(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に設けられた排気浄化用の触媒の温度を推定する触媒温度推定装置であって、
前記触媒に流入する前記エンジンの排気の温度を検知し又は前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気の温度を推定する排気温度検知手段と、
前記エンジンの運転状態に基づいて、前記触媒の燃焼時反応熱を推定する燃焼時反応熱推定手段と、
前記エンジンの燃料カットを行う前の運転状態に基づいて、前記エンジンの燃料カット運転時における前記触媒の燃料カット時反応熱定常値を設定する燃料カット時反応熱定常値設定部と、
前記設定された燃料カット時反応熱定常値をなまし処理するなまし処理部と、
前記なまし処理におけるなまし係数を設定するなまし係数設定部と、
前記排気温度検知手段により検知又は推定された前記排気の温度と、前記燃焼時反応熱推定手段により推定された燃焼時反応熱と、前記燃料カット時反応熱定常値を前記なまし処理した値と、を用いて、前記触媒の温度を推定する推定触媒温度演算部と、
前記燃料カットと、前記エンジンに供給された燃料の燃焼と、が繰り返し発生する加減速運転が実施されたか否かを判定する加減速運転実施判定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記燃料カット時反応熱定常値設定部により設定された前記燃料カット時反応熱定常値を補正する第１の加減速運転時補正係数を設定する第１の加減速運転時補正係数設定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記なまし係数設定部により設定される前記なまし係数を補正する第２の加減速運転時補正係数を設定する第２の加減速運転時補正係数設定部と、
を備えている、
ことを特徴とする触媒温度推定装置。
【請求項２】
第１の加減速運転時補正係数設定部は、前記燃料カットの直前の前記燃料の燃焼時間に応じて前記第１の加減速運転時補正係数を設定できるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の触媒温度推定装置。
【請求項３】
前記第２の加減速運転時補正係数設定部は、前記燃料カットの開始からの経過時間に応じて前記第２の加減速運転時補正係数を設定できるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒温度推定装置。
【請求項４】
前記なまし係数設定部は、なまし係数テーブルを備え、
前記なまし係数テーブルは、上昇側テーブルと下降側テーブルとからなり、
前記燃料カット時反応熱定常値設定部により設定された前記燃料カット時反応熱定常値が、前記なまし処理後の燃料カット時反応熱よりも大きいときは、前記上昇側テーブルに基づいて前記なまし係数が設定され、
前記燃料カット時反応熱定常値設定部により設定された前記燃料カット時反応熱定常値が、前記なまし処理後の燃料カット時反応熱よりも小さいときは、前記下降側テーブルに基づいて前記なまし係数が設定される、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の触媒温度推定装置。
【請求項５】
前記なまし係数は、前記エンジンの排気流量又は吸気流量に応じて設定される、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の触媒温度推定装置。
【請求項６】
前記燃料カット時反応熱定常値は、前記エンジンの吸気温に応じて補正される、
ことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の触媒温度推定装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちの何れか一項に記載の触媒温度推定装置と、
前記エンジンへの燃料の供給を制御する燃料制御部と、
を備え、
前記燃料制御部は、前記触媒温度推定装置により推定された前記触媒の温度を用いて、前記燃料の供給を制御するように構成されている、
ことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項８】
前記燃料制御部は、
前記第１の加減速運転時補正係数により補正された前記燃料カット時反応熱定常値と、前記第２の加減速運転時補正係数により補正された前記なまし係数とを用いて前記推定触媒温度演算部により推定された前記触媒の温度が、予め設定された第１の温度以上となったときに、前記エンジンに供給する燃料を増量させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記燃料制御部は、
前記第１の加減速運転時補正係数により補正された前記燃料カット時反応熱定常値と、前記第２の加減速運転時補正係数により補正された前記なまし係数とを用いて前記推定触媒温度演算部により推定された前記触媒の温度が、予め設定された第２の温度以上となったときに、前記燃料カットの実施を禁止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のエンジンの排気通路に介装されている排気浄化用の触媒は、化学反応によって排気中の有害成分を浄化するものが一般的である。この触媒は、一定の耐熱温度を越えると、貴金属および貴金属を担持する母材が熱によって次第に劣化し、排気浄化能力が低下するだけでなく、触媒自体が熱劣化してしまうという特性を有する。
【０００３】
したがって、触媒の温度を検知または精度良く推定する必要がある。この触媒の温度を検知するには、例えば触媒容器内に温度センサを配設して直接触媒近傍の温度を測定することもできるが、このような温度センサは高価であるため、温度センサを設けずに触媒温度を推定する種々の技術が開発されている。例えば、内燃機関の運転状態に基づいて推定した排気温度と、燃料カットによる反応熱の加算および減衰を行って推定した触媒反応熱と、を加算して触媒層内温度を推定することで、内燃機関の運転状態に影響されることなく触媒の状態を推定するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６２１６２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加減速を繰り返すような車両の運転状態においては、燃料カット時の反応熱、触媒内の蓄熱等による影響があり、加減速運転中の加速時間と減速時間によっては触媒温度上昇度合いが変化し、推定温度誤差が大きくなってしまう場合がある。特許文献１に開示された従来の装置は、触媒の熱容量、熱損等の違いにより異なる触媒内の蓄熱による影響、加減速運転中の燃料カット直前の加速時間の影響、および減速時の燃料カット継続時間の影響等によって、推定温度の誤差が大きくなってしまう場合があることについては考慮していないため、加減速運転を繰り返すような運転状態が継続される場合には、触媒温度の推定精度を十分に高めることが困難となる課題がある。
【０００６】
