開度を制限する技術が提案されている。
【０００４】
特開平１１−２１０５４０号公報（特許文献１）は、低圧ポンプの供給電圧の降下に伴い、内燃機関における回転数の上限値を低下させる内燃機関の燃料供給装置を開示する。この燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を吐出する電動型の低圧ポンプと、低圧ポンプから吐出された燃料を所定の低燃圧値に規制して出力する低圧レギュレータと、内燃機関により駆動され、低圧レギュレータから出力された燃料を加圧し、燃料噴射弁に向けて吐出する高圧ポンプと、燃料噴射弁に供給される燃圧を低燃圧値よりも高い高燃圧値に規制する高圧レギュレータと、低圧ポンプの供給電圧が所定レベル以下に低下したとき、内燃機関の回転数の上限値を低下させる制御部とを含む。供給電圧の降下に伴い低圧ポンプの吐出量が低下するような状況にあるとき、エンジン回転数を制限すべく、スロットルバルブの許容最大開度がその全開の３０％程度に制限される。
【特許文献１】特開平１１−２１０５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平１１−２１０５４０号公報に記載の燃料供給装置においては、電源の電圧が低下すると、実際に燃料噴射量が不足しているか否かを判断することなく、スロットル開度が制限される。そのため、電源の電圧が低下している場合において燃料噴射量が不足していないと、スロットル開度の制限が不要であるにもかかわらず、スロットル開度が制限され得る。また、特開平１１−２１０５４０号公報に記載の燃料供給装置においては、スロットル開度が制限されるものの、スロットル開度の制限値が十分であるとは限らない。たとえば、スロットル開度が同じでも、内燃機関の回転数が大きいと、それだけ吸入される空気量が大きくなり得る。この場合においても空燃比が高くなり、失火が発生し得る。いずれの場合においても、走行性が悪化し得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、走行性の悪化を軽減することができる内燃機関の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御装置である。この制御装置は、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構を制御するための手段と、内燃機関の空燃比を検出するための手段と、内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するための手段と、補正量が予め定められた値よりも大きい場合、調整機構の作動量を制限するための制限手段とを含む。第７の発明に係る内燃機関の制御方法は、第１の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【０００８】
第１または第７の発明によると、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構が制御される。さらに、内燃機関の空燃比が検出される。内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、噴射機構からの燃料噴射量の補正量が設定される。補正量が予め定められた値よりも大きい場合、調整機構の作動量が制限される。これにより、噴射機構からの燃料噴射量が実際に不足しているといえる場合において、内燃機関に吸入される空気の量を制限することができる。そのため、燃料噴射量が十分である場合において吸入される空気の量が制限されることがないようにして、走行性が悪化することを軽減することができる。その結果、走行性の悪化を軽減することができる内燃機関の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の発明の構成に加え、車両の電源の電圧を検出するための手段をさらに含む。制限手段は、内燃機関に吸入される空気の量が電源の電圧に応じて定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量を制限するための手段を含む。第８の発明に係る内燃機関の制御方法は、第２の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第２または第８の発明によると、内燃機関に吸入される空気の量が電源の電圧に応じて定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量が制限される。これにより、電源の電圧に伴ない変化し得る燃料噴射量に応じて、吸入される空気の量を制限することができる。そのため、空気量が不足したり、過剰であったりしないようにすることができる。その結果、所望の空燃比を得ることができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置おいては、第１の発明の構成に加え、制限手段は、内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量を制限するための手段を含む。第９の発明に係る内燃機関の制御方法は、第３の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第３または第９の発明によると、内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量が制限される。これにより、触媒が高温になるような値まで空燃比が高くならないようにすることができる。そのため、触媒が損傷しないようにすることができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制限手段は、調整機構の制御を中止することにより調整機構の作動量を制限するための手段を含む。第１０の発明に係る内燃機関の制御方法は、第４の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１４】
第４または第１０の発明によると、調整機構の制御を中止することにより調整機構の作動量を制限することができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する噴射機構と、吸入される空気の量を調整する調整機構とを有する内燃機関の制御装置である。この制御装置は、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構を制御するための手段と、内燃機関の空燃比を検出するための手段と、内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、噴射機構からの燃料噴射量の補正量を設定するための手段と、補正量が予め定められた値よりも大きい場合、噴射機構からの燃料噴射量がより大きくなるように制御するための手段とを含む。第１１の発明に係る内燃機関の制御方法は、第５の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１６】
