(57)【要約】【課題】２次エア供給手段を備えたものにおいて、触媒の暖機促進を十分に図りつつ触媒の焼損を防止する触媒暖機制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の吸気管又は燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気管へ空気（２次エア）を供給する２次エア供給手段と、を備え、前記２次エア供給手段により供給された空気と未燃焼ガスとを酸化反応させることで、排気管に取り付けられた触媒の暖機を促進させる触媒暖機システムに適用されることを前提とする。そして、前記酸化反応が過剰となっている過剰酸化状態であるか否かを判定する過剰酸化判定手段と、前記過剰酸化状態であると肯定判定された場合に、否定判定された場合に比べて燃料噴射量を減量補正する噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管又は燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、
排気管へ空気を供給する２次エア供給手段と、
を備え、
前記２次エア供給手段により供給された空気と未燃焼ガスとを酸化反応させることで、排気管に取り付けられた触媒の暖機を促進させる触媒暖機システムに適用され、
前記酸化反応が過剰となっている過剰酸化状態であるか否かを判定する過剰酸化判定手段と、
前記過剰酸化状態であると肯定判定された場合に、否定判定された場合に比べて燃料噴射量を減量補正する噴射量補正手段と、
を備えることを特徴とする触媒暖機制御装置。
【請求項２】
吸気量を検出するエアフロセンサと、
吸気量と相関のある物理量を検出する相関センサと、
を備え、
前記過剰酸化状態でないと否定判定されている場合には、前記エアフロセンサにより検出された吸気量に基づき燃料噴射量は制御され、
前記過剰酸化判定手段は、前記エアフロセンサにより検出された吸気量が、前記相関センサにより検出された物理量に基づき推定される吸気量に対して所定量以上多くなっている場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする請求項１に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項３】
吸気圧を検出する吸気圧センサと、
吸気量と相関のある物理量であって吸気圧とは別の物理量を検出する相関センサと、
を備え、
前記過剰酸化状態でないと否定判定されている場合には、前記吸気圧センサにより検出された吸気圧から算出される吸気量に基づき燃料噴射量は制御され、
前記過剰酸化判定手段は、前記吸気圧センサにより検出された吸気圧から算出される吸気量が、前記相関センサにより検出された物理量から推定される吸気量に対して所定量以上多くなっている場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする請求項１に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項４】
前記噴射量補正手段は、前記過剰酸化状態であると肯定判定されている場合に、前記相関センサにより検出された物理量に応じて燃料噴射量を制御することで、前記減量補正を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項５】
前記触媒の温度、又は前記酸化反応により温度上昇した排ガスの温度を検出する温度センサを備え、
前記過剰酸化判定手段は、前記温度センサにより検出された温度が予め設定された上限温度に達した場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする請求項１に記載の触媒暖機制御装置。
【請求項６】
前記噴射量補正手段は、前記上限温度に達した時点での燃料噴射量に制限することで、前記減量補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の触媒暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気管に取り付けられた触媒の暖機促進を図る触媒暖機システムに適用された、触媒暖機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気管に取り付けられた触媒に関し、触媒の暖機を促進させて早期活性化を図るべく、２次エアポンプを用いて排気管へ空気（２次エア）を供給する旨が特許文献１，２等に記載されている。これによれば、燃焼室から排気管へ流出する未燃焼成分（ＨＣ、ＣＯ）と２次エアとを酸化反応（燃焼）させてその反応熱により排気温度を瞬時に上昇させ、触媒の暖機促進を図ることができる。
【０００３】
ここで、上記酸化反応を促進させるほど触媒暖機を促進できるものの、過剰に酸化反応させてしまうと、触媒温度が許容限界を超えて触媒が焼損してしまう。よって、許容限界に達しない程度に酸化反応を促進させるよう、反応熱を制御することが求められる。そこで、従来の一般的な制御では、２次エアを多めに供給してリーンの状態にしておき、燃料噴射量を調節することで未燃焼成分（ＨＣ、ＣＯ）の量を調節して、上記反応熱を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８８５１９号公報
