JP6471108B2 - 内燃機関の燃料制御装置及び燃料噴射制御方法 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の燃料制御装置に係り、特にインジェクタの駆動回路の発熱を抑制する内燃機関の燃料制御装置及び燃料噴射制御方法に関する。

従来から、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタは、インジェクタ駆動回路からの電流を通電することで、燃料を噴射している。しかし、インジェクタ駆動回路は、インジェクタの通電時間、通電回数が多くなると、インジェクタ駆動回路の消費電力が多くなり、インジェクタ駆動回路を含む制御装置が発熱する。

特に、筒内噴射型の内燃機関（直噴式のガソリン機関やディーゼル機関）の場合には、噴射すべき燃料圧力を高く設定しなければならない。このため、インジェクタ駆動回路は、バッテリからの電圧を昇圧させる回路を備えており、このインジェクタ駆動回路を用いて昇圧させた電圧でインジェクタを駆動しなければならない。この結果、インジェクタ駆動回路に流れる電流は従来に比べて大きくなり、インジェクタ駆動回路は更に発熱しやすく、これによってインジェクタ駆動回路が故障するばかりでなく、更には制御装置の故障にも繋がるおそれがあった。

そこで、発熱に基づくインジェクタ駆動回路や制御装置の故障を未然に防止すべく、インジェクタ駆動回路の温度を検出する温度検出手段を設け、検出された温度が所定の温度（シャットダウン温度）を超え、過熱温度に達していると判定した場合には、インジェクタ駆動回路の動作を停止（シャットダウン）し、検出された温度が所定の温度以下となった場合には、シャットダウンを解除してインジェクタ駆動回路の動作を復帰させるようにしている。

例えば、特開２０１１−２２０２４４号公報（特許文献１）に記載の燃料噴射制御装置は、１回の燃焼サイクルの間に噴射する燃料の回数を複数回に分けて噴射（以下、このような燃料噴射制御を多段噴射制御と表記する）している。そして、インジェクタ駆動回路の発熱を低減する必要がある状態になると、多段噴射制御を実行しないで単発噴射制御（１回の燃焼サイクルの間に１回だけ噴射する）を実行するように、インジェクタ駆動回路を介してインジェクタを駆動させることが提案されている。このような燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射回数を制限することにより、インジェクタ駆動回路の通電回数を制限して発熱を抑制し、インジェクタ駆動回路の温度を動作保証温度範囲内に維持することができるようになる。

特開２０１１−２２０２４４号公報

しかしながら、インジェクタ駆動回路の発熱を抑制するために、特許文献１のように多段噴射制御での噴射回数を単発噴射制御、或いは噴射回数を減ずるようにした多段噴射制御に移行させた場合、本来の目的である、多段噴射制御による気化潜熱の冷却効果に基づくノッキング抑制機能が阻害される恐れが大きくなる。つまり、ノッキングが発生し易い運転領域で燃料の噴射回数が制限されると、燃料の気化潜熱による冷却効果が弱くなって燃焼室内の温度が高くなり、ノッキングが発生しやすい環境に至ることで、ノッキングが容易に発生する可能性が高くなるものである。

本発明は、多段噴射制御を行なうインジェクタ駆動回路の発熱を抑制すると共に、ノッキングの発生をできるだけ抑制することができる内燃機関の燃料制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。

本発明の特徴は、１燃焼サイクル毎に多段噴射制御を実行している状態で、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上になると、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数以下の噴射回数の範囲で、多段噴射回数の増減を繰り返して燃料を噴射する、ところにある。

本発明によれば、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数以下の噴射回数の範囲で多段噴射回数を増減しているため、多段噴射回数が少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路の通電回数が制限されるのでインジェクタ駆動回路の発熱が抑制され、多段噴射回数が多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられてノッキングが発生するのを抑制することが可能となるものである。

筒内噴射式内燃機関の燃料制御装置の全体構成を示す構成図である。 図１のコントロールユニットの内部構成及び入出力を示すブロック図である。 インジェクタ駆動回路とマイクロコンピュータとの関係を示す構成図である。 インジェクタに通電する電流波形を説明するための説明図である。 本発明の実施形態になる燃料制御装置の具体的な制御ブロック図である。 本発明の実施形態になる多段噴射回数制限手段の具体的な制御フローを示すフローチャートである 燃料噴射回数の減算回数と点火時期補正量の関係を示す説明図である。 図５に示す制御ブロックの制御フローを説明するフローチャートである。 過熱温度領域のインジェクタ駆動素子の温度変化を説明する説明図である。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明は、多段噴射制御を行なうインジェクタ駆動回路の発熱を抑制すると共に、ノッキングの発生をできるだけ抑制することを目的としている。このため、本発明の実施形態では、インジェクタ駆動回路の発熱を抑制する発熱抑制制御手段として、多段噴射回数制限手段を備えていることが特徴となっている。多段噴射回数制限手段は、１燃焼サイクル毎に多段噴射制御を実行している状態で、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上になると、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数以下の噴射回数の範囲で多段噴射回数を増減して燃料を噴射する機能を備えている。

尚、本発明では、内燃機関の燃料制御装置に、発熱抑制制御手段として多段噴射回数制限手段だけを備えることも可能であるが、以下の説明では発熱抑制制御手段として、昇圧電圧、燃圧、インジェクタ通電電流、回転数等を制限することによってインジェクタ駆動回路の発熱を抑制できることが知られているので、これらと組み合わせた実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態になる筒内噴射型の内燃機関とその燃料制御装置とを共に示した全体構成図である。

図示の筒内噴射型の内燃機関８０は、例えば、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒の内燃機関であって、シリンダヘッド１１と、シリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５とを有し、ピストン１５の上方には燃焼室１７が形成されている。

燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧が印加される点火プラグ３５及び燃焼室１７内に直接的に燃料を噴射するインジェクタ３０が臨設されている。なお、図において、点火プラグ３５及びインジェクタ３０は、便宜上、燃焼室１７の天井部の左右に並設されているが、それらの配設位置は適宜に設定可能である。

各シリンダに導入されて燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０の始端部に設けられたエアクリーナ２１の入口部２１ａから取り入れられ、空気流量計（エアフロセンサ）２４を通り、電制スロットル弁２５が収容されたスロットルボディ２６を通ってコレクタ２７に入る。コレクタ２７に入った空気は、コレクタ２７から吸気通路２０の下流部分を形成する分岐通路部（吸気管、吸気ポート）及びその下流端に配在された、吸気カムシャフト２９により開閉駆動される吸気弁２８を介して各気筒の燃焼室１７に導かれる。

