JP2004060563A

JP2004060563A - Fuel injection amount control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004060563A
Application number: JP2002221636A
Authority: JP
Inventors: Koji Uranishi; 浦西　康次; ▲吉▼岡　衛; Mamoru Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection amount control device of an internal combustion engine capable of sufficiently reducing the deterioration of fuel consumption and exhaust emission by accurately estimating the arrival temperature of a catalyst. <P>SOLUTION: A heat quantity Q1 of exhaust emission (S304) and a heat quantity Q2 generated by the oxidation reaction (S306) are obtained. From the total heat quantity Q (S308) thereof, an increased catalyst temperature Dcal after a specified time is calculated for each routine, and a catalyst floor temperature Tcal is estimated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に、内燃機関の運転状態に応じて、触媒床温が過熱状態となることが予想される場合には、燃料の増量補正を実行して触媒床温の上昇を抑制させる内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ガス中に含まれるＣＯ及びＨＣの酸化とＮＯｘの還元とを同時に行って、この三成分をそれぞれＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２に清浄化する触媒コンバータ（排気ガス清浄化装置）が内燃機関の排気系に搭載されている。そして、内燃機関が高負荷・高回転で運転されることで排気系が過熱状態になり、高温の排気ガスがこの触媒コンバータに流入することで、触媒が劣化することが問題となる。
【０００３】
一般に、触媒コンバータに流入する排気ガスの温度は、内燃機関の回転数の上昇や負荷の増大などに応じて上昇する。また、回転数や負荷等が一定の場合には、内燃機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比（λ＝１）付近で最高となり、空燃比が燃料リッチとなるに連れて、この排気ガスの温度が低下することが知られている。
【０００４】
このため、触媒コンバータに流入する排気ガスの温度が比較的低温となる常用領域では空燃比を理論空燃比付近に制御し、高負荷・高回転領域では、空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチに制御して、排気ガスの温度上昇を抑える制御が実施される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような排気ガス温度の過熱防止制御では、触媒温度がそのクライテリア温度（信頼性基準温度）を越えないように排気ガスの温度を制御しており、例えば特開平１０−１０３１３４号では、排気ガス温度をもとに触媒コンバータにおける触媒温度を推定し、この触媒温度が目標触媒温度となるような制御を実施しており、この際、内燃機関の負荷状態や変化する空燃比に対応した補正処理を行って触媒温度を推定している。一般に触媒温度を推定する際には、排気ガス側が持つ熱量と、この熱量を受ける触媒担体の熱容量とをもとに、触媒床温の温度上昇を推定している。
【０００６】
一方、空燃比をリッチ側に制御するように燃料の増量補正を実行すると、その分、燃費及び排気エミッションを悪化させることになるため、噴射燃料の増量補正は最小限に抑えることが望ましい。
【０００７】
このためには、触媒コンバータにおける触媒温度を極めて正確に推定することが必要となるが、時々刻々変化する様々な運転状態に応じて好適に推定処理を行うには、運転状態の変化に応じた各種の補正処理が必要となる。そして、このような触媒温度の推定処理に対してより一層の正確性・信頼性を期すほど、その補正処理のための各種の条件設定が増加し、かつ、個々の条件を最適に設定するには極めて困難であり、補正処理が極めて複雑化してしまう。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決すべく成されたものであり、その目的は、内燃機関の運転状態が変化した場合にも推定処理に変更を加えることなく、触媒の到達温度をより一層正確に推定して、燃費及び排気エミッションの悪化を十分に低減させることができる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関に供給する燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、内燃機関の運転状態に応じて燃料の基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段と、内燃機関からの排気を清浄化する触媒の過熱状態に応じて、基本噴射量に対する増量補正分を設定する補正量設定手段とを備えており、補正量設定手段は、排気温度、機関負荷及び空燃比をもとに、触媒反応による熱量と排気から触媒に与えられる熱量とをそれぞれ推定し、この推定した両熱量をもとに、所定時間経過後における触媒の到達温度を推定する推定手段と、推定手段によって推定された触媒の推定温度が所定の触媒上限温度を超える場合に、この触媒の推定温度が触媒上限温度以下となるために低減すべき低減熱量を、触媒の推定温度と触媒上限温度との偏差に応じて求める低減熱量演算手段と、この求めた低減熱量が、排気から触媒に与える熱量の低下分と触媒反応による熱量の低下分との和として得られる低下熱量と一致するように、基本噴射量に対する増量補正分を設定する設定手段とを備えて構成する。
【００１０】
このように推定手段では、触媒の到達温度を推定する際に、排気から触媒に与えられる熱量に加えて、機関負荷や空燃比などから触媒での反応状態を予測して酸化反応による熱量も考慮することで、触媒の到達温度を実際の到達温度に即するように、より一層厳密に推定できる。また、このようにして触媒の到達温度を推定することで、内燃機関の運転状態が大きく変化した場合にも同一の推定処理によって、正確かつ厳密に推定できる。
【００１１】
また、設定手段では、触媒の推定温度が触媒上限温度以下となるために低減すべき低減熱量が、排気から触媒に与える熱量の低下分に加えて、さらに触媒反応による熱量の低下分も考慮した低下熱量と一致するように、増量補正分を設定するので、余分な増量分を含めることなく、増量補正分を極めて厳密に設定できる。
【００１２】
さらに、触媒の推定温度が触媒上限温度となるように、より正確に制御することが可能となるため、触媒上限温度を実際の触媒クライテイア温度（信頼性基準温度）に設定した場合も十分な信頼性を確保できる。
【００１３】
請求項２にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関に供給する燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、内燃機関の運転状態に応じて燃料の基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段と、内燃機関からの排気を清浄化する触媒の過熱状態に応じて、基本噴射量に対する補正量として増量補正分を設定する補正量設定手段とを備えており、補正量設定手段は、排気の空燃比が理論空燃比の場合における触媒の到達温度を、機関負荷と機関回転数とに応じて推定する第１推定手段と、排気温度、吸入空気量及び空燃比をもとに、触媒反応による熱量と排気から触媒に与えられる熱量とをそれぞれ推定し、この推定した両熱量をもとに、所定時間経過後における触媒の到達温度を推定する第２推定手段と、第１推定手段で推定した触媒の到達温度と第２推定手段で推定した触媒の到達温度の双方が、ともに所定の触媒上限温度を超えた場合に、基本噴射量に対する増量補正を開始させる補正開始制御手段とを備えて構成する。
【００１４】
このような補正開始制御手段を備えることで、例えば、排気の空燃比が理論空燃比となるとうに空燃比フィードバック制御が実行されている場合にも、第１推定手段で推定された触媒の到達温度が触媒上限温度を超えただけでは、補正量設定手段による増量補正分の設定処理が開始されず、この後、第２推定手段の推定結果を受けて触媒の到達温度が触媒上限温度を超えるまで、補正量設定手段の制御処理の開始時期が遅延する。このようないわゆる制御開始の遅延期間を設けることができ、これにより、基本噴射量に対する増量補正が真に必要な状況の直前まで、排気の空燃比を理論空燃比に維持する空燃比フィードバック制御を実施することができる。
【００１５】
請求項３にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項２における内燃機関の燃料噴射制御装置において、補正量設定手段は、さらに、第２推定手段によって推定された触媒の推定温度が所定の触媒上限温度を超える場合に、この触媒の推定温度が触媒上限温度以下となるために低減すべき低減熱量を、前記触媒の推定温度と触媒上限温度との偏差に応じて求める低減熱量演算手段と、この求めた低減熱量が、排気から触媒に与える熱量の低下分と触媒反応による熱量の低下分との和として得られる低下熱量と一致するように、基本噴射量に対する増量補正分を設定する設定手段とを備えて構成する。
