(57)【要約】【課題】触媒温度センサを用いることなく、排気温度を正確に推定することができると共に、推定した排気温度に基づき触媒層内温度を高精度に推定することができるようにする。【解決手段】吸入管圧Ｐｍと前回のエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐとに基づき今回のエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔを算出し(S2)、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを算出し(S3)、エンジン運転状態に基づいて触媒１３内の触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを求め(S6)、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを加算した値をまし処理して触媒層内推定温度ｃａｔを算出する(S7)。【選択図】図３
2008291753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記エンジン負荷をなまし処理してエンジン負荷なまし値を演算するエンジン負荷なまし値演算手段と、
前記エンジン負荷なまし値に基づいてエンジンの排気温度推定値を演算する排気温度推定値演算手段と
を備えることを特徴とするエンジン状態検出装置。
【請求項２】
前記エンジン負荷検出手段はスロットル弁下流の吸入管圧を検出する吸入管圧力センサである
ことを特徴とする請求項１記載のエンジン状態検出装置。
【請求項３】
前記排気温度推定値に、エンジン運転状態に基づいて設定した触媒反応温度を加算して触媒層内推定温度を算出する触媒層内推定温度算出手段
を備えることを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジン状態検出装置。
【請求項４】
前記エンジン負荷なまし値と前回の演算時に求めた後記触媒層内推定温度とに基づき温度補正加算値を演算する温度補正加算値演算手段と、
前記排気温度推定値に前記温度補正加算値を加算して触媒層内推定温度を演算する触媒層内推定温度算出手段と
を備えることを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジン状態検出装置。
【請求項５】
前記触媒層内推定温度算出手段では、なまし処理により前記触媒層内推定温度を算出する
ことを特徴とする請求項３或いは４に記載のエンジン状態検出装置。
【請求項６】
前記エンジン負荷なまし値の単位時間あたりの変化量からエンジン負荷なまし値変化量を算出するエンジン負荷なまし値変化量算出手段と、
前記エンジン負荷なまし値変化量を積算して触媒層内推定温度変化量を算出する触媒層内推定温度変化量算出手段と、
前回の演算時に求めた触媒層内推定温度に前記触媒層内推定温度変化量を加算して、今回の触媒層内推定温度を算出する触媒層内推定温度算出手段と
を備えることを特徴とする請求項１或いは２に記載のエンジン状態検出装置。
【請求項７】
前記触媒層内推定温度変化量算出手段は、前記エンジン負荷なまし値変化量に基づき昇温側排気温度推定値変化量と降温側排気温度推定値変化量とを個別に算出し、該昇温側排気温度推定値変化量と該降温側排気温度推定値変化量とを個別に積算して前記触媒層内推定温度変化量を算出する
ことを特徴とする請求項６記載のエンジン状態検出装置。
【請求項８】
前記触媒層内推定温度算出手段で算出した触媒層内推定温度と予め設定した触媒活性温度判定値とを比較し、前記触媒層内推定温度が該触媒活性温度判定値以上で、且つこの状態が設定時間継続しているとき触媒の劣化診断を許可する触媒劣化診断開始条件判定手段
を備えることを特徴とする請求項３〜７の何れか１項に記載のエンジン状態検出装置。
【請求項９】
前記排気温度推定値と予め設定した触媒早期暖機判定値とを比較し、該排気温度推定値が該触媒早期暖機判定値を下回ったとき、触媒早期暖機制御が異常であると判断する触媒早期暖機状態判定手段
を備えることを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジン状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気温度を温度センサを用いることなく、既存の検出手段を用いて推定することのできるエンジン状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載式故障診断システムで実施されているエンジンの排ガス浄化用触媒の劣化診断としては、触媒の上流と下流とに各々設けた空燃比センサからの出力値を比較し、この比較値に基づいて触媒劣化の有無を判定する技術が知られている。
【０００３】
触媒はある温度まで昇温させないと浄化性能が発揮されないため、触媒の劣化診断においても、誤判定を防止するためには触媒温度をモニタする必要がある。触媒温度をモニタする技術としては、触媒温度センサを用いて触媒の層内温度を直接検出する技術も知られているが、触媒温度センサを特別に設けることは故障診断システムのコスト高を招くばかりでなく、触媒の層内は約０〜８００℃の範囲で大きく変動するため耐久性上の問題もある。
【０００４】
そのため、一般には、エンジン制御に採用されている既存のセンサ類からの信号に基づいて触媒温度を推定し、この推定した触媒温度に基づいて触媒の活性状態を判定する用にしている場合が多い。
【０００５】
推定した触媒温度に基づき触媒が活性温度に達したか否かを判定する技術としては、例えば、エンジン負荷や、吸入空気温度に基づいてカウント値を設定し、このカウント値を演算周期毎に積算し、この積算値が予め設定した判定値を超えたとき触媒活性と判定する技術がある。
【０００６】
又、例えば特許文献１（特開２００６−２９１８２８公報）には、燃料噴射量と吸入空気量とに基づいて設定したなまし値を用いてエンジン本体の排気温度である第１の排気温度推定値を算出し、この第１の排気温度推定値に基づいて、触媒の上流の排気温度である第２の排気温度推定値を算出し、この第２の排気温度推定値に基づいて触媒層内推定温度を推定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２９１８２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、エンジン負荷や、吸入空気温度に基づいてカウント値を設定し、このカウント値を演算周期毎に積算して触媒活性の有無を判定する技術では、この積算値が触媒の活性状態を正しく反映したものとは限らないため、診断精度が低く、正常な触媒であっても、劣化と誤判定してしまう可能性がある。
【０００８】
