JP2006183500A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに燃料噴射量を増量補正するに際し、排気温度の上昇に見合ったより適切な増量補正を行なう。
【解決手段】エンジンの回転速度及び負荷に基づいて要求される燃料量が基本噴射量として算出される。この基本噴射量は、増量係数により増量補正される。すなわち、エンジンの回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上であるときには、基本噴射量を増量補正すべく第１増量係数がマップ演算される。更に、このマップの適合に際して想定している排気圧力である規準排圧に対し実際の排気圧力がずれた場合に第１増量係数を補正する補正係数がマップ演算される。そして、これら第１増量係数と補正係数との乗算値が「１」よりも大きいときには、この値で基本噴射量が増量補正される。
【選択図】 図９

Description

本発明は、排気系を保護すべく、燃料噴射量を増量制御する内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の排気温度の上昇による排気系の損傷を防止するため、内燃機関の運転状態が高回転、高負荷となるときに燃料を増量する制御を行なうことが周知である。燃料を増量すると、混合気が理論空燃比よりもリッチとされることで酸素が不足することに加えて、燃料の気化潜熱の総量が増加することで混合気が冷却される。このため、燃料を増量することで、排気ガス温度を低下させることができる。

ただし、内燃機関の運転状態が高回転、高負荷となったとしても排気系の温度が直ちに損傷のおそれを生ずる温度まで上昇するとは限らない。そして、こうした状況下、燃料の増量制御をすることは、燃料を無駄に消費することになる。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、内燃機関が高回転、高負荷の運転状態となってから実際に燃料の増量制御を行なうまでの間に遅延時間を設けるとともに、該遅延時間を当該機関の運転状態に基づき可変設定するようにした燃料噴射制御装置も提案されている。この燃料噴射制御装置によれば、当該機関の運転状態に応じて設定される遅延時間の間、燃料の増量制御が行なわれないため、燃料の消費量を低減することができる。

ところで、排気ガスの温度の上昇態様は、必ずしも当該機関の運転状態によって一義的に定まるものではない。例えば当該機関の搭載された車両が高地を走行しているときには、低地を走行しているときよりも排気ガスの温度が上昇しにくいことなどが発明者によって見出されている。このため、上記燃料噴射制御装置によっても、高地を走行しているときには、排気ガスの温度がさほど上昇していないにも関わらず、燃料噴射量の増量制御が無駄になされることとなる。

なお、内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに、基本となる燃料噴射量を増量補正する内燃機関の制御装置としては、上記特許文献１の他、例えば特許文献２、３がある。
特開平６−１１７２９４号公報 特開平８−３１２４１０号公報 特許第３３５２８３３号公報

本発明が解決しようとする課題は、排気温度の上昇に見合った適切な燃料の増量制御を行なうことが困難であることにある。そして、本発明の目的は、排気系を保護すべく、燃料噴射量を増量制御するに際し、排気温度の上昇に見合ったより適切な増量制御を行なうことの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。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。

手段１では、内燃機関の運転状態に応じて基本となる燃料噴射量を設定し、前記内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるとき、前記基本となる燃料噴射量を増量補正して排気系を保護する高負荷増量補正手段を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記高負荷増量補正手段は、前記増量補正を排気圧力に基づいて行うようにした。

内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときには、排気系の温度が過度に上昇することが懸念される。

一方、排気温度は、排気圧力に依存する。これは、燃焼室で燃焼に供された混合気が、燃焼室から排出される際、燃焼室と排気系との圧力差に応じて膨張又は縮小すること等に起因する。すなわち、排気系内の圧力に応じて、換言すれば、排気圧力に応じて上記燃焼に供された混合気の膨張度合いが変化する。そして、この膨張度合いの相違は、排気温度に相違をもたらす。

この点、上記構成では、排気系を保護するための燃料噴射量の増量補正を排気圧力に基づいて行なうため、排気圧力の相違による排気温度の相違を反映させつつ燃料噴射制御を行なうことができる。このため、上記構成では、内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに、排気温度の上昇に見合ったより適切な増量制御を行なうことができる。