【００１６】
補正量設定手段が、このような低減熱量演算手段と設定手段とを備えることで、排気から触媒に与えられる熱量に加えて、機関負荷や空燃比などから触媒での反応状態を予測して酸化反応による熱量も考慮して増量補正分が設定されるため、余分な増量分を含めることなく、増量補正分が極めて厳密に設定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１及び図２に、第１の実施形態にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を概略的に示す。
【００１９】
内燃機関１０の吸気通路には、吸入空気量の脈動を吸収するサージタンク１１、吸入空気量を測定するエアフローメータ２０を順に配設している。エアフローメータ２０の下流側には、吸入空気を内燃機関１０の各気筒に分流させる吸気マニホールド１３を接続しており、この吸気マニホールド１３の各分岐端は、内燃機関１０における各気筒の吸気ポートに連通している。各気筒の燃焼室における排気ポートには、それぞれ排気マニホールド１４の分岐端を接続しており、排気マニホールド１４の集合端部には、排気ガス中の未燃成分をいわゆる三元触媒によって清浄化する触媒コンバータ１５を接続しており、触媒コンバータ１５によって浄化された排気ガスが排気管１６を経由して排出される。
【００２０】
また、内燃機関１０の回転数（エンジン回転数）を回転数センサ２１によって検出し、排気ガス中の空燃比は排気マニホールド１４の集合部付近に配設した空燃比センサ２２によって検出する。また、触媒コンバータ１５の入口付近には、触媒コンバータ１５に流入する排気ガスの温度（触媒入りガス温度）を検出する排気温度センサ２３を配設している。
【００２１】
図１では図示を省略したが、このほかにも、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ２４、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ２５、冷却水の温度を検出する水温センサ２６、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ２７等を備えており、各センサの検出結果をもとに、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）３０では、各気筒にそれぞれ燃料を噴射するフューエルインジェクタ４０の動作制御を実行する。なお、クランク角センサ２７の検出結果をもとに内燃機関１０の回転数を検出してもよい。
【００２２】
フューエルインジェクタ４０は、制御装置３０内に設けられた駆動回路３１から与えられる動作制御信号に応じて燃料噴射孔を開閉する機構を備えており、フューエルインジェクタ４０の燃料噴射孔からは、開孔時間に応じた燃料が間欠的に噴射されるため、動作制御信号によって開閉デューティー比を制御することで、所定時間毎に噴射される燃料の噴射量を変更するシステムとなっている。
【００２３】
ここで、制御装置３０において実行する燃料噴射量の制御処理について説明する。
【００２４】
図３は、燃料の噴射量設定ルーチンを示すフローチャートであり、一定のクランク角度毎（例えば３６０°ＡＣ毎）に実行される。このルーチンでは、フューエルインジェクタ４０の燃料噴射時間（開閉デューティー比）に対応する燃料の噴射量ＴＡＵを設定する。
【００２５】
このルーチンが起動すると、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記す）１０２では、各種センサで検出された検出結果のうち、吸入空気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥの値を読み込み、続くＳ１０４では、「Ｋ」を所定の定数（Ｋ＞０）として、基本噴射量ＴＡＵＰを、ＴＡＵＰ＝Ｋ＊ＧＡ／ＮＥとして設定する。
【００２６】
続くＳ１０６では、後述する別の設定ルーチンによって設定処理がなされた空燃比補正係数ＦＡＦと、増量補正係数ＦＯＴＰとを読み込み、続くＳ１０８において、燃料の噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ＊ＦＡＦ＊ＦＯＴＰとして設定する。
【００２７】
続くＳ１１０では、このようにして算出された燃料の噴射量ＴＡＵを、制御装置３０における駆動回路３１にセットして、このルーチンを終了する。これにより噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料がフューエルインジェクタ４０から噴射される。
【００２８】
次に、空燃比フィードバックの制御処理について、図４のフローチャートに沿って概略的に説明する。なお、このルーチンは所定時間間隔、例えば４ｍｓ毎に起動する。
【００２９】
このルーチンが起動するとＳ２０２に進み、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かを判断する。例えば、冷却水温が所定温度以下の時、機関始動中、暖機増量中、パワー増量中、燃料カット中などの際は、空燃比フィードバック制御の実行条件が不成立の場合である。
【００３０】
このように空燃比フィードバック条件が不成立の場合には、Ｓ２０２で「Ｎｏ」と判断してＳ２０４に進み、空燃比補正係数ＦＡＦの値としてＦＡＦ＝１．０を設定する。この後Ｓ２１０に進んで、Ｓ２０４で設定された空燃比補正係数ＦＡＦの値が、今回のルーチンにおける空燃比補正係数ＦＡＦの値として最終的に設定され、このルーチンを終了する。これにより空燃比のフィードバック制御が実行されていない状態となる。
【００３１】
一方、空燃比フィードバック条件が成立している場合には、Ｓ２０２で「Ｙｅｓ」と判断してＳ２０６に進み、後述する触媒過熱防止のための燃料噴射量の増量制御が実行中であるか否かを示すＯＴＰフラグが、実行されていない状況を示すＯＦＦに設定されているかを判断する。燃料噴射量の増量制御が実行中の場合には、Ｓ２０６で「Ｎｏ」と判断されて前述したＳ２０４以降の処理が実行され、空燃比補正係数ＦＡＦの値がＦＡＦ＝１．０として設定される。すなわち、空燃比フィードバック制御条件が成立している場合であっても、燃料噴射量の増量制御が実行中の場合には、この間、空燃比フィードバック制御が中断され、ＦＡＦ＝１．０に強制的に設定される。
【００３２】
これに対し、燃料噴射量の増量制御が実行されていない状況では、Ｓ２０６で「Ｙｅｓ」と判断されてＳ２０８に進み、空燃比補正係数ＦＡＦの設定処理が実行される。このＳ２０８で実行される処理は、一般に知られている公知の処理であり、例えば空燃比がリッチ状態からリーン状態に反転すると、燃料噴射量を増加させるべく、空燃比フィードバック係数ＦＡＦを段階的に増加させ、反対に、空燃比がリーン状態からリッチ状態に反転すると、燃料噴射量を減少させるべく、空燃比フィードバック係数ＦＡＦを段階的に減少させる処理が実行される。
【００３３】
このようにして、Ｓ２０８において空燃比補正係数ＦＡＦが設定されると、Ｓ２１０に進んで、Ｓ２０８で設定された空燃比補正係数ＦＡＦの値が、今回のルーチンにおける空燃比補正係数ＦＡＦの値として最終的に設定され、このルーチンを終了する。
【００３４】
このような空燃比フィードバック制御ルーチンを実行することにより、排気ガス中の空燃比が理論空燃比に維持されるように、基本噴射量ＴＡＵＰに対する補正係数としての、空燃比補正係数ＦＡＦが設定される。
【００３５】
次に、図５における燃料増量補正設定ルーチンについて説明する。
燃料増量補正設定ルーチンでは、触媒コンバータ１５における触媒床温がそのクライテリア温度を超えないよう、基本噴射量ＴＡＵＰに対して増量補正分を設定して、触媒コンバータ１５に流入する排気ガスの温度上昇を防止している。
【００３６】
この燃料増量補正設定ルーチンは、所定時間間隔、例えば４ｍｓ毎に起動する。このルーチンが起動すると、Ｓ３０２に進み、吸入空気量ＧＡ、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ、触媒入りガス温度Ｔｇａｓの検出結果をそれぞれ読み込む。
【００３７】
続くＳ３０４では、排気ガスが持つ熱量Ｑ１を、触媒入りガス温度Ｔｇａｓと吸入空気量ＧＡとの積として求めることができるため、触媒入りガス温度Ｔｇａｓと吸入空気量ＧＡより、排気ガスが持つ熱量Ｑ１を算出する。そして続くＳ３０６では、触媒入りガス温度Ｔｇａｓ、吸入空気量ＧＡ及び排気ガスの空燃比Ａ／Ｆをもとに、触媒の酸化反応によって発生する熱量Ｑ２を求める。これは、予め実験的に求めた値をマップ化したものを用いて、触媒入りガス温度Ｔｇａｓ、吸入空気量ＧＡ及び排ガスの空燃比Ａ／Ｆをもとにマップ検索し、触媒の酸化反応によって発生する熱量Ｑ２を設定する。また、触媒の酸化反応による発熱量は、所定の演算式によっても算出することが可能であり、触媒入りガス温度Ｔｇａｓ、吸入空気量ＧＡ及び排ガスの空燃比Ａ／Ｆをもとに随時演算を行い、この演算結果を設定しても良い。
【００３８】
続くＳ３０８では、Ｓ３０４で求めた熱量Ｑ１とＳ３０６で求めた熱量Ｑ２とをもとに、総熱量ＱをＱ＝Ｑ１＋Ｑ２として設定し、続くＳ３１０では、このような総熱量Ｑが触媒に作用した場合に、触媒床温が次の演算タイミングまでに上昇する温度となる、触媒上昇温度Ｄｃａｌを算出する。この場合、触媒上昇温度Ｄｃａｌは総熱量Ｑと触媒熱容量とから求めることができ、触媒熱容量は、触媒の比熱、密度、熱伝導率などで規定される触媒特性値であって、用いられる触媒に応じた所定の値が設定されている。
【００３９】
後述するＳ３３６で示すように、前回のルーチンにおいて、次の演算タイミングにおける触媒床温の推定演算を行った結果を、触媒床温Ｔｃａｌｏｌｄとして保存しており、続くＳ３１２では、この触媒床温Ｔｃａｌｏｌｄを読み込むと共に、この触媒床温Ｔｃａｌｏｌｄに対してＳ３１０で算出された触媒上昇温度Ｄｃａｌを加算して、次の演算タイミングにおける触媒床温の推定結果を、触媒床温Ｔｃａｌとして設定する。
【００４０】