燃焼室１７に吸入された空気とインジェクタ３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５により点火されて爆発、燃焼せしめられ、その燃焼排気ガスは、排気カムシャフト４９により開閉駆動される排気弁４８を介して排気通路４０に排出され、排気通路４０に配備された触媒コンバータ４６で浄化された後、外部に排出される。

また、エアフロセンサ２４からは、吸気流量を表す信号がコントロールユニット１０に出力されている。さらに、スロットルボディ２６には、電制スロットル弁２５の開度を検出するスロットルセンサ２３が取り付けられており、その信号もコントロールユニット１０に出力されるようになっている。

一方、インジェクタ３０から噴射されるガソリン等の燃料は、燃料タンク５０から低圧燃料ポンプ５１により一次加圧されて燃圧レギュレータ５２により一定の圧力（例えば３ｋｇ／ｃｍ２）に調圧される。調圧された燃料は、さらに、排気カムシャフト４９に設けられたポンプ駆動カムにより駆動される高圧燃料ポンプ５９において、より高い圧力（例えば５０ｋｇ／ｃｍ２）に２次加圧されてコモンレール（蓄圧室）５３へ圧送される。

コモンレール５３に、圧送された燃料は、各気筒に設けられているインジェクタ３０に供給され、インジェクタ３０から各気筒の燃焼室１７に噴射される。燃焼室１７に噴射された燃料は、点火コイル３４で高電圧化された点火信号により点火プラグ３５で着火される。なお、インジェクタ３０に供給される燃料の圧力（燃圧）は、燃圧センサ５６により検出され、その信号はコントロールユニット１０に出力されるようになっている。

エンジン８０のクランク軸１８に取り付けられたクランク角センサ３７は、クランク軸１８の回転位置を検出し、検出された信号はコントロールユニット１０に出力されるようになっている。

さらに、クランク軸１８からのトルクは変速機６０に伝達され、変速機６０は、コントロールユニット１０からの制御信号により、所望の変速段数に変更され、変更された変速段数は、ポジションセンサ３６により検出され、この検出信号は、コントロールユニット１０に出力される。

図２は、図１に示すコントロールユニット１０の内部構成およびそれの入出力を示すブロック図である。コントロールユニット１０は、マイクロコンピュータ（演算部）１００を含む電子制御式のものである。図２に示すように、コントロールユニット１０の主要部は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、及びＲＡＭ７３を含むマイクロコンピュータ１００と、Ａ／Ｄ変換器、駆動回路等を含むＩ／Ｏ装置９０とを含んでいる。コントロールユニット１０は、Ｉ／Ｏ装置９０を介して、図２に示すように、クランク角センサ３７、ポジションセンサ３６、燃圧センサ５６等を含む各種のセンサからの信号を入力信号として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力信号として出力する。

具体的には、コントロールユニット１０は、入力信号として、クランク角センサ３７により検出されるクランク軸１８の回転角度・位相（回転位置）を表す検出（角度）信号、ポジションセンサ３６により検出される変速機６０のギアのシフト位置（ギアレンジ）を表す検出信号、燃圧センサ５６により検出される燃料圧力に応じた信号、シリンダブロック１２に配設された水温センサ１９により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号、スロットルセンサ２３により検出される電制スロットル弁２５の開度に応じた信号、アクセルセンサから得られるアクセルペダルの踏み込み量を示す信号、排気通路４０に配設された空燃比センサ４４により検出される排ガス中の例えば酸素濃度に応じた信号、エアフロセンサに２４より検出される吸入空気量に応じた信号、イグニッションスイッチからの始動開始（クランキング開始）を示す信号、等を入力信号として、所定の周期を以って取り込む。

そして、コントロールユニット１０は、取り込まれた入力信号に基づき、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された制御信号を、（低圧及び高圧の）燃料ポンプ、各インジェクタ３０及び点火コイル３４、電制リリーフ弁５５、電制スロットル弁２５、制御情報を報知するたとえばランプ、カーナビゲーションシステムなどの報知装置６４、等に所定の制御信号を出力して、燃料吐出量制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、スロットル弁の開度制御、等を実行するものである。

図３は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置１０におけるインジェクタ駆動回路９０と、マイクロコンピュータ１００との関係を説明するための図である。

インジェクタ駆動回路９０は、マイクロコンピュータ１００からの駆動信号Ｓｃにより、インジェクタ３０に電流を通電し、インジェクタ３０を駆動させるための回路である。インジェクタ駆動回路９０は、車両のバッテリ６２に接続され、マイクロコンピュータ１００からの昇圧回路駆動信号Ｓａにより、バッテリ６２からのバッテリ電圧ＶＢを昇圧させる昇圧回路９１と、昇圧された昇圧電圧ＶＨ及びマイクロコンピュータ１００からの駆動信号Ｓｃにより、インジェクタ３０を駆動させる通電電流を出力するインジェクタ駆動素子９２と、を備えている。

インジェクタ駆動回路９０は、さらに、温度検出装置９３、電圧検出装置９５、及び電流検出装置９６を備えている。温度検出装置９３は、過熱温度診断機能を有しており、過熱温度診断機能は２つの温度閾値を持ち、インジェクタ駆動回路の温度が警告温度ＴＳＥＴ１を超えたタイミング信号、インジェクタ駆動回路の温度が保証温度ＴＳＥＴ２を超えたタイミング信号を、マイクロコンピュータに出力するようになっている。

具体的には、温度検出装置９３は、過熱温度診断機能により、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが、（１）予め設定された警告温度ＴＳＥＴ１以下であるか、（２）警告温度ＴＳＥＴ１を超えて、予め設定された保証温度ＴＳＥＴ２以下（過熱温度領域）であるか、（３）保証温度ＴＳＥＴ２を超えているか、の判定を行い、少なくとも、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１、ＴＳＥＴ２を超えたタイミング、検出温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１又は保証温度ＴＳＥＴ２を下回ったときのタイミングの検出を行なうことができるものである。

ここで、警告温度ＴＳＥＴ１とは、インジェクタ駆動回路９０の発熱を抑制すべき制御を行なうための閾値となる温度であり、予め実験や解析等から設定された温度である。また、保証温度ＴＳＥＴ２は、インジェクタ駆動回路９０のインジェクタ駆動素子９２が動作可能な最大温度であり、この温度ＴＳＥＴ２を超えるとインジェクタ駆動素子９２が正常に動作するのが困難になる温度である。

また、電圧検出装置９５は、昇圧回路９１により昇圧された電圧を検出するものであり、検出された電圧検出信号Ｖｓがマイクロコンピュータ１００に出力されるように接続されている。さらに、電流検出装置９６は、インジェクタ３０に通電する電流値を検出する装置であり、検出された電流検出信号Ａｓがマイクロコンピュータ１００に出力されるように接続されている。