なお、基本となる燃料噴射量は、例えば目標とする空燃比とするために要求される燃料噴射量とすることが望ましい。

手段２では、手段１において、前記排気圧力に基づく増量補正は、該排気圧力が低いほど増量補正量を少なくするものであるようにした。

排気系内の圧力が低いほど、換言すれば、排気圧力が低いほど、燃焼に供された混合気が排気系に排出される際の膨張度合いが大きくなり、排気温度が低下する。このため、排気圧力が低いときに、排気圧力が高いときと同様の上記増量補正を行なうと、燃料を無駄に消費することとなる。

この点、上記構成では、排気圧力が低いほど燃料の増量補正量を少なくすることで、こうした燃料の無駄な消費を抑制又は防止することができる。

手段３では、手段２において、前記高負荷増量補正手段は、前記基本となる燃料噴射量を増量補正のための補正値と、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方並びに前記排気圧力との関係を定めたマップを備えるようにした。

上記構成では、上記マップを備えるために、上記増量補正を簡易な処理にて行なうことができる。

手段４では、手段２において、前記高負荷増量補正手段は、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるとき、該少なくとも一方に基づき算出される増量補正値を、前記排気圧力に基づいて補正するものであるものであるようにした。

上記構成では、例えば当該機関の負荷や回転速度等及び排気圧力と噴射される燃料量との関係を定めた多次元マップを備える場合と比較して当該制御装置に記憶するデータ量を低減することができる。また、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに増量補正値を算出する既存の手段を有する場合には、この手段の算出値を排気圧力に基づき補正することで適切な増量補正ができるため、既存の手段を有効活用することもできる。

手段５では、手段１〜４のいずれかにおいて、前記高負荷増量補正手段は、大気圧を検出する手段の検出結果に基づき、前記排気圧力を推定するようにした。

排気系の下流は、通常、大気に開放されている。このため、排気系の圧力は大気圧と相関を有する。すなわち、排気圧力は、内燃機関の回転状態や負荷によって一義的に決まらず、大気圧に左右される。換言すれば、排気圧力の変動の要因には、内燃機関の回転状態や負荷に加えて、大気圧の変化が含まれる。

この点、上記構成では、大気圧を検出する手段の検出結果を用いることで、高負荷増量補正手段が、排気圧力（当該機関の回転状態や負荷に起因した排気系内の圧力の変動量を除いた圧力）を適切に推定することができる。

手段６では、手段１〜５のいずれかにおいて、当該機関は、排気通路に排気浄化装置を備えるものであり、前記高負荷増量補正手段は、前記排気浄化装置の劣化状態を検出する手段の検出結果に基づき、前記排気圧力を推定するようにした。

排気浄化装置が劣化している場合、その劣化の原因は目詰まりであることが多い。そして、排気浄化装置に目詰まりが生じると、排気浄化装置を挟んだ上流側と下流側とで圧力に差が生じることがある。換言すれば、排気浄化装置の上流側の排気圧力と、排気系の開放された終端部の圧力（通常、大気圧）との間に差が生じることがある。

この点、上記構成では、排気浄化装置の劣化状態を検出する手段の検出結果を用いることで、高負荷増量補正手段が、排気浄化装置の上流側の排気圧力（より正確には、当該機関の回転状態や負荷に起因した排気系内の圧力の変動量を除いた圧力）をより適切に推定することができる。

なお、手段６及び手段７に限らず、手段１〜５（特に手段５）においても、上記排気圧力は、当該機関の回転状態や負荷に起因した排気系内の圧力の変動量を除いた圧力として検出又は推定されることが望ましい。これは、内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに基本となる燃料噴射量を増量補正する場合、この増量補正には、回転速度及び負荷の変化に起因した排気圧力の変動による排気温度の変動が既に反映されていることがあるためである。したがって、こうした場合には、排気圧力に基づく燃料噴射量の算出（あるいは増量補正）を、当該機関の回転状態や負荷に起因した排気系内の圧力の変動量を除いたものに基づいて行なうことが望ましい。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態及びその制御対象となるガソリンエンジンの概略構成を示す。