本願は、従来の装置における前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、車両が加減速運転を繰り返す状態であっても、触媒温度を高精度に推定することができる触媒温度推定装置、およびエンジン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】
【０００７】
本願に開示される触媒温度推定装置は、
エンジンの排気系に設けられた排気浄化用の触媒の温度を推定する触媒温度推定装置であって、
前記触媒に流入する前記エンジンの排気の温度を検知し又は前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気の温度を推定する排気温度検知手段と、
前記エンジンの運転状態に基づいて、前記触媒の燃焼時反応熱を推定する燃焼時反応熱推定手段と、
前記エンジンの燃料カットを行う前の運転状態に基づいて、前記エンジンの燃料カット運転時における前記触媒の燃料カット時反応熱定常値を設定する燃料カット時反応熱定常値設定部と、
前記設定された燃料カット時反応熱定常値をなまし処理するなまし処理部と、
前記なまし処理におけるなまし係数を設定するなまし係数設定部と、
前記排気温度検知手段により検知又は推定された前記排気温度と、前記燃焼時反応熱推定手段により推定された燃焼時反応熱と、前記燃料カット時反応熱定常値を前記なまし処理した値を用いて、前記触媒の温度を推定する推定触媒温度演算部と、
前記燃料カットと、前記エンジンに供給された燃料の燃焼と、が繰り返し発生する加減速運転が実施されたか否かを判定する加減速運転実施判定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記燃料カット時反応熱定常値設定部により設定された前記燃料カット時反応熱定常値を補正する第１の加減速運転時補正係数を設定する第１の加減速運転時補正係数設定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記なまし係数設定部により設定される前記なまし係数を補正する第２の加減速運転時補正係数を設定する第２の加減速運転時補正係数設定部と、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本願に開示されるエンジン制御装置は、
エンジンの排気系に設けられた排気浄化用の触媒の温度を推定する触媒温度推定装置と、
前記エンジンへの燃料の供給を制御する燃料制御部と、
を備え、
前記触媒温度推定装置は、
前記触媒に流入する前記エンジンの排気の温度を検知し又は前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気の温度を推定する排気温度検知手段と、
前記エンジンの運転状態に基づいて、前記触媒の燃焼時反応熱を推定する燃焼時反応熱推定手段と、
前記エンジンの燃料カットを行う前の運転状態に基づいて、前記エンジンの燃料カット運転時における前記触媒の燃料カット時反応熱定常値を設定する燃料カット時反応熱定常値設定部と、
前記設定された燃料カット時反応熱定常値をなまし処理するなまし処理部と、
前記なまし処理におけるなまし係数を設定するなまし係数設定部と、
前記排気温度検知手段により検知又は推定された前記排気温度と、前記燃焼時反応熱推定手段により推定された燃焼時反応熱と、前記燃料カット時反応熱定常値を前記なまし処理した値を用いて、前記触媒の温度を推定する推定触媒温度演算部と、
前記燃料カットと、前記エンジンに供給された燃料の燃焼と、が繰り返し発生する加減速運転が実施されたか否かを判定する加減速運転実施判定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記燃料カット時反応熱定常値設定部により設定された前記燃料カット時反応熱定常値を補正する第１の加減速運転時補正係数を設定する第１の加減速運転時補正係数設定部と、
前記加減速運転実施判定部により前記加減速運転の実施が判定されたとき、前記なまし係数設定部により設定される前記なまし係数を補正する第２の加減速運転時補正係数を設定する第２の加減速運転時補正係数設定部と、を備え
前記燃料制御部は、
前記触媒温度推定装置により推定された前記触媒の温度を用いて、前記燃料の供給を制御するように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される触媒温度推定装置によれば、車両が加減速運転を繰り返す状態であっても、触媒温度を高精度に推定することができる。
【００１０】
また、本願に開示されるエンジン制御装置によれば、車両が加減速運転を繰り返す状態であっても、触媒温度を高精度に推定してエンジンを高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１による触媒温度推定装置が適用される、エンジン制御装置の吸排気系を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびその触媒温度推定装置を備えたエンジン制御装置について、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による触媒温度推定装置が適用される、エンジン制御装置の吸排気系を示す概略構成図である。図１において、エンジン１のクランク軸には、その回転角に応じた電気信号を生成するためのクランク角センサ１１が取り付けられている。また、エンジン１の燃焼室の吸入口と排出口には、それぞれ、吸気路を形成する吸気管２と、排気路を形成する排気管７が接続されている。
【００１３】
吸気管２の最上流側には、取り込んだ外気を浄化するためのエアクリーナ３が取り付けられている。吸気管２のエアクリーナ３の下流側(エンジン１に近い側)には、吸入空気流量に応じた電気信号を生成するエアフローセンサ１２と、吸入路内の吸入空気温度に応じた電気信号を生成する吸気温センサ１３と、が互いに一体又は別体に設けられている。なお、図１では、エアフローセンサ１２と吸気温センサ１３が一体に構成された例を示す。また、吸気管２のエアクリーナ３の下流側には、大気圧に応じた電気信号を生成する大気圧センサ９が設けられている。なお、大気圧センサは後述するＥＣＵ１００に内蔵されていてもよい。
【００１４】
排気管７には、排気ガス浄化触媒２２が設けられている。排気管７の排気ガス浄化触媒２２の上流側(エンジン１に近い側)には、燃焼ガス内の燃料又は酸素の割合に応じた電気信号を生成する空燃比センサ１６が設けられている。
【００１５】
エアフローセンサ１２と吸気温センサ１３の下流側には、エンジン１に送られる空気流量を調整するためのスロットルバルブ４が設けられている。スロットルバルブ４には、そのスロットル開度に応じた電気信号を生成するスロットルポジションセンサ１４が接続されている。
【００１６】
さらに、吸気管２のスロットルバルブ４の下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク５が設けられている。サージタンク５には、サージタンク５内の空気圧に応じた電気信号を生成するインテークマニホールド圧センサ(以下、インマニ圧センサと称する)１５が設けられている。なお、エアフローセンサ１２およびインマニ圧センサ１５については、その両方が設けられてもよいし、インマニ圧センサ１５のみが設けられてもよい。図１は、エアフローセンサ１２とインマニ圧センサ１５とがそれぞれ設けられている場合を示す。