このように構成されたインジェクタ回路９０は、図３に示すように、マイクロコンピュータ１００から昇圧回路９１への昇圧回路駆動信号Ｓａにより、バッテリからの電圧を昇圧させる。そして、マイクロコンピュータ１００からの駆動信号Ｓｃにより、所定のインジェクタ通電期間Ｔにおいて、ピーク電流Ｉｐを通電すると共に、インジェクタ通電電流として、第一の保持電流Ｉｂ、及び、第一の保持電流よりも小さい第二の保持電流Ｉｃを、インジェクタ３０に通電し、インジェクタ３０を駆動させることができる。

このように構成されたインジェクタ回路９０は、図４に示すように、マイクロコンピュータ１００から昇圧回路９１への昇圧回路駆動信号Ｓａにより、バッテリからの電圧を昇圧させる。そして、マイクロコンピュータ１００からの駆動信号Ｓｃにより、所定のインジェクタ通電期間Ｔにおいて、ピーク電流Ｉｐを通電すると共に、インジェクタ通電電流として、第一の保持電流Ｉｂ、及び、第一の保持電流よりも小さい第二の保持電流Ｉｃを、インジェクタ３０に通電し、インジェクタ３０を駆動させることができる。

図５は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置１０のマイクロコンピュータ１００が行なう制御の制御ブロック図であり、図６、図７は本実施形態になる多段燃料噴射制限手段の制御フローと、点火時期の補正量（リタード量）を示しており、図８は、図５に示す制御ブロック図に基づいた制御フロー図を示しており、図９は、過熱温度領域におけるインジェクタ駆動素子９２の温度変化を説明するための図である。

図５に示すように、制御装置１０（マイクロコンピュータ１００）は、運転状態検出手段１０１と、発熱抑制制御手段１０４と、発熱抑制制御解除手段１０７と、報知手段１０８と、シャットダウン手段１０９と、を少なくとも備えている。

運転状態検出手段１０１は、車両の運転状態を検出するためのセンサ（運転状態検出装置）として、クランク角センサ３７、燃圧センサ５６、ポジションセンサ３６、電圧検出装置９５、及び、温度検出装置９３等の信号に基づいて、車両の運転状態を検出する手段である。

具体的には、運転状態検出手段１０１は、クランク角センサ３７から内燃機関の回転数を検出し、燃圧センサ５６から燃料圧力を検出し、ポジションセンサ３６から変速機６０のギアレンジを検出し、内燃機関の回転数とギアレンジから内燃機関８０により駆動される車両の車速を算出する。また、運転状態検出手段１０１は、図３に示す電圧検出装置９５からバッテリ電圧ＶＢを昇圧させた昇圧電圧ＶＨを検出し、電流検出装置９６から、インジェクタ３０に通電する電流値を検出している。さらに、運転状態検出手段１０１は、運転状態として、温度検出装置９３の出力信号により、警告温度ＴＳＥＴ１を継続して超えたときに、その超えた時点から現時点までの経過時間を算出する。この経過時間は、具体的には、図９の経過時間ｔｆに相当する。

本実施形態の特徴である発熱抑制制御手段１０４は、温度検出装置９３から出力される、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが所定温度を超える温度条件が成立するタイミングの出力信号に基づいて、インジェクタ駆動回路９０の発熱を抑制するように内燃機関８０の制御を行なうものであり、車両の運転状態に基づいて、インジェクタに通電する電流、インジェクタに供給する燃料圧力、内燃機関８０の回転数、又はバッテリからの昇圧させる電圧、インジェクタの噴射回数のうち少なくとも１つのパラメータを選択すると共に、発熱の抑制を行なう制御、すなわち、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣを抑制するに効果的なパラメータを選択し、パラメータの値を制限する（小さくする）ように、内燃機関８０の制御を行うものである。

本実施形態では、発熱抑制制御手段１０４は、温度検出装置９３からの出力信号により、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが、警告温度ＴＳＥＴ１を超えて、予め設定された保証温度ＴＳＥＴ２以下の過熱温度領域内にある温度条件が成立した際に、インジェクタ駆動回路９０の発熱を抑制するように内燃機関８０の制御を行なう。

具体的には、発熱抑制制御手段１０４は、制限選択手段１０５、昇圧電圧制限手段１０６ａ、燃圧制限手段１０６ｂ、通電電流制限手段１０６ｃ、回転数制限手段１０６ｄ及び、多段噴射回数制限手段１０６ｅを備えている。

上述したように、本実施形態では多段噴射制御を行なうインジェクタ駆動回路の発熱を抑制すると共に、ノッキングの発生をできるだけ抑制することを目的としている。このため、本実施形態では、多段噴射回数制限手段１０６ｅを備えていることが特徴となっている。多段噴射回数制限手段１０６ｅは、１燃焼サイクル毎に多段噴射制御を実行している状態で、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上になると、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数Ｔｆｎｉ以下の噴射回数の範囲で、多段噴射回数ｆｎｉを周期的に増減して燃料を噴射する構成としている。

これによれば、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数Ｔｆｎｉ以下の噴射回数の範囲で、多段噴射回数ｆｎｉを周期的に増減しているため、多段噴射回数ｆｎｉが少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路の通電回数が制限されるのでインジェクタ駆動回路の発熱が抑制され、多段噴射回数ｆｎｉが多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられて、ノッキングが発生するのを抑制することが可能となるものである。尚、本実施形態になる多段噴射回数制限手段１０６ｅについては後で詳細に説明する。

制限選択手段１０５は、車両運転状態検出手段１０１が検出した、内燃機関回転数、燃料圧力、変速機のギアレンジ、車速、昇圧電圧（値）、インジェクタに通電する電流（値）、及び、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を継続して超えてからの経過時間を確認し、車両の運転状態に影響を与えない項目から順に、インジェクタに通電する電流、インジェクタに供給する燃料圧力、内燃機関の回転数、又はバッテリからの昇圧させる電圧、多段噴射回数ｆｎｉのパラメータを選択する。

そして、選択したパラメータに対応する制限手段１０６ａ〜１０６ｅは、選択した順に、インジェクタ駆動回路９０のインジェクタ駆動素子９２に発生する熱量を下げるように、内燃機関８０の制御を行なう。

例えば、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えたときに、車両の運転状態として、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えてからの経過時間に応じて、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制する効果が大きい順に、制限すべきパラメータを選択し、これに対応する５つの制限手段１０６ａ〜１０６ｅにより、選択されたパラメータの値を制限するように、内燃機関を制御する。

