JP2012163067A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＯＴＰ増量を行った時の燃費悪化や排気特性の悪化を抑制することを目的とする。
【解決手段】排気浄化触媒の収束温度を推定し、該推定した収束温度を用いてＯＴＰ増量値を算出する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときは（Ｓ１０３，Ｓ１０４）、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を零として排気浄化触媒の収束温度を推定する（Ｓ１１５，Ｓ１０７）。
【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関の燃料噴射量制御として、その運転状態が通常運転状態であるときよりも燃料噴射量を増量補正する、所謂ＯＴＰ（0ver Temperature Protection）増量やパワー増量
が知られている。ＯＴＰ増量は、排気浄化用触媒の過昇温を抑制するために行われる燃料噴射量の増量補正である。燃料噴射量を増量すると、燃料の気化熱によって排気温度が低下するため、排気浄化触媒の温度を低下させることができる。一方、パワー増量は、出力トルクを増大させるために行われる燃料噴射量の増量補正である。燃料噴射量を増量することで混合気の空燃比を出力空燃比に低下させると、出力トルクを増大させることができる。

これらの増量補正は内燃機関の運転状態が特定の運転状態であるときに行われる。例えば、ＯＴＰ増量は、高負荷・高回転運転状態のときに行われてもよく、パワー増量は、急加速が要求された高負荷運転状態のときに行われてもよい。ここで、ＯＴＰ増量における燃料噴射量の増量値をＯＴＰ増量値と称し、パワー増量における燃料噴射量の増量値をパワー増量値と称する。

特許文献１には、内燃機関の定常運転状態における触媒の定常推定温度の基本値を機関回転数及び機関負荷に基づいて求め、この基本値を、点火時期の遅角度合と、排気の吸気系への還流度合と、スロットル弁の略全開時の燃料噴射量の増量度合との少なくともいずれかに応じて補正することで、触媒の定常推定温度を求める技術が記載されている。

特開２００３−３４３２４２号公報

ＯＴＰ増量を行う時のＯＴＰ増量値が排気浄化触媒の温度に対して過剰に大きいと、燃費悪化や排気特性の悪化を招く虞がある。そのため、ＯＴＰ増量を行う際には、排気浄化触媒の温度を推定し、ＯＴＰ増量値を、その推定した温度に応じた値に調整する必要がある。

ここで、パワー増量を行った場合においても、ＯＴＰ増量を行った場合と同様、燃料の気化熱によって排気の温度が低下するため、それに伴い排気浄化触媒の温度が低下する。そのため、パワー増量を行っている時に排気浄化触媒の温度を推定する場合は、通常、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を考慮する必要がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、ＯＴＰ増量値をより適切な値に調整することで、ＯＴＰ増量を行った時の燃費悪化や排気特性の悪化を抑制することを目的とする。

本発明は、排気浄化触媒の収束温度を推定し、該推定した収束温度を用いてＯＴＰ増量値を算出する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実
行条件との両方が成立したときは、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を零として排気浄化触媒の収束温度を推定するものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、
排気浄化触媒の過昇温を抑制するために燃料噴射量を増量するＯＴＰ増量の実行条件であるＯＴＰ増量実行条件と、混合気の空燃比を出力空燃比とするために燃料噴射量を増量するパワー増量の実行条件であるパワー増量実行条件との両方が成立した場合、ＯＴＰ増量とパワー増量とのうち増量値がより大きい方の増量補正を行う燃料噴射量制御部と、
機関回転速度及び機関負荷に基づいて算出される基準収束温度を少なくともパワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分に基づいて補正することで、内燃機関の運転状態が通常運転状態であると仮定したときの排気浄化触媒の収束温度を推定する収束温度推定部と、
内燃機関の運転状態が通常運転状態であると仮定したときの現在の排気浄化触媒の温度である通常温度を前記収束温度に基づいて推定する通常温度推定部と、
排気浄化触媒の温度が前記収束温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値であるＯＴＰ増量基準値を前記通常温度及び前記収束温度に基づいて補正することで、排気浄化触媒の温度が前記通常温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値であるＯＴＰ増量補正値を算出するＯＴＰ増量補正値算出部と、
ＯＴＰ増量を行う際に、ＯＴＰ増量値として前記ＯＴＰ増量基準値又は前記ＯＴＰ増量補正値のいずれかを選択するＯＴＰ増量値決定部と、を備え、
前記ＯＴＰ増量実行条件と前記パワー増量実行条件との両方が成立しているときは、前記収束温度推定部が、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を零として前記収束温度を推定する。

内燃機関の運転状態が一定の通常運転状態（即ち、ＯＴＰ増量及びパワー増量が行われていない運転状態）である期間が継続すれば、排気浄化触媒の温度はその運転状態に応じた温度に収束する。この時の温度を収束温度と称する。また、内燃機関の運転状態が通常運転状態であると仮定したときの現在の排気浄化触媒の温度（即ち、収束温度に至る以前の温度）を通常温度と称する。