【００１７】
エアフローセンサ１２を設けずにインマニ圧センサ１５のみが取り付けられている場合は、図１に破線の引き出し線で示すように、吸気温センサ１３はサージタンク５に設けられる。この場合、図１では、インマニ圧センサ１５と吸気温センサ１３とをそれぞれ別体に構成した例を示すが、インマニ圧センサ１５と吸気温センサ１３とは、一体に構成されてもよい。
【００１８】
吸気管２のサージタンク５の下流のエンジン１側には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。なお、インジェクタ１７は、シリンダ８内に直接燃料を噴射するように設けられてもよい。
【００１９】
シリンダ８の頂部には、エンジン１に吸入された空気とインジェクタ１７から噴射された燃料とが混合して生成される可燃混合気に点火する点火プラグ１８と、点火プラグ１８に点火火花を形成させるためのエネルギーを発生させる点火コイル１９とが設けられている。また、吸気路からシリンダ８内に導入される空気流量を調節する吸気バルブ２０と、シリンダ８内から排気路に排出される排気を調節する排気バルブ２１が設けられている。
【００２０】
図２は、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。図２において、電子制御ユニットとしてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１００は、クランク角センサ１１、エアフローセンサ１２、吸気温センサ１３、スロットルポジションセンサ１４、インマニ圧センサ１５、および空燃比センサ１６、大気圧センサ９、のそれぞれによって生成された電気信号を受ける。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、また、前述のセンサ以外の各種センサＯＳからも電気信号を受ける。各種センサＯＳには、アクセル(図示せず)の操作量に応じた電気信号を生成するアクセルポジション(開度)センサ(図示せず)、エンジン１の燃焼制御用のセンサ、車両の挙動制御用のセンサ(例えば、車速センサ、水温センサ等)等が含まれている。なお、以下の説明では、センサ部２００の前述のそれぞれのセンサが出力する検出値に対応した電気信号を、それぞれの検出値の名称により表記する。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１１からの回転速度Ｎｅ、エアフローセンサ１２により実計測した吸入空気流量Ｑｒ、吸気温センサ１３からの吸気温ＡＴ、スロットルポジションセンサ１４からのスロットル開度ＴＨ、インマニ圧センサ１５からのインマニ圧Ｐｂ、空燃比センサ１６からの空燃比Ａ／Ｆ、大気圧センサ９からの大気圧ＡＰ、および車両に設けられた各種センサＯＳのうちのアクセルの開度を検出するアクセル開度センサからのアクセル開度Ｄ、の各入力データに基づいて、エンジン１が発生した実トルクを推定した推定出力トルクを算出するとともに、前述のそれぞれのセンサからの入力データ、および他のコントローラＯＣＯ、例えば、トランスミッション制御、ブレーキ制御、トラクション制御、スタビリティ制御等のための各コントローラ、からのトルク要求値ＴＲＲに基づいて、目標出力トルクを算出する。
【００２３】
さらに、ＥＣＵ１００は、算出した目標出力トルクを達成するように、空燃比Ａ／Ｆ、各制御目標値［例えば、吸気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ：可変バルブタイミング）制御での位相角、排気ＶＶＴ制御での位相角、ＥＧＲ(Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気ガス再循環)率、点火時期等］を参照して、目標吸入空気流量Ｑａｔの目標値を達成するようにスロットルバルブ４の開度を制御し、空燃比Ａ／Ｆの目標値を達成するようにインジェクタ１７の燃料噴射量を制御し、点火時期の目標値を達成するように点火コイル１９の通電を制御する。ＥＣＵ１００は、さらに、スロットルバルブ４とインジェクタ１７と点火コイル１９以外の、各種装置のための各種アクチュエータＯＡＣに対する駆動の目標値も算出する。なお、図２では、スロットルバルブ４、インジェクタ１７、点火コイル１９、各種アクチュエータＯＡＣ、を含めてアクチュエータ部３００として表示している。
【００２４】
前述のように構成されたエンジン制御系によりエンジン１の筒内燃焼が最適化され、筒内燃焼による排気ガスは、排気ガス浄化触媒２２により浄化された後、マフラ（図示せず）を介して大気に放出される。
【００２５】
さらに、ＥＣＵ１００は、排気ガス浄化触媒２２の触媒温度推定処理を行う触媒温度推定装置としての機能も有している。ＥＣＵ１００は、触媒温度推定装置による触媒温度推定値が予め定められた第１の温度Ａ（例えば、加熱継続による触媒劣化が懸念される温度）以上となった場合、燃料を増量して排気温度を下げ、更に、触媒温度推定装置による触媒温度推定値が予め定められた第２の温度Ｂ以上となった場合は、燃料カットを禁止して触媒温度の上昇を抑制することにより、触媒を保護する。ここで、第２の温度Ｂは第１の温度Ａより大きい。
【００２６】
ここで、ＥＣＵ１００は、演算処理を実行するＣＰＵ１００ａと、プログラムデータ、固定値データ等を記憶するＲＯＭおよび格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭを含む記憶部１００ｂと、を有するマイクロプロセッサで構成されている。
【００２７】
図３は、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の機能ブロック図であって、図２のＥＣＵ１００内の触媒温度推定制御部およびその関連部分の機能構成の一例を示している。ＥＣＵ１００の記憶部１００ｂにおけるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）には、触媒温度推定制御部１０５と燃料制御部１４０が、ソフトウェアとして記憶されている。
【００２８】
触媒温度推定制御部１０５は、排気温度検知部１１０を備えており、この排気温度検知部１１０は、その内部に、排気温度定常値設定部１１１と、第１のなまし係数設定部１１２と、第1のなまし処理部１１３とを備えている。また、触媒温度推定制御部１０５は、燃焼時反応熱推定部１２０を備えており、この燃焼時反応熱推定部１２０は、その内部に、燃焼時反応熱定常値設定部１２１と、第２のなまし係数設定部１２２と、第２のなまし処理部１２３とを備えている。さらに、触媒温度推定制御部１０５は、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０と、第３のなまし係数設定部１３１と、第３のなまし処理部１３２と、加減速運転実施判定部１３３と、第１の加減速運転時補正係数設定部１３４と、第２の加減速運転時補正係数設定部１３５と、推定触媒温度演算部１３６と、を備えている。図３に示すエンジン１には、図２におけるアクチュエータ部３００のうち、燃料制御に関わるインジェクタ１７のみが示されている。