図１に示すエンジン１０において、吸気通路１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、このエアクリーナ１２の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１３が設けられている。エアフローメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１４と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５とが設けられている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

燃料噴射弁１９は、車両に搭載される燃料タンク３１から燃料ポンプ３２及び燃料配管３３を通じて燃料供給を受けている。燃料タンク３１は、所定量の燃料（ガソリン）を収容可能に構成されている。燃料タンク３１内には燃料ポンプ３２が備えられており、該ポンプ３２の吸込口３２ａは燃料タンク３１の下部に設定されている。燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１の下部に位置する吸込口３２ａから燃料を吸い上げ、吸い上げた燃料を燃料配管３３に加圧供給している。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼に供された混合気（排気）が排気通路２４に排出される。

エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎にそれぞれ点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。また、エンジン１０のシリンダブロックには、主にエンジン１０内を循環する冷却水の水温を検出するための冷却水温センサ２９や、クランク位置（回転角）やエンジン回転速度等を検出するために所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状となるクランク角信号を出力するクランク角度センサ３０が取り付けられている。

排気通路２４には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒２７が設けられている。そして、触媒２７の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比をリニアに検出するための空燃比センサ２８が、また、下流側には排気ガスを検出対象として混合気の空燃比を略２値的に検出する酸素センサ４１がそれぞれ設けられている。

電子制御装置４０は、周知の通り中央処理装置や、メモリ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。電子制御装置４０には、上記各種センサの他、車両に搭載される各種センサから随時入力される各種の検出信号等に基づいてエンジンの運転状態や運転者の要求を把握し、それに応じた各種制御を制御プログラムに従って実行している。なお、車両に搭載される各種センサとしては、例えば、大気圧を検出する大気圧センサ４２がある。

ここで、電子制御装置４０によって行なわれる燃料噴射制御について説明する。

図２に、本実施形態にかかる燃料噴射制御における機能ブロックを示す。

基本噴射量算出部Ｂ１は、運転者の要求や、エンジン１０の運転状態及び運転環境等にかかる各種パラメータに基づき、要求される基本噴射量（基本となる燃料噴射量）を算出する部分である。このパラメータとしては、クランク角度センサ３０によって検出されるエンジン１０の（クランク軸の）回転速度や、エアフローメータ１３によって検出される吸入空気量とエンジン１０の回転速度とに基づいて算出される負荷、冷却水温センサ２９によって検出される冷却水温等がある。

ちなみに、この基本噴射量には、空燃比センサ２８等によって検出される空燃比を目標とする空燃比（例えば理論空燃比）に制御する際の補正量や、実際の空燃比と目標とする空燃比との定常的な乖離度を補償するための空燃比学習補正量等が反映されたものとすることが望ましい。

トルク増大用増量算出部Ｂ２は、スロットル開度センサ１５によって検出されるスロットルバルブ１４の開度が所定以上となるときに、エンジン１０の出力トルクを増大させるべく、上記基本噴射量の増量補正量を算出する部分である。

排気系保護用増量算出部Ｂ３は、エンジン１０の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに、高温の排気から触媒２７等の排気系を保護すべく燃料の増量補正をすべく、上記基本噴射量の増量補正量を算出する部分である。

燃焼室保護用増量算出部Ｂ４は、燃焼室２３を保護するために燃料を増量補正すべく、上記基本噴射量の増量補正量を算出する部分である。詳しくは、この増量補正は、エンジン１０のノッキングを抑制すべく点火プラグ２５の点火時期を遅角制御する際に併せて行なうものであり、この増量のための補正量は、遅角制御量（ＫＣＳ遅角量）とエンジン１０の回転速度とに基づいてマップ演算される。