本発明においては、ＯＴＰ増量実行条件が成立したときはＯＴＰ増量が行われ、パワー増量実行条件が成立したときはパワー増量が行われる。そして、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときはＯＴＰ増量とパワー増量のうち増量値がより大きい方の増量補正が行われる。

ＯＴＰ増量を行う際のＯＴＰ増量値としては、ＯＴＰ増量基準値又はＯＴＰ増量補正値のいずれかが設定される。ＯＴＰ増量補正値の算出には、排気浄化触媒の収束温度及び通常温度が用いられる。

ここで、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときに、ＯＴＰ増量値の方がパワー増量値よりも大きい場合は、ＯＴＰ増量が選択されて行われる。この時、パワー増量実行条件が成立していることから、パワー増量を行っている時と同様、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分に基づいて基準収束温度を補正することで収束温度を推定すると、その推定値が実際の収束温度よりも低く算出される。その結果、該収束温度の推定値を用いて求められるＯＴＰ増量補正値が不必要に大きくなる場合がある。この場合、該ＯＴＰ増量補正値がＯＴＰ増量値として選択され、ＯＴＰ増量が行われると、その増量分が過剰となり、燃費悪化や排気特性の悪化を招く虞がある。

そこで、本発明では、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときは、収束温度推定部が、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を零として収
束温度を推定する。これにより、収束温度が実際の収束温度よりも低く算出されることが抑制される。その結果、ＯＴＰ増量補正値が不必要に大きくなることが抑制される。そのため、ＯＴＰ増量を行った際の燃費悪化や排気特性の悪化を抑制することができる。

本発明に係る燃料噴射制御装置は、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときであって、パワー増量値がＯＴＰ増量値より大きいときに、パワー増量値とＯＴＰ増量値との差分相当の燃料噴射量の増量に起因する排気浄化触媒の温度低下量を算出する温度低下量算出部をさらに備えてもよい。そして、ＯＴＰ増量実行条件とパワー増量実行条件との両方が成立したときであって、パワー増量値がＯＴＰ増量値より大きいときは、収束温度推定部が、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分に代えて、温度低下量算出部によって算出された温度低下分に基づいて基準収束温度を補正することで収束温度を推定してもよい。

これによれば、パワー増量が行われているときに算出される収束温度は、パワー増量値とＯＴＰ増量値の差分相当の燃料噴射量の増量に起因する温度低下量を反映した値となる。そして、このように算出された収束温度に基づいて通常温度が推定される。そのため、収束温度及び通常温度を用いて算出されるＯＴＰ増量補正値をより適切な値とすることができる。その結果、次回、ＯＴＰ増量補正値をＯＴＰ増量値としてＯＴＰ増量を行うこととなったときに、より適切な燃料噴射量の増量補正を行うことが可能となる。

本発明によれば、ＯＴＰ増量値をより適切な値に調整することが出来る。その結果、ＯＴＰ増量を行った時の燃費悪化や排気特性の悪化を抑制することが可能となる。

実施例１に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例１に係る、ＥＣＵにおける燃料噴射制御に係る部分の機能構成の概略を示すブロック図である。 実施例１に係る、ＯＴＰ増量値算出部の機能構成の概略を示すブロック図である。 実施例１に係る、温度推定部の機能構成の概略を示すブロック図である。 実施例１に係る、収束温度Ｔｃｏ、パワー増量温度補正量ΔＴｐ、通常温度Ｔｎｏ、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ、パワー増量値ｅｋｐｗｒ、増量反映値ｅｋ、及びスロットル弁の開度ＴＡの推移を示すタイムチャートである。 実施例１に係るＯＴＰ増量値の算出フローを示すフローチャートの一部である。 実施例１に係るＯＴＰ増量値の算出フローを示すフローチャートの一部である。 実施例２に係る、温度推定部の機能構成の概略を示すブロック図である。 実施例２に係る、収束温度Ｔｃｏ、パワー増量温度補正量ΔＴｐ、通常温度Ｔｎｏ、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ、パワー増量値ｅｋｐｗｒ、増量反映値ｅｋ、及びスロットル弁の開度ＴＡの推移を示すタイムチャートである。 実施例２に係るＯＴＰ増量値の算出フローを示すフローチャートの一部である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
［内燃機関の吸排気系の概略構成］
図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用のガソリンエンジンである。ただし、本発明に係る内燃機関は、ガソリンエンジンに限られるものではなく、例えばディーゼルエンジンであってもよい。

気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。

内燃機関１には、燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１が設けられている。燃料噴射弁１０は、吸気ポート４内に燃料を噴射する。点火プラグ１１は気筒２内の燃焼室において混合気に点火する。

吸気ポート４には吸気通路８接続されている。排気ポート５には排気通路９が接続されている。吸気通路８にはエアフローメータ１２およびスロットル弁１３が吸入空気の流れに沿って上流側から順に設けられている。排気通路９には排気浄化触媒１７が設けられている。排気浄化触媒１７は三元触媒を含んで構成されている。ただし、本発明に係る排気浄化触媒は三元触媒に限られるものではなく、例えば、酸化触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等の周知の触媒を含んで構成されてもよい。