又、特許文献１に開示されている技術では、燃料噴射量と吸入空気量とに基づき排気温度を推定しているが、エンジンオイルのダイリューションや、空燃比制御において空燃比がリッチ側へ移行した場合、吸入空気量が低下するため、排気温度を正確に推定することが困難となる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、排気温度を正確に推定することが可能で、しかも温度センサを用いることなく、推定した排気温度に基づき触媒層内温度を高精度に推定することのできるエンジン状態検出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】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明による第１のエンジン状態検出装置は、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、前記エンジン負荷をなまし処理してエンジン負荷なまし値を演算するエンジン負荷なまし値演算手段と、前記エンジン負荷なまし値に基づいてエンジンの排気温度推定値を演算する排気温度推定値演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第２のエンジン状態検出装置は、第１のエンジン状態検出装置において、前記排気温度推定値に、エンジン運転状態に基づいて設定した触媒反応温度を加算して触媒層内推定温度を算出する触媒層内推定温度算出手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
第３のエンジン状態検出装置は、第１のエンジン状態検出装置において、前記エンジン負荷なまし値と前回の演算時に求めた後記触媒層内推定温度とに基づき温度補正加算値を演算する温度補正加算値演算手段と、前記排気温度推定値に前記温度補正加算値を加算して触媒層内推定温度を演算する触媒層内推定温度算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
第４のエンジン状態検出装置は、第１のエンジン状態検出装置において、前記エンジン負荷なまし値の単位時間あたりの変化量からエンジン負荷なまし値変化量を算出するエンジン負荷なまし値変化量算出手段と、前記エンジン負荷なまし値変化量を積算して触媒層内推定温度変化量を算出する触媒層内推定温度変化量算出手段と、前回の演算時に求めた触媒層内推定温度に前記触媒層内推定温度変化量を加算して、今回の触媒層内推定温度を算出する触媒層内推定温度算出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジン負荷なまし値と排気温度とが同様な挙動を示す点に着目し、エンジン負荷なまし値に基づいてエンジンの排気温度推定値を算出するようにしたので、温度センサを用いることなく排気温度を正確に推定することが可能となる。
【００１５】
又、この排気温度推定値に基づき触媒層内推定温度を算出するようにしたので、触媒層内温度を高精度に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１〜図４に本発明の第１実施形態を示す。図１はエンジンの全体構成図、図２は電子制御系の回路構成図である。
【００１８】
図１の符号１は、自動車等の車輌に搭載されている多気筒エンジンのエンジン本体で、このエンジン本体１のシリンダヘッド２に各気筒に対応してそれぞれ吸気ポート２ａと排気ポート２ｂが形成されている。このエンジン本体１の吸気系は、各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアーチャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通され、更に、このスロットルチャンバ５の上流側に吸入管６を介してエアークリーナ７が取り付けられ、このエアークリーナ７がエアーインテークチャンバ８に連通されている。
【００１９】
又、スロットルチャンバ５には、アクセルペダルに連動するスロットル弁５ａが設けられている。吸入管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が接続され、このバイパス通路９に、その弁開度によりバイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御（ＩＳＣ）弁１０が介装されている。尚、このＩＳＣ弁１０は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０により制御される。
【００２０】
又、エンジン本体１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通する排気マニホルド１１の集合部に排気管１２が連通され、この排気管１２に触媒１３が介装されて、マフラ１４に連通されている。
【００２１】
一方、吸気マニホルド３の各吸気ポート２ａの直上流にはインジェクタ１５が臨まされている。更に、シリンダヘッド２の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１６が取り付けられており、この点火プラグ１６の点火コイル１８がイグナイタ１９に接続されている。
【００２２】
イグニッションスイッチをＯＮすると、電源リレー２０がＯＮし、ＥＣＵ４０が起動し、このＥＣＵ４０によりエンジン運転状態に応じて点火時期が演算され、この点火時期に対応する点火信号がＥＣＵ４０からイグナイタ１９に出力されると、イグナイタ１９によって点火コイル１８の一次側がＯＮ，ＯＦＦされ、点火コイル１８の二次側に誘起された高電圧が点火プラグ１６に配電され、点火される。
【００２３】
更に、エンジン本体１には、エンジン運転状態を検出するための各種センサ類が配設されている。これらセンサ類について説明すると、スロットル弁５ａにスロットル開度センサ２１が連設され、又、エアーチャンバ４に、スロットル弁５ａ下流の吸入管圧を絶対圧で検出するエンジン負荷検出手段としての吸入管圧力センサ２３が連通されている。
【００２４】
又、エンジン本体１のシリンダブロック１ａに冠設するシリンダヘッド２に形成された冷却水通路２ｃに冷却水温センサ２５が臨まされ、更に、触媒１３の上流にＯ2センサ２６が配設されている。更に、エンジン本体１のクランク軸にクランクロータ２７が連設され、又、クランク軸に対して１／２回転するカム軸に、カムロータ２８が連設されている。更に、クランクロータ２７の外周にクランク角センサ２９が対設され、一方、カムロータ２８にカム角センサ３０が対設されている。
【００２５】
クランクロータ２７の外周には、クランク角検出用の突起（或いはスリット）が設定クランク角毎に形成されており、又、カムロータ２８の外周には気筒判別用の突起（或いはスリット）が形成されている。
【００２６】
クランク角センサ２９、カム角センサ３０では、各ロータ２７，２８に形成されている突起を検出するとクランクパルス、カムパルスを、ＥＣＵ４０へ出力する。ＥＣＵ４０では、クランクパルスの間隔時間から、エンジン回転数Ｎｅを算出し、カムパルスから燃料噴射対象気筒、及び点火対象気筒の気筒判別を行う。