【００２９】
次に、触媒温度推定制御部１０５について、さらに詳細に説明する。まず、排気温度検知部１１０において、排気温度定常値設定部１１１は、エンジン１の回転速度Ｎｅと充填効率Ｅｃとに基づいて予め定常状態で作成した定常排気温マップから推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐを算出する。
【００３０】
次に、第１のなまし係数設定部１１２は、排気流量Ｑｅｘに基づいて予め過渡時の排気温度応答遅れを基に作成した第１のなまし係数テーブルから、第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘを算出する。前述の第１のなまし係数テーブルには、上昇側テーブルと下降側テーブルの２種類のテーブルがあり、排気温度定常値設定部１１１からの出力値である推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐが、第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘによるなまし処理後の現在の推定値よりも大きいときは、上昇側テーブルから第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘを設定し、排気温度定常値設定部１１１からの出力値である推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐが、第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘによるなまし処理後の現在の推定排気温度よりも小さいときは、下降側テーブルから第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘを設定する。第１のなまし係数設定部１１２に入力される排気流量Ｑｅｘは、現排気工程のタイミングに対応する吸気工程のタイミングでの吸入空気流量Ｑｒと、空燃比Ａ／Ｆから算出した燃料量と、を加算して求めたＥＣＵ１００の演算値である。
【００３１】
第１のなまし処理部１１３は、排気温度定常値設定部１１１で算出した推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐに対して、第１のなまし係数設定部１１２で算出した第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘにより、例えば一次遅れによる第１のなまし処理を行い、そのなまし処理後の推定排気温度Ｔｅｘ＿ｅｓｔを算出して出力する。
【００３２】
なお、実施の形態１では、排気温度検知部１１０は、推定排気温度Ｔｅｘ＿ｅｓｔを出力するようにしているが、排気温センサを設けて、その排気温センサによる検出値を出力するようにしてもよい。
【００３３】
次に、燃焼時反応熱推定部１２０において、燃焼時反応熱定常値設定部１２１は、前述の排気流量Ｑｅｘに基づいて予め定常状態で作成した燃焼時反応熱テーブルから得られる値に、点火時期および空燃比Ａ／Ｆによる補正を行い、推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌを算出する。点火時期および空燃比Ａ／Ｆによる補正の詳細は、点火時期および空燃比Ａ／Ｆをパラメータとする補正係数テーブルに基づいて得られた補正係数を加算または乗算することで行う。
【００３４】
第２のなまし係数設定部１２２は、前述の排気流量Ｑｅｘに基づく過渡時の燃焼時反応熱応答遅れを基に、予め作成した第２のなまし係数テーブルから第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒを算出する。前述の第２のなまし係数テーブルには、上昇側テーブルと下降側テーブルの２種類のテーブルがあり、燃焼時反応熱定常値設定部１２１の出力値である推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌが、第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒによるなまし処理後の現在の推定値よりも大きいときは、上昇側テーブルから第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒを設定し、燃焼時反応熱定常値設定部１２１の出力値である推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌが、第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒによるなまし処理後の現在の推定値よりも小さいときは、下降側テーブルによる第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒを設定する。
【００３５】
第２のなまし処理部１２３は、燃焼時反応熱定常値設定部１２１で設定した推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌに対して、第２のなまし係数設定部１２２で算出した第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒにより、例えば一次遅れによる第２のなまし処理を行い、そのなまし処理後の推定燃焼時反応熱Ｈｒ＿ｅｓｔを算出して出力する。
【００３６】
なお、実施の形態１では、燃焼時反応熱推定部１２０は、前述のように、推定燃焼時反応熱定常テーブル値と第２のなまし係数を用いて推定燃焼時反応熱Ｈｒ＿ｅｓｔを算出して出力するようにしているが、第２のなまし係数を非使用とし、物理モデル等を用いた推定燃焼時反応熱を出力するようにしてもよい。
【００３７】
次に、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０は、燃料カット直前の排気流量Ｑｅｘと燃料カット直前の空燃比Ａ／Ｆに基づいて予め燃料カット時の反応熱を基に作成した燃料カット時反応熱マップから得られる値に、吸気温ＡＴによる補正を行い、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐを設定する。また、前述の推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐは、燃料カット開始時点からの予め定められた時間Ｔｆｃの間だけ算出し、その予め定められた時間Ｔｆｃ以降は「０」とする。予め定められた時間Ｔｆｃは、燃料カット直前の空燃比Ａ／Ｆと排気流量Ｑｅｘとに基づいて予め燃料カット時の反応熱による触媒温度上昇時間を基に作成した時間マップから算出される。
【００３８】
吸気温ＡＴによる補正の詳細は、吸気温ＡＴをパラメータとする補正係数テーブルを基に得られた補正係数を加算又は乗算することで行う。また、後述の加減速運転実施判定部１３３により、加減速運転の成立が判定されているときは、後述の第１の加減速運転時補正係数設定部１３４で設定された第１の加減速運転時補正係数に基づき、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐを補正する。