【特許文献２】特開平６−１２９２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エアフロセンサにより検出された吸気量、或いは、吸気圧センサにより検出された吸気圧から算出した吸気量に基づき燃料噴射量を算出することが一般的である。そして、エアフロセンサや吸気圧センサの経年劣化やセンシング部に異物が付着する等により、実際の吸気量（実吸気量）よりも多い吸気量を算出してしまう場合がある。例えば、熱線式のエアフロセンサの場合においては、熱線に水が付着することにより検出誤差が生じる。
【０００６】
そして、このように実吸気量よりも多い吸気量を算出した場合には、実吸気量に対して過剰な燃料噴射量を噴射することとなるので、未燃焼成分が過剰となる。すると、上記制御ではリーンの状態にして未燃焼成分量を調節しているので、過剰分の未燃焼成分は２次エアと酸化反応して過剰な酸化反応を招くこととなり、ひいては、触媒温度が許容限界温度を超えることが懸念される。
【０００７】
なお、触媒温度が許容限界温度を超えてしまうといった上記懸念に対し、触媒温度が許容限界温度を超えそうになった時に、２次エアの供給を停止させる対処をしたのでは、触媒の暖機促進を十分に図れなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、２次エア供給手段を備えたものにおいて、触媒の暖機促進を十分に図りつつ触媒の焼損を防止する触媒暖機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１記載の発明では、内燃機関の吸気管又は燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気管へ空気（２次エア）を供給する２次エア供給手段と、を備え、前記２次エア供給手段により供給された空気と未燃焼ガスとを酸化反応させることで、排気管に取り付けられた触媒の暖機を促進させる触媒暖機システムに適用されることを前提とする。そして、前記酸化反応が過剰となっている過剰酸化状態であるか否かを判定する過剰酸化判定手段と、前記過剰酸化状態であると肯定判定された場合に、否定判定された場合に比べて燃料噴射量を減量補正する噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、過剰酸化状態になると、燃料噴射量を減量補正するので、触媒温度が許容限界に達する前に酸化反応を低減させて、触媒の焼損を防止することができる。しかも、２次エアの供給を停止させることなく燃料噴射量の減量補正により酸化反応を低減させるので、触媒の暖機促進を十分に図りつつ触媒の焼損を防止できる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、吸気量を検出するエアフロセンサと、吸気量と相関のある物理量を検出する相関センサと、を備え、前記過剰酸化状態でないと否定判定されている場合には、前記エアフロセンサにより検出された吸気量に基づき燃料噴射量は制御され、前記過剰酸化判定手段は、前記エアフロセンサにより検出された吸気量が、前記相関センサにより検出された物理量に基づき推定される吸気量に対して所定量以上多くなっている場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする。なお、上記物理量の具体例としては、吸気量を調節するスロットルバルブの開度や、運転者によるアクセルペダル操作量、吸気圧等が挙げられる。
【００１３】
例えばエアフロセンサが誤検出している場合であっても、上記発明によれば、エアフロセンサとは別の相関センサを用いて吸気量を推定し、その推定値に対してエアフロセンサの検出値が所定量以上多くなっている場合に過剰酸化状態であると判定するので、エアフロセンサが実吸気量よりも所定以上多く誤検出していることに起因して生じる過剰酸化状態を、容易に判定することができる。
【００１４】
特に、スロットルバルブ開度やアクセルペダル操作量等の検出値を用いて吸気量を推定する場合には、既存のセンサを相関センサとして用いることができるので、専用の相関センサを用いる場合に比べてコスト安にできる。
【００１５】
また、過剰酸化状態になっていない通常時には、エアフロセンサにより吸気量を直接検出し、その検出値に基づき燃料噴射量を制御するので、スロットルバルブ開度やアクセルペダル操作量、吸気圧を用いて推定した吸気量に基づき燃料噴射量を制御する場合に比べて、高精度で噴射量を制御できる。
【００１６】
請求項３記載の発明では、吸気圧を検出する吸気圧センサと、吸気量と相関のある物理量であって吸気圧とは別の物理量を検出する相関センサと、を備え、前記過剰酸化状態でないと否定判定されている場合には、前記吸気圧センサにより検出された吸気圧から算出される吸気量に基づき燃料噴射量は制御され、前記過剰酸化判定手段は、前記吸気圧センサにより検出された吸気圧から算出される吸気量が、前記相関センサにより検出された物理量から推定される吸気量に対して所定量以上多くなっている場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする。なお、上記物理量の具体例としては、吸気量を調節するスロットルバルブの開度や、運転者によるアクセルペダル操作量等が挙げられる。