続くＳ３１４では、Ｓ３１２で設定した触媒床温Ｔｃａｌ、すなわち次の演算タイミングにおける触媒床温の推定値が、この触媒のクライテリア温度Ｔｂを越えるかを判断する。触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂを越えない場合には（Ｓ３１４で「Ｎｏ」）、Ｓ３２６に進み、触媒の過熱防止のために燃料噴射量が増量中であるか否かを示すＦＯＴフラグが、増量中であることを示す「ＯＮ」に設定されているかを判断する。この時点ではまだ実行されていないため（Ｓ３２６で「Ｎｏ」）、Ｓ３３２に進んで、基本噴射量ＴＡＵＰに対する増量補正係数ＦＯＴＰの値をＦＯＴＰ＝１．０に設定する。これにより、触媒過熱防止のための燃料増量補正は行われない状況となる。この後、Ｓ３３４に進んでＦＯＴフラグをＯＦＦにセットして、燃料噴射量の増量補正が実行されていないことを示す。
【００４１】
この後、Ｓ３３６に進み、今回のルーチンで推定した触媒床温Ｔｃａｌの値によってＴｃａｌｏｌｄを更新して、このルーチンを終了する。
【００４２】
一方、先のＳ３１４で「Ｙｅｓ」、すなわちＳ３１２で求めた触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂを越えている場合には、Ｓ３１６以降に進んで、触媒床温がクライテリア温度Ｔｂを越えないように、排気ガスの温度を低下させると共に触媒の酸化反応による反応熱を抑えることで、触媒床温の上昇を抑制させるべく燃料噴射量の増量補正を実行する。
【００４３】
すなわち、Ｓ３１６では、まず触媒床温Ｔｃａｌとクライテリア温度Ｔｂとの温度偏差ｄをｄ＝Ｔｃａｌ−Ｔｂとして設定する。ここで、Ｔｃａｌ（℃）まで上昇し得る触媒床温の上昇をＴｂまでに抑えるために、低減すべき熱量を低減熱量ｑとすると、低減熱量ｑは、温度偏差ｄに前述した既知の触媒熱容量を乗じることで算出することができる。そこで続くＳ３１８では、温度偏差ｄと触媒熱容量とをもとに低減熱量ｑを算出する。
【００４４】
空燃比を燃料リッチにすることで、触媒入りガス温度Ｔｇａｓが低下すると共に、触媒の酸化反応が低減される。従って、続くＳ３２０では、吸入空気量の値がＳ３０２において読み込んだＧＡの場合に、空燃比がどの程度の燃料リッチ状態となった場合に、触媒入りガス温度Ｔｇａｓの低下分と、触媒の酸化反応の低減分との合計が、低減熱量ｑに一致するかについて算出する。この処理は、例えばＳ３０４〜Ｓ３１２の処理をいわば逆に辿ることにより求めることが可能であり、予め実験的に或いは演算により、吸入空気量ＧＡと低減熱量ｑとに応じた要求空燃比Ｒａｂｆを求めてマップ化しておき、吸入空気量ＧＡと低減熱量ｑとをもとに、対応する要求空燃比Ｒａｂｆを設定する。
【００４５】
続くＳ３２２では、Ｓ３２０で設定された要求空燃比Ｒａｂｆと、理論空燃比に対応する１４．７とをもとに、触媒の過熱を抑制させるために設定する増量補正係数ＦＯＴＰの値を、ＦＯＴＰ＝１４．７／Ｒａｂｆとして設定する。続くＳ３２４では、ＯＴＰフラグをＯＮにセットすることにより、燃料噴射量の増量制御が実行中であることを示す。そしてＳ３３６に進み、今回のルーチンのＳ３１２で設定された触媒床温Ｔｃａｌを触媒床温の前回値となるＴｃａｌｏｌｄとして設定し、このルーチンを終了する。
【００４６】
このようにＳ３１４において「Ｙｅｓ」、すなわち所定時間経過後における、推定される触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂを越えている期間は、触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂに一致するように、Ｓ３２２において増量補正係数ＦＯＴＰが常時設定されることになる。
【００４７】
このような増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理が継続されるうち、所定時間経過後における触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂ以下となった場合には、Ｓ３１４で「Ｎｏ」と判断されてＳ３２６に進み、この時点でＯＴＰフラグがＯＮにセットされているか（燃料噴射量の増量制御が実行中であるか）を判断する。Ｓ３２４においてＯＴＰフラグがＯＮにセットされているため、「Ｙｅｓ」と判断されてＳ３２８に進み、Ｓ３２０と同様な処理により要求空燃比Ｒａｂｆを算出する。
【００４８】
そして、Ｓ３３０に進み、Ｓ３２８で算出された要求空燃比Ｒａｂｆが１４．７以上であるか、すなわち算出された要求空燃比Ｒａｂｆがリーンであるかを判断する。このＳ３２８以降の処理に進む状況は、増量補正係数ＦＯＴＰの作用によって、空燃比がリッチ側に補正されている状況であり、Ｓ３３０で「Ｎｏ」、すなわちＳ３２８で算出された要求空燃比Ｒａｂｆがリッチである場合には、触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂ以下に推移するものの、触媒床温Ｔｃａｌがクライテリア温度Ｔｂを越えないようにするため、基本燃料噴射量に対する増量補正が継続して必要な状況である。そこで、Ｓ３２８で算出された要求空燃比Ｒａｂｆがリッチである場合（Ｓ３３０で「Ｎｏ」）には、前述したＳ３２２に進んで、Ｓ３２８で算出した要求空燃比Ｒａｂｆをもとに、増量補正係数ＦＯＴＰを設定する。
【００４９】
これに対し、Ｓ３２８で算出された要求空燃比Ｒａｂｆが、リーン或いは理論空燃比である場合（Ｓ３３０で「Ｙｅｓ」）には、基本燃料噴射量に対する増量補正が不要な領域であり、空燃比を理論空燃比に制御する空燃比フィードバック制御を直ちに開始させることが、燃費や排気エミッションを低減させる観点からも望ましい。この場合にはＳ３２２に進んで増量補正係数ＦＯＴＰ＝１．０に設定し、この後、Ｓ３３４に進みＯＴＰフラグをＯＦＦにリセットして、燃料噴射量の増量制御が行われていないことを示す。そしてＳ３３６に進んで触媒床温Ｔｃａｌを触媒床温の前回値となるＴｃａｌｏｌｄとして設定し、このルーチンを終了する。
【００５０】
通常、このような制御処理では、制御上用いる触媒のクライテリア温度Ｔｂとしては、触媒の実際のクライテリア温度よりも低い温度を設定し、その分、基本燃料噴射量に対する増量補正分を多くとって対応している。この点、本実施形態で示す制御処理を実行することにより、排気ガスから触媒に与えられる熱量に加えて、触媒の反応状態を予測して酸化反応による発熱量も考慮するため、触媒の到達温度をより一層厳密に推定し、かつ制御することが可能となるため、信頼性の高い制御処理を実施することができる。このため、制御上設定する触媒のクライテリア温度Ｔｂとして、触媒の実際のクライテリア温度を設定することも可能であり、これにより基本燃料噴射量に対する増量補正分を必要最低限に抑えられ、燃費及び排気エミッションの悪化をより一層低減させることが可能となる。
【００５１】
第２の実施形態について説明する。
前述した第１の実施形態では、触媒入りガス温度Ｔｇａｓを排気温度センサ２３によって検出する場合について説明したが、他の手法により触媒入りガス温度Ｔｇａｓを検知する場合の実施形態を図６のフローチャートに示す。
【００５２】
このルーチンは所定の時間間隔、例えば４ｍｓ毎に起動する。まずＳ４０２では吸入空気量ＧＡ、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ、エンジン回転数ＮＥの検出結果をそれぞれ読み込む。続くＳ４０４では、例えば図７に示す排気ガス温度マップから、触媒入りガス温度Ｔｇａｓを設定する。この排気ガス温度マップは、各空燃比Ａ／Ｆ毎に、エンジン回転数ＮＡと吸入空気量ＧＡとに応じた触媒入りガス温度Ｔｇａｓをマップ化して備えており、まず、Ｓ４０２で読み込んだ排気ガスの空燃比Ａ／Ｆに対応する排気ガス温度マップを特定し、この特定したマップをもとに、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとに応じた排気ガス温度を読み込み、触媒入りガス温度Ｔｇａｓとして設定する。
【００５３】
以降の処理は、図５に示すフローチャートと同一であり、図５に示した処理ステップと同一の処理ステップには、同一のステップ番号を付して示し、説明は省略する。
【００５４】
増量補正係数ＦＯＴＰ設定ルーチンとして、図６に示すルーチンを採用した場合には、排気温度センサ２３が不要となり、その分、部品点数が低減され、また、排気温度の好適な計測が困難な場合にも、運転状況に応じて排気温度を好適に推定することが可能となる。
【００５５】
第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態にかかる増量補正係数設定ルーチンについて、図８のフローチャートに沿って説明する。
【００５６】
このルーチンは、例えば、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立したタイミングで起動し、この後は、所定時間経過毎（例えば１ｍｓ毎）に起動する。
【００５７】
まずＳ５０２では、吸入空気量ＧＡ、エンジン回転数ＮＥの検出結果をそれぞれ読み込み、続くＳ５０４では、図９に示す触媒温度マップをもとに、読み込んだ吸入空気量ＧＡ、エンジン回転数ＮＥの値に応じた触媒温度を読み込み、触媒温度Ｔｃａｔとする。図９の触媒温度マップは、空燃比が理論空燃比（λ＝１）で安定した状況の触媒温度を示しており、空燃比が理論空燃比（λ＝１）の場合における、吸入空気量ＧＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じた触媒床温を規定したマップである。この時点で排気ガスの空燃比が理論空燃比（λ＝１）に維持されるように空燃比のフィードバック制御が実行されているため、空燃比λ＝１の場合における触媒温度マップを用いている。
【００５８】
続くＳ５０６では、Ｓ５０４で設定した触媒温度Ｔｃａｔが、触媒のクライテリア温度Ｔｂよりも高温であるかを判断する。触媒温度Ｔｃａｔが、触媒のクライテリア温度Ｔｂ以下の場合には（Ｓ５０６で「Ｎｏ」）、Ｓ５２６に進み、Ｓ５０４で読み込んだ触媒温度Ｔｃａｔを、次の演算タイミングにおける触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄとして設定する。従って、このルーチンが１ｍｓ毎に起動する場合には、１ｍｓ後の触媒温度がＴｃａｔｏｌｄとして設定される。