以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１２の他、クランクポジションセンサ２１、アクセル開度センサ２２、及び車速センサ２３が電気的に接続されている。これらのセンサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。

クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。車速センサ２３は、内燃機関１を搭載した車両の速度を検出するセンサである。ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を算出する。また、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ２２の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。

また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁１０、点火プラグ１１、及びスロットル弁１３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらの装置が制御される。

［燃料噴射量制御］
内燃機関１においては、その運転状態が通常運転状態であるときは、混合気の目標空燃比を理論空燃比として燃料噴射量の制御が行われる。ただし、本発明に係る内燃機関の通常運転時の目標空燃比は理論空燃比に限られるものではない。そして、内燃機関１の運転状態が特定の運転状態であるときは、通常運転時よりも燃料噴射量を増量補正するＯＴＰ増量やパワー増量が行われる。ＯＴＰ増量は、内燃機関１の運転状態が、高負荷・高回転運転状態である第一特定運転状態であるときに行われる。パワー増量は、内燃機関１の運転状態が、高負荷運転状態である第二特定運転状態であるときに行われる。第一特定運転状態及び第二特定運転状態は実験等に基づいて予め定められている。

図２〜４は、ＥＣＵ２０における燃料噴射制御に係る部分の機能構成の概略を示すブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ２０は、増量値算出部２０１、燃料噴射量制御部２０２、及び温度推定部２０３を有している。

増量値算出部２０１は、燃料噴射量の増量補正を行う時の増量値を設定する。燃料噴射量制御部２０２は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制御する。温度推定部２０３は、排気浄化触媒１７の収束温度及び通常温度を推定する。収束温度は、内燃機関１の運転状態が通常運転状態であると仮定したとき、即ち、内燃機関１における混合気の空燃比が理論空燃比であると仮定したときの排気浄化触媒１７の収束温度である。また、通常温度は、内燃機関１の運転状態が通常運転状態であると仮定したとき、即ち、内燃機関１における混合気の空燃比が理論空燃比であると仮定したときの現在の排気浄化触媒１７の温度である。温度推定部２０３の詳細については後述する。

増量値算出部２０１は、ＯＴＰ増量値算出部２０５、パワー増量値算出部２０６、及び増量値決定部２０７を有している。ＯＴＰ増量値算出部２０５は、ＯＴＰ増量を行う時の燃料噴射量の補正項であるＯＴＰ増量値を算出する。ＯＴＰ増量値算出部２０５は、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態にあるときは、１より大きい値をＯＴＰ増量値として算出する。ＯＴＰ増量値算出部２０５の詳細については後述する。

パワー増量値算出部２０６は、パワー増量を行う時の燃料噴射量の補正項であるパワー増量値を、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて算出する。ＥＣＵ２０には、パワー増量値と機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬとの関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。パワー増量値算出部２０６は該マップ又は関数を用いてパワー増量値を算出する。パワー増量値算出部２０６は、内燃機関１の運転状態が第二特定運転状態にあるときは、１より大きい値をパワー増量値として算出する。

増量値決定部２０７は、ＯＴＰ増量値算出部２０５で算出されたＯＴＰ増量値及びパワー増量値算出部２０６で算出されたパワー増量値に基づいて増量値を決定する。つまり、ＯＴＰ増量値が１より大きい場合は、ＯＴＰ増量値を増量値に決定し、パワー増量値が１より大きい場合は、パワー増量値を増量値に決定する。
また、増量値決定部２０７は、ＯＴＰ増量値及びパワー増量値のいずれもが１より大きい場合は、ＯＴＰ増量値とパワー増量値とのうちより大きい方を選択して増量値を決定する。

燃料噴射量制御部２０２は、内燃機関１の運転状態に基づいて定まる基準燃料噴射量（内燃機関１の運転状態が通常運転状態であるときの燃料噴射量）を、増量値算出部２０１によって算出された増量値に基づいて補正することで、燃料噴射量の増量補正を実行する。

図３は、ＯＴＰ増量値算出部２０５の機能構成の概略を示すブロック図である。ＯＴＰ増量値算出部２０５は、ＯＴＰ増量基準値算出部２０５１、ＯＴＰ増量補正係数算出部２０５２、ＯＴＰ増量補正値算出部２０５３、及びＯＴＰ増量値決定部２０５４を有している。

ＯＴＰ増量基準値算出部２０５１は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいてＯＴＰ増量基準値を算出する。ＯＴＰ増量基準値は、排気浄化触媒１７の温度が収束温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値である。即ち、ＯＴＰ増量基準値は、排気浄化触媒１７の温度を、収束温度からＯＴ判定温度より低い温度まで低下させるような増量値である。ここで、ＯＴ判定温度とは、排気浄化触媒１７の温度が該ＯＴ判定温度以上であれば、排気浄化触媒１７が過昇温していると判定される閾値となる温度である。ＥＣＵ２０には、内燃機関１の機関回転速度及び機関負荷とＯＴＰ増量基準値との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。ＯＴＰ増量基準値算出部２０５１は該マップ又は関数を用いてＯＴＰ増量基準値を算出する。

