(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に触媒を設け、前記触媒の温度を検出可能な触媒温度センサを設け、前記排気通路中の酸素濃度を検出するＯ２センサを設け、前記内燃機関の負荷量を検出可能な吸気負圧センサを設け、前記内燃機関の吸気通路に燃料噴射弁を設け、前記燃料噴射弁からの噴射量を制御する制御手段を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記制御手段は、減速燃料カット条件が成立し、かつ前記触媒温度が設定値以上の場合には、前記排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に触媒を設け、前記触媒の温度を検出可能な触媒温度センサを設け、前記排気通路中の酸素濃度を検出するＯ２センサを設け、前記内燃機関の負荷量を検出可能な吸気負圧センサを設け、前記内燃機関の吸気通路に燃料噴射弁を設け、前記燃料噴射弁からの噴射量を制御する制御手段を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記制御手段は、減速燃料カット条件が成立し、かつ前記内燃機関の負荷量が設定値以上の場合には、前記排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、高負荷域からの減速時の排気有害成分値の悪化を防止し得て、触媒の劣化を防止し得て、また、ドライバビリティの悪化を防止し得る内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される内燃機関には、排気有害成分値であるＨＣやＮＯｘ、ＣＯを除去するために、排気通路に触媒を設けているものがある。触媒は、触媒作用により所定の気体構成・温度条件等のもとで排気中の有害成分値を無害なものに変換する。
【０００３】
また、内燃機関には、吸気通路に燃料噴射弁を設け、この燃料噴射弁を制御して空燃比が目標空燃比になるよう燃料を供給する燃料噴射制御装置を備えているものがある。この燃料噴射制御装置には、内燃機関の減速時に、燃料の供給を停止して不要な燃料の消費を抑制するために、また、未燃焼の燃料による触媒温度の昇温を抑制するために、減速燃料カット条件成立時に燃料カットするよう燃料噴射弁を制御するものがある。
【０００４】
このような内燃機関の燃料噴射制御装置としては、特開平７−３１０５７４号公報、特開平８−１４０８２号公報、特開平９−２５０３８１号公報に開示されるものがある。
【０００５】
特開平７−３１０５７４号公報に開示されるものは、内燃機関が所定の燃料供給休止条件を満たした時点から所定の遅延時間後に燃料供給を休止する燃料カット制御方法において、所定の遅延時間内に燃焼室内に発生するイオン電流の特性を検出し、検出したイオン電流の特性が所定の特性を越えていることを判定した場合に、次回の燃料供給休止条件を緩和するものである。
【０００６】
特開平８−１４０８２号公報に開示されるものは、Ｏ2 センサの出力に基づいて空燃比補正係数をスキップ処理と積分処理することにより空燃比をフィードバック制御する制御回路を設け、この制御回路によって減速が検出された際に、減速検出後の最初のスキップから２回目のスキップまでの間は通常の減速時よりも燃料が減少する側にスキップ処理と積分処理の大きさを補正するものである。
【０００７】
特開平９−２５０３８１号公報に開示されるもは、エバポパージシステムと燃料噴射制御手段とを備えた燃料噴射制御装置において、燃料カット条件の検出時に、直ちにパージガスの供給カット指令を出力し、燃料カット条件になってから所定時間経過後に燃料カット指令を出力するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の燃料噴射制御装置においては、高負荷域での運転時に、空燃比が理論空燃比よりもリッチな濃側空燃比になるよう燃料を増量して供給している。このような高負荷域からの減速時には、燃料消費の低減及び減速感を運転者に感知させるために、燃料カットを行っている。
【０００９】
ところが、このように燃料が増量されている状態から燃料カットが行われた場合には、排気通路に濃側空燃比による未燃炭化水素ＨＣが流れるとともに排気通路が燃料カットにより空気過剰状態となり、排気有害成分値の悪化を招くことになる。
【００１０】
このため、高負荷域からの減速時には、図６に示す如く、排気通路に未燃炭化水素ＨＣと過剰空気中の酸素Ｏ2 とが混在することになり、これら未燃炭化水素ＨＣと過剰空気中の酸素Ｏ2 とが触媒において激しい発熱反応を引き起こし、触媒温度を急激に昇温させて触媒の劣化に不利な異常高温状態を惹起する不都合ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関の排気通路に触媒を設け、前記触媒の温度を検出可能な触媒温度センサを設け、前記排気通路中の酸素濃度を検出するＯ２センサを設け、負荷量を検出可能な吸気負圧センサを設け、前記内燃機関の吸気通路に燃料噴射弁を設け、前記燃料噴射弁からの噴射量を制御する制御手段を備えている。
