(57)【要約】【課題】内燃機関の触媒温度推定装置において、燃料カット制御中の触媒温度を正確に推定することにある。【解決手段】制御手段（２４）は、燃料カット制御部（２９）による燃料カット制御中の内燃機関（１）の吸気管（１１）に付着する燃料の付着量を推定するとともに、この推定された燃料付着量に応じて触媒温度を推定する触媒温度推定部（３０）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室へ燃料を供給する燃料供給装置と、前記内燃機関からの排気ガスを浄化する触媒が設けられた排気装置と、燃料カット条件が成立したときに前記燃料供給装置からの燃料供給を停止する燃料カット制御部を有する制御手段とを備え、前記制御手段にて触媒温度を推定する内燃機関の触媒温度推定装置において、前記制御手段は、前記燃料カット制御部による燃料カット制御中の前記内燃機関の吸気管に付着する燃料の付着量を推定するとともに、この推定された燃料付着量に応じて触媒温度を推定する触媒温度推定部を備えることを特徴とする内燃機関の触媒温度推定装置。
【請求項２】
前記触媒温度推定部は、吸気温度に基づいて前記燃料付着量を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の触媒温度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の触媒温度推定装置に係り、特に内燃機関の排気管に設けられた触媒の温度を推定するための内燃機関の触媒温度推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された内燃機関の排気装置において、排気管に設けられた触媒は、一般的に、過度に高温となると、劣化して浄化能力が低下することが知られている。
また、内燃機関が燃料カット制御を実行したときに、排気ガスがリーン化するため、触媒に付着している未燃燃料が酸化されて、触媒の温度が急激に上昇し易くなることが知られている。この原因としては、主に燃料カット制御中に吸気管に付着した燃料が酸素と共に排気管の後部側へ流入し、触媒に付着して燃焼を起こすからである。
触媒の温度が上昇すると、触媒が破損するおそれがある。一方、燃料カット制御は、頻度が多ければ燃費の向上となるため、触媒が破損しないように管理しながら、燃料カット制御の頻度を多くすることが望まれる。
このような内燃機関の触媒温度推定装置としては、以下のような先行技術文献がある。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６３６０６号公報
【特許文献２】特開２００８−５７３３４号公報
【０００４】
特許文献１に係る触媒温度推定装置及び触媒温度推定方法は、内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスの温度を内燃機関の定常運転下での定常触媒温度として推定する第１推定手段と、この第１推定手段で推定された定常触媒温度に基づいて、内燃機関から排気浄化用触媒までの間の排気管の内壁の代表温度を推定する第２推定手段と、第１推定手段で推定された定常触媒温度と第２推定手段で推定された排気管の内壁の代表温度とに基づいて、排気浄化用触媒に流入する触媒流入排気温度を推定する第３推定手段と、第３推定手段で推定された触媒流入排気温度に基づいて、排気浄化用触媒の温度を推定する第４推定手段とを備え、触媒温度を推定している。
この特許文献１に係る発明によれば、触媒温度を精度良く推定して、温度上昇による触媒の破損を防止するものである。 
特許文献２に係る触媒の温度推定装置及び触媒の温度推定方法は、内燃機関からの排気ガスを浄化する触媒を有する車両の触媒温度推定装置であって、内燃機関の燃料カットを実行する燃料カット実行手段と、この燃料カット実行手段が燃料カットを実行することによる触媒の温度上昇量を触媒上の反応計算又は反応計算及び熱伝達計算に基づき推定する温度上昇量推定手段とを備えたものである。
この特許文献２に係る発明によれば、燃料カットの実行及び停止に応じた触媒温度の挙動を、より迅速且つ容易に推定することができるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の引用文献１では、燃料カット制御時の触媒温度を推定するに当たり、吸気管に付着した燃料の付着量を考慮しておらず、この燃料付着量は、吸気温度により変化するため、吸気温度により燃料カット制御時の実際の触媒の温度と推定された触媒温度とが異なるおそれがあり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明は、燃料カット制御中の触媒温度を正確に推定することができる内燃機関の触媒温度推定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】
【０００７】