【００２７】
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、及びＩ／Ｏインターフェイス４６がバスラインを介して互いに接続されたマイクロコンピュータを中心として構成され、その他、各部に安定化電源を供給する定電圧回路４７、Ｉ／Ｏインターフェイス４６に接続される駆動回路４８、及びＡ／Ｄ変換器４９等の周辺回路が内蔵されている。
【００２８】
定電圧回路４７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー２０の第１のリレー接点を介してバッテリ５０に接続され、このバッテリ５０に電源リレー２０のリレーコイルが、イグニッションスイッチ５１、及びバッテリ側からリレーコイルへ順方向のダイオード５２を介して接続されている。
【００２９】
又、定電圧回路４７は、電源リレー２０の第１のリレー接点を介してバッテリ５０に接続されているのみならず、直接、バッテリ５０に接続されており、イグニッションスイッチ５１がＯＮされて電源リレー２０のリレー接点が閉となるとＥＣＵ４０内の各部に電源を供給する一方、イグニッションスイッチ５１のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ４４にバックアップ用の電源を供給する。尚、電源リレー２０の第２のリレー接点からは、各アクチュエータへの電源線が延出されている。
【００３０】
Ｉ／Ｏインターフェイス４６の入力ポートには、クランク角センサ２９、カム角センサ３０が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器４９を介して、スロットル開度センサ２１、吸入管圧力センサ２３、冷却水温センサ２５、及びＯ2センサ２６が接続されると共に、バッテリ電圧ＶBがイグニッションスイッチ５１、電源リレー２０を介して入力されてモニタされる。
【００３１】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス４６の出力ポートには、ＩＳＣ弁１０、インジェクタ１５が駆動回路４８を介して接続されると共に、イグナイタ１９が接続されている。更に、この駆動回路４８からセルフシャット信号線を介して電源リレー２０のリレーコイル（ダイオード５２のカソード側）が接続され、イグニッションスイッチ５１のＯＦＦ後も、必要に応じて電源リレー２０のＯＮ状態を一定時間保持し、その間、ＥＣＵ４０等に対して電源を継続的に供給する。
【００３２】
ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに従って、各センサ、及びスイッチ類からの出力信号に基づき、インジェクタ１５を駆動する燃料噴射制御、ＩＳＣ弁１０の弁開度を設定するＩＳＣ制御、及びイグナイタ１９による点火時期を設定する点火時期制御等のエンジン制御に係わる各種制御を実行すると共に、触媒１３の劣化診断を所定サイクル毎に行う。その際、触媒劣化診断は触媒１３が活性状態のときに行うため、先ず、触媒１３の層内温度を推定する。
【００３３】
触媒１３の層内温度は、図３に示す触媒層内推定温度設定ルーチンに従って推定される。このルーチンはイグニッションスイッチ５１をＯＮした後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、吸入管圧力センサ２３で検出したエンジン負荷としての吸入管圧Ｐｍを読込み、ステップＳ２で、吸入管圧Ｐｍと前回の演算時に算出したエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐ（ｐｍ２ｓｍｃａｔの前回演算時に求めた値）とに基づき、今回のエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔを、次式（１）から演算する。尚、このステップでの処理がエンジン負荷なまし値演算手段に対応している。  
ｐｍ２ｓｍｃａｔ←ｐｍ２ｓｍｃａｔｐ＋（Ｐｍ−ｐｍ２ｓｍｃａｔｐ）・ｋｐｍ…（１）
ここで、ｋｐｍは、なまし係数であり、予め等で求めた値である。
【００３４】
次いで、ステップＳ３へ進み、（１）式で算出したエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを、図４に示す排気温度推定値設定テーブルを補間計算付きで参照して設定する。尚、このステップでの処理が排気温度推定値演算手段に対応している。
【００３５】
実験或いはシミュレーションによれば、エンジン負荷の代表として採用している吸入管圧Ｐｍになまし処理を行った値と、排気温度とは同様な挙動を示すことが判明した（図１４参照）。
【００３６】
本実施形態では、この特性を利用し、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき排気温度を推定するようにしたものである。尚、実験或いはシミュレーションによれば、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと排気温度推定値ｅｈａｉｋｉとをプロットすると、両者は近似直線或いは近似曲線の式で表せることが判明した。従って、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに、上述した近似直線或いは近似曲線の式の傾きを乗算することで、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを求めることも可能である。
【００３７】
その後、ステップＳ４へ進み、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉと予め設定した排気温度判定基準値ｅｈａｉｋｉ１とを比較する。そして、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉが排気温度判定基準値ｅｈａｉｋｉ１を、１ドライブサイクル（イグニッションスイッチをＯＮしてからＯＦＦするまでの間）において一度でも越えたか否かを調べる。この排気温度判定基準値ｅｈａｉｋｉ１は、冷態始動時から暖機運転における排気温度の不安定な状態を調べるもので、予め実験等により最適な値が設定されている。
【００３８】
そして、ｅｈａｉｋｉ＜ｅｈａｉｋｉ１のときはステップＳ５へ進み、触媒層内推定温度ｃａｔを、ステップＳ１３で演算足した排気温度推定値ｅｈａｉｋｉで設定して（ｃａｔ←ｅｈａｉｋｉ）、ルーチンを抜ける。
【００３９】