第５または第１１の発明によると、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構が制御される。さらに、内燃機関の空燃比が検出される。内燃機関の空燃比が予め定められた空燃比になるように、噴射機構からの燃料噴射量の補正量が設定される。補正量が予め定められた値よりも大きい場合、噴射機構からの燃料噴射量がより大きくなるように制御される。これにより、噴射機構からの燃料噴射量が実際に不足しているといえる場合において、燃料噴射量を増量して空燃比が高くならないようにすることができる。そのため、失火が発生しないようにして走行性の悪化を軽減することができる。その結果、走行性の悪化を軽減することができる内燃機関の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置は、吸入される空気の量を調整する調整機構を有する内燃機関の制御装置である。この制御装置は、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構を制御するための手段と、車両の電源の電圧を検出するための手段と、電源の電圧が予め定められた電圧より低い場合、内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量を制限するための制限手段とを含む。第１２の発明に係る内燃機関の制御方法は、第６の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１８】
第６または第１２の発明によると、運転者の操作に応じて定められる作動量になるように調整機構が制御される。さらに、車両の電源の電圧が検出される。電源の電圧が予め定められた電圧より低い場合、内燃機関に設けられる触媒がオーバーヒートしないように定められる制限値より小さくなるように調整機構の作動量が制限される。これにより、触媒が高温になるような値まで空燃比が高くならないようにすることができる。そのため、触媒が損傷しないようにするとともに、失火が発生しないようにして走行性の悪化を軽減することができる。その結果、走行性の悪化を軽減することができる内燃機関の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。
【００１９】
第１３の発明に係るプログラムは、第７〜１２のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第１４の発明に係る記録媒体は、第７〜１２のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２０】
第１３または第１４の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第７〜１２のいずれかの発明に係る内燃機関の制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンの全体構成図を示す。エンジン１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が覆着されてなり、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１００Ａ内にピストン１２０が摺動自在に保持されている。シリンダ１００Ａ内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション３００等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を介してスタータ３０と接続される。
【００２３】
ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成され、燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン１２０を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。
【００２４】
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気通路１０１０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ１６０、排気通路１０２０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ１７０が取り付けられている。
【００２５】
吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられ、その開度（スロットル開度ＴＡ）に応じて吸気通路１０１０内の空気流を調整する。すなわち、スロットルバルブ１９０により、エンジンの吸入空気量が調整される。スロットルバルブ１９０は、アクチュエータにより作動される電子スロットルバルブである。なお、スロットルバルブ１９０に加えて、アイドル時の吸入空気量を調整するためのバルブを別途設けるようにしてもよい。また、スロットルバルブ１９０の開度を調整することの代わりにもしくは加えて、吸気バルブ１６０のリフト量を可変バルブリフト機構により調整することにより吸入空気量を調整するようにしてもよい。
【００２６】
排気通路１０２０の下流側には、触媒２００が設けられる。触媒２００は三元触媒である。触媒２００により、燃焼後の混合気、すなわち排気ガスが浄化される。触媒２００により浄化された排気ガスが、車外に排出される。
【００２７】
混合気を構成する燃料の供給は、電磁式のインジェクタ２１０により行なわれる。インジェクタ２１０はシリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室１０００内（筒内）に燃料を噴射するようになっている。なお、インジェクタ２１０の代わりにあるいは加えて、吸気ポート内もしくは吸気通路１０１０内に燃料を噴射するインジェクタを設けるようにしてもよい。
【００２８】
インジェクタ２１０への燃料供給は、燃料タンク２５０から吸い上げた燃料を低圧ポンプ２４０および高圧ポンプ２３０により２段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ２３０はエンジン１０のクランク軸１３０からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ２４０は電動駆動のもので、始動時には、インジェクタ２１０も低圧ポンプ２４０から燃料が供給される。
【００２９】
また、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、インジェクタ２１０等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する）６０が設けられている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＲＡＭ(Random Access Memory)６４、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６６、ＲＯＭ(Read Only Memory)６８等からなる一般的な構成のものである。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばエンジンＥＣＵ６０のＲＯＭ６８に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３０】