この発熱を抑制する効果が大きいパラメータの選択は、インジェクタ駆動素子９２の発熱状態を再現し、実際に各パラメータを制限するように内燃機関を制御するような実験や解析等によって予め求めることができる。

より好ましくは、図９に示すように、警告温度を超えてからの経過時間ｔｆが長くなるに従って、選択した順に、これらの制限手段１０６ａ〜１０６ｅを、同時（加算的）に行うようにパラメータの選択を行なう。例えば、昇圧電圧、燃料圧力、通電電流、回転数、多段噴射回数ｆｎｉに対応したパラメータを順に選択した場合には、まず、昇圧電圧制限手段１０６ａにより昇圧電圧の抑制を行い、経過時間ｔｆにおいて充分に発熱を抑制できない（例えば所定の温度以下にならない）場合には、この昇圧電圧の抑制の制御に加え、燃圧制限手段１０６ｂにより、インジェクタに供給する燃料圧力の抑制の制御も行なう。

このように、警告温度を超えてからの経過時間ｔｆが長くなるに従って、これらの制限手段１０６ａ〜１０６ｅを、同時に行うようにパラメータの選択を行なうので、保証温度ＴＳＥＴ２まで上昇する前に、効率的かつ確実に発熱を抑制することができる。

また、別の態様としては、運転者の運転性を確保したい又は走行の快適性を確保したい場合には、制限選択手段１０５は、車両の運転状態として、車速に基づいて、運転状態に影響を与えない順に（車速が変化し難い順に）、後述する５つの制限手段１０６ａ〜１０６ｅのパラメータを選択してもよい。そして、同様にインジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えてからの経過時間に応じて、選択したパラメータの順に、これらの制限手段１０６ａ〜１０６ｅによるパラメータの値を抑制する制御を同時に行うようにする。

このように制限選択手段１０５により選択されるパラメータを制限する手段は、以下の５つからなる。

昇圧電圧制限手段１０６ａは、制限選択手段１０５によりパラメータとして昇圧電圧が選択された場合に、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制すべく、昇圧電圧ＶＨの値を制限する（下げる）ように内燃機関８０を制御する手段である。昇圧電圧ＶＨの出力を制限する方法としては、発熱を抑制して運転性を損なわなければ、昇圧電圧ＶＨの出力の制限方法は特に限定されるものではないが、例えば、昇圧電圧ＶＨがある設定値以上である場合、図４に示す、インジェクタ３０にピーク電流Ｉｐを制限して流すべく、バッテリ電圧ＶＢから昇圧電圧ＶＨの上限値を制限する。

これにより、図４に示す、インジェクタ３０に通電するピーク電流Ｉｐが下がるため、インジェクタ駆動素子９２のＯＮ抵抗（通電に起因する抵抗）による消費電力を抑制し、インジェクタ駆動素子９２に発生する熱量が抑制される。また昇圧電圧を制限することにより昇圧回路９１自体の発熱も抑制され、昇圧回路９１からの放射熱によるインジェクタ駆動素子９２の温度上昇も抑制できる。

尚、昇圧電圧制限手段１０６ａにより、インジェクタ３０に通電するピーク電流Ｉｐが下がると、インジェクタ３０の弁の開度が小さくなり、初期燃料噴射量が減少し、シリンダ内の燃料噴射拡散が悪化して燃費および排気ガスエミッションが悪化するおそれがある。よって、これを防ぐため、インジェクタ３０に通電するピーク電流Ｉｐを下げた状態で、内燃機関８０の燃料制御の因子を調整し、燃費および排気ガスエミッションの悪化を食いとどめるように制御することがより好ましい。

燃圧制限手段１０６ｂは、制限選択手段１０５によりパラメータとして燃料圧力が選択された場合に、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制すべく、パラメータとしてインジェクタ３０に供給される燃料圧力の値を制限する（下げる）ように内燃機関８０を制御する手段である。具体的には、燃圧制限手段１０６ｂは、燃料圧力がある設定値以上である場合、燃料圧力を下げる方向に高圧又は低圧の燃料ポンプ５１、５９を制御し、燃料圧力の上限値を制限する。これにより、小さいインジェクタ通電電流で燃料噴射が可能になる。この結果、インジェクタ駆動素子９２のＯＮ抵抗による消費電力を抑制することができ、インジェクタ駆動素子９２に発生する熱量が抑制される。

尚、燃圧制限手段１０６ｂにより、燃料圧力を下げると、燃料噴射圧力が下がるため、シリンダ内の燃料拡散が悪化し、燃費および排気ガスエミッションが悪化する。これを防ぐため、燃料圧力を下げた状態で、内燃機関の燃料制御の因子を調整し、燃費および排気ガスエミッションの悪化を抑制することがより好ましい。

通電電流制限手段１０６ｃは、制限選択手段１０５によりパラメータとして通電電流が選択された場合に、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制すべく、インジェクタ３０に通電すべき電流の値を制限する（下げる）ように内燃機関８０を制御する手段である。具体的には、通電電流制限手段１０６ｃは、インジェクタ通電電流がある設定値以上である場合、マイクロコンピュータ１００からの駆動信号Ｓｃの大きさを小さくして、インジェクタ通電電流の上限値を制限する。これにより、インジェクタ通電電流を小さくし、インジェクタ駆動素子９２のＯＮ抵抗による消費電力を抑制することができ、インジェクタ駆動素子９２に発生する熱量が抑制される。

尚、通電電流制限手段１０６ｃは、インジェクタ通電電流を下げると、インジェクタ３０の弁の開度が小さくなり、燃料噴射量が少なくなるため、シリンダ内の燃料拡散が悪化し、燃費および排気ガスエミッションが悪化する。これを防ぐため、インジェクタ電流を下げた状態で、図４に示すインジェクタ通電時間Ｔなどの内燃機関の燃料制御の因子を調整し、燃費および排気ガスエミッションの悪化を抑制することが好ましい。

回転数制限手段１０６ｄは、制限選択手段１０５によりパラメータとして回転数が選択された場合に、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制すべく、内燃機関の回転数の値を制限することにより（具体的には、回転数を下さげるように）、内燃機関を制御する手段である。具体的には、回転数制限手段１０６ｄは、変速機のギアレンジがトップでない場合、内燃機関の制御装置から変速機制御装置に対してギアレンジを上げる命令を出し、変速機６０のギアレンジを上げる。一方、車速が一定になるように、燃料噴射量等を調整して内燃機関の制御も行ない、内燃機関の回転数を下げる。これにより、インジェクタ通電頻度を抑制し、インジェクタ駆動素子９２のＯＮ抵抗による消費電力を抑制しかつ、インジェクタＯＦＦ時にサージが発生する頻度を下げ、インジェクタ駆動素子に発生する熱量を抑制することができる。

