(57)【要約】    【課題】  排気温度が過度に上昇した場合に、燃費の悪化を最小限に抑えつつ、排気系部品（エキマニ）の保護を図る。    【解決手段】  空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて排気温度（素子温度）を推定する。排気温度が第１の所定温度Ｔmax に達した時に、排気温度の変化率に応じて、エキマニが耐熱許容温度Ｔemに達するまでのタイムラグに相当する燃料増量までのディレイ時間を設定する。このディレイ時間の経過後に、排気温度を低下させるべく、燃料増量を開始する。【選択図】  図５
2008051092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気の温度を推定する排気温度推定手段と、
前記排気温度推定手段により推定される排気温度の変化率を算出する排気温度変化率算出手段と、
前記排気温度推定手段により推定される排気温度が第１の所定温度に達した時に、前記排気温度変化率算出手段により算出される排気温度の変化率に応じて燃料増量までのディレイ時間を設定するディレイ時間設定手段と、
前記ディレイ時間設定手段により設定されるディレイ時間の後に、機関への燃料供給量を増量する燃料増量手段と、
を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の排気系保護装置。
【請求項２】
前記ディレイ時間設定手段は、前記変化率が大きいほど、前記ディレイ時間を短く設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項３】
前記排気温度推定手段は、内燃機関から排出される排気の空燃比を検出するために機関の排気系に配置される空燃比センサの内部抵抗に基づいて排気温度を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項４】
前記排気温度推定手段は、少なくとも、運転領域に応じて補正係数を設定する手段を有し、過渡時に、空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて推定される排気温度を前記補正係数により補正することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項５】
前記排気温度推定手段は、少なくとも、排気流量に応じて補正係数を設定する手段を有し、過渡時に、空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて推定される排気温度を前記補正係数により補正することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項６】
前記排気温度推定手段は、空燃比センサ素子に内部抵抗計測用の所定の電圧を印加して、電圧印加中のセンサ出力を読込み、これに基づいて空燃比センサ素子の内部抵抗を計測することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項７】
前記排気温度推定手段は、機関の排気系に設けられる排気温度センサにより、排気温度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項８】
前記燃料増量手段は、前記排気温度推定手段により推定される排気温度が前記第１の所定温度より低い第２の所定温度以下に低下するまで、燃料増量を実施することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項９】
排気マニホールドからの放熱量を推定する放熱量推定手段を備え、
前記ディレイ時間設定手段により設定されるディレイ時間を、前記放熱量推定手段により推定される放熱量に基づいて補正するディレイ時間補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項１０】
前記放熱量推定手段は、外気温及び車速の少なくとも一方に基づいて排気マニホールドの放熱量を推定することを特徴とする請求項９記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項１１】