エンジンＥＣＵ６０は、各種センサからの検出信号等に基づいて、点火プラグ１５０を作動せしめ、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、インジェクタ２１０に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、インジェクタ２１０のノズルを開く。
【００３１】
エンジンＥＣＵ６０に入力するセンサには、エアフローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、スロットル開度センサ５４０、アクセル開度センサ５５０、車速センサ５６０、冷却水温センサ５８０、電源電圧センサ５９０等がある。
【００３２】
エアフローメータ５１０は、吸気通路１０１０内を流通する空気流量を測定する。クランク角センサ５２０は、エンジン回転数ＮＥを検出するためのパルス信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ５３０は、排気通路１０２０内の空燃比を測定する。スロットル開度センサ５４０は、スロットルバルブ１９０の開度ＴＡを検出する。アクセル開度センサ５５０は、アクセルペダル４２０の開度（踏込み量）を検出する。車速センサ５６０は、車速（車輪の回転）を検出するためのパルス信号を出力する。冷却水温センサは、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検出する。
【００３３】
電源電圧センサ５９０は、車両の電源である補機バッテリ２６０の電圧Ｖを検出する。補機バッテリ２６０から放電された電力は、エアフローメータ５１０等の各センサ、インジェクタ２１０、低圧ポンプ２４０およびエンジンＥＣＵ６０の作動に用いられる。
【００３４】
エンジンＥＣＵ６０は、エアフローメータ５１０等によって検出された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン１０においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０やカムポジションセンサ等によって検出された信号（ノッキングセンサ等も含む）に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン１０の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。
【００３５】
また、本実施の形態において、エンジンＥＣＵ６０は、Ａ／Ｆセンサ５３０を用いて検出した空燃比のフィードバック制御を行なうことにより、空燃比が目標空燃比（たとえば理論空燃比）になるように、燃料噴射量のフィードバック補正量およびその学習値（燃料噴射量の恒常的なズレ量を表す値）を算出する。
【００３６】
本実施の形態においては、空燃比がリーンである（高い）場合（理論空燃比よりもリーンである場合）、フィードバック補正量が増大するように算出される。空燃比がリッチである（低い）場合（理論空燃比よりもリッチである場合）、フィードバック補正量が減少するように算出される。
【００３７】
学習値は、吸入空気量により分けられた学習領域毎に算出される。学習値は、予め定められた学習条件が満たされた場合に、マップに基づいて決定される更新量を、前回算出された学習値に加算または前回算出された学習値から減算することにより算出される。予め定められた学習条件は、たとえばフィードバック補正量の平均値（制御中心値）がしきい値（１）よりも小さいという条件やしきい値（２）（しきい値（２）＞しきい値（１））よりも大きいという条件である。
【００３８】
燃料噴射量が過剰であるほど（目標の燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量が多いほど）、学習値が小さい値として算出される。一方、燃料噴射量が不足するほど（目標の燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量が少ないほど）、学習値が大きい値として算出される。
【００３９】
フィードバック補正量が正値である場合、燃料噴射量が増量され、フィードバック補正量が負値である場合、燃料噴射量が減量される。同様に、学習値が正値である場合、燃料噴射量が増量され、学習値が負値である場合、燃料噴射量が減量される。空燃比のフィードバック制御による最終的な燃料補正量は、フィードバック補正量と学習値との和となる。
【００４０】
なお、フィードバック補正量および学習値については、公知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。
【００４１】
図２を参照して、エンジンＥＣＵ６０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
【００４２】
エンジンＥＣＵ６０は、スロットル制御部６００と、空燃比検出部６１０と、補正量設定部６２０と、電源電圧検出部６３０と、制限部６４０とを含む。
【００４３】
スロットル制御部６００は、アクセル開度、すなわち運転者の操作に応じて定められるスロットル開度までスロットルバルブ１９０が開くように制御する。なお、アクセル開度に応じたスロットル開度を設定する方法については周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。
【００４４】
空燃比検出部６１０は、Ａ／Ｆセンサ５３０から送信された信号に基づいてエンジン１０の空燃比を検出する。補正量設定部６２０は、検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量のフィードバック補正量を設定する。電源電圧検出部６３０は、電源電圧センサ５９０から送信された信号に基づいて補機バッテリ２６０の電圧Ｖを検出する。
【００４５】
制限部６４０は、フィードバック補正量がしきい値Ａよりも大きい場合、スロットルバルブ１９０のスロットル開度を制限する。本実施の形態においては、吸入空気量ＧＡが補機バッテリ２６０に応じて定められる制限値より小さくなるようにスロットル開度ＴＡが制限される。
【００４６】
吸入空気量ＧＡの制限値は、図３に示すように、補機バッテリ２６０の電圧Ｖをパラメータとして有するマップにしたがって設定される。なお、吸入空気量ＧＡの制限値を設定する方法はこれに限らない。スロットル開度ＴＡは、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして有するマップにしたがって、吸入空気量ＧＡごとに定められる。すなわち、吸入空気量ＧＡの制限値とエンジン回転数ＮＥとから定められるスロットル開度ＴＡの制限値を超えない範囲でスロットル開度ＴＡが変化される。
【００４７】
図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
【００４８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ６０は、アクセル開度に応じて定められるスロットル開度ＴＡまでスロットルバルブ１９０が開くように制御する。