【００５９】
この後、Ｓ５２８に進んで増量補正係数ＦＯＴＰ＝１．０に設定し、Ｓ５３０に進みＯＴＰフラグをＯＦＦにセットして、燃料噴射量の増量制御が行われていないことを示し、このルーチンを終了する。
【００６０】
これに対し、Ｓ５０４で設定した触媒温度Ｔｃａｔが触媒のクライテリア温度Ｔｂよりも高温である場合には（Ｓ５０６で「Ｙｅｓ」）、Ｓ５０８に進み、先に図７に示した排気ガス温度マップのうちで、空燃比λ＝１の場合におけるマップから、吸入空気量ＧＡ、エンジン回転数ＮＥに応じた排気ガス温度を読み込み、この値を触媒入りガス温度Ｔｇａｓとして設定する。
【００６１】
続くＳ５１０では、図６のフローチャートにおけるＳ３０４、Ｓ３０６と同様にして、触媒入りガス温度Ｔｇａｓと吸入空気量ＧＡとをもとに、排気ガスが持つ熱量Ｑ１と、触媒の酸化反応によって発生する熱量Ｑ２とをそれぞれ求める。なおこの際、排気ガスの空燃比はλ＝１の理論空燃比であるとする。そして続くＳ５１２では、求めた熱量Ｑ１と熱量Ｑ２とをもとに、総熱量ＱをＱ＝Ｑ１＋Ｑ２として設定する。
【００６２】
続くＳ５１４では、先に説明したＳ３１０と同様な演算手法により、この総熱量Ｑが触媒に作用した場合に、触媒温度が次のルーチンにおける演算タイミング（次のルーチンが１ｍｓ毎に起動する場合には、１ｍｓ後）までに上昇する温度となる、触媒上昇温度Ｄｃａｌを算出する。
【００６３】
そしてＳ５１６では、例えば先のＳ５２６で設定した触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄに対して、触媒上昇温度Ｄｃａｌを加算し、その結果を触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄの値として更新する。これにより、次回の演算タイミングにおける触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄの値が更新される。
【００６４】
続く５１８では、Ｓ５１６で更新した触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄが、この触媒のクライテリア温度Ｔｂを越えるかを判断する。触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄがクライテリア温度Ｔｂを越えない場合には（Ｓ５１８で「Ｎｏ」）、先に説明したＳ５２８に進んで増量補正係数ＦＯＴＰ＝１．０に設定し、Ｓ５３０に進みＯＴＰフラグをＯＦＦにセットして、燃料噴射量の増量制御が行われていないことを示し、このルーチンを終了する。
【００６５】
これに対し、触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄがクライテリア温度Ｔｂを越える場合には（Ｓ５１８で「Ｙｅｓ」）、Ｓ５２０に進んでＯＴＰフラグをＯＮにセットして、燃料噴射量の増量制御が開始されたことを示す。そして、続くＳ６００では、図５或いは図６のフローチャートで示した一連の、増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理が実行される。
【００６６】
Ｓ６００で増量補正係数ＦＯＴＰが設定された後、Ｓ５２４に進み、Ｓ６００で実施された増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理によって、ＯＴＰフラグがＯＦＦにリセットされたかを判断し、「Ｎｏ」の場合には再びＳ６００に戻り、増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理が継続される。従って、Ｓ６００における増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理が一度開始されると、このＳ６００の設定処理においてＯＴＰフラグがＯＦＦにリセットされるまで、Ｓ６００が繰り返し実行される。そして、Ｓ６００における増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理で、ＯＴＰフラグがＯＦＦにリセットされると、Ｓ５２４で「Ｙｅｓ」と判断されて、このルーチンが終了する。
【００６７】
このように図８のルーチンは、主として、増量補正係数ＦＯＴＰの設定処理の開始タイミングを規定したルーチンであり、触媒温度Ｔｃａｔが触媒のクライテリア温度Ｔｂよりも高温となった場合であっても（Ｓ５０６で「Ｙｅｓ」）、次の演算タイミングの際に到達している触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄが、この触媒のクライテリア温度Ｔｂを越えていない場合には（Ｓ５１８で「Ｎｏ」）、Ｓ６００の増量補正係数ＦＯＴＰ設定処理が開始されず、この触媒温度Ｔｃａｔｏｌｄがクライテリア温度Ｔｂを越えるまで、Ｓ６００の開始タイミングが遅延される。
【００６８】
このようなルーチンを実行することにより、増量補正係数ＦＯＴＰの設定制御が開始されるタイミングを遅延させる遅延期間を設けることができ、これにより、基本噴射量に対する増量補正が真に必要な状況の直前まで、排気の空燃比を理論空燃比に維持する空燃比フィードバック制御を実施することができる。
【００６９】
以上説明した各実施形態では、内燃機関の負荷状態を示す値として、吸入空気量を検出する場合について説明したが、この他にも、例えば、サージタンク１１内の吸気負圧を、吸入空気量の代用特性値として用いることもできる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、排気から触媒に与えられる熱量に加えて、機関負荷や空燃比などから触媒での反応状態を予測して酸化反応による熱量も常に考慮して、触媒の到達温度を推定する推定手段を備える構成を採用した。
【００７１】
これにより、内燃機関の運転状態が変化した場合にも推定処理に変更を加えることなく、実際の到達温度に即するように、触媒の到達温度をより一層厳密に推定できる。このため、触媒上限温度を実際の触媒クライテイア温度まで引き上げることができ、その分、不要な燃料増分を設定することなく、燃費及び排気エミッションの悪化を十分に低減させることが可能となる。
【００７２】
請求項２にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１推定手段と第２推定手段でそれぞれ推定した触媒の到達温度が、触媒上限温度を超えた場合に、基本噴射量に対する増量補正を開始させる補正開始制御手段を備える構成を採用した。
【００７３】
従って、触媒反応の熱量と排気の熱量との双方を考慮して第２推定手段で推定された触媒の到達温度が触媒上限温度を超えるまで、補正量設定手段の制御処理の開始時期が遅延する、いわゆる制御開始の遅延期間を設けることができる。これにより、基本噴射量に対する増量補正が真に必要な状況の直前まで、排気の空燃比を理論空燃比に維持する空燃比フィードバック制御を実施することができるので、燃費及び排気エミッションの悪化を十分に低減させることが可能となる。
【００７４】
請求項３にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項２における補正量設定手段が、低減熱量演算手段と設定手段とを備えることにより、排気から触媒に与えられる熱量に加えて、触媒での反応状態を予測して酸化反応による熱量も考慮して増量補正分を設定することが可能となり、このため、増量補正量として余分な増量分を含めることなく、増量補正分を極めて厳密に設定することが可能となり、これにより、燃費及び排気エミッションの悪化を十分に低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図２】制御装置における入出力関係を示すブロック図である。
【図３】噴射量設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】空燃比フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】増量補正係数設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態かかる増量補正係数設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】吸入空気量とエンジン回転数とに応じた排気ガス温度をマップ化した排気ガス温度マップである。
【図８】第３の実施形態かかる増量補正係数設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】空燃比λ＝１における、吸入空気量とエンジン回転数とに応じた触媒温度をマップ化した触媒温度マップである。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１３…吸気マニホールド、１４…排気マニホールド、
１５…触媒コンバータ、２０…エアーフローメータ、２１…回転数センサ、
２２…空燃比センサ、２３…排気温度センサ、３０…電子制御装置、
４０…フューエルインジェクタ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and in particular, executes a fuel increase correction by executing a fuel increase correction when a catalyst bed temperature is expected to be overheated in accordance with an operation state of the internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that suppresses a rise in bed temperature.