内燃機関の運転状態が燃料増量領域に変更された場合に、燃料増量領域に変更される前の運転履歴を記憶する運転履歴記憶手段を備え、
前記ディレイ時間設定手段により設定されるディレイ時間を、前記運転履歴記憶手段に記憶された前記燃料増量領域に変更される前の運転履歴に基づいて補正するディレイ時間補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の内燃機関の排気系保護装置。
【請求項１２】
内燃機関から排出される排気の温度を推定し、この排気温度が所定温度に達した時に、この排気温度の変化率に応じて、機関への燃料供給量を増量するタイミングを決定することを特徴とする内燃機関の排気系保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気系部品（排気マニホールドなど）の保護のための内燃機関の排気系保護装置及び保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気系部品の保護のため、排気温度を検出し、これが過度に上昇した場合に、燃料供給量を増量補正して、排気温度を低下させることが記載されている。
特許文献２には、排気系に配置される空燃比センサ（酸素センサ）のセンサ素子の内部抵抗（インピーダンス）を計測し、これに基づいて素子温度を推定することが記載されている。
【特許文献１】特開昭６３−０４５４４４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１のように排気温度を検出する場合であっても、特許文献２のように空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて排気温度（素子温度）を推定する場合であっても、排気温度（素子温度）が所定温度に達した時に燃料増量を行う場合、排気温度（素子温度）の上昇に比べて、熱容量の大きい排気マニホールドなどの温度上昇は遅れることから、排気温度が所定温度に達した時にすぐさま燃料増量を行うと、まだ余裕があるにもかかわらず燃料増量がなされて、燃費の悪化を招く。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑み、排気系保護を目的とした燃料増量を効果的に行って、燃費の悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明では、内燃機関から排出される排気の温度を推定し、この排気温度が所定温度に達した時に、この排気温度の変化率に応じて、燃料増量までのディレイ時間を設定し、このディレイ時間の後に、機関への燃料供給量を増量する構成とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記のように燃料増量のディレイ時間を設定することで、保護対象の排気系部品の実際の温度上昇を考慮して、燃料増量を実施することができ、燃費の悪化を最小限に抑えつつ、排気系部品の保護を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す内燃機関（エンジン）のシステム図である。
エンジン１の各気筒のピストン２により画成される燃焼室３には、点火プラグ４を囲むように、吸気弁５及び排気弁６を備えている。
吸気通路７には、吸気マニホールドの上流側に、モータ駆動の電制スロットル弁８が設けられている。吸気通路７にはまた、吸気マニホールドの各ブランチ部（シリンダヘッド側の吸気ポートに臨む位置）に、各気筒毎に、電磁式の燃料噴射弁９が設けられており、吸気弁５の弁傘部に向けて所定圧力の燃料を噴射することができる。但し、直噴式の燃料噴射弁を用いてもよい。
【０００８】
排気通路１０には、排気マニホールドの下流側（集合部）に排気浄化触媒１１が設けられている。