【００３９】
次に、第３のなまし係数設定部１３１は、前述の排気流量Ｑｅｘに基づいて過渡時の燃料カット時反応熱応答遅れを基に予め作成した第３のなまし係数テーブルを備え、この第３のなまし係数テーブルから第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒを算出する。第３のなまし係数テーブルには、上昇側テーブルと下降側テーブルの２種類のテーブルがあり、前述の燃料カット時反応熱定常値設定部１３０の出力値である推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐが、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒによるなまし処理後の現在の推定値よりも大きいときは、上昇側テーブルから第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒを設定し、前述の燃料カット時反応熱定常値設定部１３０の出力値である推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐが、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒによるなまし処理後の現在の推定値よりも小さいときは、下降側テーブルから第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒを設定する。なお、前述の第３のなまし係数テーブルは、エンジン１の吸気流量に基づいて予め作成されていてもよい。
【００４０】
また、後述の加減速運転実施判定部１３３により、加減速運転の成立が判定されているときは、後述の第２の加減速運転時補正係数設定部１３５で設定された補正係数に基づき、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒを補正する。
【００４１】
次に、第３のなまし処理部１３２は、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０で設定した推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐに対して、第３のなまし係数設定部１３１で算出した第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒにより、例えば一次遅れによるなまし処理を行い、なまし処理後の推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔを算出し出力する。
【００４２】
加減速運転実施判定部１３３は、例えば、燃料カット継続時間、燃料カット開始直前の燃焼時間、燃料カット直前の空燃比Ａ／Ｆ、充填効率Ｅｃ等の条件から、燃焼状態から燃料カットへの切り替わりが設定時間以下で連続して発生しているかどうかによって加減速運転の成立か非成立かを判定する。
【００４３】
なお、加減速運転実施判定部１３３による加減速運転の成立判定は、クランク角センサ１１によって求められたエンジンの回転速度Ｎｅの変化量で、加速から減速へ切り替わったことを検出して行うこともでき、また、エアフローセンサ１２によって求められた吸入空気流量Ｑｒの変化量、スロットルポジションセンサ１４の変化量等で、加速から減速へ切り替わったことを検出して行うこともできる。
【００４４】
第１の加減速運転時補正係数設定部１３４は、燃料カット直前の燃焼時間に基づいて予め作成した第１の加減速運転時補正係数テーブルから、第１の加減速運転時補正係数を設定し、加減速運転実施判定部１３３で加減速運転の成立が判定されたときに、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０に出力する。
【００４５】
第２の加減速運転時補正係数設定部１３５は、燃料カット開始からの燃料カット継続時間に基づいて予め作成した第２の加減速運転時補正係数テーブルから、第２の加減速運転時補正係数を設定し、加減速運転実施判定部１３３で加減速運転の成立が判定されたときに、第３のなまし係数設定部１３１に出力する。
【００４６】
推定触媒温度演算部１３６は、排気温度検知部１１０で算出した推定排気温度Ｔｅｘ＿ｅｓｔに、燃焼時反応熱推定部１２０で算出した推定燃焼時反応熱Ｈｒ＿ｅｓｔと、第３のなまし処理部１３２で算出した推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔを加算し、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔを算出して出力する。
【００４７】
燃料制御部１４０は、推定触媒温度演算部１３６からの推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが予め定められた第１の温度Ａ（例えば、加熱継続による触媒劣化が懸念される温度）以上であるときに、触媒保護のための燃料増量制御を実施するようにエンジン１のインジェクタ１７を駆動し、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが予め定められた第２の温度Ｂ（例えば短時間の加熱で触媒劣化が懸念される温度）以上となったときに、触媒保護のための燃料カット禁止制御を実施するようにエンジン１のインジェクタ１７を駆動する。ここで、第２の温度Ｂは、第１の温度Ａより高い温度とする
【００４８】
図４は、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の動作を示すタイムチャートであって、連続する加減速運転を実施したときの推定触媒温度の挙動および触媒保護制御動作の一例を示している。図４は、横軸を時間とし、アクセル開度（１）、燃料カットフラグ（２）、加減速運転判定フラグ（３）、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）、燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）、触媒温度（７）、燃料増量制御実行フラグ（８）、燃料カット禁止制御実行フラグ（９）、予め定められた第２の温度Ｂ（１０）、予め定められた第１の温度Ａ（１１）、をそれぞれ示している。
【００４９】