[0002]
[Prior art]
A catalytic converter (exhaust gas purifier) for simultaneously oxidizing CO and HC and reducing NOx contained in the exhaust gas to purify these three components into CO2, H2O, and N2, respectively, is used in an exhaust system of an internal combustion engine. It is installed in. Then, when the internal combustion engine is operated at a high load and a high rotation speed, the exhaust system becomes overheated, and the exhaust gas of high temperature flows into the catalytic converter, thereby deteriorating the catalyst.
[0003]
Generally, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter increases in accordance with an increase in the rotation speed of the internal combustion engine, an increase in the load, and the like. Further, when the rotation speed and the load are constant, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine becomes maximum near the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), and as the air-fuel ratio becomes richer, It is known that the temperature of this exhaust gas decreases.
[0004]
For this reason, the air-fuel ratio is controlled close to the stoichiometric air-fuel ratio in a normal region where the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter is relatively low, and the air-fuel ratio is more fuel-rich than the stoichiometric air-fuel ratio in a high-load and high-speed region. And the control for suppressing the temperature rise of the exhaust gas is performed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such overheat prevention control of the exhaust gas temperature, the temperature of the exhaust gas is controlled so that the catalyst temperature does not exceed its criteria temperature (reliability reference temperature). The catalyst temperature in the catalytic converter is estimated based on the temperature, and control is performed so that this catalyst temperature becomes the target catalyst temperature. At this time, correction processing corresponding to the load condition of the internal combustion engine and the changing air-fuel ratio is performed. To estimate the catalyst temperature. Generally, when estimating the catalyst temperature, the temperature rise of the catalyst bed temperature is estimated based on the calorific value of the exhaust gas side and the heat capacity of the catalyst carrier receiving the calorific value.
[0006]
On the other hand, if the fuel increase correction is performed so as to control the air-fuel ratio to the rich side, the fuel consumption and the exhaust emission will be degraded accordingly. Therefore, it is desirable to suppress the fuel injection increase correction to a minimum.
[0007]
For this purpose, it is necessary to estimate the catalyst temperature in the catalytic converter extremely accurately.However, in order to appropriately perform the estimation process in accordance with various operating conditions that change every moment, it is necessary to estimate the catalyst temperature in accordance with the change in the operating condition. Various correction processes are required. As the accuracy and reliability of such a catalyst temperature estimation process are further improved, various condition settings for the correction process increase, and it is necessary to optimally set individual conditions. Is extremely difficult, and the correction process becomes extremely complicated.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to make it possible to more accurately attain the temperature reached by the catalyst without changing the estimation process even when the operating state of the internal combustion engine changes. It is an object of the present invention to provide a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, which can sufficiently reduce deterioration of fuel consumption and exhaust emission.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, a fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 is a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that controls a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine. Basic injection amount setting means for setting the injection amount, and correction amount setting means for setting an increase correction amount for the basic injection amount in accordance with the overheating state of the catalyst for purifying the exhaust gas from the internal combustion engine. The amount setting means estimates the amount of heat generated by the catalytic reaction and the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas based on the exhaust gas temperature, the engine load, and the air-fuel ratio. Estimating means for estimating the attainment temperature of the catalyst in the step (c), and when the estimated temperature of the catalyst estimated by the estimating means exceeds a predetermined catalyst upper limit temperature, the estimated temperature of the catalyst is reduced to the catalyst upper limit temperature or lower. Reduced calorie calculating means for determining the reduced calorific value according to the difference between the estimated temperature of the catalyst and the upper limit temperature of the catalyst; and the reduced calorific value obtained by calculating the reduced calorie from the exhaust gas and the calorie due to the catalytic reaction. And setting means for setting an increase correction amount with respect to the basic injection amount so as to match the reduced heat amount obtained as the sum of
[0010]
Thus, when estimating the ultimate temperature of the catalyst, the estimating means predicts the reaction state of the catalyst from the engine load and the air-fuel ratio in addition to the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas and considers the amount of heat due to the oxidation reaction. By doing so, it is possible to more strictly estimate the ultimate temperature of the catalyst so as to match the actual ultimate temperature. Further, by estimating the attained temperature of the catalyst in this way, even when the operating state of the internal combustion engine changes significantly, it is possible to accurately and strictly estimate by the same estimation processing.
[0011]
In addition, the setting means considers the amount of heat reduction to be reduced in order for the estimated temperature of the catalyst to be equal to or lower than the catalyst upper limit temperature, in addition to the amount of heat reduction given to the catalyst from exhaust gas, and further considers the amount of heat reduction due to the catalytic reaction. Since the amount of increase correction is set so as to coincide with the amount of heat reduction, the amount of increase correction can be set extremely strictly without including an extra amount of increase.
[0012]
Further, since it is possible to more accurately control the estimated temperature of the catalyst so as to be the upper limit temperature of the catalyst, sufficient reliability can be obtained even when the upper limit temperature of the catalyst is set to the actual catalyst temperature (reliability reference temperature). Nature can be secured.
[0013]
A fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2 is a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that controls a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine, wherein the basic fuel injection amount is controlled according to an operation state of the internal combustion engine. And a correction amount setting means for setting an increase correction amount as a correction amount for the basic injection amount in accordance with an overheating state of the catalyst for purifying exhaust gas from the internal combustion engine, The correction amount setting means includes: first estimating means for estimating the attained temperature of the catalyst according to the engine load and the engine speed when the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio; and exhaust gas temperature, intake air amount and air-fuel ratio. Second estimating means for estimating the amount of heat generated by the catalytic reaction and the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas based on the estimated amount of heat, and estimating the ultimate temperature of the catalyst after a predetermined time has elapsed based on the estimated amounts of heat. , The first estimated hand Correction start control means for starting the increase correction for the basic injection amount when both the reached catalyst temperature estimated by the above and the reached catalyst temperature estimated by the second estimating means both exceed a predetermined catalyst upper limit temperature. Prepare and configure.
[0014]
By providing such a correction start control means, for example, even when the air-fuel ratio feedback control is executed such that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio, the temperature attained by the catalyst estimated by the first estimation means is obtained. Simply exceeds the catalyst upper limit temperature, the setting process for the amount of increase correction by the correction amount setting means is not started. After that, until the arrival temperature of the catalyst exceeds the catalyst upper limit temperature in response to the estimation result of the second estimation means. Therefore, the start timing of the control processing of the correction amount setting means is delayed. Such a so-called control start delay period can be provided, whereby the air-fuel ratio feedback control for maintaining the exhaust air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio until just before the situation where the increase correction with respect to the basic injection amount is truly necessary. Can be implemented.
[0015]
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 3 is the fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the correction amount setting means further includes a step of setting the estimated temperature of the catalyst estimated by the second estimating means to a predetermined value. When the temperature exceeds the upper limit temperature of the catalyst, the reduced heat amount to be reduced in order to reduce the estimated temperature of the catalyst to be equal to or lower than the upper limit temperature of the catalyst, and a reduced heat amount calculating means for calculating according to a deviation between the estimated temperature of the catalyst and the upper limit temperature of the catalyst. A setting for setting an increase correction amount to the basic injection amount such that the obtained reduced heat amount matches the reduced heat amount obtained as the sum of the reduced amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas and the reduced amount of heat due to the catalytic reaction. And means.
[0016]
Since the correction amount setting means includes such a reduced heat amount calculating means and the setting means, in addition to the heat amount given to the catalyst from the exhaust gas, the oxidation state is predicted by predicting the reaction state of the catalyst from the engine load and the air-fuel ratio. Since the amount of increase correction is set in consideration of the amount of heat due to the reaction, the amount of increase correction is extremely strictly set without including an extra amount of increase.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
1 and 2 schematically show a configuration of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to a first embodiment.
[0019]
In the intake passage of the internal combustion engine 10, a surge tank 11 for absorbing the pulsation of the intake air amount and an air flow meter 20 for measuring the intake air amount are arranged in this order. On the downstream side of the air flow meter 20, an intake manifold 13 for dividing intake air into each cylinder of the internal combustion engine 10 is connected, and each branch end of the intake manifold 13 is connected to an intake port of each cylinder in the internal combustion engine 10. Communicating. A branch end of the exhaust manifold 14 is connected to an exhaust port in the combustion chamber of each cylinder, and an unburned component in the exhaust gas is cleaned at a collecting end of the exhaust manifold 14 by a so-called three-way catalyst. The catalytic converter 15 is connected, and the exhaust gas purified by the catalytic converter 15 is discharged via an exhaust pipe 16.
[0020]
Further, the rotation speed (engine rotation speed) of the internal combustion engine 10 is detected by a rotation speed sensor 21, and the air-fuel ratio in the exhaust gas is detected by an air-fuel ratio sensor 22 disposed near the collecting portion of the exhaust manifold 14. An exhaust temperature sensor 23 that detects the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 15 (the temperature of the gas containing the catalyst) is provided near the inlet of the catalytic converter 15.
