(57)【要約】【課題】過昇温を抑制しつつ触媒を昇温できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】昇温処理の実行中であるか否かを判定する実行判定部と、内燃機関の運転状態に応じて、前記昇温処理で制御されるリッチ空燃比とリーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの、目標値を算出する目標値算出部と、触媒が予め設定された上限温度にまで昇温するのに必要となる前記パラメータを上限値として算出する上限値算出部と、前記目標値が前記上限値以下であるか否かを判定する比較判定部と、前記比較判定部により肯定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記目標値に制御し、前記比較判定部により否定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記上限値に制御する昇温制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。【選択図】図６
2018105234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、前記少なくとも一の気筒以外の気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、前記複数の気筒からの排気を浄化する触媒を昇温する昇温処理の実行中であるか否かを判定する実行判定部と、
前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記昇温処理で制御される前記リッチ空燃比と前記リーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの、目標値を算出する目標値算出部と、
前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記触媒が予め設定された上限温度にまで昇温するのに必要となる前記パラメータを上限値として算出する上限値算出部と、
前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記目標値が前記上限値以下であるか否かを判定する比較判定部と、
前記比較判定部により肯定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記目標値に制御し、前記比較判定部により否定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記上限値に制御する昇温制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記上限値算出部は、
前記昇温処理の実行中での前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記昇温処理による前記触媒の温度上昇分を除いた前記触媒の温度を推定する温度推定部と、
前記上限温度と推定された前記触媒の温度との温度差を算出する温度差算出部と、
前記温度差分だけ前記触媒を昇温するのに必要となる前記パラメータを前記上限値として算出する必要パラメータ算出部と、を含む、請求項１の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記触媒は、前記内燃機関の排気の上流側及び下流側にそれぞれ位置する上流触媒及び下流触媒を含み、
前記上限値算出部は、前記昇温処理の実行により前記上流触媒が前記上限温度にまで昇温するのに必要となる前記パラメータを前記上限値として算出する、請求項１又は２の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の複数の気筒のうち、一の気筒の空燃比をリッチ空燃比に制御し、他の気筒の空燃比をリーン空燃比に制御することにより、触媒を昇温させる昇温処理が知られている（例えば特許文献１参照）。触媒を昇温させて、触媒の暖機や再生などが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０５７４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昇温処理の実行中において、触媒の温度が上限温度を超えて過昇温する可能性がある。このような過昇温を抑制するために昇温処理を停止すると、触媒の温度が低下して昇温による効果が得られない可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、過昇温を抑制しつつ触媒を昇温できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、前記少なくとも一の気筒以外の気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、前記複数の気筒からの排気を浄化する触媒を昇温する昇温処理の実行中であるか否かを判定する実行判定部と、前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記昇温処理で制御される前記リッチ空燃比と前記リーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの、目標値を算出する目標値算出部と、前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記触媒が予め設定された上限温度にまで昇温するのに必要となる前記パラメータを上限値として算出する上限値算出部と、前記実行判定部により肯定判定がなされた場合に、前記目標値が前記上限値以下であるか否かを判定する比較判定部と、前記比較判定部により肯定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記目標値に制御し、前記比較判定部により否定判定がなされた場合に、前記昇温処理の実行中での前記パラメータを前記上限値に制御する昇温制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。