トルク増大用増量算出部Ｂ２や、排気系保護用増量算出部Ｂ３、燃焼室保護用増量算出部Ｂ４は、いずれもその補正量を上記基本噴射量の補正係数として算出するものであり、その補正係数の値は、「１」以上となる。そして、排気系保護用増量算出部Ｂ３及び燃焼室保護用増量算出部Ｂ４で算出される補正係数が加算され、該加算された補正係数とトルク増大用増量算出部Ｂ２で算出される補正係数とが比較される。そして、これら補正係数のうち大きい方を、上記基本噴射量に乗算することで最終噴射量が算出され、これに基づき燃料噴射弁１９が制御される。なお、実際には、算出される最終噴射量を直接用いて燃料噴射制御を行なう代わりに、最終制御量としての最終噴射量の急変を抑制する適宜の処理を加えることが望ましい。こうした処理としては、例えば、前回算出された最終噴射量と、今回算出される最終噴射量とを、それぞれ規格化された重みにて重み付けした後加算したものを最終噴射量とする加重平均処理であるいわゆるなまし処理等がある。ちなみに、このなまし処理に際しては、前回算出された最終噴射量に対する重みａよりも今回算出される最終噴射量に対する重みｂ（ａ＋ｂ＝１）を小さくすることが望ましい。

次に、排気系保護用増量算出部Ｂ３にかかる処理について詳述する。

排気系保護用増量算出部Ｂ３は、エンジン１０の回転速度、負荷、及び排気圧力に基づき、基本噴射量の増量補正量（増量係数）を算出する。ここでいう排気圧力は、エンジン１０の回転状態や負荷に起因した排気通路２４内の圧力の変動を除いたものである。すなわち、エンジン１０の回転状態や負荷等が一定であったとしても、排気通路２４内の圧力は一義的に定まるわけではない。この排気通路２４内の圧力の変動量を除いた圧力を変化させる要因としては、例えば排気通路２４が開放される周囲の圧力（大気圧）や、触媒２７の目詰まり等がある。このため、たとえエンジン１０の回転速度と負荷とが一定であって且つそれらが定常であったとしても、排気通路２４内の圧力は、これら大気圧や触媒２７の状態等によって変化する。

そこで、本実施形態では、大気圧センサ４２の検出値と触媒２７の状態とに基づいて、排気通路２４内の触媒２７の上流側の圧力を推定算出するようにしている。より正確には、ここで推定算出する圧力は、エンジン１０の回転状態や負荷に応じた変動量を除いたときに上記要因等に起因して生じる圧力である。これは、触媒２７の状態、当該エンジンが搭載される車両が置かれる海抜、及びエンジン１０の運転状態を所定の条件に設定したときの排気通路２４内の圧力を規準値とすることで、一義的に定めるようにしてもよい。すなわち、例えば、触媒２７の目詰まりがなく、且つ上記海抜が標準的な値にあるときにおいて、エンジン１０の所定の運転状態での排気通路２４内の圧力（例えば１気圧）を規準とする。この場合、触媒２７の目詰まりがないときにおいても、海抜が高くなればなるほどその排気圧力は低下する（例えば１気圧未満となる）。一方、標準的な海抜においても、触媒２７に目詰まりが生じると排気圧力は上昇する（例えば１気圧を上回る）。以下、図３及び図４に基づいて本実施形態にかかる排気圧力の推定算出処理について詳述する。

図３に、上記排気圧力の推定算出処理の手順を示す。この処理は、電子制御装置４０により例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理においては、まずステップＳ１において、後述する触媒２７の劣化の検出結果を取り込む。続いてステップＳ２において、大気圧センサ４２の検出値を取り込む。そして、ステップＳ３において、これら触媒２７の劣化の検出結果と、大気圧センサ４２によって検出された大気圧とに基づいて触媒２７の上流側の排気圧力を推定算出する。

ここで、排気通路２４は、大気に開放されているため、エンジン１０の回転状態や負荷に起因した変動量を除いた圧力は大気圧に近似したものとなる。このため、本実施形態では、基本的には、大気圧センサ４２の検出値を排気圧力として用いる。ただし、触媒２７の劣化が検出されるときには、大気圧センサ４２の検出値から得られる排気圧力に所定値を加算することで、最終的な排気圧力を算出する。これは、触媒２７が劣化している場合、その劣化の原因は目詰まりであることが多いことによる。このように触媒２７に目詰まりが生じると、触媒２７を挟んだ上流側と下流側とで圧力に差が生じるため、触媒２７の上流側の排気圧力と、大気圧との間に差が生じることがある。このため、触媒２７の劣化が検出されるときには、触媒２７の劣化の原因が目詰まりであるときに想定される触媒２７の上流側の排気圧力の上昇値を所定値として加算する。