ＯＴＰ増量補正係数算出部２０５２は、ＯＴＰ増量基準値を補正するための補正係数であるＯＴＰ増量補正係数を算出する。ＯＴＰ増量補正係数Ｃｏｔは、温度推定部２０３において算出される収束温度Ｔｃｏ及び通常温度Ｔｎｏと、ＯＴ判定温度Ｔ０とに基づいて、下記式（１）によって算出される。
Ｃｏｔ＝（Ｔｎｏ−Ｔ０）／（Ｔｃｏ−Ｔ０）・・・（１）

ＯＴＰ増量補正値算出部２０５３はＯＴＰ増量補正値を算出する。ＯＴＰ増量補正値は、排気浄化触媒１７の温度が通常温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値である。即ち、ＯＴＰ増量補正値は、排気浄化触媒１７の温度を、通常温度からＯＴ判定温度より低い温度まで低下させるような増量値である。ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃは、ＯＴＰ増量基準値ｅｋｏｔｐｂ及びＯＴＰ増量補正係数Ｃｏｔに基づいて、下記式（２）によって算出される。
ｅｋｏｔｐｃ＝Ｃｏｔ×ｅｋｏｔｐｂ・・・（２）

ＯＴＰ増量値決定部２０５４は、収束温度と通常温度とを比較すると共に、ＯＴＰ増量基準値とＯＴＰ増量補正値とを比較することで、ＯＴＰ増量基準値又はＯＴＰ増量補正値のいずれかをＯＴＰ増量値として選択する。つまり、収束温度が通常温度よりも低い場合、又は、ＯＴＰ増量基準値がＯＴＰ増量補正値よりも小さい場合、ＯＴＰ増量値決定部２０５４はＯＴＰ増量基準値をＯＴＰ増量値に決定する。一方、通常温度が収束温度以下であって且つＯＴＰ増量補正値がＯＴＰ増量基準値以下の場合、ＯＴＰ増量値決定部２０５４はＯＴＰ増量補正値をＯＴＰ増量値に決定する。

排気浄化触媒１７の通常温度が収束温度よりも低いときに、ＯＴＰ基準増量値を増量値としてＯＴＰ増量を行うと、燃料噴射量が過剰に多くなる。ＯＴＰ増量値を上記のように決定することで、このようなＯＴＰ増量を行った際の燃料噴射量の過剰な増加を抑制することができる。

図４は、温度推定部２０３の機能構成の概略を示すブロック図である。温度推定部２０３は、ＯＴＰ増量を行うか否かを判別するため、また、ＯＴＰ増量を行う際のＯＴＰ増量値を求めるために用いる、排気浄化触媒１７の収束温度及び通常温度を推定する。温度推定部２０３は、基準収束温度算出部２０３１、遅角温度補正量算出部２０３２、車速温度補正量算出部２０３３、パワー増量温度補正量算出部２０３４、収束温度算出部２０３５、及び通常温度算出部２０３６を有している。

基準収束温度算出部２０３１は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて基準収束温度を算出する。ＥＣＵ２０には、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬと基準収束温度との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。基準収束温度算出部２０３１は該マップ又は関数を用いて基準収束温度を算出する。

収束温度は、排気浄化触媒１７の温度に影響を与える複数の補正項目に基づいて基準収束温度を補正することで算出される。遅角温度補正量算出部２０３２は、燃料噴射時期の遅角量Δｔｆｒｅ及び内燃機関１の機関負荷ＫＬに基づいて遅角温度補正量を算出する。遅角温度補正量は、燃料噴射時期を遅角することに起因する排気浄化触媒１７の温度上昇量である。ＥＣＵ２０には、燃料噴射時期の遅角量Δｔｆｒｅ及び内燃機関１の機関負荷ＫＬと遅角温度補正量との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。遅角温度補正量算出部２０３２は該マップ又は関数を用いて遅角温度補正量を算出する。

車速温度補正量算出部２０３３は、内燃機関１を搭載した車両の車速ｅｓｐｄに基づいて車速温度補正量を算出する。車速温度補正量は、車両の走行風によって熱が持ち去られ
ることに起因する排気浄化触媒１７の温度低下量である。ＥＣＵ２０には、車速ｅｓｐｄと車速温度補正量との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。車速温度補正量算出部２０３３は該マップ又は関数を用いて車速温度補正量を算出する。

パワー増量温度補正量算出部２０３４は、パワー増量値算出部２０６で算出されたパワー増量値に基づいてパワー増量温度補正量を算出する。パワー増量が行われた場合も、ＯＴＰ増量が行われた場合と同様、燃料の気化熱によって排気の温度が低下し、それに伴い排気浄化触媒１７の温度が低下する。パワー増量温度補正量は、パワー増量に起因する排気浄化触媒１７の温度低下量である。ＥＣＵ２０には、パワー増量値とパワー増量温度補正量との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。パワー増量温度補正量算出部２０３４は該マップ又は関数を用いてパワー増量温度補正量を算出する。