推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）に点線で示す（４ａ）と、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）に点線で示す（５ａ）と、燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）に点線で示す（６ａ）は、それぞれ、実施の形態１における推定燃料カット時反応熱定常値の補正と燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数の補正を実施した場合の補正後の値であり、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）に実線で示す（４ｂ）と、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）に実線で示す（５ｂ）と、燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）に実線で示す（６ｂ）とは、それぞれ、前述の加減速運転時の補正を実施しなかった場合、つまり補正前の値を示している。
【００５０】
触媒温度（７）に点線で示す推定触媒温度（７ａ）は、加減速運転時補正後の演算値であり、実線で示す推定触媒温度（７ｂ）は、加減速運転時補正前の演算値であり、破線（７ｃ）で示す実触媒温度は、温度センサを用いて計測した実触媒温度をそれぞれ示している。
【００５１】
図４のタイムチャートに示す処理は、ＥＣＵ１００によって予め定められた時間毎の割り込み処理により実行される。まず、実施の形態１による触媒温度推定装置による触媒温度の推定を実施しない場合、即ち、推定燃料カット時反応熱定常値の補正と、燃料カット時反応熱の第３のなまし係数による補正と、を実施していない場合について説明する。図４において、期間Ａは、加減速を行わない車両の通常走行区間であり、アクセル開度（１）は一定の開度Ａ１１に保持されている。この期間Ａでは、触媒温度（７）における従来の補正なしの推定触媒温度（７ｂ）は、実触媒温度（７ｃ）に対して殆ど誤差は無い状態にある。
【００５２】
次に、期間Ｂでは、アクセル開度（１）が、開度Ａ１１から開度Ａ１２に一定期間増大して車両は加速し、その後、アクセル開度は全閉Ａ１３となって一定期間の燃料カットが実施されて車両は減速し、さらにその後、アクセル開度は開度Ａ１２となり一定期間加速される。つまり、期間Ｂでは車両の加速と減速が交互に繰り返される状態となり、以降の期間Ｃにおいても同様に車両の加速と減速が繰り返される。燃料カットフラグ（２）は、アクセル開度（１）が全閉Ａ１３の期間に対応して「１」となり、加速の開度Ａ１２の期間に対応して「０」となる。
【００５３】
このとき、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）と、燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）と、に対して加減速運転時補正は実施していないため、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）の補正前の推定値（５ｂ）は、加減速運転の繰り返しによる触媒の熱容量に応じた蓄熱による影響、および熱損による冷却損失の影響まで考慮した推定値にはなっていない。そのため、加速と減速の運転を繰り返すと、触媒温度（７）に示すように、実触媒温度（７ｃ）に対する推定触媒温度（７ｂ）の誤差は、時間の経過とともに増大することになる。
【００５４】
次に、実施の形態１により、触媒温度推定装置による推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐの補正と、燃料カット時反応熱用の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒの補正と、を実施した場合について説明する。図４において、期間Ｂでの車両の加速と減速が連続して交互に繰り返される状態となる運転が実施されたときに、図３に示す加減速運転実施判定部１３３によって加減速運転の判定が成立する。
【００５５】
加減速運転判定の判定条件の詳細は、燃料カット継続時間、燃料カット開始直前の燃焼時間、燃料カット直前の空燃比Ａ／Ｆ、充填効率Ｅｃ等の条件から、燃焼状態から燃料カットへの切り替わりが予め定められた設定時間以下で連続して発生した場合に、加減速運転の成立を判定する。加減速運転実施判定部１３３により加減速運転の成立が判定された期間Ｃでは、加減速運転判定フラグ（３）は「１」となる。なお、加減速運転実施判定部１３３により加減速運転が成立していないと判定されている期間Ａ、期間Ｂでは、加減速運転判定フラグ（３）は「０」である。
【００５６】
加減速運転を連続して繰り返す期間Ｃの間、前述のように加減速運転の判定が成立して加減速運転判定フラグ（３）が「１」となり、その判定成立期間中は、推定燃料カット時反応熱定常値（４）と、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）の補正が実施される。即ち、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）を増加側へ補正して補正後の値（４ａ）とし、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）を減少側に補正して補正後の値（６ａ）とする。
【００５７】
ここで、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）の補正についてさらに詳細に説明すれば、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０からの前回の出力値である推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）の値が、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）によるなまし処理後の現在の推定値よりも大きいときは、上昇側テーブルから第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒを設定し、逆に、燃料カット時反応熱定常値設定部１３０からの前回の出力値である推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）の値が、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）によるなまし処理後の現在の推定値よりも小さいときは、下降側テーブルから第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）を設定する。
【００５８】
このとき、上昇側テーブルから設定する第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒの値は減少側に補正されるが、下降側テーブルから設定する第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒの値は補正されない。このようにすることで、加減速運転を繰り返した場合の触媒内の蓄熱等の影響による誤差分を補うことができ、触媒温度（７）に示すように、実触媒温度（７ｃ）に対して補正後の推定触媒温度（７ａ）の推定精度を向上させることが可能となる。
【００５９】