なお、触媒劣化検出にかかる処理を、図４に示す。この処理も、電子制御装置４０により実行される。

この一連の処理においては、まずステップＳ１１において、空燃比センサ２８の検出値と、酸素センサ４１の検出値とを取り込む。そして、ステップＳ１２において、これら２つの検出値に基づき触媒２７の劣化を検出する。

ここで、上記検出値に基づく劣化検出は、次の原理により行なわれる。触媒２７が劣化しているときと劣化していないときとでは、触媒２７の上流側の空燃比と下流側の空燃比との相対的な挙動に差が生じる。例えば実際の空燃比が理論空燃比を中心として周期的にリーン、リッチとなるようにする空燃比フィードバック制御をしているときには、触媒２７が劣化することで、触媒２７の下流側で検出される周期が上流側で検出される周期に対して顕著なずれを生じる。このため、触媒２７の上流側の空燃比と下流側の空燃比との相対的な挙動の差を検出することで、触媒２７の劣化を検出することができる。なお、触媒２７の劣化検出のより具体的な態様については、例えば特開平９−３１０６１２号公報に記載されているものを採用してもよい。

次に、上記推定算出された排気圧力に基づく、排気系保護のための燃料の増量係数の算出処理について説明する。

図５に、増量係数の算出処理にかかる処理手順を示す。この処理は、電子制御装置４０により例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理においては、まずステップＳ２１において、エンジン１０の回転速度と負荷とを、またステップＳ２２において、先の図３に示す処理により算出される排気圧力の推定算出値を、それぞれ取り込む。そして、ステップＳ２３において、これら取り込まれた回転速度、負荷、及び排気圧力に基づき、増量係数をマップ演算する。図６に、このマップ演算に用いるマップを示す。このマップデータは、例えば電子制御装置４０内の不揮発性を有したメモリに記憶される。

図６に示すように、このマップは、回転速度、負荷、及び排気圧力と、増量係数との関係を示す３次元マップデータを示す。この増量係数は、排気圧力が同一のときには、回転速度が大きいほど、また負荷が大きいほど大きな値となる。また、回転速度及び負荷が同一なら、排気圧力が高いほど大きな値となる。なお、この増量係数は、「１」以上に設定されており、回転速度、負荷、及び排気圧力が燃料の増量補正をする必要のない値であるところでは、「１」となっている。すなわち、回転速度が所定以上とならないところや負荷が所定以上とならないところでは、「１」となっている。

ここで、排気温度は、エンジン１０の回転速度が大きいほど、またエンジン１０の負荷が大きいほど高くなる。このため、回転速度や負荷が大きいほど排気系の保護のための燃料増量補正にかかる増量補正量を多くすることで、排気温度の低下を図る。ただし、図７に示すように、排気圧力が低いほど排気温度は低下する。これは、燃焼室２３内の混合気が燃焼に供された後に排気通路２４に排出される際には、排気通路２４内の圧力が低いほど燃焼に供された混合気の膨張度合いが大きくなること等による。

ここで、エンジン１０の回転速度や負荷に応じて増量補正量を適合した場合には、上記排気圧力の変動に起因した排気温度の変動のうち、回転速度や負荷に起因した排気圧力の変動に起因するものついては、これを上記適合に反映することは可能である。しかし、エンジン１０の回転状態や負荷に起因した変動量を除いた圧力の変化に起因した排気温度の変動を、上記適合に反映させることはできない。このため、エンジン１０の回転状態や負荷に起因した変動量を除いた圧力が低いときに、同圧力が高いときと同様の上記増量補正を行なうと、燃料を無駄に消費することとなる。このため、本実施形態では、同圧力が低いほど増量係数を小さな値とすることで、こうした燃料の無駄な消費の抑制又は防止を図る。