尚、回転数制限手段１０６ｄは、別の態様として、燃料噴射量及び吸入空気量等を制御して、内燃機関の回転数がある設定値以上である場合、内燃機関の回転数の上限値を制限するようにしてもよい。内燃機関の回転数を下げることにより、上述した変速機６０のギアレンジを上げたときと同じ理由で、インジェクタ駆動素子９２に発生する熱量を抑制することができる。

本実施形態の特徴的な構成である多段噴射回数制限手段１０６ｅは、制限選択手段１０５によりパラメータとして多段噴射回数が選択された場合に、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制すべく、多段噴射回数を制限させる（具体的には、多段噴射回数ｆｎｉを減じる）手段である。

ここで、多段噴射制御においては、必要とされる要求多段噴射回数Ｔｆｎｉは、内燃機関の運転状態に応じて算出されており、空気流量、回転数、冷却水温、アクセル踏込量等のパラメータを用いて算出されている。尚、この多段噴射制御は排気エミッションを低減する目的や、ノッキングを抑制する目的から実施されているが、本実施形態では、少なくともノッキングを抑制する目的のために使用されている。

ところで、インジェクタ駆動回路の発熱を抑制するために、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えてから、保障温度ＴＳＥＴ２を超えない範囲で多段噴射回数ｆｎｉをできるだけ少なくすることが、インジェクタ駆動回路９０の温度を下げる上で有効である。

しかしながら、多段噴射制御での多段噴射回数ｆｎｉを単発噴射制御、或いは噴射回数を一様に少なくなるようにした多段噴射制御に移行させた場合、本来の目的である、多段噴射制御の気化潜熱に基づく冷却効果によるノッキング抑制機能が、阻害される恐れが大きくなる。

つまり、ノッキングが発生し易い運転領域で燃料の多段噴射回数ｆｎｉが制限（低減）されると、燃料の気化潜熱による冷却効果が弱くなって燃焼室内の温度が高くなり、ノッキングが発生しやすい環境に至ることで、ノッキングが容易に発生する可能性が高くなるものである。

そこで、インジェクタ駆動回路９０の発熱を抑制すると共に、燃料の気化潜熱による燃焼室の冷却効果を向上するため、本実施形態では次のように多段噴射回数制限手段１０６ｅを構成している。

つまり、多段噴射回数制限手段は、内燃機関の運転状態によって定まる要求多段噴射回数Ｔｆｎｉに比べて、要求多段噴射回数Ｔｆｎｉ以下の噴射回数の範囲で少なくとも１回以上の噴射回数を減算した多段噴射回数ｆｎｉとし、その多段噴射回数ｆｎｉを燃焼サイクル毎に周期的に増減することを特徴としている。

例えば、ある特定の気筒を対象とした時に、要求多段噴射回数Ｔｆｎｉが例えば３回の場合では、燃焼サイクル毎に…２回噴射⇒３回噴射⇒２回噴射⇒３回噴射…というように、１燃焼サイクルを飛び越えた燃焼サイクル毎に要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを１回だけ減算するようにして燃料噴射を実行している。

多段噴射回数ｆｎｉが少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路の通電回数が制限されるのでインジェクタ駆動回路の発熱が抑制され、多段噴射回数ｆｎｉが多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられてノッキングが発生するのを抑制することが可能となるものである。また、周期的に多段噴射回数ｆｎｉを増減することによって、時間的に平均してインジェクタ駆動回路の発熱抑制効果と、気化潜熱による燃焼室の冷却効果が得られるようになる。

もちろん、インジェクタ駆動回路の発熱抑制と気化潜熱の冷却効果を得るため、全ての燃焼サイクルで要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを減算して、燃焼サイクルが進行する毎に…１回噴射⇒２回噴射⇒１回噴射⇒２回噴射…というようにしても良いものである。また、減算する噴射回数は燃焼サイクル毎に異なっていても良いものである。更に、規則正しい周期で噴射回数の増減を行う必要はないものである。要は、噴射回数が繰り返して増減されて、インジェクタ駆動回路の発熱抑制と気化潜熱の冷却効果が得られれば良いものである。

また、インジェクタ駆動素子９２の発熱を抑制するため噴射回数を低減した後の燃料噴射量は、１燃焼サイクルで噴射予定であった燃料噴射量を噴射し終わるように、インジェクタの開弁時間を補正することで、合計した燃料量が噴射予定であった燃料噴射量と一致させることも可能である。これによって、必要とする機関トルクを充分確保することができるようになる。

また、多段噴射制御に基づく気化潜熱による冷却効果によって、ノッキングの抑制を図る運転領域で噴射回数を低減する場合は、上述の燃料噴射量の補正だけでなく、点火時期を所定量リタードさせる点火時期補正を行うことも有効である。これによってノッキングの抑制を図る運転領域において、更にノッキングの発生を抑制することができるようになる。

以上のような動作を行う多段噴射回数制限手段１０６ｅの具体的な制御フローを図６に基づき説明する。

≪ステップＳ１０≫
ステップＳ１０においては、内燃機関に設けた各種センサによって内燃機関の動作状態量を検出する。動作状態量としては空気流量、回転数、冷却水温、アクセル踏込量等が検出されている。尚、これらの動作状態量はインジェクタの要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを求めるのに使用されるものである。尚、これらの動作状態量と異なる動作状態量を検出しても良いことはいうまでもない。動作状態量を検出するとステップＳ１１に移行する。

≪ステップＳ１１≫
ステップＳ１０で内燃機関の動作状態量が検出されると、ステップＳ１１においては、これらの動作状態量を用いて、現在の内燃機関の運転状態に適した要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを演算する。一般的に、筒内噴射型のガソリン機関においては、吸気行程の前半から圧縮行程後半の範囲で燃料が噴射されている。尚、吸気行程に燃料を噴射すると燃焼室全体で均一な混合気が形成され、また、圧縮行程後半に燃料を噴射すると層状の混合気が形成される。この演算は種々の方法で行うことができ、しかも噴射回毎に燃料量を調整することができる。要求多段噴射回数Ｔｆｎｉが求まるとステップＳ１２に移行する。

≪ステップＳ１２≫
ステップＳ１２においては、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが予め設定された保証温度ＴＳＥＴ２より低いかどうかを判断する。インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より高いと、インジェクタ駆動素子９２が正常に動作しなくなる恐れがある。また、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが補償温度ＴＳＥＴ２より低いと警告温度ＴＳＥＴ１以上に過熱されている恐れがある。したがって、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より高いとステップＳ１３に移行し、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より低いとステップＳ１４に移行する。