又、ｅｈａｉｋｉ≧ｅｈａｉｋｉ１のときは、ステップＳ６へ進み、触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを演算する。この触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔは、クランク角センサ２９からの信号に基づいて算出したエンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射制御で演算するインジェクタ１５を駆動させる燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）とに基づいて、触媒１３内でのＨＣ，ＣＯによる反応熱を求め、これを吸入管圧Ｐｍで補正して触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを求める。
【００４０】
次いで、ステップＳ７へ進み、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを加算した値を、次式（２）に基づき、なまし処理して触媒層内推定温度ｃａｔを算出し、ルーチンを抜ける。尚、このステップでの処理が触媒層内推定温度算出手段に対応している。  
ｃａｔ←ｃａｔｐ＋［（ｅｈａｉｋｉ＋ｈｃ−ｃｏｃａｔ）−ｃａｔｐ］・ｋｃａｔ１…（２）
尚、ｃａｔｐは触媒層内推定温度ｃａｔの前回演算時に求めた値（以下、「前回値」と称する）、ｋｃａｔ１は、なまし係数である。
【００４１】
この触媒層内推定温度ｃａｔは、例えば触媒１３の劣化診断を行う際に読込まれ、この触媒層内推定温度ｃａｔに基づき、触媒１３の層内温度が活性状態にあるか否かを調べ、触媒１３の層内が活性状態にあると判定した場合、劣化診断を開始する。
【００４２】
このように、本実施形態では、排気温度と同様な挙動を示すエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき設定した、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに、触媒１３内での反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを加算することで、触媒層内推定温度ｃａｔを演算するようにしたので、触媒温度センサを用いること無く、触媒層内温度を高精度に推定することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
図５に本発明の第２実施形態による触媒層内推定温度設定ルーチンを示す。本実施形態は、上述した第１実施形態の変形例である。上述した第１実施形態では、触媒層内の反応熱による温度上昇を、触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔから求めるようにしたが、本実施形態では、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと前回演算した触媒層内推定温度ｃａｔｐとに基づいて求めるようにしたものである。
【００４４】
先ず、ステップＳ１１〜Ｓ１３では、上述した第１実施形態のステップＳ１〜ステップＳ３と同様の処理が実行される。すなわち、ステップＳ１１で吸入管圧Ｐｍを読込み、ステップＳ２で、吸入管圧Ｐｍと前回の演算時に算出したエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐとに基づき、今回のエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔを、上述した（１）式から演算し、次いで、ステップＳ３で、このエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを、図４に示す排気温度推定値設定テーブルを補間計算付きで参照して設定する。
【００４５】
次いで、ステップＳ１４へ進み、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと第１エンジン負荷判定基準値ｐｍ１とを比較する。そして、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔが第１エンジン負荷判定基準値ｐｍ１を、１ドライブサイクル（イグニッションスイッチをＯＮしてからＯＦＦするまでの間）において一度でも越えたか否かを調べる。この第１エンジン負荷判定基準値ｐｍ１は、エンジン低負荷状態が継続されているか否かを調べるもので、予め実験等により最適な値が設定されている。
【００４６】
そして、ｐｍ２ｓｍｃａｔ＜ｐｍ１のときは、ステップＳ１５へ進み、触媒層内推定温度ｃａｔを排気温度推定値ｅｈａｉｋｉで設定して（ｃａｔ←ｅｈａｉｋｉ）、ルーチンを抜ける。又、ｐｍ２ｓｍｃａｔ≧ｐｍ１のときは、ステップＳ１６へ進み、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと前回の触媒層内推定温度ｃａｔｐとに基づき、マップを補間計算付きで参照して温度補正加算値ｔｋａｓａｎを算出する。尚、このステップでの処理が温度補正加算値演算手段に対応している。
【００４７】
この温度補正加算値ｔｋａｓａｎは、触媒１３の層内で発生する触媒反応熱による温度上昇分を補正するものであり、マップには、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと前回の触媒層内推定温度ｃａｔｐに基づき、実験等から求めた最適な温度補正加算値ｔｋａｓａｎが格納されている。
【００４８】
その後、ステップＳ１７へ進み、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに温度補正加算値ｔｋａｓａｎを加算した値を、次式（３）に基づき、なまし処理して触媒層内推定温度ｃａｔを算出し、ルーチンを抜ける。尚、このステップでの処理が触媒層内推定温度算出手段に対応している。  
ｃａｔ←ｃａｔｐ＋［（ｅｈａｉｋｉ＋ｔｋａｓａｎ）−ｃａｔｐ］・ｋｃａｔ２…（２）
尚、ｋｃａｔ２はなまし係数であり、本実施形態では、上述した第１実施形態のなまし係数ｋｃａｔ１と同じ値に設定されている。
【００４９】
この触媒層内推定温度ｃａｔは、例えば触媒１３の劣化診断を行う際に読込まれ、この触媒層内推定温度ｃａｔに基づき、触媒１３の層内温度が活性状態にあるか否かを調べ、触媒１３の層内が活性状態にあると判定した場合、触媒劣化診断を開始する。
【００５０】
このように、本実施形態では、排気温度と同様な挙動を示すエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔに基づき設定した排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに、触媒１３内での反応熱に応じた温度補正加算値ｔｋａｓａｎを加算することで、触媒層内推定温度ｃａｔを演算するようにしたので、触媒温度センサを用いること無く、触媒層内温度を高精度に推定することができる。
【００５１】
［第３実施形態］
図６に本発明の第３実施形態による触媒層内推定温度設定ルーチンを示す。本実施形態は、上述した第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、本実施形態では、ｐｍ２ｓｍｃａｔ≧ｐｍ１を一度でも経験した場合に設定する触媒層内推定温度ｃａｔを、更に細分化して設定するようにしたものである。