更に、触媒２７に目詰まりが生じているときには、目詰まりが生じていないときよりも排気圧力（エンジン１０の回転状態や負荷に起因した変動量を除いた圧力）が上昇する。このため、目詰まりが生じているときに、生じていないときと同様の増量補正を行なったのでは、排気系の保護として適切でないことが懸念される。このため、本実施形態では、排気圧力が高いほど増量係数を大きな値とすることで、こうした懸念にも対処している。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）排気系の保護のための燃料増量補正を排気圧力に基づいて行なうことで、排気圧力に応じた排気温度の変化を反映させつつ増量補正を行なうことができる。このため、エンジン１０の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに、基本となる燃料噴射量を増量補正するに際し、排気温度の上昇に見合ったより適切な増量補正を行なうことができる。

（２）排気圧力が低いほど燃料の増量補正量を少なくすることで、燃料の無駄な消費を抑制又は防止することができる。

（３）エンジン１０の回転速度、負荷、及び排気圧力と、増量係数との関係を定めた３次元マップを備えることで、先の図２に示した基本噴射量を補正するという簡易な処理にて燃料の増量補正を行なうことができる。

（４）大気圧センサ４２の検出結果に基づき、排気圧力を推定算出するようにした。このため、エンジン１０の回転速度や負荷等に起因した排気通路２４内の圧力の変動を除いた排気圧力を適切に推定することができる。すなわち、エンジン１０の運転環境（大気圧）に起因した排気圧力の変化を適切に把握して、燃料の増量補正を行なうことができる。

（５）触媒２７の劣化の検出結果に基づき、排気圧力を推定算出するようにした。このため、エンジン１０の回転速度や負荷等に起因した排気通路２４内の圧力の変動を除いた排気圧力をより適切に推定することができる。すなわち、排気通路２４内の圧力が触媒２７の状態によって運転環境の圧力から離間することを適切に把握して、燃料の増量補正を行なうことができる。

（６）ノッキング抑制のための増量補正量と、排気系の保護のための増量補正量とをそれぞれ独立に最終噴射量に反映させるようにした。これにより、ノッキング抑制と排気系の保護とをそれぞれ好適に行なうことができる。

（７）ノッキング抑制及び排気系の保護のための増量補正量と、トルクの増大制御にかかる増量補正量との大きい方を最終噴射量に反映させるようにした。これにより、これらをそれぞれ独立に最終噴射量に反映させる場合と比較して、これら増量補正を適切に行ないつつも、燃料の増量補正量を極力低減することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中止に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、先の図２に示した排気系保護用増量算出部Ｂ３で行なわれる処理を、図８及び図９に示す処理とする。ここで、図８は、排気系の保護にかかる燃料の増量係数の算出の処理手順を示し、図９は、排気系保護用増量算出部Ｂ３の構成を示している。

図８に示す一連の処理においては、まずステップＳ３１において、エンジン１０の回転速度及び負荷を取り込む。そして、ステップＳ３２では、これら取り込まれた回転速度及び負荷に基づき、上記基本噴射量を補正するための係数である第１増量係数をマップ演算する。このマップは、図９に示すように、エンジン１０の回転速度及び負荷と増量係数（第１増量係数）との関係を定める２次元マップであり、エンジン１０の回転速度や負荷が大きいほど、増量係数の値が大きくなるように設定されている。ちなみに、第１増量係数は「１」以上であり、エンジン１０の回転速度や負荷が排気系の保護を必要としない値であるときには「１」とされている。すなわち、回転速度が所定以上とならないところや負荷が所定以上とならないところでは、「１」となっている。

一方、図８に示すステップＳ３３では、先の図３に示した処理によって算出される排気圧力の推定算出値を取り込む。そして、ステップＳ３４では、ステップＳ３３で取り込まれた排気圧力に基づいて、ステップＳ３２で算出された第１増量係数を補正するための係数である補正係数をマップ演算する。このマップは、図９に示すように、排気圧力と補正係数との関係を定めた１次元マップである。ここでは、例えば標準的な高度（海抜）にあって、且つ触媒２７の劣化がないとき、エンジン１０の所定の運転状態において想定される排気圧力（例えば１気圧）を基準排圧とし、この基準排圧で補正係数が「１」となるように設定されている。そして、基準排圧に対して排気圧力が高いほど補正係数が大きくなり、基準排圧に対して排気圧力が低いほど補正係数が小さくなる。なお、上記ステップＳ３２で用いる２次元マップは、この基準排圧のときに必要となる燃料増量を算出するための値に設定されている。