この発明は、内燃機関の燃焼室へ燃料を供給する燃料供給装置と、前記内燃機関からの排気ガスを浄化する触媒が設けられた排気装置と、燃料カット条件が成立したときに前記燃料供給装置からの燃料供給を停止する燃料カット制御部を有する制御手段とを備え、前記制御手段にて前記触媒の温度としての触媒温度を推定する内燃機関の触媒温度推定装置において、前記制御手段は、前記燃料カット制御部による燃料カット制御中の前記内燃機関の吸気管に付着する燃料の燃料付着量を推定するとともに、この推定された燃料付着量に応じて触媒温度を推定する触媒温度推定部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、燃料カット制御中の触媒温度を正確に推定することができる。 
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は触媒温度推定装置の制御ブロック図である。（実施例）
【図２】図２はエンジンの概略構成図である。（実施例）
【図３】図３は触媒温度推定のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は触媒温度推定のタイムチャートである。（実施例）
【図５】図５は吸気温度が高い場合の触媒推定温度のタイムチャートである。（実施例）
【図６】図６は吸気温度が低い場合の触媒推定温度のタイムチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、燃料カット制御中の触媒温度を正確に推定する目的を、吸気管に付着した燃料の付着量に応じて触媒温度を推定して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。 
図２に示すように、車両には、内燃機関１が搭載されている。この内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３とを備える。シリンダヘッド３には、吸気ポート４と、排気ポート５と、燃焼室６とが形成されている。
シリンダヘッド３には、吸気ポート４に連通する吸気装置７と、排気ポート５に連通する排気装置８とが取り付けられる。 
吸気装置７は、エアクリーナ９からの内燃機関１の燃焼室６への吸気を導く吸気通路１０を形成する吸気管１１と、この吸気管１１の途中に設置されたスロットルバルブ１２とを備える。
排気装置８は、内燃機関１の燃焼室６からの排気ガスを導く排気通路１３を形成する排気管１４と、この排気管１４の途中に設置された触媒１５を有する触媒コンバータ１６とを備える。触媒１５は、内燃機関１からの排気ガスを浄化するものである。
【００１２】
また、内燃機関１には、燃焼室６へ燃料を供給する燃料供給装置（燃料噴射装置）１７を備える。 
この燃料供給装置１７は、吸気管１１に取り付けられて燃焼室６へ燃料を供給する燃料噴射弁１８と、燃料タンク１９からの燃料を燃料噴射弁１８へ導く燃料供給通路２０を形成する燃料供給管２１と、燃料タンク１９に設置されて燃料を圧送する燃料ポンプ２２とを備える。
【００１３】
また、内燃機関１には、図１、図２に示すように、触媒温度推定装置２３を備える。 
この触媒温度推定装置２３は、燃料供給装置１７に接続した制御手段２４を備える。 
この制御手段２４には、吸気温度取得手段としての吸気温度センサ２５と、内燃機関１の回転数をエンジン回転数として検出するエンジン回転数センサ２６と、スロットルバルブ１２の開度をスロットル開度として検出するスロットル開度センサ２７とに接続している。
【００１４】
制御手段２４は、燃料供給装置１７への燃料供給量を制御する燃料供給量制御部２８と、燃料カット条件が成立したときに燃料供給装置１７からの燃料供給を停止する燃料カット制御部２９と、触媒１５の温度を推定する触媒温度推定部３０とを備える。
この触媒温度推定部３０は、排気温度を推定する排気温度推定部３１と、吸気管１１に付着する燃料の付着量を推定する燃料付着量推定部３２とを備える。
触媒温度推定部３０は、触媒温度を推定するに当たり、排気温度推定部３１により内燃機関１の排気温度を推定し、この排気温度に基づき基準触媒温度Ｔｓｔを算出する。触媒温度推定部３０においては、吸気温度センサ２５により検出された吸気温度の出力値を燃料付着量推定部３２へ出力する。
燃料付着量推定部３２は、入力された吸気温度センサ２５の吸気温度の出力値に基づき、吸気管１１に付着する燃料の付着量を推定する。
また、燃料付着量推定部３２は、上記の燃料付着量に応じた触媒温度補正量△Ｔを算出して出力する。
また、触媒温度推定部３０では、触媒温度補正量△Ｔが入力されると、基準触媒温度Ｔｓｔに加算し、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐ（Ｃｔｅｍｐ＝Ｔｓｔ＋△Ｔ）を算出する。 
【００１５】
次に、この実施例に係る触媒温度推定について、図３のフローチャートに基づいて説明する。 
図３に示すように、制御手段２４のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、燃料カット条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０２）。この燃料カット条件は、例えば、内燃機関１のエンジン回転数が設定値以下となったことである。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、燃料カット制御を実行する（ステップＡ０３）。 