収束温度算出部２０３５は排気浄化触媒１７の収束温度を算出する。収束温度Ｔｃｏは、基準収束温度Ｔｃｏｂ、遅角温度補正量ΔＴｒ、車速温度補正量ΔＴｓ、及びパワー増量温度補正量ΔＴｐに基づいて、下記式（３）によって算出される。
Ｔｃｏ＝Ｔｃｏｂ−ΔＴｐ＋ΔＴｒ−ΔＴｓ・・・（３）
尚、本実施例においては、上記のように、基準収束温度を遅角温度補正量、車速温度補正量、及びパワー増量温度補正量に基づいて補正することで収束温度を算出したが、少なくともパワー増量温度補正量を含んでいれば、補正項目はこれらに限られるものではない。

通常温度算出部２０３６は、排気浄化触媒１７の通常温度を算出する。通常温度Ｔｎｏは、下記式（４）によって収束温度Ｔｃｏに対しなまし処理を行うことで算出する。
Ｔｎｏ（ｎ）＝Ｔｎｏ（ｎ−１）＋（Ｔｃｏ−Ｔｎｏ（ｎ−１））／ｋ・・・（４）
上記式（４）において、Ｔｎｏ（ｎ）が今回算出される通常温度であり、Ｔｎｏ（ｎ−１）が前回算出された通常温度である。また、ｋはなまし回数である。

ここで、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態であり且つ第二特定運転状態であるときの収束温度の算出方法について説明する。上述したように、ＯＴＰ増量値及びパワー増量値のいずれもが１より大きい場合（即ち、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態であり且つ第二特定運転状態である場合）は、ＯＴＰ増量値とパワー増量値とのうちより大きい方に増量値が決定され、燃料噴射量の増量補正が実行される。このとき、ＯＴＰ増量値の方がパワー増量値よりも大きいために、ＯＴＰ増量の方が選択され行われた時において、パワー増量は行われないにも関わらず、上記式（３）によって収束温度Ｔｃｏを算出する際にパワー増量値に基づいて算出されたパワー増量温度補正量ΔＴｐが反映されると、収束温度Ｔｃｏが実際の値よりも低く算出される。

そうすると、その収束温度Ｔｃｏを用いて、上記式（１）によって算出されるＯＴＰ増量補正係数Ｃｏｔの値が大きくなる。その結果、上記式（２）によって算出されるＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが不必要に大きくなる。このように不必要に大きいＯＴＰ増量補正値が次回のＯＴＰ増量値として選択され、ＯＴＰ増量が行われると、その増量分が過剰となり、燃費悪化や排気特性の悪化を招く虞がある。

そこで、本実施例においては、ＯＴＰ増量値及びパワー増量値のいずれもが１より大きい場合は、収束温度算出部２０３５は、パワー増量温度補正量ΔＴｐを零として収束温度Ｔｃｏを算出する。これにより、収束温度が実際の値よりも低く算出されることが抑制される。その結果、ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが不必要に大きくなることが抑制される。そのため、該ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが次回のＯＴＰ増量値として選択され、ＯＴＰ増量が行われた際に、燃費悪化や排気特性の悪化を招くことを抑制することができる。

図５は、本実施例に係る、収束温度Ｔｃｏ、パワー増量温度補正量ΔＴｐ、通常温度Ｔｎｏ、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ、パワー増量値ｅｋｐｗｒ、増量反映値（最終的な増量値）ｅｋ、及びスロットル弁１３の開度ＴＡの推移を示すタイムチャートである。図５におけるＴＡ０は、パワー増量を行うか否かの閾値となるスロットル弁１３の開度を表している。つまり、スロットル弁１３の開度ＴＡがＴＡ０以上の場合、内燃機関１の運転状態が第二特定運転状態であると判断できる。

図５において、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ＞１の期間が、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態である期間であり、パワー増量値ｅｋｐｗｒ＞１の期間が、内燃機関１の運転状態が第二特定運転状態である期間である。つまり、期間Δｔｓでは、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態であり且つ第二特定運転状態である。尚、期間Δｔｓにおいては、ＯＴＰ増量基準値ｅｋｏｔｐｂ＞ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃであるため、ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃがＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐとして選択されている（つまり、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ＝ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃとなっている）。

そして、期間Δｔｓにおいては、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ＞パワー増量値ｅｋｐｗｒとなっているため、増量補正としてＯＴＰ増量が選択され行われる（つまり、増量反映値ｅｋ＝ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐとなっている）。

