(57)【要約】【課題】運転性が良好であり、また燃費が良好である車両の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】第１の触媒温度判断部が、触媒温度Ｔｃは触媒温度上限値Ｔ２を超えていると判断したときには、増加トルク要求判断部が増加トルク要求はあるか否かを判断する。そして、増加トルク要求判断部が、増加トルク要求はあると判断したとき、第１のトルク係数取得部が触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する。つぎに、第１のトルクフィルタ制御部が、第１のトルク係数取得部が記憶したトルク係数に基づいてトルクフィルタ制御を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関型エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、上記内燃機関型エンジンに燃料を噴射するインジェクタとを備えた車両の燃料噴射制御装置において、
上記触媒の温度を検出する触媒温度検出装置を備え、
上記触媒温度検出装置が検出した触媒温度が触媒温度上限値を超え、かつ増加トルク要求がある場合には、上記内燃機関型エンジンをトルクフィルタ制御するトルクフィルタ制御部を備え、
上記トルクフィルタ制御部は、上記触媒温度に応じて上記内燃機関型エンジンの出力トルクの低減量を決定する
ことを特徴とする車両の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
上記トルクフィルタ制御部は、トルクフィルタ制御時の増加トルク要求に伴う燃料噴射量の増加率を、トルクフィルタ制御時でないときに対して低下させ、制御トルクを緩やかに増大させることを特徴とする請求項１に記載の車両の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
上記トルクフィルタ制御時のトルク係数を記憶するトルク係数取得部を備え、上記増加トルク要求がない場合には、上記トルク係数取得部に記憶された上記トルク係数を用いて上記トルクフィルタ制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
上記触媒温度上限値よりも低い触媒温度下限値を設定し、上記触媒温度が上記触媒温度上限値以下である場合には、上記トルクフィルタ制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関型エンジンの排気ガスを浄化する触媒を備えた車両の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境保護の観点から、燃費改善のための方法として、一時的に内燃機関型エンジン内への燃料供給を禁止するフューエルカット（Ｆ／Ｃ）が行われている。このフューエルカットは、内燃機関型エンジンの出力トルクの増加が不要であると判断された場合、具体的には乗員の操作によってアクセルペダルの踏込量が増加されていない場合に行われる。しかし、アクセルペダルの踏込量が増加されていない場合であっても、フューエルカットの実施を禁止する必要がある場合がある。
【０００３】
すなわち、従来においては、アクセルペダルの踏込量が増加すると、車両の出力トルクを増大するために、燃料が多く噴射され、一方乗員のアクセルペダルの踏込量が増加しないと、直ぐにフューエルカットを実施している。この場合、出力トルク増大のために噴射した燃料の一部が燃焼室で燃焼せず、排気ガス中の有害物質（たとえば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）等であり、未燃成分ともいう）として排出され、有害物質が触媒によって捕集される。その後、フューエルカットが行われ、酸素過多状態にあるリーン雰囲気の排気ガスが触媒に流入し、さらに排気ガスの浄化を行うことができる程度に触媒の温度が昇温されている場合には、上記の有害物質と酸素とが結合して、触媒で有害物質が浄化される。そして、有害物質が浄化されるときの反応熱によって、触媒の温度が意図せずに上昇してしまい、触媒の損傷を招くおそれがある。このため、アクセルペダルの踏込量が増加されていない場合であっても、触媒の温度が高い場合には、フューエルカットの実施を禁止する必要がある。
【０００４】
そして、特許文献１には、上記の問題に鑑みた発明が提案されている。すなわち、内燃機関型エンジンの減速時において、フューエルカットの実施を禁止して、燃料噴射を実行する際に、アイドル回転速度制御弁を操作して、燃料に必要最小限の吸入空気量を確保することで、失火の発生を防ぎ、また触媒温度が過度に上昇するのを防止して、触媒の劣化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された発明においては、フューエルカットの実施を禁止することで、内燃機関型エンジンへの燃料噴射が行われて、フューエルカット時よりもエンジンブレーキ力が低下し、運転性が良好でないといった不都合がある。また、内燃機関型エンジンの出力トルクが不要な減速時であっても燃料が噴射されるので、燃費の低下につながる不都合がある。