【００１７】
例えば吸気圧センサが誤検出している場合であっても、上記発明によれば、吸気圧センサとは別の相関センサを用いて吸気量を推定し、その推定値に対して吸気圧センサの検出値が所定量以上多くなっている場合に過剰酸化状態であると判定するので、吸気圧センサが実吸気圧よりも所定以上大きく誤検出していることに起因して生じる過剰酸化状態を、容易に判定することができる。
【００１８】
特に、スロットルバルブ開度やアクセルペダル操作量等の検出値を用いて吸気量を推定する場合には、既存のセンサを相関センサとして用いることができるので、専用の相関センサを用いる場合に比べてコスト安にできる。
【００１９】
また、過剰酸化状態になっていない通常時には、吸気圧センサの検出値に基づき燃料噴射量を制御するので、スロットルバルブ開度やアクセルペダル操作量を用いて推定した吸気量に基づき燃料噴射量を制御する場合に比べて、高精度で噴射量を制御できる。
【００２０】
請求項４記載の発明では、前記噴射量補正手段は、前記過剰酸化状態であると肯定判定されている場合に、前記相関センサにより検出された物理量に応じて燃料噴射量を制御することで、前記減量補正を行うことを特徴とする。
【００２１】
ここで、過剰酸化状態時に燃料噴射量を減量するにあたり、一律した量だけ減量する場合には、酸化反応させる未燃焼ガスの量が過小となり触媒暖機促進の効果が低減する。これに対し上記発明では、過剰酸化状態になっていない通常時に比べれば噴射量を高精度で制御できないものの、相関センサの検出値に応じて噴射量を制御するので、吸気量を過剰に誤検出しているセンサに基づき噴射量を制御する場合に比べて燃料噴射量の減量（減量補正）を実現しつつ、一律した量だけ減量する場合に比べて触媒暖機促進の効果を向上できる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、前記触媒の温度、又は前記酸化反応により温度上昇した排ガスの温度を検出する温度センサを備え、前記過剰酸化判定手段は、前記温度センサにより検出された温度が予め設定された上限温度に達した場合に、前記過剰酸化状態であると肯定判定することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、触媒温度又は排ガス温度を温度センサで直接検出し、その検出温度に基づき過剰酸化状態であるか否かを判定するので、当該判定を高精度で実施できる。
【００２４】
請求項６記載の発明では、前記噴射量補正手段は、前記上限温度に達した時点での燃料噴射量に制限することで、前記減量補正を行うことを特徴とする。これによれば、触媒温度又は排ガス温度が上限温度を超えて許容限界に達してしまうことの回避確実性を高めることができる。よって、触媒焼損回避の確実性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態において、エンジン制御システムの全体概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態による処理のメインルーチンを示すフローチャート。
【図３】第１実施形態において、２次エアポンプの作動状態を判定する処理のフローチャート。
【図４】第１実施形態において、触媒温度が許容限界に達したか否かを判定する処理のフローチャート。
【図５】第１実施形態において、燃料噴射量の減量補正制御を実施する処理のフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態において、触媒温度が許容限界に達したか否かを判定する処理のフローチャート。
【図７】第２実施形態において、燃料噴射量の減量補正制御を実施する処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２７】
（第１実施形態）
本実施形態は、車両に搭載される火花点火式の多気筒４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。まず、図１によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。
【００２８】
図１に示す火花点火式エンジン（以下、エンジン１０という）において、吸気管１１の上流部には、吸気管１１へ吸入される外気（吸気）を濾過するエアクリーナ１２ａが設けられている。そして、吸気管１１のうちエアクリーナ１２ａの下流側には、吸入空気量（吸気量Ｇａ）を検出するためのエアフロセンサ１２が設けられている。エアフロセンサ１２の下流側には、ＤＣモータ等の電動モータ（図示せず）によって開度調節されるスロットルバルブ１３が設けられており、該スロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ１４により検出される。
【００２９】