【０００７】
触媒が上限温度にまで昇温するのに必要となる上限値が目標値を超えている場合には、昇温処理の実行中でのパラメータは目標値ではなく上限値に制御される。これにより、触媒が上限温度を超えて過昇温されることが抑制される。
【０００８】
前記上限値算出部は、前記昇温処理の実行中での前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記昇温処理による前記触媒の温度上昇分を除いた前記触媒の温度を推定する温度推定部と、前記上限温度と推定された前記触媒の温度との温度差を算出する温度差算出部と、前記温度差分だけ前記触媒を昇温するのに必要となる前記パラメータを前記上限値として算出する必要パラメータ算出部と、を含んでもよい。
【０００９】
前記触媒は、前記内燃機関の排気の上流側及び下流側にそれぞれ位置する上流触媒及び下流触媒を含み、前記上限値算出部は、前記昇温処理の実行により前記上流触媒が前記上限温度にまで昇温するのに必要となる前記パラメータを前記上限値として算出してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、過昇温を抑制しつつ触媒を昇温できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】図２は、エンジンの運転状態に応じて規定された、昇温処理での目標値を示したマップである。
【図３】図３は、ＥＣＵが実行する昇温制御の一例を示したフローチャートである。
【図４】図４は、上限値の算出処理の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５Ａは、昇温処理が停止中である通常運転状態でのエンジンの回転数及び負荷に応じた上流触媒の温度を規定したマップの一例であり、図５Ｂは、増減割合が１００％の場合でのエンジンの回転数及び負荷に応じた上流触媒の上昇温度を規定したマップの一例である。
【図６】図６は、昇温処理が実行される場合のタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、エンジンシステム１の概略構成図である。図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン２０の排気を浄化する上流触媒３１及び下流触媒３２を備えている。エンジン２０は、シリンダブロック２１内の燃焼室２３の内で混合気を燃焼させて、ピストン２４を往復動させる。エンジン２０は直列４気筒エンジンであるが、複数の気筒を有していればこれに限定されない。
【００１３】
エンジン２０のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが気筒ごとに設けられている。また、シリンダヘッドの頂部には、燃焼室２３内の混合気に点火するための点火プラグ２７が気筒ごとに取り付けられている。
【００１４】
各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介してサージタンク１８に接続されている。サージタンク１８の上流側には吸気管１０が接続されており、吸気管１０の上流端にはエアクリーナ１９が設けられている。そして吸気管１０には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１５と、電子制御式のスロットルバルブ１３とが設けられている。
【００１５】
また、各気筒の吸気ポートには、燃料を吸気ポート内に噴射する燃料噴射弁１２が設置されている。燃料噴射弁１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Ｖｉの開弁時に燃焼室２３に吸入され、ピストン２４で圧縮され、点火プラグ２７で点火燃焼させられる。尚、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１２の代わりに、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を設けてもよいし、吸気ポート内及び気筒内にそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁の双方を備えていてもよい。
【００１６】
一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気管３０に接続されている。排気管３０には、上流触媒３１、上流触媒３１よりも下流側に下流触媒３２が設けられている。上流触媒３１及び下流触媒３２は、セラミックから成る担体に、触媒作用を有する貴金属（例えば、白金（Ｐｔ））及び酸素吸蔵能力を有する物質（例えば、セリア（ＣｅＯ2））を担持させた三元触媒である。上流触媒３１及び下流触媒３２は、エンジン２０が有する複数の気筒から排出された排気を浄化する触媒の一例であって、酸化触媒や、酸化触媒でコートされたパティキュレートフィルターであってもよい。