【０００７】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、運転性が良好であり、また燃費が良好である車両の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、発明の実施態様は、内燃機関型エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、上記内燃機関型エンジンに燃料を噴射するインジェクタとを備えた車両の燃料噴射制御装置において、上記触媒の温度を検出する触媒温度検出装置を備え、上記触媒温度検出装置が検出した触媒温度が触媒温度上限値を超え、かつ増加トルク要求がある場合には、上記内燃機関型エンジンをトルクフィルタ制御するトルクフィルタ制御部を備え、上記トルクフィルタ制御部は、上記触媒温度に応じて上記内燃機関型エンジンの出力トルクの低減量を決定することを特徴とする。
【０００９】
また、発明の実施態様は、上記トルクフィルタ制御部は、トルクフィルタ制御時の増加トルク要求に伴う燃料噴射量の増加率を、トルクフィルタ制御時でないときに対して低下させ、制御トルクを緩やかに増大させることを特徴とする。
また、発明の実施態様は、上記トルクフィルタ制御時のトルク係数を記憶するトルク係数取得部を備え、上記増加トルク要求がない場合には、上記トルク係数取得部に記憶された上記トルク係数を用いて上記トルクフィルタ制御を行うことを特徴とする。
また、発明の実施態様は、上記触媒温度上限値よりも低い触媒温度下限値を設定し、上記触媒温度が上記触媒温度上限値以下である場合には、上記トルクフィルタ制御を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の燃料噴射制御装置においては、フューエルカットが行われ、酸素過多状態にあるリーン雰囲気の排気ガスが触媒に流入したとしても、触媒で有害物質が浄化されるときの反応熱の発生を抑制することができる。この結果、従来と比較して、触媒温度が高くなることがなく、触媒の損傷を防止することができる。しかも、増加トルク要求がないときには、フューエルカットを行うことができるから、エンジンブレーキ力が低下することがないので、運転性が良好であり、また燃費が良好である。
【００１１】
また、触媒温度が高いほど、トルク係数を小さくしたときには、触媒温度が高いほど、制御トルクが小さくなる。このため、触媒温度が触媒温度上限値を超えたときに、アクセルペダル踏込量が増加したときの燃料の浪費を避けることができる。
【００１２】
また、トルクフィルタ制御時のトルク係数を記憶するトルク係数取得部を備え、増加トルク要求がない場合には、トルク係数取得部に記憶されたトルク係数を用いてトルクフィルタ制御を行うから、内燃機関型エンジンの出力トルクの増加要求がない場合に、早期に燃料噴射量を低減させることができる。
また、触媒温度上限値よりも低い触媒温度下限値を設定し、触媒温度が触媒温度上限値以下である場合には、トルクフィルタ制御を行わないから、本来のエンジン出力増加特性に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る車両の燃料噴射制御装置を有する内燃機関型エンジンを示す概略図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る車両の燃料噴射制御装置を示すブロック図である。
【図３】図３は図２に示した車両の燃料噴射制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は図２に示した車両の燃料噴射制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１により本発明の実施の形態に係る車両の燃料噴射制御装置を有する内燃機関型エンジンを説明する。内燃機関型エンジンのエンジン本体１に吸気管２および排気管３が接続されている。エンジン本体１に燃料を噴射するインジェクタ４が設けられている。排気管３に触媒５が設けられている。触媒５はエンジン本体１が排出する排気ガスを浄化する。触媒５の温度を直接検出する触媒温度検出装置６が設けられている。内燃機関型エンジンを有する車両は、アクセルペダル踏込量検出装置７、出力トルク算出装置８、フューエルカット信号出力装置９を有する。アクセルペダル踏込量検出装置７はアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出する。出力トルク算出装置８はアクセルペダルの踏込量等に基づいて内燃機関型エンジンが出力すべき出力トルクを算出する。フューエルカット信号出力装置９は、アクセルペダルの踏込量等に基づいてフューエルカット信号を出力する。燃料噴射制御装置１０は、触媒温度検出装置６、アクセルペダル踏込量検出装置７、出力トルク算出装置８、フューエルカット信号出力装置９から情報を入力する。燃料噴射制御装置１０はインジェクタ４を制御する。燃料噴射制御装置１０はコンピュータによって構成されている。