吸気管１１のうちスロットルバルブ１３の下流側には、吸気圧Ｐｍを検出する吸気圧センサ１５が設けられており、吸気圧センサ１５の下流側には、電磁駆動式のインジェクタ１６（燃料噴射弁）が設けられている。図１に示す例では、インジェクタ１６からの燃料を吸気管１１内に噴射するポート噴射式である。なお、燃焼室１７に燃料を直接噴射する直噴式でもよい。そして、インジェクタ１６から噴射された燃料は、スロットルバルブ１３により調節された量の吸気とともに混合気となり、その混合気がピストン２２の下降により燃焼室１７へ吸入される。
【００３０】
また、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１８及び排気バルブ１９が設けられており、吸気バルブ１８の開動作により吸入空気が燃焼室１７内に導入され、排気バルブ１９の開動作により燃焼後の排気が排気管２０に排出される。
【００３１】
エンジン１０の各気筒には、点火プラグ及び点火コイル等を有する点火装置２１が取り付けられている。そして、所望とする点火時期に火花放電を発生させて、燃焼室１７内において圧縮された混合気が着火燃焼する。
【００３２】
エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ２３、エンジンのクランク軸２４の回転角度を検出するクランク角センサ２５等が取り付けられている。
【００３３】
排気管２０には、排ガスを浄化する触媒２６が設けられている。本実施形態の触媒２６には三元触媒が採用されており、排ガス成分中のＣＯ及びＨＣを酸化する機能、及び排ガス成分中のＮＯｘを還元する機能を有する。排気管２０のうち触媒２６の上流側には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２７を備えている。なお、酸素濃度センサ２７に替えて、空燃比を検出する空燃比を採用してもよい。
【００３４】
排気管２０のうち触媒２６の上流側には、外気を２次エアとして供給する２次エア供給管２８が接続されている。２次エア供給管２８には、２次エア供給管２８を通じて排気管２０へ外気を供給する２次エアポンプ２９（２次エア供給手段）と、２次エア供給管２８を開閉する開閉弁３０とが設けられている。
【００３５】
２次エアポンプ２９は電動モータにより駆動するものであり、吐出容量が一定の定容量型ポンプである。排気管２０に２次エアを供給することにより、燃焼室１７から排出された未燃焼ガス（ＨＣ，ＣＯ）と２次エアとが酸化反応し、その反応熱により触媒２６の温度を上昇させることができる。触媒２６の浄化機能を発揮させるには所定の活性化温度にまで触媒温度を上昇させることを要するが、２次エア供給により上記反応熱を生じさせることで、エンジン１０始動直後における触媒暖機時間を短縮させることができ、触媒の暖機促進を図ることができる。
【００３６】
エンジン制御を司る電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０という）には、上述したエアフロセンサ１２、スロットル開度センサ１４、吸気圧センサ１５、冷却水温センサ２３、クランク角センサ２５、酸素濃度センサ２７や、アクセル開度センサ３１等の各種センサによる検出信号が入力される。なお、アクセル開度センサ３１は、車両運転者により操作されるアクセルペダルの操作量を検出するセンサである。
【００３７】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（マイコン）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、上記各種センサ等の検出信号に応じてインジェクタ１６の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火装置２１による点火時期、スロットルバルブ１３の開度等を制御する。
【００３８】
例えば、上記マイコンは、クランク角センサ２５の検出値に基づきクランク軸２４の回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）を算出し、エアフロセンサ１２の検出値に基づき吸気量Ｇａ（エンジン負荷に相当）を算出する。そして、エンジン回転速度Ｎｅ及び吸気量Ｇａに基づき、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度を制御する。また、酸素濃度センサ２７の検出値に基づき、実空燃比が目標空燃比に近づくよう燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００３９】
さらにマイコンは、エンジン始動時の冷却水温度（始動時水温）に基づき、開閉弁３０の開閉作動及び２次エアポンプ２９の駆動を制御する。具体的には、始動時水温が所定温度以下であれば２次エアを供給するよう決定し、さらに、始動時水温に応じて、エンジン始動時からの２次エア供給時間を設定する。設定した２次エア供給時間の期間中には開閉弁３０を開弁作動させるとともに２次エアポンプ２９を駆動させ、２次エア供給時間に達した時点で、開閉弁３０を閉弁作動させるとともに２次エアポンプ２９の駆動を停止させる。