【００１７】
上流触媒３１の上流側には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ３３が設置されている。空燃比センサ３３は、いわゆる広域空燃比センサであり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した値の信号を出力する。
【００１８】
エンジンシステム１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによりエンジン２０を制御し、エンジン２０の制御装置の一例である。またＥＣＵ５０は、後述する昇温制御を実行する。この昇温制御は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより機能的に実現される、ＥＣＵ５０の実行判定部、目標値算出部、上限値算出部、比較判定部、昇温制御部、温度推定部、温度差算出部、及び必要パラメータ算出部により実現される。詳しくは後述する。
【００１９】
ＥＣＵ５０には、上述の点火プラグ２７、スロットルバルブ１３及び燃料噴射弁１２等が電気的に接続されている。またＥＣＵ５０には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１、スロットルバルブ１３のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１４、吸入空気量を検出するエアフローメータ１５、空燃比センサ３３、エンジン２０のクランク角を検出するクランク角センサ２５、エンジン２０の冷却水の温度を検出する水温センサ２９や、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ２７、スロットルバルブ１３、燃料噴射弁１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００２０】
次に、ＥＣＵ５０による目標空燃比の設定について説明する。後述する昇温処理が停止中では、エンジン２０の運転状態に応じて目標空燃比が設定される。例えばエンジン２０の運転状態が低回転低負荷領域では、目標空燃比は理論空燃比に設定され、高回転高負荷領域では、目標空燃比は理論空燃比よりもリッチ側に設定される。目標空燃比が設定されると、空燃比センサ３３により検出された空燃比が目標空燃比に一致するように、各気筒への燃料噴射量がフィードバック制御される。
【００２１】
また、ＥＣＵ５０は、上流触媒３１及び下流触媒３２を所定の温度域にまで昇温させる昇温処理を実行する。昇温処理では、複数の気筒のうち一の気筒での空燃比が理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御され、残りの他の３つの気筒での空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御される、いわゆるディザ制御が実行される。昇温処理での空燃比の制御は、具体的には、一の気筒での空燃比を、上述した目標空燃比に対応した燃料噴射量よりも所定の割合だけを増量してリッチ空燃比に制御し、残りの他の気筒での空燃比を、目標空燃比に対応した燃料噴射量よりも所定の割合だけ減量してリーン空燃比に制御される。本実施例のように、４気筒のエンジン２０において一の気筒においてリッチ空燃比を実現し他の残りの気筒でリーン空燃比を実現し、かつ全気筒での空燃比の平均が理論空燃比に制御される場合には、増量割合は減量割合の３倍である。例えば、一の気筒での上述した目標空燃比に対応した燃料噴射量に対する増量割合が１５％の場合には、残りの他の３つの気筒のそれぞれでの減量割合は５％である。上記のように昇温処理が実行されると、リッチ空燃比に設定された気筒から排出された余剰燃料が、上流触媒３１や下流触媒３２に付着し、リーン空燃比から排出された排気によるリーン雰囲気下で燃焼する。これにより上流触媒３１及び下流触媒３２が昇温される。
【００２２】
ここで、ＥＣＵ５０は、目標空燃比に対応した燃料噴射量への増量割合及び減量割合の合計値である増減割合を目標値に制御することにより、昇温処理での上記の空燃比を実現する。例えば、目標値が２０％の場合には、上述した１５％増量によりリッチ空燃比が実現され、５％減量によりリーン空燃比が実現される。このような昇温処理での目標値は、エンジン２０の運転状態に応じて予め定められたマップに規定されている。
【００２３】
図２は、エンジン２０の運転状態に応じて規定された、昇温処理での目標値を示したマップである。このマップは、予めＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。ここで、増減割合が大きいほど、換言すれば、昇温処理で実現されるリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分が大きいほど、リッチ空燃比の気筒からの排気ガス中の未燃燃料が多くなり、昇温処理による上流触媒３１及び下流触媒３２の上昇温度は高くなる。また、エンジン２０の負荷及び回転数が小さいほど、排気ガスの温度は低い。このため、上流触媒３１及び下流触媒３２を十分に昇温させるためには、エンジン２０の負荷が小さいほど、及びエンジン２０の回転数が小さいほど、増減割合は大きく制御されるほうが望ましい。しかしながら、エンジン２０の負荷や回転数が小さい場合に増減割合が大きいと、気筒間での出力差が増大してエンジン２０の回転変動が増大し、ドライバビリティの悪化や、失火が生じているとの誤検出がなされる可能性がある。このため、図２のマップでは、上流触媒３１及び下流触媒３２の昇温効果、ドライバビリティや失火の誤検出の防止を考慮して、低負荷低回転の場合には目標値は小さく規定され、中負荷中回転の場合には目標値は大きく規定され、高負荷高回転の場合には目標値は小さく規定されている。