ここで、制御ステップＳ１２では実際のインジェクタ駆動回路９０の温度を測定して保証温度ＴＳＥＴ２との判断を行なっているが、次のようにして判断することも可能である。つまり、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣを検知してから、要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを噴射した場合の上昇温度を推定し、推定温度が保証温度ＴＳＥＴ２を超える可能性がある場合に、ステップＳ１４に移行して多段噴射回数ｆｎｉを制限する制御を行なうようにすることも可能である。

推定温度は、実験や解析により多段噴射制御での噴射回数毎にインジェクタ駆動回路９０の温度の上昇特性を制御装置の記憶手段（例えば、フラッシュＲＯＭ）に記憶させておき、車両の運転状態に基づき記憶された推定温度を参照して求めることができる。

≪ステップＳ１３≫
ステップＳ１２でインジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より高いと判断されているので、インジェクタ駆動素子９２が正常に動作しなくなる恐れがある。これを回避するため、ステップＳ１３においては、インジェクタ駆動回路９０の動作を停止して、インジェクタ駆動回路９０のこれ以上の温度上昇を回避する。インジェクタ駆動回路９０の動作が停止されるとエンドに抜けて、この制御フローを終了して次の起動タイミングを待つことになる。

≪ステップＳ１４≫
ステップＳ１２でインジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より低いと判断されているので、次にステップＳ１４が実行される。ステップＳ１４においては、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが予め設定された警告温度ＴＳＥＴ１より低いかどうかを判断する。インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１より低いと、インジェクタ駆動回路９０は正常な温度範囲と判断され、エンドに抜けて、この制御フローを終了して次の起動タイミングを待つことになる。

一方、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１より高いと、インジェクタ駆動素子９２が過熱状態にあると判断され、このまま放置しておくと、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２より高くなる恐れがある。この場合は、要求多段噴射回数Ｔｆｎｉの噴射回数を減算してインジェクタ駆動回路９０の温度を下げるため、ステップＳ１５に移行する。

≪ステップＳ１５≫
ステップＳ１５においては、現在の内燃機関の運転状態から求まった要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを基準にして、次の燃焼サイクルで噴射する多段噴射回数ｆｎｉを演算する。つまり、内燃機関の運転状態によって定まる要求多段噴射回数Ｔｆｎｉに比べて、この要求多段噴射回数Ｔｆｎｉ以下の噴射回数の範囲で、少なくとも１回以上の噴射回数を減算した噴射回数とし、その噴射回数を燃焼サイクルが進行する毎に周期的に増減する演算を実行する。

例えば、第１気筒を対象とした時の要求多段噴射回数Ｔｆｎｉが３回の場合では、燃焼サイクルが進行する毎に…２回噴射⇒３回噴射⇒２回噴射⇒３回噴射…というように、１燃焼サイクルを飛び越えた燃焼サイクル毎に要求多段噴射回数Ｔｆｎｉを１回だけ減算するようにして燃料噴射回数を設定する。尚、減算する噴射回数は燃焼サイクル毎に異なっていても良いものである。更に、規則正しい周期で噴射回数の増減を行う必要はないものである。多段噴射回数ｆｎｉが求まるとステップＳ１６に移行する。

≪ステップＳ１６≫
ステップＳ１６においては、ステップＳ１５で求められた多段噴射回数ｆｎｉに基づいて、実際の燃料噴制御が実行される。この燃料噴射は燃焼サイクル毎に噴射回数が増減されていることは上述の通りである。

したがって、多段噴射回数ｆｎｉが少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路９０の通電回数が制限されるので、インジェクタ駆動回路９０の発熱が抑制される効果が得られるようになる。一方、多段噴射回数ｆｎｉが多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられて、ノッキングが発生するのを抑制する効果が得られるようになる。

尚、多段噴射回数ｆｎｉを制限するタイミングは、例えば、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えてから、次の燃焼サイクルの噴射回数や噴射タイミングをセットする時点で行えば良いものである。

≪ステップＳ１７≫
ステップＳ１７においては、ステップＳ１５で求められた多段噴射回数ｆｎｉの減算回数に応じて点火時期の補正リタード量（遅角補正量）を演算して点火時期を求めている。インジェクタ駆動回路９０の温度を下げるために燃料噴射回数を低減すると、噴射燃料の気化潜熱による燃焼室の冷却効果が弱まることが想定される。このため、燃焼室の温度が上昇してノッキングを発生しやすい環境となる。

そこで、本実施形態では、ステップＳ１４、Ｓ１５で多段噴射回数ｆｎｉの減算演算が実行されると、点火時期をリタードさせてノッキングを更に回避させるようにしている。本実施形態では、噴射回数が少なくなるほど噴射燃料の気化潜熱による燃焼室の冷却効果が弱まることから、図７に示している通り、噴射回数の減算回数が多いほど点火時期の補正リタード量Δθｉを大きく設定している。これによって、ノッキングの発生を更に回避することが可能となる。尚、本実施形態では噴射回数の減算回数に対応して補正リタード量Δθｉを決めているが、一定の補正リタード量Δθｉを用いることも可能である。

尚、この点火時期の演算は、ステップＳ１５の後に実施することも可能であり、また別の点火時期演算専用の制御フローで実行することも可能である。この場合は、ステップＳ１５での演算結果を点火時期演算専用の制御フローで取り込んで補正リタード量Δθｉを決めることができる。点火時期が求まるとステップＳ１８に移行する。

≪ステップＳ１８≫
ステップＳ１８においては、ステップＳ１７で求められた点火時期に基づいて、燃焼室に形成された混合気に着火して燃焼を行うようになる。このステップＳ１８が終了するとステップＳ１９に移行する。

≪ステップＳ１９≫
ステップＳ１９においては、上述したインジェクタ駆動回路９０の発熱抑制動作を実行した後の結果を検証するため、再び、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが予め設定された警告温度ＴＳＥＴ１より低くなったかどうかを判断する。そして、ステップＳ１９で、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが依然として警告温度ＴＳＥＴ１より高いと判断されると、再びステップＳ１５に戻る。

ステップＳ１５では、これを受けて全ての燃焼サイクルで燃料噴射回数を減算して、燃焼サイクルが進行する毎に…１回噴射⇒２回噴射⇒１回噴射⇒２回噴射…というように、多段噴射回数ｆｎｉの減算回数を大きくして、インジェクタ駆動回路９０の発熱を更に抑制するように制御する。この場合も点火時期の遅角補正量Δθｉは、多段噴射回数ｆｎｉの減算回数に対応して大きく設定されることはいうまでもない。