推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）の補正は、第１の加減速運転時補正係数設定部１３４により行い、その第１の加減速運転時補正係数の値は、燃料カット直前の燃焼時間に応じて設定される。燃料カット前の燃焼時間が長い程、燃料カット後の触媒内未燃燃料の蓄積は多く、より反応熱が大きくなるため、その傾向に応じて第１の加減速運転時補正係数を設定しておくことで、より精度良く触媒温度の推定を行うことができる。
【００６０】
また、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）は、吸気温ＡＴに応じた補正も実施される。燃料カット時に触媒へ流入する空気流量は、吸気温が低い程その密度が上昇し、質量流量が増加する。そのため触媒内未燃ガスとの反応熱が増加する。そこで、吸気温補正係数を吸気温に応じて設定し、燃料カット時の触媒反応熱を吸気温が低い程増加する側に補正することで、異なる吸気温環境においても、より精度良く触媒温度の推定を行うことができ、精度の高い推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）を得ることができる。
【００６１】
前述の第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）の補正は、前述の第２の加減速運転時補正係数設定部１３５からの第２の加減速運転時補正係数により行われ、第２の加減速運転時補正係数の値は燃料カット直前の燃焼時間に応じて設定される。燃料カット時の反応熱は、燃料カット後、反応熱がピークに達した後、徐々に減衰していくため、燃料カット開始直後の変化速度が最も速くその後は変化速度が遅くなる傾向があるが、燃料カット開始からの経過時間に応じて第３のなまし係数を設定可能とすることで、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）に対する応答速度をより最適に設定することが可能となり、より精度良く触媒温度の推定を行うことができる。
【００６２】
図４では、加減速運転判定フラグ（３）が「１」なる期間Ｃにおいて、燃料カットフラグ（２）が「１」となる燃料カット時の期間Ｄで、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）を大きく補正して、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）の上昇側の立ち上がり５ａ１の立ち上がり速度を速め、期間Ｄに続く期間Ｅの間では、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒ（６）の補正を小さくして、推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔ（５）の上昇側の立ち上がり５ａ２の立ち上がり速度を遅く設定した例を示す。
【００６３】
触媒温度（７）に点線で示す実施の形態１による補正を行った推定触媒温度（７ａ）が、予め定められた第１の温度Ａ（１１）（例えば加熱継続による触媒劣化が懸念される温度）以上になると、燃料増量制御実行フラグ（８）が「０」から「１」となり、触媒保護のための燃料増量制御が実行される。また、前述の点線で示す推定触媒温度（７ａ）が、予め定められた第２の温度Ｂ（例えば短時間の加熱で触媒劣化が懸念される温度）以上になると、燃料カット禁止制御実行フラグ（９）が「０」から「１」となり、触媒保護のための燃料カット禁止制御を実行される。
【００６４】
以上述べたように、連続する加減速運転を判定した場合には、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐ（４）を第１の加減速運転時補正係数および第２の加減速運転時補正係数による補正後の値を使用して推定触媒温度７ａを演算することで、より精度良く触媒温度の推定を行うことができる。
【００６５】
さらに、加減速運転を繰り返すような運転条件においても推定触媒温度の推定精度が向上することによって、触媒温度が真に高温となった条件でのみ保護制御を実行可能となるため、無駄に燃料増量若しくは燃料カット禁止を実行することがなくなり、ひいては燃費が向上する。また、保護制御が必要なときに推定触媒温度の誤差が低い側に大きくなって保護制御の実行が遅れるという状態についても回避することができる。
【００６６】
続いて、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の動作を、フローチャートに従って説明する。図５は、実施の形態１による触媒温度推定装置、およびエンジン制御装置の動作を示すフローチャートである。図５において、ステップＳ１０１では、エンジン１の回転速度Ｎeと充填効率Ｅｃとに基づいて予め定常状態で作成した定常排気温マップから、推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐを算出し、ステップＳ１０２へ進む。
【００６７】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出した推定排気温度定常値Ｔｅｘ＿ｍａｐに、第１のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｅｘによるなまし処理を実施して、なまし処理後の推定排気温度Ｔｅｘ＿ｅｓｔを算出し、ステップＳ１０３へ進む。
【００６８】
ステップＳ１０３では、排気流量Ｑｅｘに基づいて予め定常状態で作成した燃焼時反応熱テーブルから得られる燃焼時反応熱の値に、点火時期および空燃比Ａ／Ｆによる補正を行い、推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌを算出し、ステップＳ１０４へ進む。
【００６９】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で算出した推定燃焼時反応熱定常値Ｈｒ＿ｔｂｌに、第２のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｈｒによるなまし処理を実施して、なまし処理後の推定燃焼時反応熱Ｈｒ＿ｅｓｔを算出し、ステップＳ１０５へ進む。
【００７０】
ステップＳ１０５では、連続する加減速運転が実施されたかどうかを判定し、加減速運転実施判定が成立していればステップＳ１０６へ進み、成立していなければステップＳ１０８へ進む。
【００７１】
ステップＳ１０６では、燃料カット直前の燃焼時間に基づいて予め作成した第１の加減速運転時補正係数テーブルから、第１の加減速運転時補正係数を設定し、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐへの補正値反映を有効にして、ステップＳ１０７へ進む。
【００７２】
ステップＳ１０７では、燃料カット開始からの燃料カット継続時間に基づいて予め作成した第２の加減速運転時補正係数テーブルから、第２の加減速運転時補正係数を設定し、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒへの補正値反映を有効にして、ステップＳ１１０へ進む。
【００７３】
ステップＳ１０８では、前述の第１の加減速運転時補正係数の反映を無効化してステップＳ１０９へ進む。