【００４０】
上述の如く２次エア供給が決定されると、２次エアと酸化反応する未燃焼ガス量を制御する必要がある。そこで、燃料の要求噴射量Ｑｒｅｑを算出するにあたり、未燃焼ガス量に相当する噴射量（２次エア分増量Ｑａｉｒ）を増量させている。具体的には、燃料の要求噴射量Ｑｒｅｑを算出するにあたり、エンジン回転速度Ｎｅ及び吸気量Ｇａに基づき基本噴射量Ｑｂｓｅを算出し、始動時水温に基づき始動時増量Ｑｗｅｔ及び２次エア分増量Ｑａｉｒを算出する。そして、基本噴射量Ｑｂｓｅに始動時増量Ｑｗｅｔ及び２次エア分増量Ｑａｉｒを加算することで、要求噴射量Ｑｒｅｑを算出している（Ｑｒｅｑ＝Ｑｂｓｅ＋Ｑｗｅｔ＋Ｑａｉｒ）。
【００４１】
ここで、２次エア供給時間の期間中は定容量型の２次エアポンプ２９を駆動させるのみであり、その２次エア供給量を可変制御しているわけではない。よって、２次エアを多めに供給して排気管２０中の混合気（排気混合気）をリーンの状態にしておき、２次エア分増量Ｑａｉｒを調節することで未燃焼成分（ＨＣ、ＣＯ）の量を調節して、上記反応熱を制御している。
【００４２】
したがって、エアフロセンサ１２の検出誤差が生じることに起因して実吸気量よりも多い吸気量を算出した場合には、実吸気量に対して基本噴射量Ｑｂｓｅが過剰となるので、その分、未燃焼ガスが過剰となる。すると、リーンの状態となっている排気混合気に過剰の未燃焼ガスが供給されることになるので、過剰分の未燃焼成分は２次エアと酸化反応して過剰な酸化反応を招くこととなり、ひいては、触媒温度が許容限界温度を超えることが懸念される。
【００４３】
そこで本実施形態では、上記懸念を解消すべく、図２〜図５のように燃料噴射量を算出している。なお、図３〜図５は図２のサブルーチン処理であり、マイコンにより所定周期で繰り返し実行される。なお、図２のルーチン周期（例えば４ｍｓｅｃ）は図３〜図５のルーチン周期（例えば２００ｍｓｅｃ）よりも短く設定されている。
【００４４】
先ず、図２のステップＳ１０において２次エアポンプ２９の作動状態を判定する。２次エアポンプ２９が作動していると判定されている場合には、続くステップＳ２０において触媒温度が許容限界温度に達したか否か、或いは許容限界温度よりも所定値だけ低く設定した上限温度に達したか否かを判定する。触媒温度が許容限界温度（又は上限温度）に達していると判定されている場合には、続くステップＳ３０において要求噴射量Ｑｒｅｑを減少させるよう補正（減量補正）する。
【００４５】
次に、上記ステップＳ１０における、２次エアポンプ２９の作動判定処理の詳細を説明する。先ず図３のステップＳ１１において、２次エアポンプ２９の作動条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、始動時水温が予め設定した閾値温度より低くなっていることを２次エアポンプ２９の作動開始条件とする。なお、始動時水温に替えて、触媒温度と相関のある温度（例えば排ガス温度や気筒内温度、外気温度等）に基づき作動開始を判定してもよい。そして、始動時水温が低いほどエンジン始動時からの２次エア供給時間を長く設定し、２次エア供給時間が経過したことを２次エアポンプ２９の作動終了条件とする。
【００４６】
したがって、始動時水温が閾値温度より低く作動開始条件を満たしており、かつ、２次エア供給時間が経過しておらず作動終了条件を満たしていないことを、２次エアポンプ２９の作動条件とする。そして、ステップＳ１１にて作動条件が成立していると判定されれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、続くステップＳ１２において２次エアポンプ作動中フラグをセットし（pumpon＝１）、作動条件が成立していないと判定されれば（Ｓ１１：ＮＯ）、続くステップＳ１３において２次エアポンプ作動中フラグをリセットする（pumpon＝０）。
【００４７】
次に、上記ステップＳ２０における、触媒温度に対する許容限界判定処理の詳細を説明する。先ず図４のステップＳ２１において、エンジン回転速度Ｎｅ、吸気量Ｇａ及び吸気圧Ｐｍを読み込む。続くステップＳ２２では、ステップＳ２１で読み込んだエンジン回転速度Ｎｅ（実Ｎｅ）が、目標回転速度（目標Ｎｅ）に一致しているか否か、或いは実Ｎｅと目標Ｎｅとの偏差が予め設定された所定範囲内であるか否かを判定する。要するに、実Ｎｅが目標Ｎｅに近づいている安定状態となっているかを判定する。
【００４８】
安定状態でないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）には図４の処理を一旦終了し、安定状態である（実Ｎｅ≒目標Ｎｅ）と判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には、続くステップＳ２３において、ステップＳ２１で読み込んだエンジン回転速度Ｎｅ（実Ｎｅ）及び吸気圧Ｐｍに基づき、吸気量の推定値Ｇａａを演算する。例えば、吸気圧Ｐｍ及び実Ｎｅに対する吸気量推定値Ｇａａの最適値を予め試験して取得しておき、図４中の符号Ｍ１に例示されるマップとしてマイコンに記憶させておき、当該マップＭ１を参照して吸気圧Ｐｍ及び実Ｎｅに基づき、吸気量推定値Ｇａａを算出すればよい。