ここにおいて、電制スロットル弁８及び燃料噴射弁９の作動は、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという）２０により制御され、このＥＣＵ２０には、エンジン回転に同期してクランク角信号を出力しこれによりクランク角位置と共にエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ２１、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２２、吸気通路７の電制スロットル弁８上流にて吸入空気量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２４、排気通路１０の触媒１１上流にて排気空燃比を検出する空燃比センサ（酸素センサ）２５などから、信号が入力されている。更に、ＥＣＵ２０には、外気温Ｔout を検出する外気温センサ２６、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２７などからも、信号が入力されている。
【０００９】
ＥＣＵ２０では、主にアクセル開度ＡＰＯに基づいて電制スロットル弁８の開度を制御することにより、吸入空気量を制御する。
また、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ（Ｋは定数）を演算し、これを空燃比フィードバック補正係数αや各種補正係数ＣＯＥＦで補正して、最終的な燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ・α・ＣＯＥＦを演算し、このＴｉに対応するパルス幅の燃料噴射パルスをエンジン回転に同期して各気筒の燃料噴射弁９に出力することにより、燃料噴射量を制御する。
【００１０】
空燃比フィードバック補正係数αは、空燃比センサ２５の出力（実空燃比）に基づいて空燃比をストイキに制御するためのもので、空燃比フィードバック制御条件下で、実空燃比と目標空燃比（ストイキ）とを比較して、比例積分制御により増減設定される（基準値は１）。
各種補正係数ＣＯＥＦには、少なくとも燃料増量補正係数（燃料増量率）Ｋfuelが含まれている（ＣＯＥＦ＝１＋・・・＋Ｋfuel）。この燃料増量補正係数Ｋfuelは、通常運転時は、Ｋfuel＝０となっているが、排気温度が過度に上昇した場合に、空燃比フィードバック制御を停止（αを基準値又は前回値に固定）した上で、Ｋfuel＞０に設定することにより、燃料噴射量を増量して、空燃比をリッチ化できる。尚、燃料増量補正係数Ｋfuelは、エンジンの運転状態が高負荷・高回転になるほど大きな値に設定してもよい。
【００１１】
図２は空燃比センサ２５（センサ素子３１及びセンサ素子加熱用のヒータ３２）に対する制御回路図である。
空燃比センサ２５のセンサ素子３１に近接させて、ヒータ３２が設けられている。ヒータ３２は、冷機時（センサ非活性時）にセンサ素子３１を加熱するためのもので、バッテリ電圧ＶＢがスイッチング素子３３を介して印加されるようになっている。
【００１２】
空燃比センサ２５のセンサ素子３１は、空燃比に応じて出力（出力電圧）Ｖｓが連続的に変化するものである。
また、センサ素子３１には、内部抵抗計測用の所定の電圧Ｖcc（例えば５Ｖ）がスイッチング素子３４及び基準抵抗Ｒ０を介して印加されるようになっている。従って、内部抵抗計測時に、スイッチング素子３４がＯＮとなると、センサ素子３１の出力Ｖｓに内部抵抗計測用の電圧分が重畳される。
【００１３】
ＥＣＵ２０内のＣＰＵ３５は、冷機時にスイッチング素子３３をＯＮにして、ヒータ３２によりセンサ素子３１を加熱する。
また、ＣＰＵ３５は、内部抵抗計測用電圧Ｖcc印加用のスイッチング素子３４のＯＮ・ＯＦＦを制御しつつ、所定のタイミングで、センサ素子３１の出力Ｖｓをフィルタ（平滑化回路）３６及びＡ／Ｄ変換器３７を介して読込む。
【００１４】
スイッチング素子３４をＯＦＦ状態にして、センサ出力Ｖｓを読込むことで、これに基づいて空燃比を検出することができる。
スイッチング素子３４をＯＮ状態にして、センサ出力Ｖｓを読込むことで、これに基づいてセンサ素子３１の内部抵抗を計測することができ、これに基づいて排気温度（素子温度）を推定することができる。
【００１５】
図３はＥＣＵ（ＣＰＵ）による排気温度推定ルーチンのフローチャートである。本ルーチンが排気温度推定手段に相当する。
Ｓ１では、空燃比センサ２５のヒータ３２のＯＦＦ条件か否かを判定し、ヒータＯＦＦの場合のみ（可能であれば強制的にＯＦＦにして）Ｓ２へ進む。
Ｓ２では、センサ素子３１の内部抵抗を計測すべく、スイッチング素子３４をＯＮにして、センサ素子３１に内部抵抗計測用電圧Ｖccを印加し、この状態で、センサ出力Ｖｓを読込む。