【００２４】
本実施例のように４気筒のエンジン２０であって一気筒のみのリッチ空燃比に制御し全気筒の空燃比の平均が理論空燃比に制御される場合には、燃料噴射量を目標値の４分の３の割合だけ増量補正されることによりリッチ空燃比が実現され、燃料噴射量を目標値の４分の１の割合で減量補正することによりリーン空燃比が実現される。尚、例えば、４気筒のエンジン２０であって２つの気筒をリッチ空燃比に制御する場合には、燃料噴射量を目標値の２分の１の割合だけ増量補正してリッチ空燃比が実現され、燃料噴射量を目標値の２分の１の割合で減量補正することによりリーン空燃比が実現される。
【００２５】
このように増量割合及び減量割合の合計値である増減割合は、リッチ空燃比及びリーン空燃比の差分の大きさに相関する。増量割合が大きいほど空燃比はリッチ側となり、減量割合が大きいほど空燃比はリーン側となり、増減割合が大きいほどリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分も増大するからである。従って上記の増減割合は、昇温処理で制御されるリッチ空燃比とリーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの一例である。また上記の目標値は、昇温処理で制御されるリッチ空燃比とリーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの、目標値の一例である。尚、本実施例では、目標空燃比を実現する燃料噴射量に対して増量補正及び減量補正によりそれぞれリッチ空燃比及びリーン空燃比を実現するが、これに限定されない。即ち、昇温処理において、何れか一の気筒の目標空燃比自体をリッチ空燃比に直接設定し、残りの他の気筒の目標空燃比自体をリーン空燃比に直接設定することにより、リッチ空燃比及びリーン空燃比を実現してもよい。この場合、目標空燃比として設定されたリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分の大きさが、上記のパラメータに相当する。
【００２６】
また、昇温処理においては、全気筒の空燃比の平均が理論空燃比となるように設定されるが、必ずしも理論空燃比である必要はなく、理論空燃比を含む所定の範囲内で上流触媒３１及び下流触媒３２が昇温可能な空燃比であればよい。例えばリッチ空燃比は９〜１２の間に設定され、リーン空燃比は１５〜１６の間に設定されてもよい。また、複数の気筒のうち、少なくとも一つがリッチ空燃比に設定されており、残りの他の気筒がリーン空燃比に設定されていればよい。
【００２７】
ここで、上述したように上流触媒３１は下流触媒３２よりも上流側に配置されており、上流触媒３１はエンジン２０からの排出直後の高温の排気ガスに晒され、下流触媒３２よりも高温になりやすい状況にある。このため昇温処理の実行により、上流触媒３１がその上限温度を超えて過昇温する可能性がある。このような過昇温を抑制するために、昇温処理の実行中に上流触媒３１が上限温度を超えると昇温処理を停止させることも考えられる。しかしながら昇温処理を停止すると、上流触媒３１及び下流触媒３２の何れの温度も低下して、昇温処理の実行による効果が得られる前に昇温処理が停止される可能性がある。そこで、ＥＣＵ５０は、上流触媒３１の過昇温を抑制しつつ上流触媒３１及び下流触媒３２を昇温する昇温制御を実行する。
【００２８】
図３は、ＥＣＵ５０が実行する昇温制御の一例を示したフローチャートである。図３のフローチャートは、所定期間毎に繰り返し実行される。まず、昇温処理の実行中であるか否かが判定される（ステップＳ１）。否定判定の場合には、本制御は終了する。ステップＳ１の処理は、エンジン２０が有する複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、少なくとも一の気筒以外の気筒での空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、複数の気筒からの排気を浄化する上流触媒３１を昇温する昇温処理の実行中であるか否かを判定する実行判定部が実行する処理の一例である。
【００２９】
ステップＳ１で肯定判定の場合には、図２に示したマップが参照されて、昇温処理での目標値が算出される（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、ステップＳ１の処理により肯定判定がなされた場合に、エンジン２０の運転状態に応じて、昇温処理で制御されるリッチ空燃比とリーン空燃比との差分の大きさに相関するパラメータの、目標値を算出する算出する目標値算出部が実行する処理の一例である。
【００３０】