そして、基準触媒温度Ｔｓｔを推定する（ステップＡ０４）。この基準触媒温度Ｔｓｔは、触媒温度推定部３０により推定された触媒温度（触媒推定温度）であり、例えば、内燃機関１の排気温度や排気管１４の内壁温度に基づいて推定される。
その後、燃料カット制御の実行後に、吸気温度を取得する（ステップＡ０５）。この吸気温度は、吸気管１１に付着する燃料の付着量を推定するために取得される。
そして、吸気管１１の燃料付着量を推定する（ステップＡ０６）。 
その後、この推定された燃料付着量に基づき、触媒温度補正量△Ｔを算出する（ステップＡ０７）。
さらに、基準触媒温度Ｔｓｔに触媒温度補正量△Ｔを加算して、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐ（Ｃｔｅｍｐ＝Ｔｓｔ＋△Ｔ）を算出する（ステップＡ０８）。 
その後、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐが設定値以下（Ｃｔｅｍｐ≦設定値）か否かを判断する（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９がＮＯの場合には、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐが設定値を超えており、燃料カット制御を停止する（ステップＡ１０）。
一方、前記ステップＡ０２がＮＯの場合には、燃料カット制御を解除する（ステップＡ１１）。 
前記ステップＡ０９がＹＥＳで、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐが設定値以下の場合、前記ステップＡ１０の処理後、又は、前記ステップＡ１１の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ１２）。
【００１６】
図４には、触媒温度推定のタイムチャートを示す。 
図４に示すように、燃料カット条件が成立すると（時間ｔ１）、燃料カット制御が実行される。 
そして、燃料カット成立後、排気温度に基づき基準触媒温度Ｔｓｔを求める（時間ｔ２）。この場合、吸気温度センサ２４から吸気温度を取得する。この吸気温度に基づき、吸気管１１に付着する燃料の付着量を推定する。さらに、この燃料付着量から触媒温度補正量△Ｔを算出する。基準触媒温度Ｔｓｔと触媒温度補正量△Ｔとに基づき、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐを算出する。
その後、触媒推定温度Ｃｔｅｍｐが設定値を超えると、燃料カット制御を停止する（時間ｔ３）。 
【００１７】
図５には、吸気温度が高い場合のタイムチャートを示す。 
図５に示すように、Ｐ１の地点において、吸気温度が高い場合は、燃料付着量が少ないため燃料カット制御時の触媒温度補正量△Ｔが少ないことを推定することができる。従って、燃料カット制御を停止することが少なくなり、燃費を向上させることができる。 
【００１８】
図６には、吸気温度が低い場合のタイムチャートを示す。 
図６に示すように、Ｐ２の地点において、吸気温度が低い場合は、燃料付着量が多いため燃料カット制御時の触媒温度昇温量（補正量△Ｔ）が多いことを推定することができ、燃料カット制御を停止させて排気系部品の保護を確実に実行する。 
【００１９】
この結果、この実施例では、制御手段２４は、燃料カット制御部２９による燃料カット制御中の内燃機関１の吸気管１１に付着する燃料の付着量を推定するとともに、この推定された燃料付着量に応じて触媒温度を推定する触媒温度推定部３０を備える。
これにより、燃料カット制御中の触媒温度を推定するに当たり、吸気管１１に付着した燃料の燃料付着量を推定し、この燃料付着量に基づいて触媒温度を推定する。従って、燃料カット制御中に、触媒付近で燃焼が生じるか否か、又は、その程度を推定することができ、触媒温度を正確に推定することができる。
また、燃料付着量推定部２６は、吸気温度に基づいて前記燃料付着量を推定する。 
これにより、吸気管１１に付着する燃料は、吸気温度が高い場合は（図５参照）、燃料の気化が促進されるため燃料付着量が少なくなる一方、吸気温度が低い場合には（図６参照）、燃料付着量が多くなる傾向にある。従って、上記のように吸気温度に基づいて燃料付着量を推定すれば、燃料カット制御時の触媒温度をより正確に推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明に係る触媒温度推定装置を、各種内燃機関に適用可能である。 
【符号の説明】
【００２１】
１  内燃機関 
６  燃焼室 
７  吸気装置 
８  排気装置 
１１  吸気管 
１４  排気管 
１５  触媒 
１７  燃料供給装置 
２３  触媒温度推定装置 
２４  制御手段 
２５  吸気温度センサ 
２８  燃料供給量制御部 
２９  燃料カット制御部 
３０  触媒温度推定部 
３１  排気温度推定部 
３２  燃料付着量推定部 
【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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