一方、インジェクタ駆動回路９０の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１より低いと判断されると、インジェクタ駆動回路９０は正常な温度範囲に戻ったものと見做されてステップＳ２０に移行する。

≪ステップＳ２０≫
ステップＳ１９でインジェクタ駆動回路９０は正常な温度範囲に戻ったものと見做されているので、ステップＳ２０においては、通常の要求多段噴射回数Ｔｆｎｉによる多段噴射制御と、通常の点火時期制御へ復帰し、その後、エンドに抜けてこの制御フローを終了し、次の起動タイミングを待つことになる。

このように、本制御フローを実行することによって、１燃焼サイクル毎に多段噴射制御を実行している状態で、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上になると、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数Ｔｆｎｉ以下の噴射回数の範囲で、多段噴射回数ｆｎｉを増減する。そして、燃料を噴射する多段噴射回数ｆｎｉが少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路の通電回数が制限されるのでインジェクタ駆動回路の発熱が抑制され、多段噴射回数ｆｎｉが多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられてノッキングが抑制されるようになるものである。

さて、図５に戻って、制限手段１０６ａ〜１０６ｅは、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えてからの経過時間に応じて、選択した制限手段の出力を制限する量を調整してもよい。この場合には、経過時間が長くなるに従って、出力を制限する量を増やすことがより好ましい。

発熱抑制制御解除手段１０７は、発熱抑制制御手段１０４により、インジェクタ駆動素子９２が警告温度ＴＳＥＴ１以下になった場合において、警告温度ＴＳＥＴ１以下になった時点から、所定の時間（図９に示す時間ｔｅ）が経過するまで、発熱抑制制御手段１０４により発熱抑制をすべく内燃機関８０の制御（発熱抑制制御）を継続して行わせて、その所定の時間の経過後には、発熱抑制の制御を解除する手段である。

このように、インジェクタ駆動素子９２が、警告温度ＴＳＥＴ１以下になった場合であっても、所定の期間経過後まで、発熱抑制制御を継続することにより、発熱抑制制御から通常制御を再開させたとしても、インジェクタ駆動素子９２が再発熱し、すぐに警告温度以上になってしまうことを回避することができる。例えば、発熱抑制制御を解除する方法としては、上述した制限手段において、制限した上限値をもとの値に戻すことにより、発熱抑制の制御を解除することができる。

報知手段１０８は、過温度領域内にある温度条件が成立した場合には、温度条件の成立を報知し、さらに、温度条件が成立から不成立に変化した場合に、温度条件が不成立の情報を報知すべく、発熱抑制制御解除手段１０７が発熱抑制制御を解除した場合には、その解除を報知する手段である。

具体的には、報知手段１０８は、温度検出装置９３からインジェクタ駆動素子の温度（インジェクタ駆動回路の温度）が警告温度を超えた出力信号を受けた場合に、車内のナビゲーションシステムの画面に表示したり、ランプを点灯させたり、スピーカーから警告音を発したりして、運転者に、インジェクタ駆動素子の温度が過温度領域にあることを報知するべく、報知装置６４（ナビゲーションシステム等）に警告信号を出力する。これにより運転者は不必要にアクセルを踏み込まないようにしたり、車両を停止させるなどしたりして、インジェクタ駆動素子の発熱を抑制することができる。

シャットダウン手段１０９は、温度検出装置９３により、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが、保証温度ＴＳＥＴ２を超えている場合には、インジェクタ駆動回路を駆動させる駆動信号Ｓｃをシャットダウンし、インジェクタ３０による燃料噴射を中断する手段である。

図８は、図５に示す制御ブロック図に基づいた制御フロー図である。以下に、本実施形態に係る、内燃機関の制御装置の制御フローを以下に示す。

まず、通常の内燃機関の制御Ｓ３０において、ステップＳ３１で、温度検出装置９３により、駆動回路のインジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣと、警告温度ＴＳＥＴ１と、を比較する。具体的には、温度検出装置９３の過温度診断機能より、両者の温度ＴＩＣ、ＴＳＥＴ１を比較して、検出温度ＴＩＣが、警告温度ＴＳＥＴ１以下の場合には、そのまま通常制御を行い、所定時間の経過後に、再度ステップＳ３１の内容を行なう。

一方、検出温度ＴＩＣが、警告温度ＴＳＥＴ１を超えている信号を、マイクロコンピュータ１００が検出した場合には、ステップＳ３２に進み、報知手段１０８により、車内のナビゲーションシステムの画面に表示したり、ランプを点灯させたり、スピーカーから警告音を発したりして、運転者に、インジェクタ駆動素子の温度が過温度領域にあることを報知すべく、報知装置６４（ナビゲーションシステム等）に警告信号を出力し、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、運転状態検出手段１０１により、インジェクタに通電する電流、インジェクタに供給する燃料圧力、内燃機関の回転数、又はバッテリからの昇圧させる電圧、車両の速度を検出し、ステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４では、発熱抑制制御手段１０４により、インジェクタ駆動素子の発熱を抑制すべく、内燃機関の制御を行なう。具体的には、まず、運転状態検出手段１０１により算出された、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えたときからの経過時間に応じて、制限選択手段１０５により、インジェクタに通電する電流、インジェクタに供給する燃料圧力、内燃機関の回転数、又はバッテリからの昇圧させる電圧、多段噴射回数のパラメータを順次選択する。

そして、選択したパラメータを制限すべく、選択したパラメータに対応する制限手段１０６ａ〜１０６ｅにより、発熱抑制制御をおこなう。このとき、発熱の抑制が充分でない場合（たとえば、発熱抑制制御を開始してから所定の時間内に、警告温度ＴＳＥＩ１にまでインジェクタ駆動回路９０の温度が低下しない場合など）には、さらに、先に選択したパラメータの値を制限すると共に、次に選択したパラメータの値も合わせて制限して、発熱抑制制御を行なう。このように、パラメータを、選択した順に、合わせて制限していくので、インジェクタ駆動素子の発熱を確実に抑制することができる。

そして、ステップＳ３５に進み、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１以下となった場合、すなわち、ステップＳ３１の条件成立から不成立に変化した場合には、不成立となってから所定の時間経過するまで、発熱抑制制御を継続して行い、ステップＳ３６に進み、その時間が経過後、発熱抑制制御解除手段１０７により発熱抑制制御を解除し、報知手段１０８により、運転者に通常の制御に復帰したことを報知する。