【００１２】
この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記制御手段は、減速燃料カット条件が成立し、かつ前記触媒温度が設定値以上の場合には、前記排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記制御手段は、減速燃料カット条件が成立し、かつ前記内燃機関の負荷量が設定値以上の場合には、前記排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、触媒と触媒温度センサとＯ２センサと吸気負圧センサと燃料噴射弁とを設け、燃料噴射弁からの噴射量を制御する制御手段を備えている。
【００１５】
この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、制御手段によって、減速燃料カット条件が成立し、かつ触媒温度が設定値以上の場合には、排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することにより、高負荷域からの減速時に排気通路に流れる未燃炭化水素を減少することができるとともに排気通路が空気過剰状態となる時期を遅らせることができ、排気通路に未燃炭化水素と過剰空気とが混在する状態をなくすことができる。
【００１６】
また、この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、制御手段によって、減速燃料カット条件が成立し、かつ内燃機関の負荷量が設定値以上の場合には、排気通路に流れる未燃炭化水素が減少し、前記未燃炭化水素と過剰空気の酸素とが混在する状態をなくすことが可能な時間だけ、理論空燃比になるように燃料噴射弁を制御した後に、燃料カットするように燃料噴射弁を制御することにより、触媒温度センサを設けることなく燃料噴射制御装置に既設の負荷を検出するセンサを利用して内燃機関の負荷量から触媒の温度を推測し得て、高負荷域からの減速時に排気通路に流れる未燃炭化水素を減少することができるとともに排気通路が空気過剰状態となる時期を遅らせることができ、排気通路に未燃炭化水素と過剰空気とが混在する状態をなくすことができる。
【００１７】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図３は、この発明の第１実施例を示すものである。図２において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は排気通路、８は吸気絞り弁、１０は触媒である。内燃機関２は、吸気通路４に吸気絞り弁８を設けるとともに、排気通路６に排気中の有害成分を除去する触媒１０を設けている。
【００１８】
この内燃機関２は、燃料噴射制御装置１２を設けている。燃料噴射制御装置１２は、吸気通路４に燃料噴射弁１４を設け、この燃料噴射弁１４を制御する制御手段１６を設けている。
【００１９】
制御手段１６には、排気中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ１８と、内燃機関２の機関回転数を検出する機関回転数センサ２０と、吸気通路４の吸気負圧を検出する吸気負圧センサ２２と、吸気絞り弁８の絞り弁開度を検出する絞り弁開度センサ２４と、内燃機関２を搭載した車両（図示せず）の車速を検出する車速センサ２６と、触媒１０の触媒温度を検出する触媒温度センサ２８と、を接続して設けている。また、制御手段１６には、タイマー３０を内蔵して設けている。
【００２０】
燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、Ｏ2 センサ１８〜車速センサ２６の検出する酸素濃度と機関回転数と吸気負圧と絞り弁開度と車速とを入力し、空燃比が内燃機関２の運転状態に応じて要求される目標空燃比になるよう燃料噴射弁１４の作動を制御する。
【００２１】
この燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６に減速燃料カット条件を設定して設けている。減速燃料カット条件は、内燃機関２の減速状態における機関回転数や吸気負圧、絞り弁開度、車速等を条件値として設定している。制御手段１６は、これらの条件値を満たす場合に減速燃料カット条件の成立と判断し、燃料の噴射を停止して燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御する。