次に、昇温処理での目標値の上限値が算出される（ステップＳ５）。上限値は、昇温処理により上流触媒３１の温度がその上限温度を超えることを回避するために設定される値である。ステップＳ５の処理は、ステップＳ１の処理により肯定判定がなされた場合に、上流触媒３１が上限温度にまで昇温するのに必要となるパラメータを上限値として算出する上限値算出部が実行する処理の一例である。ステップＳ５の処理の詳細については後述する。
【００３１】
次に、目標値が上限値以下であるか否かが判定される（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理は、ステップＳ１の処理により肯定判定がなされた場合に、目標値が上限値以下であるか否かを判定する比較判定部が実行する処理の一例である。肯定判定の場合、昇温処理での増減割合は、目標値に制御される（ステップＳ９）。否定判定の場合には、昇温処理での増減割合は、上限値に制御される（ステップＳ１１）。以上のように、昇温処理の実行中は、目標値及び上限値の算出、及びその比較が繰り返し行われ、増減割合は目標値又は上限値の何れかに制御される。ステップＳ９及びＳ１１の処理は、ステップＳ７の処理により肯定判定がなされた場合に、昇温処理の実行中でのパラメータを目標値に制御し、ステップＳ７の処理により否定判定がなされた場合に、昇温処理の実行中でのパラメータを上限値に制御する昇温制御部が実行する処理の一例である。
【００３２】
次に、ＥＣＵ５０により実行される上限値の算出処理について説明する。図４は、上限値の算出処理の一例を示したフローチャートである。昇温処理の実行中に、昇温処理による温度上昇分を除いた上流触媒３１の温度を推定する（ステップＳ５１）。この上流触媒３１の推定される温度は、昇温処理の実行中に、仮に昇温処理が停止中である通常の運転状態での上流触媒３１の温度に相当する。図５Ａは、昇温処理が停止中である通常運転状態でのエンジン２０の回転数及び負荷に応じた上流触媒３１の温度を規定したマップの一例である。このマップは、予め実験により取得されＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。図５Ａの線分は、増減割合が１００％の場合での上昇温度が等しい線分を示しており、エンジン２０の回転数が大きいほど、及び負荷が大きいほど、上流触媒３１の温度は高く推定される。尚、図５Ａのマップに加えて、更に点火遅角量やＥＧＲ率、可変動弁機構による吸気弁Ｖｉ及び排気弁Ｖｅの作動角、スカベンジ率等を考慮して、昇温処理による温度上昇分を除いた上流触媒３１の温度を推定してもよい。ステップＳ５１の処理は、昇温処理の実行中でのエンジン２０の運転状態に基づいて、昇温処理による上流触媒３１の温度上昇分を除いた上流触媒３１の温度を推定する温度推定部が実行する処理の一例である。
【００３３】
次に、上流触媒３１の上限温度と、ステップＳ５１で推定された推定温度との温度差が算出される（ステップＳ５３）。温度差は、上流触媒３１の上限温度からステップＳ５１で推定された推定温度を減算した値である。尚、上流触媒３１の上限温度は、上流触媒３１が実際に溶損し始める温度よりも所定温度だけ低い温度に予め設定されており、ＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。ステップＳ５３の処理は、上限温度と推定された上流触媒３１の温度との温度差を算出する温度差算出部が実行する処理の一例である。
【００３４】
次に、算出された温度差だけ上流触媒３１を昇温させるのに必要な増減割合を算出する（ステップＳ５５）。具体的には、以下のようにして算出する。まず、増減割合が仮に１００％に制御された場合での上流触媒３１の上昇温度を算出する。図５Ｂは、増減割合が１００％の場合でのエンジン２０の回転数及び負荷に応じた上流触媒３１の上昇温度を規定したマップの一例である。このマップは、予め実験により取得されＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。図５Ｂの線分は、増減割合が１００％の場合での上昇温度が等しい線分を示している。エンジン２０の回転数が大きいほど、及び負荷が大きいほど、上流触媒３１の上昇温度は高く推定される。エンジン２０の回転数や負荷が大きいほど、増量割合の基準となる燃料噴射量も増大するからである。
【００３５】
ここで、増減割合が１００％の場合での上昇温度をΔＴ１００［℃］とする。また、ステップＳ５３で算出された温度差をΔＴｘ［℃］とする。温度差ΔＴｘだけ昇温に必要となる必要増減割合をＸ［％］とすると、以下の式により必要増減割合Ｘは算出される。
Ｘ［％］＝（ΔＴｘ［℃］／ΔＴ１００［℃］）×１００［％］
【００３６】
このように、温度差ΔＴｘを上昇温度ΔＴ１００で割った値に１００を乗算することにより、必要増減割合Ｘが算出される。次に、算出された必要増減割合Ｘが上限値として設定される（ステップＳ５７）。以上のように、上限値は、エンジン２０の運転状態に応じて異なる値をとる温度差ΔＴｘと上昇温度ΔＴ１００とに基づいて、昇温処理の実行中に繰り返し算出される。ここで、上述したように、目標値もエンジン２０の運転状態の変化に応じて異なる値に算出されるため、目標値及び上限値の何れも、昇温処理の実行中でのエンジン２０の運転状態の変化に応じて異なる値が算出される。ステップＳ５５及びＳ５７の処理は、温度差分だけ上流触媒３１を昇温するのに必要となるパラメータを上限値として算出する必要パラメータ算出部が実行する処理の一例である。
【００３７】