[0021]
Although not shown in FIG. 1, the throttle opening sensor 24 detects the opening of the throttle valve, the intake air temperature sensor 25 detects the temperature of the intake air, and the water temperature sensor 26 detects the temperature of the cooling water. And a crank angle sensor 27 for detecting the rotation angle of the crankshaft. An electronic control unit (ECU) 30 injects fuel into each cylinder based on the detection result of each sensor. The operation control of the fuel injector 40 is executed. Note that the rotation speed of the internal combustion engine 10 may be detected based on the detection result of the crank angle sensor 27.
[0022]
The fuel injector 40 has a mechanism that opens and closes a fuel injection hole in response to an operation control signal provided from a drive circuit 31 provided in the control device 30. The fuel injection hole of the fuel injector 40 Is intermittently injected, so that the opening / closing duty ratio is controlled by the operation control signal to change the injection amount of the fuel injected every predetermined time.
[0023]
Here, a control process of the fuel injection amount executed by the control device 30 will be described.
[0024]
FIG. 3 is a flowchart showing a fuel injection amount setting routine, which is executed at every constant crank angle (for example, every 360 ° AC). In this routine, the fuel injection amount TAU corresponding to the fuel injection time (open / close duty ratio) of the fuel injector 40 is set.
[0025]
When this routine is started, in step (hereinafter, step is referred to as “S”) 102, among the detection results detected by various sensors, values of intake air amount GA and engine speed NE are read, and in subsequent S104, Assuming that “K” is a predetermined constant (K> 0), the basic injection amount TAUP is set as TAUP = K * GA / NE.
[0026]
In subsequent S106, the air-fuel ratio correction coefficient FAF and the increase correction coefficient FOTP set by another setting routine described later are read, and in S108, the fuel injection amount TAU is set as TAU = TAUP * FAF * FOTP. Set.
[0027]
In the following S110, the fuel injection amount TAU calculated in this way is set in the drive circuit 31 in the control device 30, and this routine is ended. As a result, an amount of fuel corresponding to the injection amount TAU is injected from the fuel injector 40.
[0028]
Next, the control process of the air-fuel ratio feedback will be schematically described with reference to the flowchart of FIG. This routine is started at predetermined time intervals, for example, every 4 ms.
[0029]
When this routine is started, the process proceeds to S202, in which it is determined whether the execution condition of the air-fuel ratio feedback control is satisfied. For example, when the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, during engine startup, during warm-up, during power increase, or during fuel cut, the execution conditions of the air-fuel ratio feedback control are not satisfied.
[0030]
As described above, when the air-fuel ratio feedback condition is not satisfied, “No” is determined in S202, the process proceeds to S204, and FAF = 1.0 is set as the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF. Thereafter, the routine proceeds to S210, where the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF set in S204 is finally set as the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF in this routine, and this routine ends. As a result, the air-fuel ratio feedback control is not executed.
[0031]
On the other hand, when the air-fuel ratio feedback condition is satisfied, “Yes” is determined in S202, and the process proceeds to S206, where it is determined whether or not a later-described fuel injection amount increase control for preventing catalyst overheating is being executed. It is determined whether or not the OTP flag indicating “OFF” is set to “OFF” indicating the non-execution state. If the control for increasing the fuel injection amount is being executed, “No” is determined in S206, and the above-described processing from S204 is executed, and the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set as FAF = 1.0. . That is, even if the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, if the fuel injection amount increase control is being executed, the air-fuel ratio feedback control is suspended during this time, and FAF is forced to 1.0. Is set to
[0032]
On the other hand, in a situation where the control for increasing the fuel injection amount has not been performed, “Yes” is determined in S206, the process proceeds to S208, and the process of setting the air-fuel ratio correction coefficient FAF is performed. The process executed in S208 is a known process that is generally known. For example, when the air-fuel ratio is reversed from a rich state to a lean state, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is stepwisely increased in order to increase the fuel injection amount. When the air-fuel ratio is reversed from the lean state to the rich state, a process of stepwise reducing the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is performed to reduce the fuel injection amount.
[0033]
When the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set in S208 in this manner, the process proceeds to S210, and the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF set in S208 is finally set as the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF in this routine. And the routine ends.
[0034]
By executing such an air-fuel ratio feedback control routine, an air-fuel ratio correction coefficient FAF is set as a correction coefficient for the basic injection amount TAUP so that the air-fuel ratio in the exhaust gas is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. .
[0035]
Next, the fuel increase correction setting routine in FIG. 5 will be described.
In the fuel increase correction setting routine, an increase correction is set for the basic injection amount TAUP so that the catalyst bed temperature in the catalytic converter 15 does not exceed the criteria temperature, and the temperature rise of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 15 is reduced. It is preventing.
[0036]
The fuel increase correction setting routine is started at predetermined time intervals, for example, every 4 ms. When this routine starts, the process proceeds to S302, in which the detection results of the intake air amount GA, the exhaust gas air-fuel ratio A / F, and the catalyst-containing gas temperature Tgas are read.
[0037]
In subsequent S304, the calorific value Q1 of the exhaust gas can be obtained as the product of the catalyst-containing gas temperature Tgas and the intake air amount GA from the catalyst-containing gas temperature Tgas and the intake air amount GA. Is calculated. Then, in S306, based on the catalyst-containing gas temperature Tgas, the intake air amount GA, and the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas, the heat amount Q2 generated by the oxidation reaction of the catalyst is determined. This is because a map search is performed based on the catalyst-containing gas temperature Tgas, the intake air amount GA, and the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas using a value obtained by mapping values experimentally obtained in advance, and the catalyst is oxidized by an oxidation reaction. The amount of heat Q2 to be generated is set. Further, the calorific value due to the oxidation reaction of the catalyst can also be calculated by a predetermined arithmetic expression. The calorific value is calculated at any time based on the catalyst-containing gas temperature Tgas, the intake air amount GA and the exhaust gas air-fuel ratio A / F. The calculation result may be set.
[0038]
In the following S308, the total heat Q is set as Q = Q1 + Q2 based on the heat Q1 obtained in S304 and the heat Q2 obtained in S306. In the subsequent S310, when the total heat Q acts on the catalyst. Next, the catalyst rising temperature Dcal at which the catalyst bed temperature rises by the next calculation timing is calculated. In this case, the catalyst rise temperature Dcal can be obtained from the total heat amount Q and the catalyst heat capacity. The catalyst heat capacity is a catalyst characteristic value defined by the specific heat, density, heat conductivity, and the like of the catalyst. A corresponding predetermined value is set.
[0039]
As shown in S336 described later, the result of the estimation calculation of the catalyst bed temperature at the next calculation timing in the previous routine is stored as the catalyst bed temperature Tcalold, and in the subsequent S312, the catalyst bed temperature Tcalold is stored. At the same time, the catalyst rise temperature Dcal calculated in S310 is added to the catalyst bed temperature Tcalold, and the catalyst bed temperature estimation result at the next calculation timing is set as the catalyst bed temperature Tcal.
[0040]
In the following S314, it is determined whether or not the catalyst bed temperature Tcal set in S312, that is, the estimated value of the catalyst bed temperature at the next calculation timing exceeds the criteria temperature Tb of this catalyst. If the catalyst bed temperature Tcal does not exceed the criteria temperature Tb ("No" in S314), the process proceeds to S326, in which a FOT flag indicating whether or not the fuel injection amount is increasing to prevent overheating of the catalyst is set. It is determined whether or not “ON” indicating that the amount is being increased is set. At this point, since it has not been executed yet ("No" in S326), the process proceeds to S332, and the value of the increase correction coefficient FOTP for the basic injection amount TAUP is set to FOTP = 1.0. As a result, a situation occurs in which the fuel increase correction for preventing the catalyst from overheating is not performed. Thereafter, the process proceeds to S334, in which the FOT flag is set to OFF to indicate that the fuel injection amount increase correction has not been executed.
[0041]
Thereafter, the process proceeds to S336, in which Tcalold is updated with the value of the catalyst bed temperature Tcal estimated in the current routine, and the routine ends.
[0042]
On the other hand, if “Yes” in the previous S314, that is, if the catalyst bed temperature Tcal obtained in S312 exceeds the criteria temperature Tb, the process proceeds to S316 and thereafter so that the catalyst bed temperature does not exceed the criteria temperature Tb. By decreasing the temperature of the exhaust gas and suppressing the heat of reaction due to the oxidation reaction of the catalyst, the fuel injection amount is increased to suppress an increase in the catalyst bed temperature.