【００１６】
尚、ここで読込んだセンサ出力Ｖｓには、空燃比に応じた発生電圧分の差による誤差を含んでいるので、これを補正すべく、内部抵抗計測用電圧の印加直前の空燃比検出タイミングでのセンサ出力をＶｓ’とすると、例えば、Ｖｓ＝Ｖｓ−Ｖｓ’として、補正するとよい。また、内部抵抗の計測中は空燃比の検出が禁止され、空燃比の検出中は内部抵抗の計測が禁止される。
【００１７】
Ｓ３では、読込んだ又は読込み後に補正したセンサ出力Ｖｓに基づいて、センサ素子３１の内部抵抗Ｒｓを算出する。
具体的には、センサ素子３１に流れる電流をｉとすると、
Ｖｓ＝ｉ×Ｒｓ
Ｖcc−Ｖｓ＝ｉ×Ｒ０
であるので、両式より、
Ｒｓ＝Ｖｓ／〔（Ｖcc−Ｖｓ）／Ｒ０〕
として、内部抵抗Ｒｓを算出する。
【００１８】
Ｓ４では、センサ素子３１の内部抵抗Ｒｓより、テーブルを参照するなどして、素子温度Ｔｓを算出する。素子温度Ｔｓが高くなるほど、内部抵抗Ｒｓが減少するので、内部抵抗Ｒｓより、素子温度Ｔｓを算出可能だからである。
Ｓ５では、過渡時か否かを判定する。過渡時か否かを判定するのは、素子温度（内部抵抗）から排気温度を推定する場合、定常時は精度良く推定できるが、過渡時にはセンサ素子部のヒートマスのためタイムラグが生じるので、過渡時には補正する必要があるからである。従って、過渡時か否かは、加速の有無、運転領域の変化、素子温度（内部抵抗）の変化などから判定すればよい。
【００１９】
判定の結果、過渡時の場合は、Ｓ６、Ｓ７へ進む。
Ｓ６では、エンジン回転数及び負荷（燃料噴射量など）により規定される運転領域に応じ、マップを参照して、第１補正係数Ｋ１を算出する。このマップは、低回転・低負荷側で、Ｋ１＝１（補正なし）に設定されるが、高回転・高負荷側で、Ｋ１＞１に設定される。過渡時に、高回転・高負荷側ほど、排気温度Ｔｅを高めに推定するためである。
【００２０】
Ｓ７では、排気流量（吸入空気量Ｑａで代用）に応じて、テーブルを参照し、第２補正係数Ｋ２を算出する。このテーブルは、排気流量（Ｑａ）の小側で、Ｋ２＝１（補正なし）に設定されるが、大側で、Ｋ２＞１に設定される。過渡時に、排気流量（Ｑａ）が大きいほど、排気温度Ｔｅを高めに推定するためである。尚、Ｓ６とＳ７の補正のうち、いずれか一方のみを実施してもよい。
【００２１】
過渡時でない場合（定常時の場合）は、Ｓ８へ進む。Ｓ８では、前記補正係数Ｋ１及びＫ２を共に１（補正なし）に設定する。又は、過渡時より小さな値に設定してもよい。
これらの後は、Ｓ９へ進む。
Ｓ９では、素子温度（排気温度基本値）Ｔｓを、第１補正係数Ｋ１と第２補正係数Ｋ２とにより乗算補正して、排気温度Ｔｅを算出する。
【００２２】
図４はＥＣＵによる燃料増量制御ルーチンのフローチャートである。
Ｓ１１では、現在の運転領域が、エンジン回転数が高回転若しくはエンジン負荷が高負荷である燃料増量領域であるか否かを判定する。燃料増量領域でない場合は、このまま本ルーチンを終了する。一方、燃料増量領域である場合は、Ｓ１２に進む。
【００２３】
Ｓ１２では、燃料増量領域に入った場合に、その直前の運転領域を記憶する。
これは、図６と図７に示すように、排気温度が上昇する前の運転領域によって排気温度と排気マニホールド温度（エキマニ温度）が変わるからである。
より詳細に説明すると、図６は、高負荷燃料増量領域になる前の運転状態がアイドル領域だった場合を示す。アイドル運転では、排気温度、排気マニホールド温度が共に低いために、高負荷燃料増量領域に運転状態が遷移すると排気温度が所定温度Ｔmax に到達しても、排気マニホールドの熱容量により排気マニホールドが耐熱許容温度Ｔemに到達するまでの時間は長くなる。
【００２４】
一方、図７は、高負荷燃料増量領域になる前の運転状態が中負荷領域だった場合を示す。中負荷運転では、排気温度、排気マニホールド温度が共に高いため、排気温度が所定温度Ｔmax に到達するまでの時間が図６のケースに比して短く、排気マニホールドが耐熱許容温度Ｔemに到達するまでの時間も図６のケースに比して短くなる。
このため、排気温度が所定温度Ｔmax に到達してから、排気マニホールド保護の燃料増量を行うまでのディレイ時間を、高負荷燃料増量領域に入る前の運転領域によって変更する必要がある。そこで、Ｓ１２では、最適なディレイ時間を設定するために、燃料増量領域に入ったタイミングで、直前の運転領域を記憶しておくのである。