この時、期間Δｔｓにおいて、パワー増量値ｅｋｐｗｒに基づいてパワー増量温度補正量ΔＴｐが算出されると、図５における破線で示すような値となる。そして、該パワー増量温度補正量ΔＴｐを反映して収束温度Ｔｃｏ及び通常温度Ｔｎｏが算出されると、それぞれの値が図５における破線で示すような値となる。この破線で示すように収束温度Ｔｃｏが低く算出されると、該収束温度Ｔｃｏの算出値を用いて算出されるＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが図５における破線で示すように大きくなる。その結果、増量反映値ｅｋが図５における破線で示すように不必要に大きくなる。

しかしながら、本実施例では、上述したように、ｅｋｏｔｐ＞１且つｅｋｐｗｒ＞１である期間Δｔｓにおいては、パワー増量温度補正量ΔＴｐを図５における実線で示すように零として、収束温度Ｔｃｏを算出する。これにより、収束温度Ｔｃｏは図５における実線で示すような値となる。つまり、収束温度Ｔｃｏが実際の収束温度よりも低く算出されることが抑制される。そのため、図５において、実線で示すように、ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが大きくなることが抑制され、その結果、増量反映値ｅｋが不必要に大きくなることも抑制される。

［ＯＴＰ増量値算出フロー］
図６及び７は、本実施例に係るＯＴＰ増量値の算出フローを示すフローチャートである。本実施例においては、ＥＣＵ２０によって本フローが所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローにおけるステップＳ１０１では、基準収束温度算出部２０３１によって、基準収束温度Ｔｃｏｂが算出される。次に、ステップＳ１０２において、遅角温度補正量算出部２０３２によって遅角温度補正量ΔＴｒが算出され、車速温度補正量算出部２０３３によって車速温度補正量ΔＴｓが算出される。

次に、ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０によって、現時点のパワー増量値ｅｋｐｗｒ（パワー増量値算出部２０６によって算出された値）が１より大きいか否かが判別される。ステップＳ１０３において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１１５の処理が実行される。

ステップＳ１０４においては、ＥＣＵ２０によって、現時点のＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ（前回の本フローの実行により算出された値）が１以下であるか否かが判別される。ステップＳ１０４において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０５の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１１５の処理が実行される。

ステップＳ１０５においては、パワー増量温度補正量算出部２０３４によって、パワー増量温度補正量ΔＴｐが算出される。一方、ステップＳ１１５においては、ＥＣＵ２０によって、パワー増量温度補正量ΔＴｐが零に設定される。

次に、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２０によって、内燃機関１におけるフューエルカット制御（Ｆ／Ｃ）がＯＦＦとなっているか否かが判別される。ステップＳ１０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０７の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１１６の処理が実行される。

ステップＳ１０７においては、収束温度算出部２０３５によって、上記式（３）を用いて収束温度Ｔｃｏが算出される。一方、ステップＳ１１６においては、ＥＣＵ２０によって、収束温度Ｔｃｏが予め定められた初期値に設定される。

次に、ステップＳ１０８において、通常温度算出部２０３６によって、上記式（４）を用いて通常温度Ｔｎｏが算出される。

次に、ステップＳ１０９において、収束温度ＴｃｏがＯＴ判定温度Ｔ０以上であり、且つ通常温度ＴｎｏがＯＴ判定温度Ｔ０以上であるか否かが判別される。ステップＳ１０９において、否定判定された場合、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態ではないと判断できる。この場合、次に、ステップＳ１１８において、ＥＣＵ２０によって、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐが１に設定される。一方、ステップＳ１０９において、肯定判定された場合、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態であると判断できる。この場合、次に、ステップＳ１１０において、ＯＴＰ増量基準値算出部２０５１によって、ＯＴＰ増量基準値ｅｋｏｔｐｂが算出される。

次に、ステップＳ１１１において、ＯＴＰ増量補正係数算出部２０５２によって、上記式（１）を用いてＯＴＰ増量補正係数Ｃｏｔが算出される。次に、ステップＳ１１２において、ＯＴＰ増量補正値算出部２０５３によって、上記式（２）を用いてＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃが算出される。

次に、ステップＳ１１３において、ＯＴＰ増量値決定部２０５４によって、ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃがＯＴＰ増量基準値ｅｋｏｔｐｂより大きいか、又は、収束温度Ｔｃｏが通常温度Ｔｎｏより小さいか否かが判別される。ステップＳ１１３において、肯定判定された場合、次に、ステップＳ１１４において、ＯＴＰ増量値決定部２０５４によって、ＯＴＰ増量基準値ｅｋｏｔｐｂがＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐとして選択される。一方、ステップＳ１１３において、否定判定された場合、次に、ステップＳ１１７において、ＯＴＰ増量値決定部２０５４によって、ＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃがＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐとして選択される。

＜実施例２＞
［燃料噴射制御］
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る燃料噴射制御について、実施例１とは異なる点を主として説明する。

図８は、本実施例に係る温度推定部２０３の機能構成の概略を示すブロック図である。本実施例に係る温度推定部２０３は、基準収束温度算出部２０３１、遅角温度補正量算出部２０３２、車速温度補正量算出部２０３３、パワー増量温度補正量算出部２０３４、収束温度算出部２０３５、通常温度算出部２０３６に加え、増量値差分温度補正量算出部２０３７を有している。この点以外のＥＣＵ２０における燃料噴射制御に係る部分の機能構成は実施例１と同様である。