【００２２】
この内燃機関２の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、内燃機関２の減速燃料カット条件成立時に、触媒温度センサ２８の検出する触媒１０の触媒温度Ｔが設定値Ｔｓ以上の場合には、タイマー３０のカウントする所定時間ｔだけ理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御した後に燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御する。
【００２３】
次に第１実施例の制御を図１に基づいて説明する。
【００２４】
燃料噴射制御装置１２は、内燃機関２の駆動によって制御のプログラムがスタート（ステップ１００）すると、内燃機関２の運転状態及び触媒１０の温度状態としてＯ2 センサ１８〜触媒温度センサ２８により酸素濃度と機関回転数と吸気負圧と絞り弁開度と車速と触媒温度Ｔを検出し（ステップ１０２）、減速燃料カット条件が成立するか否かを判断する（ステップ１０４）。
【００２５】
この判断（ステップ１０４）がＮＯの場合は、スタート（ステップ１０２）にリターンする。この判断（ステップ１０４）がＹＥＳの場合には、触媒温度Ｔが設定値Ｔｓ以上（Ｔ≧Ｔｓ）か否かを判断する（ステップ１０６）。
【００２６】
この判断（ステップ１０６）がＮＯの場合は、燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ１１６）、エンド（ステップ１１８）にする。この判断（ステップ１０６）がＹＥＳの場合には、理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ１０８）、タイマー３０による所定時間のカウントをスタートし（ステップ１１０）、減速燃料カット条件が成立中か否かを判断する（ステップ１１２）。
【００２７】
この判断（ステップ１１２）がＮＯの場合は、タイマー３０をリセットし（ステップ１２０）、エンド（ステップ１１８）にする。この判断（ステップ１１２）がＹＥＳの場合は、タイマー３０のカウントする所定時間ｔが経過したか否かを判断する（ステップ１１４）。
【００２８】
この判断（ステップ１１４）がＮＯの場合は、判断（ステップ１１２）にリターンする。この判断（ステップ１１４）がＹＥＳの場合は、燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ１１６）し、エンド（ステップ１１８）にする。
【００２９】
このように、燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、内燃機関２の減速燃料カット条件成立時に、触媒温度センサ２８の検出する触媒温度Ｔが設定値Ｔｓ以上の場合には、タイマー３０のカウントする所定時間ｔだけ理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御することにより、高負荷域からの減速時に排気通路６に流れる未燃炭化水素ＨＣを減少することができる。
【００３０】
また、燃料噴射制御装置１２は、理論空燃比の制御による所定時間ｔが経過した後に燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御することにより、排気通路６が空気過剰状態となる時期を遅らせることができる。
【００３１】
これにより、この燃料噴射制御装置１２は、図３に示す如く、高負荷域からの減速時に排気通路６に未燃炭化水素ＨＣと過剰空気の酸素Ｏ2 とがオーバーラップして混在する状態をなくすことができる。
【００３２】
このため、この内燃機関２の燃料噴射制御装置１２は、高負荷域からの減速時に排気有害成分値の悪化を防止し得て、未燃炭化水素ＨＣと過剰空気中の酸素Ｏ2 とが触媒１２において激しい発熱反応を引き起こし、触媒温度を急激に昇温させて触媒１２の劣化に不利な異常高温状態を惹起する不都合を回避し得て、触媒１２の劣化を防止することができる。
【００３３】
また、この燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、所定時間ｔ内に減速燃料カット条件が不成立となった場合には、理論空燃比及び燃料カットを中止するよう制御することにより、減速後の加速時に要求される出力を得ることができる。
【００３４】
このため、この燃料噴射制御装置１２は、減速後の加速時におけるドライバビリティの悪化を防止することができる。なお、触媒温度Ｔが設定値Ｔｓ未満（Ｔ＜Ｔｓ）の場合は、触媒１０が過昇温となることがないので、通常に燃料カットを行う。
【００３５】