【００５２】
先ず、ステップＳ２１〜Ｓ２４では、上述した第２実施形態のステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様の処理が実行される。
【００５３】
そして、ステップＳ２４において、ｐｍ２ｓｍｃａｔ＜ｐｍ１と判定された場合は、ステップＳ２５へ進み、触媒層内推定温度ｃａｔを、ステップＳ２３で演算した排気温度推定値ｅｈａｉｋｉで設定して（ｃａｔ←ｅｈａｉｋｉ）、ルーチンを抜ける。又、ｐｍ２ｓｍｃａｔ≧ｐｍ１と判定された場合は、ステップＳ２６へ進む。
【００５４】
ステップＳ２６では、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと第２エンジン負荷判定基準値ｐｍ２とを比較すると共に、前回の演算時に算出した触媒層内推定温度ｃａｔｐと第１触媒層内推定温度判定基準値ｔｃａｔ１を比較する。第２エンジン負荷判定基準値ｐｍ２は、第１エンジン負荷判定基準値ｐｍ１よりも高い値であり、予め実験等により最適な値が設定されている。又、第１触媒層内推定温度判定基準値ｔｃａｔ１は、触媒１３が活性温度に達しているか否かを判定する値であり、予め実験等により最適な値が設定されている。
【００５５】
そして、ｐｍ２ｓｍｃａｔ＜ｐｍ２、且つｃａｔｐ＜ｔｃａｔ１と判定したときは、ステップＳ２７へ進み、ステップＳ２７，Ｓ２８で、上述した図５に示すステップＳ１６，Ｓ１７と同様の処理が実行される。すなわち、ステップＳ２７では、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと前回の触媒層内推定温度ｃａｔｐとに基づき、マップを補間計算付きで参照して温度補正加算値ｔｋａｓａｎを算出し、続くステップＳ２８で、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに温度補正加算値ｔｋａｓａｎを加算した値を、上述した（３）式に基づき、なまし処理して触媒層内推定温度ｃａｔを算出し、ルーチンを抜ける。
【００５６】
一方、ステップＳ２６において、ｐｍ２ｓｍｃａｔ≧ｐｍ２、或いはｃａｔｐ≧ｔｃａｔ１と判定されたときは、ステップＳ２９へ進み、上述した図３に示すステップＳ６，Ｓ７と同様の処理が実行される。すなわち、ステップＳ２９では、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）とに基づいて、触媒１３内でのＨＣ、ＣＯによる反応熱を求め、これを吸入管圧Ｐｍで補正して触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを演算し、続くステップＳ３０で、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔを加算した値を、上述した（２）式に基づき、なまし処理して触媒層内推定温度ｃａｔを算出し、ルーチンを抜ける。
【００５７】
このように、本実施形態では、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔと前回のルーチン実行時に演算した触媒層内推定温度ｃａｔｐとの条件に応じて、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉに加算する値を、温度補正加算値ｔｋａｓａｎにするか、触媒反応温度ｈｃ−ｃｏｃａｔにするかを選択するようにしたので、より精密な触媒層内推定温度ｃａｔを設定することができる。
【００５８】
［第４実施形態］
図７〜図１２に本発明の第４実施形態を示す。図７は触媒層内推定温度設定ルーチン、図８は触媒層内上昇推定温度変化量演算ルーチン、図９は層内推定温度上昇変化量積算値演算ルーチン、図１０は触媒層内下降推定温度変化量演算ルーチン、図１１は層内推定温度下降変化量積算値演算ルーチンである。
【００５９】
本実施形態では、図１２に示すように、なまし処理された単位時間あたりの触媒層内推定温度ｃａｔ／ΔＴ（ΔＴ：演算周期）の変化量（触媒層内なまし値変化量）と、単位時間あたりのエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔ／Δｔの変化量との間に強い相関があることに着目し、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍから変化量α、βを求め、その積算値である触媒層内推定温度変化量Σｃａｔを加算することで、触媒層内推定温度ｃａｔを求めるようにしたものである。
【００６０】
すなわち、先ず、ステップＳ４１で、前回の演算時に求めた単位時間当たりのエンジン負荷なまし値ｐｍｓｍｍ（但し、ｐｍｓｍｍ＝ｐｍ２ｓｍｃａｔ／ΔＴ）を読込み、続く、ステップＳ４２で、今回の単位時間当たりのエンジン負荷なまし値ｐｍｓｍを算出する。尚、エンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔは、上述した（１）式より求める。
【００６１】
そして、ステップＳ４３で、次式から単位時間当たりのエンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍを算出する。尚、このステップでの処理がエンジン負荷なまし値変化量算出手段に対応している。  
ｐｍｔｓｍ←ｐｍｓｍ−ｐｍｓｍｍ…（４）
【００６２】
次いで、ステップＳ４４へ進み、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍが上昇しているか、下降しているかを判定する。そして、ｐｍｔｓｍ≧０の上昇しているときは、ステップＳ４５へ進み、又、ｐｍｔｓｍ＜０の下降しているときはステップＳ４６へ進む。
【００６３】
ステップＳ４５へ進むと、次式から昇温側排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｐを設定する。  
ｅｈａｉｋｉｐ←ｐｍｔｓｍ・ｒａｔｅｐ…（５）
ここで、ｒａｔｅｐは昇温の傾きである。実験或いはシミュレーションによれば、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍと昇温側排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｐとをプロットすると、両者は近似直線或いは近似曲線の式で表せることが判明した。従って、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍに、上述した近似直線或いは近似曲線の式の昇温の傾きｒａｔｅｐを乗算することで、上昇側の排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｐを設定することができる。