【００１５】
図２により本発明の実施の形態に係る車両の燃料噴射制御装置を説明する。燃料噴射制御装置１０は、第１の触媒温度読込部１１、第１の触媒温度判断部１２、増加トルク要求判断部１３、第１のトルク係数取得部１４、第１のトルクフィルタ制御部１５、フューエルカット信号判断部１６、第２のトルク係数取得部１７、第２のトルクフィルタ制御部１８、第２の触媒温度読込部１９、第２の触媒温度判断部２０、トルク係数リセット部２１、トルク係数記憶部２２を有する。
【００１６】
第１の触媒温度読込部１１は、時間をカウントして、所定時間ごとに、触媒温度検出装置６によって検出された触媒５の温度すなわち触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶する。
第１の触媒温度判断部１２は、第１の触媒温度読込部１１が触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶したのち、第１の触媒温度読込部１１が記憶した触媒温度Ｔｃが触媒温度上限値Ｔ２を超えているか否かを判断する。
【００１７】
増加トルク要求判断部１３は、第１の触媒温度判断部１２が、触媒温度Ｔｃは触媒温度上限値Ｔ２を超えていると判断したとき、および第２の触媒温度判断部２０が、触媒温度Ｔｃが触媒温度下限値Ｔ１を超えていると判断したとき、
増加トルク要求があるか否かを判断する。すなわち、アクセルペダル踏込量検出装置７からの信号に基づき、アクセルペダル踏込量が増加しているか否かを判断する。
第１のトルク係数取得部１４は、増加トルク要求判断部１３が、増加トルク要求はあると判断したとき、トルク係数記憶部２２に記憶された触媒温度Ｔｃとトルク係数との関係（説明後述）に基づいて、第１、第２の触媒温度読込部１１、１９に記憶された触媒温度Ｔｃのうちの最後に記憶された触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する。
【００１８】
第１のトルクフィルタ制御部１５（トルクフィルタ制御部）は、第１のトルク係数取得部１４がトルク係数を取得したのち、内燃機関型エンジンをトルクフィルタ制御する。すなわち、第１のトルクフィルタ制御部１５は、出力トルク算出装置８によって算出された出力トルクに第１のトルク係数取得部１４が取得したトルク係数を乗算して制御トルクを求め、その制御トルクに基づいてインジェクタ４を制御する。すなわち、第１のトルクフィルタ制御部１５は、触媒温度Ｔcに応じて内燃機関型エンジンの出力トルクの低減量を決定する。つまり、第１のトルクフィルタ制御部１５は、トルクフィルタ制御時の要求出力トルク増加に伴う燃料噴射量の増加率を、トルクフィルタ制御時でないときに対して低下させ、出力トルクを緩やかに増大させる。
【００１９】
フューエルカット信号判断部１６は、増加トルク要求判断部１３が、増加トルク要求はないと判断したとき、フューエルカット信号出力装置９から出力されたフューエルカット信号がオンであるか否かを判断する。
第２のトルク係数取得部１７は、フューエルカット信号判断部１６が、フューエルカット信号はオンであると判断したとき、トルク係数記憶部２２に記憶された触媒温度Ｔｃとトルク係数との関係に基づいて、第１、第２の触媒温度読込部１１、１９に記憶された触媒温度Ｔｃのうちの最後に記憶された触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する。
【００２０】
第２のトルクフィルタ制御部１８は、フューエルカット信号判断部１６が、フューエルカット信号はオフであると判断したとき、前回取得されたトルク係数すなわち第１、第２のトルク係数取得部１４、１７（トルク係数取得部）に記憶されたトルク係数のうちの最後に記憶されたトルク係数に基づいて、内燃機関型エンジンをトルクフィルタ制御する。すなわち、出力トルク算出装置８によって算出された出力トルクに前回取得されたトルク係数を乗算して制御トルクを求め、その制御トルクに基づいてインジェクタ４を制御する。
【００２１】
第２の触媒温度読込部１９は、第１のトルクフィルタ制御部１５がトルクフィルタ制御を行ったのち、第２のトルク係数取得部１７がトルク係数を取得し、記憶したのち、および第２のトルクフィルタ制御部１８がトルクフィルタ制御を行ったのちに、触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶する。