【００２５】
Ｓ１３では、図３の排気温度推定ルーチンにより最新に推定された排気温度Ｔｅを読込む。
Ｓ１４では、排気温度Ｔｅを第１の所定温度Ｔmax と比較し、Ｔｅ≧Ｔmax か否かを判定する。第１の所定温度Ｔmax は、排気温度がＴmax で運転されたときに、排気マニホールドが耐熱許容温度に到達する温度である。つまり、排気温度が第１の所定温度Ｔmax を超えたときは、排気マニホールドが耐熱許容温度を超える可能性があるため燃料増量の必要があり、第１の所定温度Ｔmax は、このような状況を判定するための判定値である。
【００２６】
判定の結果、Ｔｅ≧Ｔmax の場合は、Ｓ１５へ進む。
Ｓ１５では、排気温度Ｔｅが第１の所定温度Ｔmax に到達したタイミングでの排気温度変化率ΔＴｅを算出する。これは、Ｓ１３で読込んだ排気温度Ｔｅの履歴を記憶していて、今回の排気温度と前回（又は所定回前）の排気温度との差を求めることで、算出する。
【００２７】
Ｓ１６では、排気温度変化率ΔＴｅより、予め定めたテーブルを参照して、燃料増量までのディレイ時間（基本値）を算出する。具体的には、排気温度変化率ΔＴｅが小さいほど、ディレイ時間を長く設定し、排気温度変化率ΔＴｅが大きいほど、ディレイ時間を短く設定する。これにより、図５に示すように、保護対象である排気マニホールド（エキマニ）の温度が耐熱許容温度Ｔemに達するようなタイミングで燃料増量を開始できるように、ディレイ時間を設定する。
【００２８】
また、前述した通り、排気温度が第１の所定温度Ｔmax に到達してから、排気マニホールドが耐熱許容温度に到達するまでの時間は、燃料増量領域に入る直前の運転状態によっても変わるため、本実施形態では、燃料増量領域に入る直前の運転領域に基づいて、Ｓ１６で設定されるディレイ時間を補正する。
また、排気マニホールドはエンジンから排出される排気により熱を与えられる一方、排気マニホールドの大気側へ熱を放出している。このため、本実施形態では、排気マニホールドから放熱する熱量も考慮して、Ｓ１６で設定されたディレイ時間を補正する。
【００２９】
これらディレイ時間の補正は、Ｓ１７、Ｓ１８により行われる。
Ｓ１７では、Ｓ１２で記憶された燃料増量領域に入る直前の運転領域に基づいてディレイ時間を補正するための運転領域補正係数ＫＡを呼び出して設定する。運転領域補正係数ＫＡは、燃料増量領域に入る直前の運転領域がアイドルよりも高負荷・高回転であるほど、ディレイ時間を短く設定するための係数である。
また、排気マニホールドからの放熱によるディレイ時間の補正を行うために、外気温センサにより検出される外気温Ｔout と、車速センサにより検出される車速ＶＳＰと読込み、外気温Ｔout に基づく外気温補正係数ＫＴと、車速ＶＳＰに基づく車速補正係数ＫＶとを設定する。
【００３０】
Ｓ１８では、運転領域補正係数ＫＡと外気温補正係数ＫＴと車速補正係数ＫＶとを、Ｓ１６で設定されたディレイ時間（基本値）に乗算して、最終的なディレイ時間を算出する（次式参照）。
ディレイ時間＝ディレイ時間基本値×ＫＡ×ＫＴ×ＫＶ
【００３１】
ここで、外気温Ｔout に基づいて設定される外気温補正係数ＫＴと車速ＶＳＰに基づいて設定される車速補正係数ＫＶとについて詳述する。
まず、外気温補正係数ＫＴについて説明する。
外気温が常温よりも低い場合に、排気マニホールドから外気へ放出する熱量により、排気温度が第１の所定温度Ｔmax に到達してから実際の排気マニホールド温度が耐熱許容温度Ｔemに到達するまでの時間が長くなる。そこで、外気温補正係数ＫＴは、外気温度によって排気マニホールドからの放熱量が変わったとしても、最適なディレイ時間を設定するための補正係数である。
【００３２】
尚、外気温度補正係数ＫＴは、例えば、外気温Ｔout が常温領域（０℃〜３０℃）であるときは１が設定される。そして、外気温度Ｔoutが常温領域よりも高いときは、常温に比して排気マニホールドからの放熱量が小さくなるのでディレイ時間を短く設定するために１以下の値が与えられる。同様にして、外気温度Ｔout が常温領域よりも低いときは、常温に比して排気マニホールドからの放熱量が大きくなるのでディレイ時間を長く設定するために１以上の値が与えられる。