【００６４】
次いで、ステップＳ４７へ進み、触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐを演算する。この触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐは、図８に示す触媒層内上昇推定温度変化量演算ルーチンに従って、処理される。
【００６５】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ６１で、触媒層内推定温度ｃａｔの前回値ｃａｔｐを読込み、第１の層内推定温度判定基準値ｃａｔ１とを比較する。そして、ｃａｔｐ≧ｃａｔ１のときは、ステップＳ６２へ進み、次式から触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐを算出し、図７のステップＳ４８へ進む。  
ｃａｔｐｐ←ｐｍｔｓｍｐ・ｒａｔｅｐ・Ａ…（６）
ｐｍｔｓｍｐは正側のエンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍであり、従って、この場合、ｐｍｔｓｍｐ＝ｐｍｔｓｍである。又、Ａは定数である。
【００６６】
又、ｃａｔｐ＜ｃａｔ１のときは、ステップＳ６３へ進み、次式から触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐを算出し、図７のステップＳ４８へ進む。  
ｃａｔｐｐ←ｐｍｔｓｍ・ｒａｔｅｐ・Ｂ…（７）
ここで、Ｂは定数である。
【００６７】
そして、図７のステップＳ４８へ進むと、層内推定温度上昇変化量積算値Σｃａｔｐを演算する。この層内推定温度上昇変化量積算値Σｃａｔｐは、図９に示す層内推定温度上昇変化量積算値演算ルーチンに従って処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ７１で、触媒層内推定温度の前回値ｃａｔｐと第２の層内推定温度判定基準値２とを比較すると共に、触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐと第１の昇温判定基準値ｃａｔｐｐ１とを比較する。
【００６８】
そして、ｃａｔｐ≧ｃａｔ２、且つｃａｔｐｐ≧ｃａｔｐｐ１の場合は、ステップＳ７２へ進み、又、ｃａｔｐ＜ｃａｔ２、或いはｃａｔｐｐ＜ｃａｔｐｐ１の場合は、ステップＳ７３へ進む。
【００６９】
ステップＳ７２へ進むと、定数Ｃで上昇変化量αを設定して（α←Ｃ）、ステップＳ７６へ進む。又、ステップＳ７３へ進むと、前回の演算時に求めた触媒層内推定温度ｃａｔｐと第３の層内推定温度判定基準値ｃａｔ３とを比較する。そして、ｃａｔｐ≧ｃａｔ３の場合は、ステップＳ７４へ進み、定数Ｄで上昇変化量αを設定して（α←Ｄ）、ステップＳ７６へ進む。又、ｃａｔｐ＜ｃａｔ３の場合は、ステップＳ７５へ分岐し、触媒層内上昇推定温度変化量ｃａｔｐｐで上昇変化量αを設定して（α←ｃａｔｐｐ）、ステップＳ７６へ進む。
【００７０】
そして、ステップＳ７２，Ｓ７４，Ｓ７５の何れかから、ステップＳ７６へ進むと、層内推定温度上昇変化量積算値Σｃａｔｐを次式から算出し、図７のステップＳ４９へ進む。  
Σｃａｔｐ←Σｃａｔｐｐ＋α
ここで、Σｃａｔｐｐは、前回の演算時に算出した層内推定温度上昇変化量積算値である。
【００７１】
そして、図７のステップＳ４９では、層内推定温度上昇変化量積算値Σｃａｔｐで、触媒層内推定温度変化量Σｃａｔを設定し（Σｃａｔ←Σｃａｔｐ）、ステップＳ５３へ進む。尚、このステップＳ４５，Ｓ４７〜４９での処理、及び後述するステップＳ４６，Ｓ５０〜Ｓ５２での処理が触媒層内推定温度変化量算出手段に対応する。
【００７２】
一方、ステップＳ４４からステップＳ４６へ進むと、次式から降温側排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｍを設定する。  
ｅｈａｉｋｉｍ←ｐｍｔｓｍ・ｒａｔｅｍ…（８）
ここで、ｒａｔｅｍは昇温側の傾きである。実験或いはシミュレーションによれば、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍと降温側排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｍとをプロットすると、両者は近似直線或いは近似曲線の式で表せることが判明した。従って、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍに、上述した近似直線或いは近似曲線の式の昇温側の傾きｒａｔｅｍを乗算することで、下降側の排気温度推定値変化量ｅｈａｉｋｉｍを設定することができる。
【００７３】
次いで、ステップＳ５０へ進み、触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍを演算する。この触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍは、図１０に示す触媒層内下降推定温度変化量演算ルーチンに従って、処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ８１で、触媒層内推定温度ｃａｔの前回値ｃａｔｐを読込み、第４の層内推定温度判定基準値ｃａｔ４とを比較する。そして、ｃａｔｐ≧ｃａｔ４のときは、ステップＳ８２へ進み、次式から触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍを算出し、図７のステップＳ５１へ進む。  
ｃａｔｍｍ←ｐｍｔｓｍｍ・ｒａｔｅｍ・Ｅ…（９）
ここで、ｐｍｔｓｍｍは負側のエンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍであり、従って、この場合、ｐｍｔｓｍｍ＝ｐｍｔｓｍである。又、Ｅは定数である。
【００７４】
一方、ｃａｔｐ＜ｃａｔ４のときは、ステップＳ８３へ進み、次式から触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍを算出し、図７のステップＳ５１へ進む。  
ｃａｔｍｍ←ｐｍｔｓｍ・ｒａｔｅｍ・Ｆ…（１０）
ここで、Ｆは定数である。
【００７５】
そして、図７のステップＳ５１へ進むと、層内推定温度下降変化量積算値Σｃａｔｍを演算する。この層内推定温度下降変化量積算値Σｃａｔｍは、図１１に示す層内推定温度下降変化量積算値演算ルーチンに従って処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ９１で、負側のエンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍｍと第１のエンジン負荷なまし値変化量判定基準値ｐｍｔｓ１とを比較すると共に、前回の演算時に求めた触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍと第１の降温判定基準値ｃａｔｍｍ１とを比較する。