[0043]
That is, in S316, first, the temperature deviation d between the catalyst bed temperature Tcal and the criteria temperature Tb is set as d = Tcal-Tb. Here, if the amount of heat to be reduced is assumed to be the reduced heat amount q in order to suppress the increase in the catalyst bed temperature that can be increased to Tcal (° C.) to Tb, the reduced heat amount q is the known catalyst heat capacity described above in the temperature deviation d. Can be calculated by multiplying Then, in S318, the reduced heat quantity q is calculated based on the temperature deviation d and the heat capacity of the catalyst.
[0044]
By making the air-fuel ratio fuel-rich, the catalyst-containing gas temperature Tgas is reduced, and the oxidation reaction of the catalyst is reduced. Therefore, in the subsequent S320, when the value of the intake air amount is the GA read in S302, when the fuel-rich state of the air-fuel ratio is reached, the decrease in the catalyst-containing gas temperature Tgas and the oxidation reaction of the catalyst A calculation is made as to whether the sum of the reduced heat quantity and the reduced heat quantity matches the reduced heat quantity q. This process can be obtained by, for example, tracing the processes of S304 to S312 in reverse, so that the required air-fuel ratio Rabf corresponding to the intake air amount GA and the reduced heat amount q is obtained in advance experimentally or by calculation. A corresponding required air-fuel ratio Rabf is set based on the intake air amount GA and the reduced heat amount q.
[0045]
In the following S322, the value of the increase correction coefficient FOTP set to suppress overheating of the catalyst is set to FOTP = FOTP based on the required air-fuel ratio Rabf set in S320 and 14.7 corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. Set as 14.7 / Rabf. In subsequent S324, the OTP flag is set to ON to indicate that the fuel injection amount increasing control is being executed. Then, the process proceeds to S336, where the catalyst bed temperature Tcal set in S312 of the current routine is set as Tcalold, which is the previous value of the catalyst bed temperature, and the routine ends.
[0046]
As described above, “Yes” in S314, that is, during the period in which the estimated catalyst bed temperature Tcal exceeds the criteria temperature Tb after the lapse of the predetermined time, the process proceeds to S322 so that the catalyst bed temperature Tcal matches the criteria temperature Tb. The increase correction coefficient FOTP is always set.
[0047]
While the setting process of the increase correction coefficient FOTP is continued, if the catalyst bed temperature Tcal becomes equal to or lower than the criterion temperature Tb after the elapse of a predetermined time, “No” is determined in S314, and the process proceeds to S326. At this time, it is determined whether the OTP flag is set to ON (whether the fuel injection amount increasing control is being executed). Since the OTP flag is set to ON in S324, "Yes" is determined and the process proceeds to S328, where the required air-fuel ratio Rabf is calculated by the same processing as in S320.
[0048]
Then, the process proceeds to S330, and it is determined whether the required air-fuel ratio Rabf calculated in S328 is 14.7 or more, that is, whether the calculated required air-fuel ratio Rabf is lean. The situation of proceeding to the processing after S328 is a situation in which the air-fuel ratio is corrected to the rich side by the action of the increase correction coefficient FOTP, and “No” in S330, that is, the required air-fuel ratio In this case, although the catalyst bed temperature Tcal changes below the criteria temperature Tb, it is necessary to continuously increase the basic fuel injection amount so that the catalyst bed temperature Tcal does not exceed the criteria temperature Tb. It is. Therefore, when the required air-fuel ratio Rabf calculated in S328 is rich (“No” in S330), the process proceeds to S322 described above, and the increase correction coefficient FOTP is calculated based on the required air-fuel ratio Rabf calculated in S328. Set.
[0049]
On the other hand, when the required air-fuel ratio Rabf calculated in S328 is a lean or stoichiometric air-fuel ratio (“Yes” in S330), it is an area where the increase correction to the basic fuel injection amount is unnecessary, and the air-fuel ratio is It is desirable to immediately start the air-fuel ratio feedback control for controlling to the stoichiometric air-fuel ratio from the viewpoint of reducing fuel consumption and exhaust emission. In this case, the process proceeds to S322 to set the increase correction coefficient FOTP = 1.0, and then proceeds to S334 to reset the OTP flag to OFF, indicating that the increase control of the fuel injection amount is not performed. Then, the process proceeds to S336, in which the catalyst bed temperature Tcal is set as Tcalold, which is the previous value of the catalyst bed temperature, and this routine ends.
[0050]
Normally, in such a control process, a temperature lower than the actual criteria temperature of the catalyst is set as the criterion temperature Tb of the catalyst used for control, and an increase correction amount to the basic fuel injection amount is increased accordingly. are doing. In this regard, by executing the control processing described in the present embodiment, in addition to the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas, the reaction state of the catalyst is predicted to consider the amount of heat generated by the oxidation reaction. Can be more strictly estimated and controlled, so that highly reliable control processing can be performed. For this reason, it is also possible to set the actual criteria temperature of the catalyst as the criteria temperature Tb of the catalyst set in control, whereby the increase correction amount to the basic fuel injection amount can be suppressed to the minimum necessary, and the fuel consumption and the exhaust gas can be reduced. It is possible to further reduce deterioration of emission.
[0051]
A second embodiment will be described.
In the above-described first embodiment, the case where the catalyst-containing gas temperature Tgas is detected by the exhaust gas temperature sensor 23 has been described. However, an embodiment in which the catalyst-containing gas temperature Tgas is detected by another method is shown in the flowchart of FIG. Show.
[0052]
This routine is started at a predetermined time interval, for example, every 4 ms. First, in S402, the detection results of the intake air amount GA, the exhaust gas air-fuel ratio A / F, and the engine speed NE are read. In subsequent S404, the catalyst-containing gas temperature Tgas is set, for example, from the exhaust gas temperature map shown in FIG. The exhaust gas temperature map is provided with a map of the catalyst-containing gas temperature Tgas corresponding to the engine speed NA and the intake air amount GA for each air-fuel ratio A / F. An exhaust gas temperature map corresponding to the air-fuel ratio A / F is specified, and an exhaust gas temperature corresponding to the engine speed NE and the intake air amount GA is read based on the specified map, and the catalyst-containing gas temperature Tgas Set as
[0053]
Subsequent processing is the same as the flowchart shown in FIG. 5, and the same processing steps as those shown in FIG. 5 are denoted by the same step numbers, and description thereof is omitted.
[0054]
When the routine shown in FIG. 6 is adopted as the increase correction coefficient FOTP setting routine, the exhaust temperature sensor 23 becomes unnecessary, the number of parts is reduced accordingly, and when it is difficult to appropriately measure the exhaust temperature. Also, it is possible to appropriately estimate the exhaust gas temperature according to the operating conditions.
[0055]
A third embodiment will be described.
An increase correction coefficient setting routine according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0056]
This routine is started, for example, at the timing when the execution condition of the air-fuel ratio feedback control is satisfied, and thereafter started every predetermined time (for example, every 1 ms).
[0057]
First, in S502, the detection results of the intake air amount GA and the engine speed NE are read, and in the subsequent S504, the values of the read intake air amount GA and engine speed NE are calculated based on the catalyst temperature map shown in FIG. The corresponding catalyst temperature is read and set as the catalyst temperature Tcat. The catalyst temperature map of FIG. 9 shows the catalyst temperature when the air-fuel ratio is stable at the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), and when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), the intake air amount GA 4 is a map that defines a catalyst bed temperature according to the engine speed NE. At this time, since the feedback control of the air-fuel ratio is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), the catalyst temperature map in the case of the air-fuel ratio λ = 1 is used. .
[0058]
In subsequent S506, it is determined whether the catalyst temperature Tcat set in S504 is higher than the criteria temperature Tb of the catalyst. If the catalyst temperature Tcat is equal to or lower than the catalyst criteria temperature Tb ("No" in S506), the process proceeds to S526, and the catalyst temperature Tcat read in S504 is set as the catalyst temperature Tcatold at the next calculation timing. Therefore, when this routine is started every 1 ms, the catalyst temperature after 1 ms is set as Tcatold.
[0059]
Thereafter, the flow proceeds to S528 to set the increase correction coefficient FOTP = 1.0, and to S530, sets the OTP flag to OFF, indicating that the increase control of the fuel injection amount is not performed, and ends this routine. I do.
[0060]
On the other hand, if the catalyst temperature Tcat set in S504 is higher than the criteria temperature Tb of the catalyst (“Yes” in S506), the process proceeds to S508, and the exhaust gas temperature map shown in FIG. Then, an exhaust gas temperature corresponding to the intake air amount GA and the engine speed NE is read from the map when the air-fuel ratio λ = 1, and this value is set as the catalyst-containing gas temperature Tgas.
[0061]
At S510, similarly to S304 and S306 in the flowchart of FIG. 6, based on the catalyst-containing gas temperature Tgas and the intake air amount GA, the heat amount Q1 of the exhaust gas and the heat amount Q2 generated by the oxidation reaction of the catalyst are determined. And ask for each. At this time, it is assumed that the air-fuel ratio of the exhaust gas is a stoichiometric air-fuel ratio of λ = 1. Then, in S512, the total heat quantity Q is set as Q = Q1 + Q2 based on the obtained heat quantity Q1 and heat quantity Q2.