尚、必要増減割合Ｘを、エンジン２０の回転数及び負荷に基づいたマップや算出式から直接算出してもよい。但し、このようなマップや算出式は複雑化する可能性がある。特に、必要増減割合Ｘを精度よく算出するために、エンジン２０の回転数及び負荷のみならず点火遅角量等を考慮すると、マップや算出式が更に複雑化する可能性がある。しかしながら上述したように、温度差ΔＴｘ及び上昇温度ΔＴ１００に基づいて必要増減割合Ｘを算出する場合には、ステップＳ５１での温度推定の際にエンジン２０の回転数及び負荷のみならず点火遅角量等を考慮して推定すればよく温度差ΔＴｘを容易に算出でき、エンジン２０の回転数及び負荷に基づいて上昇温度ΔＴ１００も容易に算出できる。このため、上述したように温度差ΔＴｘ及び上昇温度ΔＴ１００に基づいて必要増減割合Ｘを容易に算出できる。
【００３８】
次に、本実施例での昇温処理が実行される場合についてタイミングチャートを用いて説明する。図６は、昇温処理が実行される場合のタイミングチャートの一例である。図６では、エンジン２０の負荷及び回転数、上流触媒３１の温度、昇温処理の実行フラグ、昇温処理での増減割合、及び下流触媒３２の温度を示している。尚、図６の例では、理解を容易にするために、エンジン２０の運転状態に基づいて算出される昇温処理での増減割合の目標値が一定の２０％の場合を示す。図６では、実際に制御されている増減割合を実線で示し、上限値及び目標値をそれぞれ点線及び破線で示している。また、ステップＳ５１の処理により算出される上流触媒３１の推定温度を点線で示している。
【００３９】
例えば下流触媒３２の再生要求等により時刻ｔ１で昇温処理の実行フラグがＯＦＦからＯＮに切り替えられると、目標値と上限値とが算出される。時刻ｔ１直後では目標値は上限値以下であるので、昇温処理での増減割合は、上限値に制限されることなく、０％から目標値である２０％に切り替えられる。これにより、上流触媒３１及び下流触媒３２は昇温する。尚、図６では、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、増減割合が目標値に制御されているため、実際の増減割合を示す実線と目標値を示す破線とが重なっている。
【００４０】
エンジン２０の負荷及び回転数の変化と昇温処理の実行により、上流触媒３１の温度が上限温度付近に近づくと、算出される上限値が目標値にまで近づく。時刻ｔ２で上限値が目標値未満となると、増減割合は目標値から上限値に切り替えられる。増減割合への上限値による制限がなかった場合には、図６に示すように時刻ｔ２から上流触媒３１の温度が上限温度を超える。しかしながら本実施例のように、上限値による制限により、上流触媒３１の温度が上限温度を超えることが抑制される。また、上限値が目標値未満となっている時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、増減割合が上限値に制御されて昇温処理が継続される。このため上流触媒３１の温度が上限温度付近に維持される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、下流触媒３２の温度を再生に必要な温度以上に維持される。
【００４１】
エンジン２０の負荷及び回転数の変化により、時刻ｔ３で上限値が目標値以上となると、増減割合は上限値から目標値に切り替えられ、上流触媒３１の温度が上限温度を超えない範囲で昇温が図られる。時刻ｔ４で、昇温処理の実行フラグがＯＮからＯＦＦに切り替えられると、昇温処理は停止され、各気筒の空燃比はエンジン２０の運転状態に応じて定まる目標空燃比に制御される。
【００４２】
以上のように、上流触媒３１の過昇温が抑制され、かつ上流触媒３１は上限温度付近で昇温状態に維持されるため、上流触媒３１の昇温による効果を確保できる。また、下流触媒３２の昇温による効果も確保できる。
【００４３】
上記実施例においては、上流触媒３１の温度がその上限温度を超えないように上限値が算出されるがこれに限定されない。例えば、昇温処理の実行により上流触媒３１の温度がその上限温度を超える場合よりも、下流触媒３２の温度がその上限温度を超えやすい場合には、下流触媒３２の温度がその上限温度を超えないように上限値を算出してもよい。例えば、上流触媒３１の上限温度が比較的高いのに対して、下流触媒３２の上限温度が比較的低い場合である。この場合、上述したステップＳ５１〜Ｓ５７の処理と同様に、昇温処理の温度上昇分を除いた下流触媒３２の温度を推定して、下流触媒３２の上限温度と推定された温度との温度差を算出して、温度差分だけ昇温に必要な増減割合を上限値として算出する。
【００４４】
また、上記実施例では２つの上流触媒３１及び下流触媒３２を備えているが、単一の触媒だけを備えた構成であってもよい。この場合も、上述したステップＳ５１〜Ｓ５７の処理と同様の処理により、上限値を算出できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジンシステム
２０  エンジン（内燃機関）
３１  上流触媒
３２  下流触媒
３３  空燃比センサ
５０  ＥＣＵ（内燃機関の制御装置、実行判定部、目標値算出部、上限値算出部、比較判定部、昇温制御部、温度推定部、温度差算出部、必要パラメータ算出部）
【図１】
2018105234.tif 000003
【図２】
2018105234.tif 000004
【図３】
2018105234.tif 000005
【図４】
2018105234.tif 000006
【図５】
2018105234.tif 000007
【図６】
2018105234.tif 000008