【００４９】
続くステップＳ２４（過剰酸化判定手段）では、ステップＳ２１で読み込んだ吸気量Ｇａであって、エアフロセンサ１２により検出した値（吸気量検出値Ｇａ）が、吸気量推定値Ｇａａよりも所定値以上大きくなっているか否かを判定する。要するに、Ｇａ−Ｇａａ≧所定値となっていれば、エアフロセンサ１２による検出値が実吸気量よりも多い側に誤検出している可能性があり、その結果、過剰酸化状態になっていると判定する。
【００５０】
Ｇａ−Ｇａａ≧所定値と判定されれば（Ｓ２４：ＹＥＳ）、過剰酸化状態になっているとみなし、続くステップＳ２５において触媒温度許容限界判定フラグをセットする（catot＝１）。Ｇａ−Ｇａａ≧所定値でないと判定されれば（Ｓ２４：ＮＯ）、過剰酸化状態にはなっていないとみなし、続くステップＳ２６において触媒温度許容限界判定フラグをリセットする（catot＝０）。
【００５１】
なお、図４の判定では、触媒温度が許容限界温度に達しているかを判定するようにしてもよいし、許容限界温度よりも所定値だけ低く設定した上限温度に達したか否かを判定するようにしてもよい。したがって、上記所定値は、許容限界温度に達する程度の過剰酸化（許容限界過剰酸化状態）になる時点での閾値として設定してもよいし、前記上限温度に達する程度の過剰酸化（上限過剰酸化状態）になる時点での閾値として設定してもよい。
【００５２】
次に、上記ステップＳ３０における、燃料噴射量を補正する制御手順の詳細を説明する。先ず図５のステップＳ３１において、先述した基本噴射量Ｑｂｓｅを、吸気量検出値Ｇａ及び実Ｎｅに基づき演算する。例えば、吸気量及び実Ｎｅに対する基本噴射量Ｑｂｓｅの最適値を予め試験して取得しておき、図５中の符号Ｍ２に例示されるマップとしてマイコンに記憶させておき、当該マップＭ２を参照して吸気量検出値Ｇａ及び実Ｎｅに基づき、基本噴射量Ｑｂｓｅを算出すればよい。なお、マップＭ２は、吸気量が多いほど基本噴射量Ｑｂｓｅが多くなるよう設定され、また、実Ｎｅが高いほど基本噴射量Ｑｂｓｅが多くなるよう設定されている。
【００５３】
続くステップＳ３２、Ｓ３３では、図２の処理で設定した２次エアポンプ作動中フラグpumpon、及び図３の処理で設定した触媒温度許容限界判定フラグcatotの状態を判定し、pumpon＝１かつcatot＝１であることを条件（減量補正条件）として（Ｓ３２：ＹＥＳ、Ｓ３３：ＹＥＳ）、後述するステップＳ３４、Ｓ３５（噴射量補正手段）での減量補正を実施する。一方、両フラグpumpon、catotの少なくとも一方がリセットされていれば、ステップＳ３４、Ｓ３５での減量補正を実施することなくステップＳ３６に進む。
【００５４】
ステップＳ３４では、吸気量推定値Ｇａａ及び実Ｎｅに基づき噴射量制限値Ｑｃｐを演算する。例えば、ステップＳ３１で用いたマップＭ２と同じマップを参照して、吸気量推定値Ｇａａ及び実Ｎｅに基づき、噴射量制限値Ｑｃｐを算出すればよい。そして、続くステップＳ３５では、基本噴射量Ｑｂｓｅを噴射量制限値Ｑｃｐに置き換える。
【００５５】
ここで、catot＝１であり過剰酸化状態と判定されているということは、Ｇａ−Ｇａａ≧所定値であるため、ステップＳ３４で演算した噴射量制限値Ｑｃｐは、ステップＳ３１で演算した基本噴射量Ｑｂｓｅよりも少ない量となるはずである。したがって、基本噴射量Ｑｂｓｅを噴射量制限値Ｑｃｐに置き換えることは、基本噴射量Ｑｂｓｅを減量補正することに相当し、ひいては要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正することとなる。
【００５６】
次に、ステップＳ３６において、先述した始動時増量Ｑｗｅｔを、始動時水温に基づき演算する。例えば、始動時水温に対する始動時増量Ｑｗｅｔの最適値を予め試験して取得してマップとして記憶させておき、当該マップを参照して始動時水温に基づき、始動時増量Ｑｗｅｔを算出すればよい。なお、前記マップは、始動時水温が低いほど始動時増量Ｑｗｅｔが多くなるよう設定されている。
【００５７】
次に、ステップＳ３７において、先述した２次エア分増量Ｑａｉｒを、始動時水温に基づき演算する。例えば、始動時水温に対する２次エア分増量Ｑａｉｒの最適値を予め試験して取得してマップとして記憶させておき、当該マップを参照して始動時水温に基づき、２次エア分増量Ｑａｉｒを算出すればよい。なお、前記マップは、始動時水温が低いほど２次エア分増量Ｑａｉｒが多くなるよう設定されている。因みに、２次エア分増量Ｑａｉｒを、始動時水温及び２次エア供給時間の少なくとも一方に基づき演算するようにしてもよい。
【００５８】
また、２次エアポンプ２９が作動していない時（pumpon＝０）には、２次エア分増量Ｑａｉｒをゼロに設定する。
【００５９】
そして、続くステップＳ３８において、基本噴射量Ｑｂｓｅに、ステップＳ３６で演算した始動時増量Ｑｗｅｔ及びステップＳ３７で演算した２次エア分増量Ｑａｉｒを加算することで、先述した要求噴射量Ｑｒｅｑを演算する（Ｑｒｅｑ＝Ｑｂｓｅ＋Ｑｗｅｔ＋Ｑａｉｒ）。以上により、上記減量補正条件を満たしていない場合には、吸気量検出値Ｇａに基づき演算した基本噴射量Ｑｂｓｅを用いて要求噴射量Ｑｒｅｑを演算する。一方、上記減量補正条件を満たしている場合には、吸気量推定値Ｇａａに基づき演算した噴射量制限値Ｑｃｐを用いて要求噴射量Ｑｒｅｑを演算することで、要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正する。