増量値差分温度補正量算出部２０３７は、パワー増量値算出部２０６で算出されたパワー増量値からＯＴＰ増量値算出部２０５で算出されたＯＴＰ増量値を減算した値に基づいて増量値差分温度補正量を算出する。増量値差分温度補正量は、パワー増量値とＯＴＰ増量値との差分相当の燃料噴射量の増量に起因する排気浄化触媒１７の温度低下量である。ＥＣＵ２０には、パワー増量値からＯＴＰ増量値を減算した値である増量値差と増量値差分温度補正量との関係を示すマップ又は関数が予め記憶されている。増量値差分温度補正量算出部２０３７は該マップ又は関数を用いて増量値差分温度補正量を算出する。

ここで、本実施例においても、実施例１と同様、ＯＴＰ増量値及びパワー増量値のいずれもが１より大きい場合（即ち、内燃機関１の運転状態が第一特定運転状態であり且つ第二特定運転状態である場合）は、ＯＴＰ増量値とパワー増量値とのうちより大きい方に増量値が決定され、燃料噴射量の増量補正が実行される。従って、パワー増量値がＯＴＰ増量値より大きい場合は、パワー増量が行われる。

このとき、本実施例においては、収束温度算出部２０３５が、パワー増量温度補正量に代えて増量値差分温度補正量に基づいて、排気浄化触媒１７の収束温度を算出する。つまり、この場合、収束温度Ｔｃｏは、基準収束温度Ｔｃｏｂ、遅角温度補正量ΔＴｒ、車速温度補正量ΔＴｓ、及び増量値差分温度補正量ΔＴｐｏに基づいて、下記式（５）によって算出される。
Ｔｃｏ＝Ｔｃｏｂ−ΔＴｐｏ＋ΔＴｒ−ΔＴｓ・・・（５）
尚、この場合も、基準収束温度を補正する補正項目は、少なくとも増量値差分温度補正量を含んでいれば、遅角温度補正量及び車速温度補正量に限られるものではない。

そして、通常温度算出部２０３６は、上記式（５）を用いて算出された収束温度Ｔｃｏに対し、上記式（４）によってなまし処理を行うことで通常温度Ｔｎｏを算出する。さらに、ＯＴＰ増量値算出部２０５におけるＯＴＰ増量補正係数算出部２０５２は、このように算出された収束温度Ｔｃｏ及び通常温度Ｔｎｏと、ＯＴ判定温度Ｔ０とに基づいて、上記式（１）によってＯＴＰ増量補正係数Ｃｏｔを算出する。また、ＯＴＰ増量補正値算出部２０５３は、上記式（２）によってＯＴＰ増量補正値ｅｋｏｔｐｃを算出する。

図９は、本実施例に係る、収束温度Ｔｃｏ、増量値差分温度補正量ΔＴｐｏ、通常温度Ｔｎｏ、ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ、パワー増量値ｅｋｐｗｒ、増量反映値ｅｋ、及びスロットル弁１３の開度ＴＡの推移を示すタイムチャートである。図９において、ＴＡ０は、図５と同様、パワー増量を行うか否かの閾値となるスロットル弁１３の開度を表している。

図９の期間Δｔｓにおいては、パワー増量値ｅｋｐｗｒ＞ＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐとなっているため、増量補正としてパワー増量が選択され行われる（つまり、増量反映値ｅｋ＝パワー増量値ｅｋｐｗｒとなっている）。この時、本実施例では、増量値差分温度補正量ΔＴｐｏが算出され、該増量値差分温度補正量ΔＴｐｏを反映して収束温度Ｔｃｏが算出される。そのため、収束温度Ｔｃｏは、実施例１のようにパワー増量温度補正量ΔＴｐ＝０として上記式（３）に基づいて算出される場合（図９において破線で示す値）に比べて、低くなる。そして、このように算出された収束温度Ｔｃｏに基づいて通常温度Ｔｎｏ
が算出される。

本実施例によれば、パワー増量が行われているときに算出される収束温度及び通常温度が、パワー増量値とＯＴＰ増量値の差分相当の燃料噴射量の増量に起因する温度低下量を反映した値として算出される。そのため、収束温度及び通常温度を用いて算出されるＯＴＰ増量補正値をより適切な値とすることができる。その結果、次回、ＯＴＰ増量補正値をＯＴＰ増量値としてＯＴＰ増量を行うこととなったときに、より適切な燃料噴射量の増量補正を行うことが可能となる。