図４・図５は、この発明の第２実施例を示すものである。図５において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は排気通路、８は吸気絞り弁、１０は触媒、１２は燃料噴射制御装置、１４は燃料噴射弁、１６は制御手段である。
【００３６】
第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６に、Ｏ2 センサ１８と、機関回転数センサ２０と、吸気負圧センサ２２と、絞り弁開度センサ２４と、車速センサ２６と、を接続して設け、触媒温度センサ２８を設けていない。また、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６にタイマー３０を内蔵して設けている。
【００３７】
燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって空燃比が内燃機関２の運転状態に応じて要求される目標空燃比になるよう燃料噴射弁１４の作動を制御する。また、燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６に第１実施例と同様に減速燃料カット条件を設定して設け、減速燃料カット条件の成立する場合に燃料の噴射を停止して燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御する。
【００３８】
第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、内燃機関２の減速燃料カット条件成立時に、内燃機関２の負荷Ｌが設定値Ｌｓ以上の場合には、タイマー３０のカウントする所定時間ｔだけ理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御した後に燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御する。
【００３９】
即ち、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、触媒１２の触媒温度を検出する触媒温度センサ２８を設けることなく、装置に既設の負荷を検出する機関回転数センサ２０や吸気負圧センサ２２、絞り弁開度センサ２４等を利用して、内燃機関２の機関回転数や吸気負圧、絞り弁開度等の負荷から触媒温度を推測するものであり、内燃機関２の減速燃料カット条件成立時に、触媒温度が設定値以上となるような内燃機関２の負荷Ｌが設定値Ｌｓ以上の高負荷域の場合には、タイマー３０のカウントする所定時間ｔだけ理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御した後に燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御するものである。
【００４０】
次に第２実施例の制御を図４に基づいて説明する。
【００４１】
燃料噴射制御装置１２は、内燃機関２の駆動によって制御のプログラムがスタート（ステップ２００）すると、内燃機関２の運転状態及び触媒１０の温度状態としてＯ2 センサ１８〜車速センサ２６により酸素濃度と機関回転数と吸気負圧と絞り弁開度と車速とを検出し（ステップ２０２）、減速燃料カット条件が成立するか否かを判断する（ステップ２０４）。
【００４２】
この判断（ステップ２０４）がＮＯの場合は、スタート（ステップ２０２）にリターンする。この判断（ステップ２０４）がＹＥＳの場合には、機関回転数や吸気負圧、絞り弁開度等の負荷を示す信号によって、触媒温度が設定値（例えば、７００℃）以上となるような負荷Ｌが設定値Ｌｓ以上（Ｌ≧Ｌｓ）の高負荷域か否かを判断する（ステップ２０６）。
【００４３】
この判断（ステップ２０６）がＮＯの場合は、燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ２１６）、エンド（ステップ２１８）にする。この判断（ステップ２０６）がＹＥＳの場合には、理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ２０８）、タイマー３０による所定時間のカウントをスタートし（ステップ２１０）、減速燃料カット条件が成立中か否かを判断する（ステップ２１２）。
【００４４】
この判断（ステップ２１２）がＮＯの場合は、タイマー３０をリセットし（ステップ２２０）、エンド（ステップ２１８）にする。この判断（ステップ２１２）がＹＥＳの場合は、タイマー３０のカウントする所定時間ｔが経過したか否かを判断する（ステップ２１４）。
【００４５】
この判断（ステップ２１４）がＮＯの場合は、判断（ステップ２１２）にリターンする。この判断（ステップ２１４）がＹＥＳの場合は、燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御し（ステップ２１６）し、エンド（ステップ２１８）にする。