一方、図８に示すステップＳ３４では、ステップＳ３２で算出された第１増量係数にステップＳ３４で算出された補正係数を乗算することで、第２増量係数を算出する。そして、ステップＳ３６では、第２増量係数が「１」よりも大きいか否かを判断する。そして、第２増量係数が「１」よりも大きいときにはステップＳ３７において、排気系保護用増量算出部Ｂ３の出力する最終的な増量係数を第２増量係数とする。一方、第２増量係数が「１」以下であるときには、最終的な増量係数を「１」とする。

ここで、ステップＳ３６の処理を設けたのは、補正係数が「１」より小さくなり得ることによる。補正係数が「１」より小さくなることに起因して第２増量係数が「１」以下となることは、排気系の保護のために基本噴射量を補正する必要がないことを意味するに過ぎない。したがって、増量係数としては「１」以下の値は意味をなさず、これを排除するためにステップＳ３６の処理を設けた。もっとも、基準排圧を高地等に対応した低い値に設定するとともに、回転速度及び負荷と第１増量係数との関係を定めた上記２次元マップをこれに対応して設定するなら、補正係数が「１」より小さくならない設定は可能であり、このときには、ステップＳ３６を設けなくてもよい。ただし、回転速度及び負荷と第１増量係数との関係を定めた上記２次元マップの値については、これを通常の走行状態（標準的な海抜であって、且つ触媒２７の劣化がない状態）を想定したものとする方が適合しやすい。また、排気圧力を考慮することなく燃料の増量補正を行なう従来の装置においても、その適合は、通常の走行状態を想定してなされている。このため、本実施形態の構成は、上記２次元マップの適合を簡易に行なうことのできる構成であるのみならず、２次元マップが既に存在するエンジンにあっては、これを有効利用することのできる構成でもある。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）〜（７）の効果に加えて、更に以下の効果を得ることができる。

（８）回転速度及び負荷に基づき算出される増量係数を排気圧力に基づき補正することで、回転速度、負荷、及び排気圧力と増量係数との関係を定めた３次元マップを備える場合と比較してマップデータ量を低減することができる。また、回転速度及び負荷と排気圧力との関係を定めた２次元マップとして既存のものがある場合には、これを排気圧力に基づき補正することで適切な増量補正ができるため、この２次元マップを有効活用することもできる。

（９）標準的な海抜であって、且つ触媒２７の劣化がないときにおける排気圧力を基準排圧とし、このときに補正係数が「１」となる設定とした。これにより、２次元マップの適合を容易とすることや、２次元マップが既に存在するエンジンにあっては、これを有効利用することを容易とすることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１の実施形態では、回転速度、負荷、及び排気圧力と増量係数との関係を定めた３次元マップについて、排気圧力の値を「３」値としたものが例示されているが、これに限らない。また、３次元マップにも限らず、例えば負荷と排気圧力との２次元マップでもよい。更に、増量係数を演算するものに限らず、例えば基本噴射量に加算する増量を演算するものであってもよい。要は、基本となる燃料噴射量を増量補正する補正値と、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方並びに排気圧力との関係を定めたマップであればよい。

・上記第２の実施形態では、回転速度、及び負荷と増量係数との関係を定めた２次元マップを用いたがこれに限らない。例えば負荷と増量係数との関係を定めた１次元マップ等でもよく、また、増量係数を演算するものに限らず、例えば基本噴射量に加算する増量を演算するものであってもよい。

・通常の走行状態における排気圧力で補正係数が「１」となる態様にて補正係数を設定しなくても、排気圧力が低いほど補正係数を小さくすることで、燃料の増量補正による燃料の無駄な消費を抑制又は防止することはできる。