［ＯＴＰ増量値算出フロー］
図１０は、本実施例に係るＯＴＰ増量値の算出フローを示すフローチャートの一部である。本実施例においては、ＥＣＵ２０によって本フローが所定の間隔で繰り返し実行される。尚、ここでは、図６に示すフローチャートにおける各ステップと同一処理を行うステップについては同一の参照番号を付し、その説明を省略する。また、ステップＳ１０８より後のフローは図７に示すフローチャートと同様である。本実施例においては、ＥＣＵ２０によって本フローが所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローでは、ステップＳ１０３において肯定判定された場合、次にステップＳ２０４の処理が実行される。ステップＳ２０４においては、ＥＣＵ２０によって、現時点のパワー増量値ｅｋｐｗｒ（パワー増量値算出部２０６によって算出された値）が現時点のＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ（前回の本フローの実行により算出された値）よりも大きいか否かが判別される。ステップＳ２０４において、肯定判定された場合、次にステップＳ２０５の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１１５の処理が実行される。

ステップＳ２０５においては、増量値差分温度補正量算出部２０３７によって、増量値差分温度補正量ΔＴｐｏが算出される。次に、ステップＳ２０６において、ＥＣＵ２０によって、内燃機関１におけるフューエルカット制御（Ｆ／Ｃ）がＯＦＦとなっているか否かが判別される。ステップＳ２０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ２０７の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１１６の処理が実行される。

ステップＳ２０７においては、収束温度算出部２０３５によって、上記式（５）を用いて収束温度Ｔｃｏが算出される。次に、ステップＳ１０８の処理が実行される。

本フローによれば、パワー増量値ｅｋｐｗｒがＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐよりも大きい場合は、ステップＳ２０７において、増量値差分温度補正量ΔＴｐｏを反映した収束温度が算出される。一方、パワー増量値ｅｋｐｗｒがＯＴＰ増量値ｅｋｏｔｐ以下の場合は、実施例１と同様、ステップＳ１０７において、パワー増量温度補正量ΔＴｐを零として収束温度が算出される。

１・・・内燃機関
８・・・吸気通路
９・・・排気通路
１０・・燃料噴射弁
１３・・スロットル弁
１７・・排気浄化触媒
２０・・ＥＣＵ
２０１・・増量値算出部
２０２・・念路湯噴射量制御部
２０３・・温度推定部
２０３１・・基準収束温度算出部
２０３２・・遅角温度補正量算出部
２０３３・・車速温度補正量算出部
２０３４・・パワー増量温度補正量算出部
２０３５・・収束温度算出部
２０３６・・通常温度算出部
２０３７・・増量値差分温度補正量算出部
２０５・・ＯＴＰ増量値算出部
２０５１・・ＯＴＰ増量基準値算出部
２０５２・・ＯＴＰ増量補正係数算出部
２０５３・・ＯＴＰ増量補正値算出部
２０５４・・ＯＴＰ増量値決定部
２０６・・パワー増量値算出部
２０７・・増量値決定部

Claims (2)

1. 排気浄化触媒の過昇温を抑制するために燃料噴射量を増量するＯＴＰ増量の実行条件であるＯＴＰ増量実行条件と、混合気の空燃比を出力空燃比とするために燃料噴射量を増量するパワー増量の実行条件であるパワー増量実行条件との両方が成立した場合、ＯＴＰ増量とパワー増量とのうち増量値がより大きい方の増量補正を行う燃料噴射量制御部と、
   機関回転速度及び機関負荷に基づいて算出される基準収束温度を少なくともパワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分に基づいて補正することで、内燃機関の運転状態が通常運転状態であると仮定したときの排気浄化触媒の収束温度を推定する収束温度推定部と、
   内燃機関の運転状態が通常運転状態であると仮定したときの現在の排気浄化触媒の温度である通常温度を前記収束温度に基づいて推定する通常温度推定部と、
   排気浄化触媒の温度が前記収束温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値であるＯＴＰ増量基準値を前記通常温度及び前記収束温度に基づいて補正することで、排気浄化触媒の温度が前記通常温度であると仮定した場合のＯＴＰ増量値であるＯＴＰ増量補正値を算出するＯＴＰ増量補正値算出部と、
   ＯＴＰ増量を行う際に、ＯＴＰ増量値として前記ＯＴＰ増量基準値又は前記ＯＴＰ増量補正値のいずれかを選択するＯＴＰ増量値決定部と、を備え、
   前記ＯＴＰ増量実行条件と前記パワー増量実行条件との両方が成立しているときは、前記収束温度推定部が、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分を零として前記収束温度を推定する内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記ＯＴＰ増量実行条件と前記パワー増量実行条件との両方が成立したときであって、パワー増量値がＯＴＰ増量値より大きいときに、パワー増量値とＯＴＰ増量値との差分相当の燃料噴射量の増量に起因する排気浄化触媒の温度低下量を算出する温度低下量算出部をさらに備え、
   前記ＯＴＰ増量実行条件と前記パワー増量実行条件との両方が成立したときであって、パワー増量値がＯＴＰ増量値より大きいときは、前記収束温度推定部が、パワー増量に起因する排気浄化触媒の温度低下分に代えて、前記温度低下量算出部によって算出された温度低下分に基づいて前記基準収束温度を補正することで前記収束温度を推定する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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