【００６０】
以上により、本実施形態によれば、ステップＳ２４にてＧａ−Ｇａａ≧所定値と判定されれば過剰酸化状態になっているとみなし、ステップＳ３４，Ｓ３５により要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正するので、実際の燃料噴射量も減量補正されることとなる。よって、触媒温度が許容限界に達する前に、２次エアと未燃焼ガスとの酸化反応を低減させて、触媒２６の焼損を防止することができる。
【００６１】
しかも、２次エアの供給を停止させることなく燃料噴射量の減量補正により酸化反応を低減させるので、２次エアの供給を完全に停止させてしまう場合に比べて触媒２６の暖機促進効果を向上させつつ、触媒温度が許容限界を超えないように噴射量制御して触媒焼損を防止できる。
【００６２】
また、過剰酸化状態の判定に用いる吸気量推定値Ｇａａを、既存の吸気圧センサ１５を用いて演算するので、判定に用いるための専用のセンサを用いる場合に比べてコスト安にできる。
【００６３】
また、過剰酸化状態になっていない通常時には、エアフロセンサ１２により吸気量を直接検出し、その検出値に基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを演算して噴射制御するので、吸気圧Ｐｍやスロットル開度、アクセル操作量等を用いて推定した吸気量Ｇａａに基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを演算して噴射制御する場合に比べて、所望する燃焼状態となるよう噴射制御することを高精度にできる。
【００６４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、図４に示す如く吸気量検出値Ｇａと吸気量推定値Ｇａａとの比較に基づき過剰酸化状態を判定するのに対し、本実施形態では、触媒温度を直接検出する温度センサ３２（図１参照）を設け、温度センサ３２による検出温度Ｔｃａｔに基づき過剰酸化状態を判定する。
【００６５】
この判定手法を以下に詳述すると、先ず図６のステップＳ２１０において、温度センサ３２による検出温度Ｔｃａｔを読み込む。続くステップＳ２２０（過剰酸化判定手段）では、ステップＳ２１０で読み込んだ検出温度Ｔｃａｔが予め設定された上限温度Ｔｌｉｍ以上であるか否かを判定する。
【００６６】
そして、Ｔｃａｔ≧Ｔｌｉｍと判定されれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、過剰酸化状態になっているとみなし、続くステップＳ２５において触媒温度許容限界判定フラグをセットする（catot＝１）。Ｔｃａｔ≧Ｔｌｉｍでないと判定されれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、過剰酸化状態にはなっていないとみなし、続くステップＳ２６において触媒温度許容限界判定フラグをリセットする（catot＝０）。
【００６７】
図７は、本実施形態による減量補正の制御手順を示すフローチャートであり、ステップＳ３１〜Ｓ３３では図５に示す第１実施形態と同様の処理を行う。そして、pumpon＝１かつcatot＝１であるとの減量補正条件を満たす場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ、Ｓ３３：ＹＥＳ）、後述するステップＳ３５０（噴射量補正手段）での減量補正を実施する。一方、両フラグpumpon、catotの少なくとも一方がリセットされていれば、ステップＳ３５０での減量補正を実施することなくステップＳ３６に進む。なお、以降のステップＳ３６〜Ｓ３８では図５に示す第１実施形態と同様の処理を行う。
【００６８】
ここで、図７とは別のルーチン処理により、触媒温度許容限界判定フラグがリセット状態からをセット状態に切り替わった時点、つまり、触媒検出温度Ｔｃａｔがエンジン始動時から上昇していき、上限温度Ｔｌｉｍに達した時点での基本噴射量Ｑｂｓｅを、噴射量制限値Ｑｌｉｍとして記憶させておく。
【００６９】
そして、図７のステップＳ３５０では、上述の如く記憶された噴射量制限値Ｑｌｉｍを、基本噴射量Ｑｂｓｅに置き換える。これにより、触媒検出温度Ｔｃａｔが上限温度Ｔｌｉｍにまで上昇し、その後さらに上昇しようとしても、基本噴射量Ｑｂｓｅは噴射量制限値Ｑｌｉｍに制限されるので、触媒検出温度Ｔｃａｔの上昇は抑制される。仮にこのような制限を実施しなければ、触媒検出温度Ｔｃａｔが上限温度Ｔｌｉｍにまで上昇した後、実Ｎｅやエンジン負荷が上昇すれば、基本噴射量Ｑｂｓｅはさらに上昇して触媒検出温度Ｔｃａｔが許容限界を超えることが懸念される。
【００７０】
したがって、減量補正条件を満たす場合には基本噴射量Ｑｂｓｅを噴射量制限値Ｑｌｉｍに制限する本実施形態によれば、基本噴射量Ｑｂｓｅを減量補正することに相当し、ひいては要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正することとなる。