一方、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えている場合には、さらにステップＳ３７へ進み、温度検出装置９３の出力信号に基づいて、検出温度ＴＩＣが保証温度ＴＳＥＴ２を超えているかの判定を行なう。保証温度ＴＳＥＴ２を超えている場合には、シャットダウン手段１０９により、インジェクタ駆動回路を駆動させる駆動信号Ｓｃをシャットダウンし、さらにステップＳ３９において、報知手段１０８により、例えば、運転者にエンストの予告を報知する。

このようにして、図９に示すように、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１を超えたとき時点Ｔａから発熱抑制制御を行なうので、警告温度を継続して超えた時間Ｔｆ後の時点ｔｂにおいては、警告温度ＴＳＥＴ１から温度Ｔ３の温度上昇で収束する。そして、その後のインジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣは減少し、時点ｔｃにおいて、インジェクタ駆動回路の温度ＴＩＣが警告温度ＴＳＥＴ１以下となった場合であっても、所定の時間、発熱抑制制御を行なうので、時間ｔｅ経過後の時点ｔｄにおいても、検出温度ＴＩＣを、警告温度ＴＳＥＴ１以下にすることができる。

このように、車速などの車両の運転状態に基づいて、出力を制限するパラメータを選択し、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度を超える温度条件が成立するタイミングに基づいて、選択したパラメータを制限するので、たとえ急激な温度上昇に対してもインジェクタ駆動回路９０の発熱を効率的に抑制することができ、車両の運転状態に影響を与えることを抑えることができる。また選択した順に、パラメータの値を制限するように、内燃機関の制御を行うので、より確実にインジェクタ駆動回路９０の発熱を抑制することができる。また、運転者は、ランプ、スピーカー、ナビ画面表示を通して過温度領域情報を事前に報知することにより、発熱を抑制した運転を心がけることができる。

さらに、温度検出装置９３が、過温度診断機能を有することにより、過温度領域のみ（インジェクタ駆動回路の温度が所定温度を超える温度条件が成立するタイミングのみ）を検出するので、マイクロコンピュータ１００によりリアルタイムに演算することがないので、マイクロコンピュータ１００の内部における演算負荷を抑えることができる。

以上述べた通り、本発明は、１燃焼サイクル毎に多段噴射制御を実行している状態で、インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上になると、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数以下の噴射回数の範囲で、多段噴射回数の増減を繰り返して燃料を噴射する、構成とした。

これによれば、燃焼サイクルの進行に合わせて要求多段噴射回数以下の噴射回数の範囲で多段噴射回数を増減しているため、多段噴射回数が少ない燃焼サイクルでは、インジェクタ駆動回路の通電回数が制限されるのでインジェクタ駆動回路の発熱が抑制され、多段噴射回数が多い燃焼サイクルでは、気化潜熱の冷却効果により燃焼室の温度上昇が抑えられてノッキングが発生するのを抑制することが可能となるものである。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…内燃機関の制御装置（コントロールユニット）、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１５…ピストン、１７…燃焼室、１８…クランク軸、１９…水温センサ、２０…吸気通路、２１…エアクリーナ、２１ａ…入口部、２３…スロットルセンサ、２４…エアフロセンサ、２５…電制スロットル弁、２６…スロットルボディ、２７…コレクタ、２８…吸気弁、２９…カムシャフト、３０…インジェクタ、３４…点火コイル、３５…点火プラグ、３６…ポジションセンサ、３７、クランク角センサ、４０…排気通路、４４…空燃比センサ、４６…コンバータ、４８…排気弁、４９…カムシャフト、５０…燃料タンク、５１…低圧燃料ポンプ、５２…レギュレータ、５３…コモンレール、５５…電制リリーフ弁、５６…燃圧センサ、５９…高圧燃料ポンプ、６０…変速機、６２…バッテリ、６４…報知装置、８０…エンジン（内燃機関）、９０…インジェクタ駆動回路、９１…昇圧回路、９２…インジェクタ駆動素子、９３…温度検出装置、９５…電圧検出装置、９６…電流検出装置、１００…マイクロコンピュータ、１０１…運転状態検出手段、１０３…温度領域判定手段、１０４…発熱抑制制御手段、１０５…制限選択手段、１０６ａ…昇圧電圧制限手段、１０６ｂ…燃圧制限手段、１０６ｃ…通電電流制限手段、１０６ｄ…回転数制限手段、１０６ｅ…多段噴射回数制限手段、１０７…発熱抑制制御解除手段、１０９…シャットダウン手段。

Claims (5)

1. 内燃機関に燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路と、前記内燃機関の１燃焼サイクルに所定の要求多段噴射回数で燃料噴射を行うように前記インジェクタ駆動回路を制御する多段噴射制御機能を備えた制御手段と、前記インジェクタ駆動回路の温度を検出する温度検出手段とを備えた内燃機関の燃料制御装置において、
   前記制御手段は、前記インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上に達した状態で、前記内燃機関の前記燃焼サイクルの進行に合わせて、前記要求多段噴射回数以下の多段噴射回数の範囲で、前記多段噴射回数の増減を繰り返して燃料を噴射する多段噴射回数制限手段を備えていると共に、
   前記制御手段の前記多段噴射回数制限手段は、前記燃焼サイクルの進行に応じて前記多段噴射回数の増減を周期的に繰り返すことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の燃料制御装置において、
   前記制御手段の前記多段噴射回数制限手段は、前記燃焼サイクルの１燃焼サイクル毎に、前記多段噴射回数の増減を周期的に繰り返すことを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関の燃料制御装置において、
   前記制御手段は、前記多段噴射回数制限手段によって前記多段噴射回数が増減されている状態で、前記内燃機関の点火時期をリタードさせる点火制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の燃料制御装置において、
   前記点火制御手段による前記点火時期のリタード量は、前記多段噴射回数制限手段による前記多段噴射回数の減算回数が多いほど、前記点火時期のリタード量が大きく設定されることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
5. 内燃機関に燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路と、前記内燃機関の１燃焼サイクルに所定の要求多段噴射回数で燃料噴射を行うように前記インジェクタ駆動回路を制御する多段噴射制御機能を備えた制御手段と、前記インジェクタ駆動回路の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記インジェクタ駆動回路の温度が所定温度以上に達した状態で、前記多段噴射制御機能による要求多段噴射回数を低減する内燃機関の燃料噴射制御方法において、
   前記制御手段は、
   前記１燃焼サイクル毎に前記要求多段噴射回数で燃料噴射を行い、
   この燃料噴射を実行している状態で、前記インジェクタ駆動回路の温度が前記所定温度以上に達したことを検出し、
   前記所定温度以上に達したことを検出すると、前記内燃機関の燃焼サイクルの進行に合わせて、前記要求多段噴射回数以下の多段噴射回数の範囲で、前記多段噴射回数を周期的に増減して燃料を噴射する
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。

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