[0062]
In the following S514, by the same calculation method as in S310 described above, when the total heat amount Q acts on the catalyst, the catalyst temperature is calculated at the timing of the next routine (when the next routine is started every 1 ms, (After 1 ms), the catalyst rising temperature Dcal is calculated.
[0063]
Then, in S516, for example, the catalyst rise temperature Dcal is added to the catalyst temperature Tcatold set in the previous S526, and the result is updated as the value of the catalyst temperature Tcatold. Thereby, the value of the catalyst temperature Tcatold at the next calculation timing is updated.
[0064]
In subsequent 518, it is determined whether or not the catalyst temperature Tcatold updated in S516 exceeds the criteria temperature Tb of this catalyst. If the catalyst temperature Tcatold does not exceed the criterion temperature Tb ("No" in S518), the flow proceeds to S528 described above to set the increase correction coefficient FOTP = 1.0, and proceeds to S530 to set the OTP flag to OFF. This indicates that the fuel injection amount increase control is not being performed, and this routine ends.
[0065]
On the other hand, if the catalyst temperature Tcatold exceeds the criteria temperature Tb ("Yes" in S518), the process proceeds to S520, in which the OTP flag is set to ON, indicating that the control for increasing the fuel injection amount has been started. . Then, in S600, a series of setting processing of the increase correction coefficient FOTP shown in the flowchart of FIG. 5 or 6 is executed.
[0066]
After the increase correction coefficient FOTP is set in S600, the process proceeds to S524, and it is determined whether or not the OTP flag has been reset to OFF by the setting processing of the increase correction coefficient FOTP performed in S600. Returning to S600, the process of setting the increase correction coefficient FOTP is continued. Therefore, once the setting process of the increase correction coefficient FOTP in S600 is started, S600 is repeatedly executed until the OTP flag is reset to OFF in the setting process of S600. Then, in the setting processing of the increase correction coefficient FOTP in S600, if the OTP flag is reset to OFF, "Yes" is determined in S524, and this routine ends.
[0067]
As described above, the routine in FIG. 8 is a routine mainly defining the start timing of the setting processing of the increase correction coefficient FOTP, and even when the catalyst temperature Tcat becomes higher than the catalyst criteria temperature Tb (S506) If the catalyst temperature Tcatold reached at the next calculation timing does not exceed the criteria temperature Tb of this catalyst ("No" in S518), the increase correction coefficient FOTP setting in S600 is performed. The processing is not started, and the start timing of S600 is delayed until the catalyst temperature Tcatold exceeds the criteria temperature Tb.
[0068]
By executing such a routine, it is possible to provide a delay period that delays the timing at which the setting control of the increase correction coefficient FOTP is started, and thereby, immediately before the situation where the increase correction to the basic injection amount is really needed. Until the above, the air-fuel ratio feedback control for maintaining the exhaust air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio can be performed.
[0069]
In each of the embodiments described above, the case where the intake air amount is detected as the value indicating the load state of the internal combustion engine has been described. In addition, for example, the intake negative pressure in the surge tank 11 may be determined by the intake air amount. Can be used as a substitute characteristic value.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, the fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 predicts the reaction state of the catalyst from the engine load, the air-fuel ratio, and the like in addition to the amount of heat given from the exhaust gas to the catalyst, and performs the oxidation reaction. A configuration including an estimating means for estimating the attained temperature of the catalyst while always considering the amount of heat was adopted.
[0071]
Thus, even when the operating state of the internal combustion engine changes, the temperature attained by the catalyst can be more accurately estimated so as to match the actual temperature attained without changing the estimation process. For this reason, the catalyst upper limit temperature can be raised to the actual catalyst crytal temperature, and accordingly, it is possible to sufficiently reduce the deterioration of fuel consumption and exhaust emission without setting an unnecessary fuel increment.
[0072]
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2 starts increasing correction to the basic injection amount when the attained temperature of the catalyst estimated by the first estimating means and the second estimating means respectively exceeds the catalyst upper limit temperature. A configuration including a correction start control means for causing the correction to start is adopted.
[0073]
Therefore, the start timing of the control process of the correction amount setting unit is delayed until the catalyst reaching temperature estimated by the second estimation unit exceeds the catalyst upper limit temperature in consideration of both the heat amount of the catalytic reaction and the heat amount of the exhaust gas. That is, a so-called control start delay period can be provided. As a result, the air-fuel ratio feedback control that maintains the air-fuel ratio of the exhaust gas at the stoichiometric air-fuel ratio can be performed until immediately before the situation where the increase correction to the basic injection amount is truly needed, so that the deterioration of the fuel efficiency and the exhaust emission can be sufficiently reduced. It becomes possible to reduce to.
[0074]
According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection control device for an internal combustion engine, the correction amount setting means in the second aspect includes the reduced heat amount calculating means and the setting means. It is possible to set the amount of increase correction in consideration of the amount of heat due to the oxidation reaction by predicting the reaction state of the reaction, so that the amount of increase correction can be set very strictly without including extra amount of increase as the amount of increase correction. As a result, it is possible to sufficiently reduce deterioration in fuel efficiency and exhaust emission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel injection control device for an internal combustion engine.
FIG. 2 is a block diagram showing an input / output relationship in the control device.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an injection amount setting routine.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio feedback control routine.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an increase correction coefficient setting routine.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an increase correction coefficient setting routine according to a second embodiment.
FIG. 7 is an exhaust gas temperature map in which the exhaust gas temperature according to the intake air amount and the engine speed is mapped.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an increase correction coefficient setting routine according to a third embodiment.
FIG. 9 is a catalyst temperature map obtained by mapping a catalyst temperature according to an intake air amount and an engine speed at an air-fuel ratio λ = 1.
[Explanation of symbols]
10: internal combustion engine, 13: intake manifold, 14: exhaust manifold,
15: catalytic converter, 20: air flow meter, 21: rotation speed sensor,
22 air-fuel ratio sensor 23 exhaust temperature sensor 30 electronic control unit
40 ... Fuel injector.

Claims

A fuel injection amount control device for an internal combustion engine that controls a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine,
Basic injection amount setting means for setting a basic injection amount of fuel according to an operation state of the internal combustion engine,
Correction amount setting means for setting an increase correction amount for the basic injection amount in accordance with an overheated state of the catalyst for purifying exhaust gas from the internal combustion engine,
The correction amount setting means,
Based on the exhaust gas temperature, the engine load and the air-fuel ratio, the amount of heat generated by the catalytic reaction and the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas are estimated. Estimating means for estimating the temperature;
When the estimated temperature of the catalyst estimated by the estimating means exceeds a predetermined catalyst upper limit temperature, the amount of heat to be reduced in order to reduce the estimated temperature of the catalyst to be equal to or lower than the catalyst upper limit temperature is determined by the estimated temperature of the catalyst and the catalyst. Means for calculating a reduced heat quantity according to a deviation from the upper limit temperature,
A setting for setting an increase correction amount with respect to the basic injection amount so that the obtained reduced heat amount matches the reduced heat amount obtained as the sum of the reduced amount of heat applied to the catalyst from the exhaust gas and the reduced amount of heat due to the catalytic reaction. And a fuel injection amount control device for an internal combustion engine.

A fuel injection amount control device for an internal combustion engine that controls a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine,
Basic injection amount setting means for setting a basic injection amount of fuel according to an operation state of the internal combustion engine,
Correction amount setting means for setting an increase correction amount as a correction amount for the basic injection amount, according to an overheating state of a catalyst for purifying exhaust gas from the internal combustion engine,
The correction amount setting means,
First estimating means for estimating the temperature reached by the catalyst when the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the engine load and the engine speed;
Based on the exhaust gas temperature, the intake air amount and the air-fuel ratio, the amount of heat due to the catalytic reaction and the amount of heat given to the catalyst from the exhaust gas are estimated, respectively. Second estimating means for estimating the attained temperature;
A correction for starting an increase correction with respect to the basic injection amount when both the catalyst reaching temperature estimated by the first estimating means and the catalyst reaching temperature estimated by the second estimating means both exceed a predetermined catalyst upper limit temperature. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: a start control unit.

The correction amount setting means further includes:
When the estimated temperature of the catalyst estimated by the second estimating means exceeds a predetermined catalyst upper limit temperature, the amount of reduced heat to be reduced in order for the estimated temperature of the catalyst to be equal to or lower than the catalyst upper limit temperature is determined by the estimated temperature of the catalyst. And a reduced calorie calculating means obtained according to a deviation between the temperature and the catalyst upper limit temperature,
A setting for setting an increase correction amount with respect to the basic injection amount so that the obtained reduced heat amount matches the reduced heat amount obtained as the sum of the reduced amount of heat applied to the catalyst from the exhaust gas and the reduced amount of heat due to the catalytic reaction. 3. The fuel injection amount control device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising means.