【００３３】
次に、車速補正係数ＫＶについて説明する。
車速補正係数ＫＶも、外気温補正係数ＫＴと同様に、排気マニホールドからの放熱量に応じて最適なディレイ時間を提供するための補正係数である。この車速補正係数ＫＶにより、車速が高いときは放熱量が大きいため、ディレイ時間は長く設定され、一方、車速が低いときには放熱量が小さいため、ディレイ時間が短く設定される。
【００３４】
具体的には、車速が０のときに車速補正係数ＫＶは１であり、車速が大きくなるに従って１より大きな値が与えられる。
このようにして、燃料増量領域に入る直前の運転領域、燃料増量領域に入ってからの排気マニホールドの放熱量（外気温、車速等）を考慮した最適な燃料増量までのディレイ時間を提供できる。
【００３５】
Ｓ１９では、燃料増量補正係数（燃料増量率）Ｋfuelを設定する。
図８のマップに示すように、エンジンの運転領域が高負荷・高回転側では、空燃比フィードバック制御を停止して燃料を増量する領域（空燃比をリッチ化する領域）が設定されている。そして、燃料増量補正係数Ｋfuelは燃料増量領域の中でも高負荷・高回転になるほど大きくなるように設定されている。
前述したとおり、車速ＶＳＰが高いほど排気マニホールドからの放熱量は高い。このため、図８のようなベースのマップで設定される燃料増量補正係数Ｋfuelを減らしても排気マニホールドの温度を十分に低減させることができる。そこで、Ｓ１９の処理では、このベースとなる燃料増量補正係数Ｋfuelを、車速補正係数ＫＶを用いて補正している。
燃料増量補正係数Ｋfuel＝基本値／ＫＶ
【００３６】
車速補正係数ＫＶは車速が大きくなるに従って１より大きな値が与えられるので、車速が大きくなるに従って燃料増量補正係数Ｋfuelが小さくなるように、ここでは割算としている。
従って、ディレイ時間補正用の車速補正係数ＫＶとは別に、燃料増量補正係数補正用の車速補正係数を設定し、車速ＶＳＰが大きくなるに従って１小さくなるようにすれば、乗算補正も可能である。
尚、同様にして外気温Ｔout に基づいて燃料増量補正係数Ｋfuelを補正してもよい。
【００３７】
Ｓ２０では、Ｓ１８で設定したディレイ時間が経過したか否かを判定し、経過した場合に次のＳ２１へ進む。
Ｓ２１では、Ｓ１９で設定された燃料増量係数Ｋfuelに基づいて燃料増量を開始する。すなわち、空燃比フィードバック補正係数αを固定することで、空燃比フィードバック制御を停止した上で、燃料増量補正係数Ｋfuel＞０に設定することで、燃料噴射量Ｔｉを増量補正して、排気温度を低下させるべく、空燃比をリッチ化する。
【００３８】
Ｓ２２では、排気温度の低下を確認するため、図３の排気温度推定ルーチンにより最新に推定された排気温度Ｔｅを読込む。
Ｓ２３では、排気温度Ｔｅを前記第１の所定温度Ｔmax より低く設定した第２の所定温度（燃料増量終了温度）Ｔpermと比較し、Ｔｅ≦Ｔpermか否かを判定する。
判定の結果、Ｔｅ＞Ｔpermの場合は、Ｓ２２へ戻って、燃料増量を継続し、Ｔｅ≦Ｔpermの場合に、Ｓ２４へ進んで、燃料増量を終了する。このように、排気温度が前記第１の所定温度Ｔmaxより低い第２の所定温度Ｔperm以下に低下するまで、燃料増量を実施することで、排気温度を確実に低下させることができる。
【００３９】
尚、Ｓ１５の部分が排気温度変化率算出手段に相当し、Ｓ１６〜Ｓ１８の部分がディレイ時間設定手段に相当し、Ｓ２１〜Ｓ２４の部分が燃料増量手段に相当する。
以上述べたように、図５に示すような急激な排気温度の上昇が発生しても、排気マニホールド（エキマニ）の耐熱許容温度Ｔem到達にはタイムラグあるので、ディレイ時間を設定することにより、排気マニホールドの耐熱許容温度Ｔem付近まで、燃料増量を抑えて、燃費を向上できる。
【００４０】
また、この耐熱許容温度Ｔem到達までのタイムラグ（燃料増量までのディレイ時間）は、排気温度変化率（内部抵抗変化率）ΔＴｅにより決定するので、燃料増量開始タイミングを的確に設定でき、耐熱許容温度Ｔem以下に確実に制御できる。
また、排気温度を正確にモニタする手段として、空燃比センサを用い、その内部抵抗（素子温度）から排気温度を推定することで、比較的正確にモニタできる。