【００７６】
そして、ｐｍｔｓｍｍ＜ｐｍｔｓ１、且つｃａｔｍｍ＜ｃａｔｍｍ１の場合は、ステップＳ９２へ進み、又、ｐｍｔｓｍｍ≧ｐｍｔｓ１、或いはｃａｔｍｍ≧ｃａｔｍｍ１の場合は、ステップＳ９３へ進む。
【００７７】
ステップＳ９２へ進むと、定数Ｇで下降変化量βを設定して（β←Ｇ）、ステップＳ１００へ進む。又、ステップＳ９３へ進むと、触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍと第２の降温判定基準値ｃａｔｍｍ２とを比較する。そして、ｃａｔｍｍ＜ｃａｔｍｍ２の場合は、ステップＳ９４へ進み、定数Ｈで下降変化量βを設定して（β←Ｈ）、ステップＳ１００へ進む。又、ｃａｔｍｍ≧ｃａｔｍｍ２の場合は、ステップＳ９５へ進む。
【００７８】
ステップＳ９５では、燃料噴射パルス幅を読込み燃料カットか否かを調べると共に、前回の演算時に求めた触媒層内推定温度ｃａｔｐと第５の層内推定温度判定基準値ｃａｔ５とを比較する。そして、燃料カット中であって、ｃａｔｐ≧ｃａｔ５のときは、ステップＳ９６へ進み、定数Ｉで下降変化量βを設定して（β←Ｉ）、ステップＳ１００へ進む。又、燃料噴射中、或いはｃａｔｐ＜ｃａｔ５のときは、ステップＳ９７へ進む。
【００７９】
ステップＳ９７では、エンジン回転数Ｎｅに基づきアイドル運転か否かを調べると共に、前回の演算時に求めた触媒層内推定温度ｃａｔｐと第６の層内推定温度判定基準値ｃａｔ５とを比較する。そして、アイドル運転中であって、ｃａｔｐ≧ｃａｔ５のときは、ステップＳ９８へ進み、定数Ｊで下降変化量βを設定して（β←Ｊ）、ステップＳ１００へ進む。又、非アイドル状態、或いはｃａｔｐ＜ｃａｔ５のときは、ステップＳ９９へ進み、触媒層内下降推定温度変化量ｃａｔｍｍで下降変化量βを設定して（β←ｃａｔｍｍ）、ステップＳ１００へ進む。
【００８０】
そして、ステップＳ９２，Ｓ９４，Ｓ９６，Ｓ９８，Ｓ９９の何れかから、ステップＳ１００へ進むと、今回の層内推定温度下降変化量積算値Σｃａｔｍを次式から算出し、図７のステップＳ４９へ進む。  
Σｃａｔｍ←Σｃａｔｍｍ＋β
ここで、Σｃａｔｍｍは、前回の演算時に算出した触媒層内推定温度下降変化量である。
【００８１】
そして、図７のステップＳ５２では、層内推定温度下降変化量積算値Σｃａｔｍで、触媒層内推定温度変化量Σｃａｔを設定し（Σｃａｔ←Σｃａｔｍ）、ステップＳ５３へ進む。尚、この触媒層内推定温度変化量Σｃａｔは負値或いは０値である。
【００８２】
そして、ステップＳ４９或いはステップＳ５２からステップＳ５３へ進むと、前回の演算時に求めた触媒層内推定温度ｃａｔｐに、触媒層内推定温度変化量Σｃａｔを加算し、今回の触媒層内推定温度ｃａｔを算出して（ｃａｔ←ｃａｔｐ＋Σｃａｔ）、ルーチンを抜ける。尚、このステップでの処理が触媒層内推定温度算出手段に対応している。
【００８３】
このように、本実施形態では、触媒層内温度を、エンジン負荷なまし値変化量ｐｍｔｓｍの変化量α、βの積算値である触媒層内推定温度変化量Σｃａｔを加算することで推定するようにしたので、触媒温度センサを用いること無く、単位時間当たりの触媒温度の変化、及びその推移をより細密に推定することができる。
【００８４】
又、上昇変化量α、及び下降変化量βを、エンジンの運転状態によって条件分けして設定したので、触媒層内温度をより正確に推定することができる。
【００８５】
［第５実施形態］
図１３は本発明の第５実施形態による触媒劣化診断開始判定ルーチンである。本実施形態では、上述した第１〜第４実施形態において求めた触媒層内推定温度ｃａｔに基づき、触媒劣化診断の実行可否を判定するものである。尚、触媒１３は急激に劣化することはないので、当該ルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、１回、或いは数回実行される。又、このルーチンでの処理が触媒劣化診断開始条件判定手段に対応している。
【００８６】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１０１で、燃料カット継続時間ｔｃｕｔｉｎｊと燃料カット継続時間判定基準値ｔｃｕｔ１とを比較すると共に、アイドル継続時間ｔｉｄとアイドル継続時間判定基準値ｔｉｄ１とを比較する。すなわち、たとえ触媒層内推定温度ｃａｔが所定温度以上であると推定されても、その直前に、燃料カットや長期間のアイドル運転等によって、触媒層内温度が急激に降温した状態を経験した場合、触媒１３の層内状態が不安定になり、空燃比制御が発散する場合がある。このような状態で触媒の劣化診断を実行すると正常であるにも拘わらず劣化と誤判定してしまう。燃料カット継続時間判定基準値ｔｃｕｔ１、及びアイドル継続時間判定基準値ｔｉｄ１は、予め実験などから触媒１３が降温する継続時間を求めて設定したものである。
【００８７】
そして、ｔｃｕｔｉｎｊ≧ｔｃｕｔ１、或いはｔｉｄ≧ｔｉｄ１の状態が経験されているときは、すなわち触媒層内温度が降温している可能性のあるときは、ステップＳ１０２へ進む。又、ｔｃｕｔｉｎｊ＜ｔｃｕｔ１、且つ、ｔｉｄ＜ｔｉｄ１のときは、ステップＳ１０３へ進む。
【００８８】
ステップＳ１０２へ進むと、上述した触媒層内推定温度ｃａｔを読込み、触媒層内推定温度ｃａｔと触媒活性温度判定値である第７の層内推定温度判定基準値ｃａｔ７とを比較し、ｃａｔ≧ｃａｔ７であって、この状態が所定時間以上継続しているときは、触媒１３が活性していると判定し、ステップＳ１０４へ進む。又、ｃａｔ＜ｃａｔ７、或いはｃａｔ≧ｃａｔ７の状態が設定時間以上継続していないときは、触媒１３が活性していない可能性があるため、ステップＳ１０５へジャンプする。
【００８９】
又、ステップＳ１０３へ進むと、触媒層内推定温度ｃａｔと第８のの層内推定温度判定基準値ｃａｔ８とを比較し、触媒１３が活性温度に達しているか否かを調べる。そして、ｃａｔ≧ｃａｔ８の活性温度に達していると判定した場合は、ステップＳ１０４へ進み、ｃａｔ＜ｃａｔ８のときは、ステップＳ１０５へ進む。
【００９０】
ステップＳ１０４へ進むと、触媒の劣化診断を許可してルーチンを抜ける。又、ステップＳ１０５へ進むと、触媒の劣化診断の禁止してルーチンを抜ける。
【００９１】
このように、本実施形態では、燃料カットや長期アイドル等によって触媒層内温度の急激な降温を経験した場合は、触媒層内推定温度ｃａｔが設定温度（第７の層内推定温度判定基準値ｃａｔ７）で、且つその状態が設定時間継続している場合に、触媒１３の劣化診断を許可するようにしたので、触媒１３が不活性状態のときに診断が開始されることが無く、誤診断を未然に防止することができる。
【００９２】
［応用例］
図１４に目標エンジン回転数を一定とした場合の、実際のエンジン回転数と実際の排気温度、及び吸入管圧力センサ２３で検出した吸入管圧Ｐｍに基づいて設定した吸入管圧なまし値（エンジン負荷なまし値）ｐｍ２ｓｍｃａｔｐ、及びこの吸入管圧なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐに基づいて求めた排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを示す。