【００４９】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、Ａ／Ｆセンサ５３０から送信された信号に基づいてエンジン１０の空燃比を検出する。Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量のフィードバック補正量を設定する。Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、電源電圧センサ５９０から送信された信号に基づいて補機バッテリ２６０の電圧Ｖを検出する。
【００５０】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ６０は、フィードバック補正量がしきい値Ａより大きいか否かを判断する。フィードバック補正量がしきい値Ａより大きいと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０に移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ６０は、吸入空気量ＧＡが補機バッテリ２６０に応じて定められる制限値より小さくなるようにスロットル開度ＴＡを制限する。
【００５１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の動作について説明する。
【００５２】
エンジン１０の運転中、アクセル開度に応じて定められるスロットル開度ＴＡまでスロットルバルブ１９０が開くように制御される（Ｓ１００）。さらに、Ａ／Ｆセンサ５３０から送信された信号に基づいてエンジン１０の空燃比が検出される（Ｓ１１０）。検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量のフィードバック補正量が設定される（Ｓ１２０）。また、電源電圧センサ５９０から送信された信号に基づいて補機バッテリ２６０の電圧Ｖが検出される（Ｓ１３０）。
【００５３】
ところで、エアフローメータ５１０などのセンサ類、インジェクタ２１０および低圧ポンプ２４０は、補機バッテリ２６０から供給される電力により作動する。したがって、補機バッテリ２６０の電圧Ｖが低下した場合、これらの機器は正常に作動することができなくなり得る。この状態では、インジェクタ２１０からの燃料噴射量が不足し得る。
【００５４】
インジェクタ２１０からの燃料噴射量が不足すると、空燃比が理論空燃比よりもリーンになる。この場合、燃料噴射量を増量するため、フィードバック補正量が大きくなる。そこで、フィードバック補正量がしきい値Ａより大きいか否かが判断される（Ｓ１４０）。
【００５５】
フィードバック補正量がしきい値Ａより大きいと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、補機バッテリ２６０の電圧Ｖが低下したことにより、燃料噴射量が実際に不足した状態であるといえる。この場合、吸入空気量ＧＡが補機バッテリ２６０に応じて定められる制限値より小さくなるようにスロットル開度ＴＡが制限される（Ｓ１５０）。
【００５６】
これにより、空燃比が過剰に高くならないようにすることができる。そのため、エンジン１０において失火が発生しないようにすることができる。その結果、触媒２００がオーバーヒートすることがないようにすることができる。
【００５７】
また、本実施の形態においては、空燃比に基づいて設定されるフィードバック補正量がしきい値Ａより大きくなると、スロットル開度ＴＡが制限される。これにより、インジェクタ２１０からの燃料噴射量が実際に不足しているといえる場合において、吸入空気量を制限することができる。そのため、燃料噴射量が十分である場合において吸入空気量が制限されることがないようにして、走行性の悪化を軽減することができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによれば、空燃比に基づいて設定されるフィードバック補正量がしきい値Ａより大きくなると、スロットル開度ＴＡが制限される。これにより、インジェクタからの燃料噴射量が実際に不足しているといえる場合において、吸入空気量を制限することができる。そのため、燃料噴射量が十分である場合において吸入空気量が制限されることがないようにして、走行性の悪化を軽減することができる。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、触媒２００がオーバーヒートしないように定められる制限値よりも小さくなるようにスロットル開度ＴＡが制限される点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６０】
図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ機能については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６１】
図６に示すように、エンジンＥＣＵ６０は、スロットル制御部６００と、空燃比検出部６１０と、補正量設定部６２０とに加えて、制限部６５０を含む。
【００６２】
制限部６５０は、フィードバック補正量がしきい値Ａよりも大きい場合、触媒２００がオーバーヒートしないように定められる制限値よりも小さくなるようにスロットル開度ＴＡを制限する。すなわち、制限値を超えない範囲で変化するようにスロットル開度ＴＡが制御される。
【００６３】
スロットル開度ＴＡの制限値は、図７に示すように、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして有するマップにしたがって設定される。なお、スロットル開度ＴＡの制限値を設定する方法はこれに限らない。
【００６４】
図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。また、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６５】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ６０は、触媒２００がオーバーヒートしないように定められる制限値よりも小さくなるようにスロットル開度ＴＡを制限する。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、スロットルバルブ１９０の制御を中止することによりスロットル開度ＴＡを制限する点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６７】
図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ機能については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６８】
図９に示すように、エンジンＥＣＵ６０は、スロットル制御部６００と、空燃比検出部６１０と、補正量設定部６２０とに加えて、制限部６６０を含む。
【００６９】
制限部６６０は、フィードバック補正量がしきい値Ａよりも大きい場合、スロットルバルブ１９０の制御を中止する。より具体的には、スロットルバルブ１９０への通電を停止する。
【００７０】
図１０を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。また、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００７１】
Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ６０は、スロットルバルブ１９０の制御を中止する。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、フィードバック補正量がしきい値Ａよりも大きい場合、インジェクタ２１０からの燃料噴射量をさらに増量する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００７３】
図１１を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ機能については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００７４】
図１１に示すように、エンジンＥＣＵ６０は、スロットル制御部６００と、空燃比検出部６１０と、補正量設定部６２０とに加えて、増量部６７０を含む。
【００７５】
増量部６７０は、フィードバック補正量がしきい値Ａよりも大きい場合、インジェクタ２１０からの燃料噴射量をさらに増量する。増量値は、たとえば「Ａ」もしくは「Ａ＋α」である。すなわち、しきい値Ａ以上の量が増量される。なお、増量値はこれらに限らない。
【００７６】
図１２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。また、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００７７】
Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ６０は、燃料噴射量を増量する。このようにすれば、インジェクタ２１０からの燃料噴射量が実際に不足しているといえる場合において、燃料噴射量を増量して空燃比が高くならないようにすることができる。そのため、失火が発生しないようにして走行性の悪化を軽減することができる。
【００７８】
＜第５の実施の形態＞
以下、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、補機バッテリの電圧Ｖがしきい値Ｂより低い場合、スロットル開度ＴＡを制限する点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００７９】
図１３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ機能については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００８０】
図１３に示すように、エンジンＥＣＵ６０は、スロットル制御部６００と、電源電圧検出部６３０とに加えて、制限部６８０を含む。
【００８１】
制限部６８０は、補機バッテリ２６０の電圧Ｖがしきい値Ｂよりも低い場合、触媒２００がオーバーヒートしないように定められる制限値よりも小さくなるようにスロットル開度ＴＡを制限する。すなわち、制限値を超えない範囲で変化するようにスロットル開度ＴＡが制御される。
【００８２】
スロットル開度ＴＡの制限値は、図１４に示すように、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして有するマップにしたがって設定される。なお、スロットル開度ＴＡの制限値を設定する方法はこれに限らない。
【００８３】
図１５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。また、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００８４】
Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ６０は、補機バッテリ２６０の電圧Ｖがしきい値Ｂよりも低いか否かを判断する。補機バッテリ２６０の電圧Ｖがしきい値Ｂよりも低いと（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理はＳ５１０に移される。もしそうでないと（Ｓ５００にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ５１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、触媒２００がオーバーヒートしないように定められる制限値よりも小さくなるようにスロットル開度ＴＡを制限する。
【００８５】
このようにすれば、触媒２００が高温になるような値まで空燃比が高くならないようにすることができる。そのため、触媒２００が損傷しないようにするとともに、失火が発生しないようにして走行性の悪化を軽減することができる。
【００８６】
＜その他の実施の形態＞
前述の第１の実施の形態〜第５の実施の形態を任意の組み合わせで組み合わせるようにしてもよい。
【００８７】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】エンジンの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】吸入空気量ＧＡの制限値を定めたマップを示す図である。
【図４】スロットル開度ＴＡを定めたマップを示す図（その１）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】スロットル開度ＴＡを定めたマップを示す図（その２）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１４】スロットル開度ＴＡを定めたマップを示す図（その３）である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１０  エンジン、６０  エンジンＥＣＵ、６８  ＲＯＭ、１９０  スロットルバルブ、２００  触媒、２１０  インジェクタ、２４０  低圧ポンプ、２６０  補機バッテリ、４２０  アクセルペダル、５１０  エアフローメータ、５３０  Ａ／Ｆセンサ、５４０  スロットル開度センサ、５５０  アクセル開度センサ、５９０  電源電圧センサ、６００  スロットル制御部、６１０  空燃比検出部、６２０  補正量設定部、６３０  電源電圧検出部、６４０，６５０，６６０，６８０  制限部、６７０  増量部。
【図１】
2008169745.tif 000003
【図２】
2008169745.tif 000004
【図３】
2008169745.tif 000005
【図４】
2008169745.tif 000006
【図５】
2008169745.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008169745.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008169745.tif 000014
【図１３】
2008169745.tif 000015
【図１４】
2008169745.tif 000016
【図１５】
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