【００７１】
以上により、本実施形態によれば、触媒温度を直接検出する温度センサ３２を設け、その検出温度Ｔｃａｔが予め設定された上限温度Ｔｌｉｍ以上であると判定されれば、過剰酸化状態になっているとみなし、ステップＳ３５０により要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正するので、実際の燃料噴射量も減量補正されることとなる。よって、触媒温度が許容限界に達する前に、２次エアと未燃焼ガスとの酸化反応を低減させて、触媒２６の焼損を防止することができる。
【００７２】
しかも、２次エアの供給を停止させることなく燃料噴射量の減量補正により酸化反応を低減させるので、２次エアの供給を完全に停止させてしまう場合に比べて触媒２６の暖機促進効果を向上させつつ、触媒温度が許容限界を超えないように噴射量制御して触媒焼損を防止できる。
【００７３】
また、触媒温度を直接検出してその検出温度Ｔｃａｔに基づき過剰酸化状態であるか否かを判定するので、吸気量推定値Ｇａａと吸気量検出値Ｇａとの比較に基づき判定する上記第１実施形態に比べて、当該判定を高精度で実施できる。また、検出温度Ｔｃａｔが上限温度Ｔｌｉｍに達した時点での噴射量に要求噴射量Ｑｒｅｑを制限するので、触媒焼損回避の確実性を向上できる。
【００７４】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００７５】
・上記第１実施形態では、減量補正条件が成立していない通常時には吸気量検出値Ｇａに基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを算出し、減量補正条件が成立している異常時には吸気圧Ｐｍに基づき推定した吸気量推定値Ｇａａに基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを算出している。この場合、吸気圧センサ１５が相関センサに相当する。これに替えて、通常時には、吸気圧Ｐｍに基づき推定した吸気量推定値Ｇａａに基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを算出し、異常時には、吸気量と相関のある他の物理量（例えばスロットル開度やアクセルペダル操作量等）に基づき推定した第２の吸気量推定値Ｇａｂに基づき要求噴射量Ｑｒｅｑを算出するようにしてもよい。この場合、スロットル開度センサ１４やアクセル開度センサ３１が相関センサに相当する。
【００７６】
この場合には、図４のステップＳ２４において、吸気量推定値Ｇａａが第２の吸気量推定値Ｇａｂよりも所定値以上大きくなっているか否かを判定すればよい。要するに、Ｇａａ−Ｇａｂ≧所定値となっていれば、吸気圧センサ１５による吸気量推定値Ｇａａが実吸気量よりも多い側に誤検出している可能性があり、その結果、過剰酸化状態になっていると判定すればよい。
【００７７】
・上記第１実施形態において、図４のステップＳ２３では実Ｎｅ及び吸気圧Ｐｍに基づき吸気量推定値Ｇａａを演算しているが、本発明はこれに限られるものではなく、エンジン負荷に関する物理量であれば吸気圧Ｐｍでなくともよい。例えばスロットル開度センサ１４により検出されるスロットル開度及び実Ｎｅに基づき吸気量推定値Ｇａａを演算してもよいし、アクセル開度センサ３１により検出されるアクセルペダル操作量及び実Ｎｅに基づき吸気量推定値Ｇａａを演算してもよい。
【００７８】
・上記第１実施形態では、Ｑｒｅｑ＝Ｑｂｓｅ＋Ｑｗｅｔ＋Ｑａｉｒとの算出式により要求噴射量Ｑｒｅｑを算出しており、そのうちの基本噴射量Ｑｂｓｅを補正することで要求噴射量Ｑｒｅｑを減量補正しているが、要求噴射量Ｑｒｅｑを直接減量補正するようにしてもよい。
【００７９】
・図５のステップＳ３７にて２次エア分増量Ｑａｉｒを演算するにあたり、エンジン始動時から２次エア供給時間が経過するまでの期間中、２次エア分増量Ｑａｉｒを一定量とするよう演算してもよいし、２次エア分増量Ｑａｉｒを徐々に減少させるよう演算してもよい。
【００８０】
・上記第２実施形態では温度センサ３２を触媒２６に配置して触媒温度を検出させているが、排気管２０のうち２次エア供給管２８の下流側部分に温度センサを配置して、酸化反応により温度上昇した排ガスの温度を検出させるようにしてもよい。この場合の温度センサは、触媒２６の上流側に配置してもよいし、下流側に配置してもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１２…エアフロセンサ、１４…スロットル開度センサ（相関センサ）、１５…吸気圧センサ（相関センサ）、１６…インジェクタ（燃料噴射弁）、２６…触媒、２９…２次エアポンプ（２次エア供給手段）、３１…アクセル開度センサ（相関センサ）、３２…温度センサ、Ｓ２４，Ｓ２２０…過剰酸化判定手段、Ｓ３４，Ｓ３５，Ｓ３５０…噴射量補正手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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