【００４６】
このように、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、内燃機関２の減速燃料カット条件成立時に、触媒温度Ｔが設定値Ｔｓ以上となるような内燃機関２の負荷Ｌが設定値Ｌｓ以上の高負荷域の場合には、タイマー３０のカウントする所定時間ｔだけ理論空燃比になるよう燃料噴射弁１４を制御することにより、高負荷域からの減速時に排気通路６に流れる未燃炭化水素ＨＣを減少することができ、また、理論空燃比の制御による所定時間ｔが経過した後に、燃料カットするよう燃料噴射弁１４を制御することにより、排気通路６が空気過剰状態となる時期を遅らせることができる。
【００４７】
これにより、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、第１実施例と同様に、図３に示す如く、高負荷域からの減速時に排気通路６に未燃炭化水素ＨＣと過剰空気の酸素Ｏ2 とがオーバーラップして混在する状態をなくすことができ、高負荷域からの減速時に排気有害成分値の悪化を防止し得て、未燃炭化水素ＨＣと過剰空気中の酸素Ｏ2 とが触媒１２において激しい発熱反応を引き起こし、触媒温度を急激に昇温させて触媒１２の劣化に不利な異常高温状態を惹起する不都合を回避し得て、触媒１２の劣化を防止することができる。
【００４８】
また、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、制御手段１６によって、所定時間ｔ内に減速燃料カット条件が不成立となった場合には、理論空燃比及び燃料カットを中止するよう制御することにより、減速後の加速時に要求される出力を得ることができ、減速後の加速時におけるドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００４９】
さらに、第２実施例の燃料噴射制御装置１２は、触媒温度センサを設けることなく燃料噴射制御装置１２に既設の負荷を検出する機関回転数センサ２０等を利用して内燃機関２の負荷から触媒温度を推測し得ることにより、追加部品を要することなくプログラムの変更により触媒１０の劣化の防止を果たすことができ、低コストに実施し得るものである。
【００５０】
【発明の効果】
このように、この発明の内燃機関の燃料制御装置は、高負荷域からの減速時に排気通路に流れる未燃炭化水素を減少することができるとともに排気通路が空気過剰状態となる時期を遅らせることができ、排気通路に未燃炭化水素と過剰空気とが混在する状態をなくすことができ、また、触媒温度センサを設けることなく燃料噴射制御装置に既設の負荷を検出するセンサを利用して内燃機関の負荷から触媒温度を推測し得て、高負荷域からの減速時に排気通路に未燃炭化水素と過剰空気とが混在する状態をなくすことができ、減速後の加速時に要求される出力を得ることができる。
【００５１】
このため、この内燃機関の燃料噴射制御装置は、高負荷域からの減速時に排気有害成分値の悪化を防止し得て、触媒の劣化を防止し得て、また、追加部品を要することなくプログラムの変更により触媒の劣化の防止を果たし得て、低コストに実施し得て、ドライバビリティの悪化を防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す内燃機関の燃料噴射制御装置の制御のフローチャートである。
【図２】内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【図３】減速時における未燃炭化水素と酸素と触媒の温度との変化を示す図である。
【図４】この発明の第２実施例を示す内燃機関の燃料噴射制御装置の制御のフローチャートである。
【図５】内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【図６】従来の減速時における未燃炭化水素と酸素と触媒の温度との変化を示す図である。
【符号の説明】
２  内燃機関
４  吸気通路
６  排気通路
８  吸気絞り弁
１０  触媒
１２  燃料噴射制御装置
１４  燃料噴射弁
１６  制御手段
１８  Ｏ2 センサ
２０  回転数センサ
２２  吸気負圧センサ
２４  絞り弁開度センサ
２６  車速センサ
２８  触媒温度センサ
３０  タイマー
【図１】
0003890730.tif 000002
【図２】
0003890730.tif 000003
【図３】
0003890730.tif 000004
【図４】
0003890730.tif 000005
【図５】
0003890730.tif 000006
【図６】
0003890730.tif 000007