【００９３】
同図に示すように、吸入管圧なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐに基づいて求めた排気温度推定値ｅｈａｉｋｉと実際の排気温度とは、ほぼ同様な挙動が示されている。又、図１５に示すように、正常時の排気温度と、そのときの排気温度推定値ｅｈａｉｋｉ、及び異常時の排気温度と、そのときの排気温度推定値ｅｈａｉｋｉも、実際の排気温度とほぼ同様な挙動が示されることが確認される。
【００９４】
従って、これを利用して、例えば触媒早期暖機制御実行中に排気温度推定値ｅｈａｉｋｉを行い、この排気温度推定値ｅｈａｉｋｉが予め設定した触媒早期暖機判定値を下回ったとき、触媒早期暖機制御が異常であると判断することが可能となる。
【００９５】
又、排気温度推定値ｅｈａｉｋｉと実際の排気温度とが、ほぼ同様な挙動を示すため、当然、エンジン負荷なまし値（吸入管圧なまし値）ｐｍ２ｓｍｃａｔｐと実際の排気温度ともほぼ同様の挙動を示すことになる。
【００９６】
又、図１６に、アイドル運転時の吸入管圧Ｐｍに基づいて、正常時の排気温度におけるエンジン負荷なまし値（吸入管圧なまし値）ｐｍ２ｓｍｃａｔｐの挙動と、異常時の排気温度におけるエンジン負荷なまし値（吸入管圧なまし値）ｐｍ２ｓｍｃａｔｐの挙動とを示す。同図に示すように、異常時の排気温度におけるエンジン負荷なまし値（吸入管圧なまし値）の挙動を、予めて判定基準値として記憶させておけば、始動時に触媒暖機のための触媒早期暖機制御を行うに際し、算出したエンジン負荷なまし値と判定基準値とを比較し、エンジン始動開始から所定時間経過した後に、演算により求めたエンジン負荷なまし値ｐｍ２ｓｍｃａｔｐが判定基準値を下回ったとき触媒早期暖機制御が異常であると判定することができる。
【００９７】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば第１〜第４実施形態において、エンジンの暖機状態、触媒層内状態によって触媒層内推定温度ｃａｔを補正すれば、より正確に触媒層内温度を推定することができる。この場合、エンジンの暖機状態にはエンジン温度を間接的に検出するエンジン温度検出手段としての冷却水温センサ２５で検出した冷却水温に基づいて判定し、又、触媒１３の層内温度状態は触媒層内推定温度ｃａｔの前回値ｃａｔｐに基づいて判定する。更に、第５実施形態では、エンジン水温に触媒層内推定温度ｃａｔの前回値ｃａｔｐを乗算して補正値を算出し、この補正値を触媒層内推定温度ｃａｔに加算することで、触媒劣化診断の実行の可否を判断するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１実施形態によるエンジンの全体構成図
【図２】同、電子制御系の回路構成図
【図３】同、触媒層内推定温度設定ルーチンを示すフローチャート
【図４】同、排気温度推定値設定テーブルの説明図
【図５】第２実施形態による触媒層内推定温度設定ルーチンを示すフローチャート
【図６】第３実施形態による触媒層内推定温度設定ルーチンを示すフローチャート
【図７】本発明の第４実施形態による触媒層内推定温度設定ルーチンを示すフローチャート
【図８】同、触媒層内上昇推定温度変化量演算ルーチンを示すフローチャート
【図９】同、層内推定温度上昇変化量積算値演算ルーチンを示すフローチャート
【図１０】同、触媒層内下降推定温度変化量演算ルーチンを示すフローチャート
【図１１】同、層内推定温度下降変化量積算値演算ルーチンを示すフローチャート
【図１２】同、エンジン負荷なまし値変化量と触媒層内温度なまし値変化量との相関を示す説明図
【図１３】第５実施形態による触媒劣化診断開始判定ルーチンを示すフローチャート
【図１４】応用例による実際のエンジン回転数と実際の排気温度、及び吸入管圧なまし値、及び排気温度推定値の挙動を示す説明図
【図１５】同、正常時の排気温度と、そのときの排気温度推定値、及び異常時の排気温度と、そのときの排気温度推定値の挙動を示す説明図
【図１６】同、アイドル運転時の正常時のエンジン負荷なまし値の挙動と、異常時のエンジン負荷なまし値の挙動とを示す説明図
【符号の説明】
【００９９】
１…エンジン本体、
１３…触媒、
２３…吸入管圧力センサ、
Ａ〜Ｊ…定数、
ｃａｔ…触媒層内推定温度、
ｃａｔ１〜ｃａｔ８…層内推定温度判定基準値、
ｃａｔｍｍ…触媒層内下降推定温度変化量、
ｃａｔｍｍ１，ｃａｔｍｍ２…降温判定基準値、
ｃａｔｐ…触媒層内推定温度（前回値）、
ｃａｔｐｐ…触媒層内上昇推定温度変化量、
ｃａｔｐｐ１…昇温判定基準値、
ｅｈａｉｋｉ…排気温度推定値、
ｅｈａｉｋｉ１…排気温度判定基準値、
ｅｈａｉｋｉｍ，ｅｈａｉｋｉｐ…排気温度推定値変化量、
ｈｃ−ｃｏｃａｔ…触媒反応温度、
ｋｃａｔ１…なまし係数、
Ｐｍ…吸入管圧、
ｐｍ１，ｐｍ２…エンジン負荷判定基準値、
ｐｍ２ｓｍｃａｔｐ…エンジン負荷なまし値（前回値）、
ｐｍ２ｓｍｃａｔ…エンジン負荷なまし値、
ｐｍｓｍ…単位時間当たりのエンジン負荷なまし値、
ｐｍｓｍｍ…単位時間当たりのエンジン負荷なまし値（前回値）、
ｐｍｔｓ１…第１のエンジン負荷なまし値変化量判定基準値、
ｐｍｔｓｍ…エンジン負荷なまし値変化量、
ｐｍｔｓｍｍ…エンジン負荷なまし値変化量（前回値）、
ｒａｔｅｍ，ｒａｔｅｐ…傾き、
ｔｃａｔ１…触媒層内推定温度判定基準値、
ｔｃｕｔ１…燃料カット継続時間判定基準値、
ｔｃｕｔｉｎｊ…燃料カット継続時間、
ｔｉｄ…アイドル継続時間、
ｔｉｄ１…アイドル継続時間判定基準値、
ｔｋａｓａｎ…温度補正加算値
α…上昇変化量、
β…下降変化量、
Σｃａｔ…触媒層内推定温度変化量、
Σｃａｔｍ…層内推定温度下降変化量積算値、
Σｃａｔｐ…層内推定温度上昇変化量積算値、
【図１】
2008291753.tif 000003
【図２】
2008291753.tif 000004
【図３】
2008291753.tif 000005
【図４】
2008291753.tif 000006
【図５】
2008291753.tif 000007
【図６】
2008291753.tif 000008
【図７】
2008291753.tif 000009
【図８】
2008291753.tif 000010
【図９】
2008291753.tif 000011
【図１０】
2008291753.tif 000012
【図１１】
2008291753.tif 000013
【図１２】
2008291753.tif 000014
【図１３】
2008291753.tif 000015
【図１４】
2008291753.tif 000016
【図１５】
2008291753.tif 000017
【図１６】
2008291753.tif 000018