・当該機関の負荷及び回転速度の少なくとも一方が所定以上となるときに、該少なくとも一方に基づき算出される補正値としては、補正係数に限らず、例えば基本噴射量に加算する増量を演算するものであってもよい。この際、この補正値によって基本噴射量の補正がなされない排気圧力である規準排圧を、通常の走行状態（標準的な海抜であって、且つ排気系に、エンジン１０の回転速度や負荷以外に排気圧力を大気圧から離間させる要因がない状態）における排気圧力（例えば標準的な海抜における大気圧：１気圧）とすることが望ましい。

・排気圧力の推定算出に際しての触媒劣化検出の利用態様については、上記のものに限らない。例えば触媒劣化の度合いをレベル別に検出するとともに、このレベルに応じて、大気圧に加算する所定値を可変設定するようにしてもよい。

・内燃機関の排気通路に備えられる排気浄化装置としては、上記触媒２７に限らない。例えば内燃機関が筒内噴射式ガソリンエンジンである場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒等であってもよい。

・排気浄化装置の劣化の検出結果に基づき排気圧力を推定せず、例えば大気圧を排気圧力としても排気圧力として略正確な値を認知することはできる。

・増量補正を排気圧力に基づいて行なう高負荷増量補正手段による排気圧力の推定手法としては、上記各実施形態やそれらの変形例で例示したものに限らない。例えば過給機を備える内燃機関にあっては、過給機の状態によって排気圧力が変化するため、高負荷増量補正手段が過給機の状態に基づき排気圧力を推定算出する処理を行なってもよい。

・排気の圧力を直接検出する手段の検出結果に基づいて燃料噴射量を算出してもよい。ただし、例えば当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるときに燃料の増量補正をするもの等にあっては、内燃機関の回転状態や負荷に起因した排気温度の変動は、上記少なくとも一方のパラメータに基づく増量補正に反映される。このため、上記少なくとも一方のパラメータに基づく増量補正の適合値には、回転速度や負荷に起因した排気圧力の変動が既に反映されていることがある。このため、このように適合された増量補正を利用するためには、直接検出された排気系の圧力から上記圧力の変動を除くことが望ましい。

・内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるとき、排気圧力に基づいて燃料噴射量を算出し、該算出した燃料噴射量にて燃料噴射制御を行なう高負荷増量補正手段は、電子制御装置４０を備えて構成されるものに限らず、また、エンジン１０の構成も適宜変更してよい。

本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態の構成を示す図。 本実施形態にかかる燃料噴射量の算出処理を示すブロック図。 同実施形態における排気圧力の推定算出の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における触媒劣化検出の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における燃料の増量補正の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態において、回転速度、負荷及び排気圧力と燃料の増量係数との関係を示す３次元マップ。 排気圧力と排気温度との関係を示す図。 第２の実施形態における燃料の増量補正の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる燃料の増量補正の処理を示すブロック図。

符号の説明

１０…エンジン、２４…排気通路、２７…触媒、２８…空燃比センサ、４０…電子制御装置、４１…酸素センサ、４２…大気圧センサ。

Claims (6)

1. 内燃機関の運転状態に応じて基本となる燃料噴射量を設定すると共に、前記内燃機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるとき、前記基本となる燃料噴射量を増量補正して排気系を保護する高負荷増量補正手段を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記高負荷増量補正手段は、前記増量補正を排気圧力に基づいて行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
2. 前記排気圧力に基づく増量補正は、該排気圧力が低いほど増量補正量を少なくするものである請求項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
3. 前記高負荷増量補正手段は、前記基本となる燃料噴射量を増量補正のための補正値と、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方並びに前記排気圧力との関係を定めたマップを備える請求項２記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
4. 前記高負荷増量補正手段は、当該機関の回転速度及び負荷の少なくとも一方が所定以上となるとき、該少なくとも一方に基づき算出される増量補正値を、前記排気圧力に基づいて補正するものである請求項２記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
5. 前記高負荷増量補正手段は、大気圧を検出する手段の検出結果に基づき、前記排気圧力を推定する請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   当該機関は、排気通路に排気浄化装置を備えるものであり、
   前記高負荷増量補正手段は、前記排気浄化装置の劣化状態を検出する手段の検出結果に基づき、前記排気圧力を推定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。

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