第２の触媒温度判断部２０は、第２の触媒温度読込部１９が触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶したのち、第２の触媒温度読込部１９が記憶した触媒温度Ｔｃが触媒温度下限値Ｔ１以下であるか否かを判断する。ここで、触媒温度下限値Ｔ１は触媒温度上限値Ｔ２よりも低い。
トルク係数リセット部２１は、第２の触媒温度判断部２０が、触媒温度Ｔｃが触媒温度下限値Ｔ１以下であると判断したとき、第１、第２のトルク係数取得部１４、１７が記憶したトルク係数を「１」にリセットする。
トルク係数記憶部２２は、表１に示す触媒温度Ｔｃとトルク係数との関係を記憶している。
【表１】
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そして、触媒温度Ｔｃが高いほど、トルク係数が小さくなっている。
【００２２】
つぎに、図３により図２に示した車両の燃料噴射制御装置の動作について説明する。
第１の触媒温度読込部１１が、触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶する（ステップＳ１）。つぎに、第１の触媒温度判断部１２が、第１の触媒温度読込部１１が記憶した触媒温度Ｔｃは触媒温度上限値Ｔ２を超えているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、第１の触媒温度判断部１２が、触媒温度Ｔｃは触媒温度上限値Ｔ２以下であると判断したときには、第１の触媒温度読込部１１が、前回触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶した時点から所定時間が経過した後に、新たに触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶する（ステップＳ１）。
【００２３】
一方、第１の触媒温度判断部１２が、触媒温度Ｔｃは触媒温度上限値Ｔ２を超えていると判断したときには、増加トルク要求判断部１３が増加トルク要求はあるか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、増加トルク要求判断部１３が、増加トルク要求はあると判断したとき、第１のトルク係数取得部１４が第１の触媒温度読込部１１が記憶した触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する（ステップＳ４）。つぎに、第１のトルクフィルタ制御部１５が、第１のトルク係数取得部１４が記憶したトルク係数に基づいてトルクフィルタ制御を行う（ステップＳ５）。
【００２４】
また、増加トルク要求判断部１３が増加トルク要求はないと判断したとき、フューエルカット信号判断部１６が、フューエルカット信号がオンであるか否かを判断する（ステップＳ６）。フューエルカット信号判断部１６が、フューエルカット信号はオンであると判断したとき、第２のトルク係数取得部１７が第１の触媒温度読込部１１が記憶した触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する（ステップＳ７）。しかし、この場合にはフューエルカットが行われているので、トルクフィルタ制御は行わない。一方、フューエルカット信号判断部１６が、フューエルカット信号はオフであると判断したとき、第２のトルクフィルタ制御部１８が、前回取得されたトルク係数に基づいて、トルクフィルタ制御を行う（ステップＳ８）。すなわち、増加トルク要求判断部１３が、増加トルク要求はないと判断した場合にも、フューエルカットを行わないときには、トルクフィルタ制御を行う。
【００２５】
第１のトルクフィルタ制御部１５がトルクフィルタ制御を行ったのち、第２のトルク係数取得部１７がトルク係数を取得し、記憶したのち、および第２のトルクフィルタ制御部１８がトルクフィルタ制御を行ったのちに、第２の触媒温度読込部１９が、触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶する（ステップＳ９）。つぎに、第２の触媒温度判断部２０が、第２の触媒温度読込部１９が記憶した触媒温度Ｔｃは触媒温度下限値Ｔ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。そして、第２の触媒温度判断部２０が、触媒温度Ｔｃが触媒温度下限値Ｔ１を超えていると判断したとき、増加トルク要求判断部１３が増加トルク要求はあるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００２６】
そして、増加トルク要求判断部１３が、増加トルク要求はあると判断したとき、第１のトルク係数取得部１４が第２の触媒温度読込部１９が記憶した触媒温度Ｔｃに応じたトルク係数を取得し、記憶する（ステップＳ４）。つぎに、第１のトルクフィルタ制御部１５が、第１のトルク係数取得部１４が記憶したトルク係数に基づいてトルクフィルタ制御を行う（ステップＳ５）。つぎに、第２の触媒温度読込部１９が触媒温度Ｔｃを読み込み、記憶し（ステップＳ９）、第２の触媒温度判断部２０が、第２の触媒温度読込部１９が記憶した触媒温度Ｔｃは触媒温度下限値Ｔ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。