もちろん、排気温度を直接検出する排気温度センサを排気系に取付け、このセンサを用いて排気温度を直接検出してもよい。
【００４１】
また、本実施形態によれば、運転領域に応じて補正係数Ｋ１を設定する手段（Ｓ６）を有し、過渡時に、空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて推定される排気温度を前記補正係数Ｋ１により補正する構成、及び／又は、排気流量に応じて補正係数Ｋ２を設定する手段（Ｓ７）を有し、過渡時に、空燃比センサ素子の内部抵抗に基づいて推定される排気温度を前記補正係数Ｋ２により補正する構成とすることにより、過渡時にセンサ素子部のヒートマスのためタイムラグが生じる場合でも、過渡時の排気温度を精度良く推定することができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、空燃比センサ素子に内部抵抗計測用の所定の電圧を印加して、電圧印加中のセンサ出力を読込み、これに基づいて空燃比センサ素子の内部抵抗を計測することにより、内部抵抗を正確に計測でき、排気温度（素子温度）の推定精度を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、排気マニホールドからの放熱量を考慮してディレイ時間を補正しているが、これに限らず、排気温度の推定値を補正してもよいし、第１の所定温度Ｔmax を補正してもよい。
また、本実施形態では、燃料増量領域に入る直前の運転状態を記憶してディレイ時間を補正したが、これに限らず、燃料増量領域に入る前の運転状態を所定期間モニターし、排気温度と排気マニホールド温度との温度差を推定するようにして、燃料増量までのディレイ時間を補正してもよい。
【００４４】
例えば、アイドル領域から中負荷領域へ加速されたことにより排気温度が第１の所定温度Ｔmax に近づいても、排気マニホールドの熱容量により排気マニホールドの温度上昇は遅い。このようなタイミングでドライバが更に加速して運転状態が燃料増量領域に入った場合、燃料増量領域に入る前の排気温度と排気マニホールド温度とが平衡状態に無く、排気温度は高いが排気マニホールド温度はそれに比して低い状態となる。このため、図７に示す中負荷からの燃料増量時に比して燃料増量までのディレイ時間を長く設定する必要がある。
このような状況に対して、上記の通り燃料増量領域に入る前の運転状態を所定期間モニターしておくことで、排気温度と排気マニホールド温度との温度差を推定することで、燃料増量領域に入る前に、排気温度と排気マニホールド温度とが大きく異なっても最適なディレイ時間を設定することができる。
【００４５】
尚、以上の説明では、保護対象の排気系部品を、排気マニホールドとして説明したが、排気浄化触媒を保護対象とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】空燃比センサに対する制御回路図
【図３】排気温度推定ルーチンのフローチャート
【図４】燃料増量制御ルーチンのフローチャート
【図５】排気温度推定及び燃料増量制御のタイムチャート
【図６】アイドルから燃料増量領域になったときの温度変化特性図
【図７】中負荷から燃料増量領域になったときの温度変化特性図
【図８】燃料増量補正係数の基本値マップを示す図
【符号の説明】
【００４７】
１  エンジン
２  ピストン
３  燃焼室
４  点火プラグ
５  吸気弁
６  排気弁
７  吸気通路
８  電制スロットル弁
９  燃料噴射弁
１０  排気通路
１１  排気浄化触媒
２０  ＥＣＵ
２１  クランク角センサ
２２  アクセル開度センサ
２３  エアフローメータ
２４  水温センサ
２５  空燃比センサ
２６  外気温センサ
２７  車速センサ
３１  センサ素子
３２  ヒータ
３３、３４  スイッチング素子
３５  ＣＰＵ
３６  フィルタ
３７  Ａ／Ｄ変換器
【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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【図８】
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