【００２７】
このように、第２の触媒温度読込部１９が記憶した触媒温度Ｔｃが触媒温度下限値Ｔ１を超えている間は、第１のトルクフィルタ制御部１５によるトルクフィルタ制御が行われる。そして、第２の触媒温度判断部２０が、触媒温度Ｔｃは触媒温度下限値Ｔ１以下であると判断したとき、トルク係数リセット部２１が、第１、第２のトルク係数取得部１４、１７が記憶したトルク係数を「１」にリセットする（ステップＳ１１）。この結果、トルクフィルタ制御は行われなくなる。
【００２８】
このような車両の燃料噴射制御装置においては、触媒温度Ｔｃが触媒温度上限値Ｔ２を超え、かつ増加トルク要求があるときには、触媒温度Ｔｃに基づいてトルク係数を決定し、そのトルク係数に基づいてトルクフィルタ制御を行っている。しかも、触媒温度Ｔｃが高いほど、トルク係数を小さくしているから、触媒温度Ｔｃが高いほど、制御トルクが小さくなる。このため、図４に示すように、触媒温度Ｔｃが触媒温度上限値Ｔ２を超えると、アクセルペダルが踏み込まれたときに、トルク係数が小さくなり、制御トルクがゆっくりと大きくなり、または制御トルクが小さくなる。このことから、トルクフィルタ制御時の要求出力トルク増加に伴う燃料噴射量の増加率が、トルクフィルタ制御時でないときに対して低下され、出力トルクが緩やかに増大し、または出力トルクが小さくなる。したがって、空気過剰率（実際の燃焼に使用する空気量／理論空燃比の空気量）λの最小値が大きくなる。すなわち、アクセルペダルが踏み込まれたとしても、リッチ雰囲気の排気ガスが触媒に流入するのを抑制することができる。このため、フューエルカット信号がオンとなり、フューエルカットが行われ、酸素過多状態にあるリーン雰囲気の排気ガスが触媒に流入したとしても、触媒で有害物質が浄化されるときの反応熱の発生を抑制することができる。この結果、従来と比較して、触媒温度Ｔｃが高くなることがなく、触媒５の損傷を防止することができる。しかも、増加トルク要求がないときには、フューエルカットを行うことができるから、エンジンブレーキ力が低下することがないので、運転性が良好であり、また燃費の向上につながる。
【００２９】
また、触媒温度Ｔｃが高いほど、トルク係数を小さくしているから、触媒温度Ｔｃが高いほど、制御トルクが小さくなる。このため、図４に示すように、触媒温度Ｔｃが触媒温度上限値Ｔ２を超えたときに、制御トルクがゆっくりと大きくなり、または制御トルクが小さくなるから、アクセルペダル踏込量が増加したときの燃料の浪費を避けることができる。
【００３０】
また、トルクフィルタ制御時のトルク係数を記憶するトルク係数取得部１４、１７を備え、増加トルク要求がなくかつトルクフィルタ制御を行う場合には、第２のトルクフィルタ制御部１８がトルク係数取得部１４、１７に記憶されたトルク係数を用いてトルクフィルタ制御を行うから、増加トルク要求がない場合に早期に燃料噴射量を低減させることができる。
また、触媒温度上限値Ｔ２よりも低い触媒温度下限値Ｔ１を設定し、触媒温度Ｔｃが触媒温度上限値Ｔ１以下である場合には、トルク係数を１にリセットし、トルクフィルタ制御を行わないから、本来のエンジン出力増加特性に戻すことができる。
【００３１】
なお、上述実施の形態においては、触媒温度Ｔｃを直接検出する触媒温度検出装置６を用いたが、吸入空気量もしくは吸気圧とエンジン回転数と燃料噴射量から排ガス温度を求め、排ガス温度から触媒温度Ｔｃを推定する触媒温度検出装置を用いてもよい。
【００３２】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施の形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施の形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【００３３】
４…インジェクタ、５…触媒、６…触媒温度検出装置、７…アクセルペダル踏込量検出装置、８…出力トルク算出装置、９…フューエルカット信号出力装置、１０…燃料噴射制御装置、１１…第１の触媒温度読込部、１２…第１の触媒温度判断部、１３…増加トルク要求判断部、１４…第１のトルク係数取得部、１５…第１のトルクフィルタ制御部、１６…フューエルカット信号判断部、１７…第２のトルク係数取得部、１８…第２のトルクフィルタ制御部、１９…第２の触媒温度読込部、２０…第２の触媒温度判断部、２１…トルク係数リセット部、２２…トルク係数記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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