【００７４】
ステップＳ１０９では、前述の第２の加減速運転時補正係数の反映を無効化してステップＳ１１０へ進む。
【００７５】
ステップＳ１１０では、燃料カット直前の前述の排気流量Ｑｅｘと燃料カット直前の空燃比Ａ／Ｆに基づいて予め燃料カット時の反応熱を基に作成した推定燃料カット時反応熱定常値マップから得られる値に、吸気温ＡＴによる補正を行い、前述の第１の加減速運転時補正係数が有効となっている場合は、第１の加減速運転時補正係数による補正を実施して、推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐを算出し、ステップＳ１１１へ進む。
【００７６】
ステップＳ１１１では、前述の第２の加減速運転時補正係数が有効となっている場合は、第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒに第２の加減速運転時補正係数による補正を行い、ステップＳ１１０で算出した推定燃料カット時反応熱定常値ＦＣＨｒ＿ｍａｐに第３のなまし係数Ｆｉｌｔ＿ｆｃｈｒによるなまし処理を実施して、なまし処理後の推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔを算出し、ステップＳ１１２へ進む。
【００７７】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１０２で算出されたなまし処理後の推定排気温度Ｔｅｘ＿ｅｓｔと、ステップＳ１０４で算出されたなまし処理後の推定燃焼時反応熱Ｈｒ＿ｅｓｔと、ステップＳ１１１で算出されたなまし処理後の推定燃料カット時反応熱ＦＣＨｒ＿ｅｓｔを加算して、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔを算出し、ステップＳ１１３へ進む。
【００７８】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で算出された推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが前述の第２の温度Ｂ（例えば短時間の加熱で触媒劣化が懸念される温度）以上か否かを判定し、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが第２の温度Ｂ以上であれば、ステップＳ１１５へ進み、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが第２の温度Ｂ未満であればステップＳ１１４へ進む。
【００７９】
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１２で算出された推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが第１の温度Ａ(例えば加熱継続による触媒劣化が懸念される温度)以上か否かを判定し、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが第１の温度Ａ以上であれば、ステップＳ１１６へ進み、推定触媒温度Ｔｃａｔ＿ｅｓｔが第１の温度Ａ未満であれば処理を抜ける。
【００８０】
ステップＳ１１５では、触媒保護制御である燃料カット禁止制御を実行して処理を抜ける。
【００８１】
ステップＳ１１６では、触媒保護制御である燃料増量制御を実行して処理を抜ける。
【００８２】
実施の形態１によるエンジン制御装置は、前述の実施の形態１による触媒温度推定制御部１０５を備えた触媒温度推定装置と、エンジンへの燃料の供給を制御する燃料制御部１４０と、燃料制御部１４０により制御されるインジェクタ１７を備えている。燃料制御部１４０は、触媒温度推定制御部１０５により推定された触媒の温度を用いて、インジェクタ１７を駆動してエンジン１への燃料の供給を制御するように構成されている。
【００８３】
実施の形態１によるエンジン制御装置における前述の燃料制御部は、前述の第１の加減速運転時補正係数により補正された燃料カット時反応熱定常値と、前述の第２の加減速運転時補正係数による補正されたなまし係数と、を用いて前述の推定触媒温度演算部により推定された触媒の温度が、予め設定された第１の温度Ａ以上となったときに、エンジンに供給する燃料を増量させるように構成されている。
【００８４】
また、実施の形態１によるエンジン制御装置における前述の燃料制御部は、前述の第１の加減速運転時補正係数により補正された燃料カット時反応熱定常値と、前述の第２の加減速運転時補正係数による補正されたなまし係数と、を用いて前述の推定触媒温度演算部により推定された触媒の温度が、予め設定された第２の温度Ｂ以上となったときに、エンジンの燃料カットの実施を禁止するように構成されている。前述の第２の温度Ｂは、前述の第１の温度より大きく設定されている。
【００８５】
ここで、本願の実施の形態１による触媒温度推定装置、およびその触媒温度推定装置を備えたエンジン制御装置が有する効果について述べる。前述のように、車両が加減速運転を繰り返すような場合には、燃料噴射制御装置は、燃料カットと燃料噴射を繰り返すことになる。このとき、燃料噴射時には、触媒は燃焼した排気ガスにより高温となり、その後、燃料カットが実行されると、酸素が流入し触媒で排気ガス中の未燃ガスが酸化することでさらに高温となる現象が繰り返されることになる。このような運転状態であっては、触媒の温度が急激に上昇する。このような条件においては、排気流量、空燃比Ａ／Ｆ等の運転条件に応じた燃料カット時の触媒反応熱を用いて触媒温度を推定しても、触媒内の蓄熱が影響し、加減速運転時の排気流量および空燃比Ａ／Ｆは同じであっても、加減速運転開始時と繰り返し継続後では燃料カット中の触媒温度の上昇度合いが異なり、推定温度誤差が大きくなってしまう場合がある。
【００８６】
これに対して、本願の実施の形態１による触媒温度推定装置、およびその触媒温度推定装置を備えたエンジン制御装置によれば、加減速運転が繰り返し実施され、燃料カット時の反応熱が繰り返し蓄熱されて触媒の温度が急激に上昇するような状態においても、より精度良く触媒温度を推定することが可能となる。加減速運転が繰り返されるときの推定触媒温度の精度が向上することによって、触媒保護制御である燃料増量制御若しくは燃料カット禁止制御を無駄に実行することがなくなり、ひいては燃費が向上する。また、加減速運転を繰り返す状態で実触媒温度に対して推定触媒温度上昇が遅れて保護制御の実行が遅れるという状態についても回避することができる。
【００８７】
また、本願の請求項２に記載の触媒温度推定装置によれば、燃料カット直前の燃焼時間に応じて補正量を調整することが可能となり、加減速運転条件のばらつきに対してより精度良く触媒温度を推定することが可能となる。
【００８８】
本願の請求項３に記載の触媒温度推定装置によれば、燃料カットの継続時間に応じて補正量を調整することが可能となり、加減速運転条件のばらつきに対してより精度良く触媒温度を推定することが可能となる。
【００８９】
本願の請求項４に記載の触媒温度推定装置によれば、触媒の熱容量、現在温度および運転条件に基づいて推定された定常推定値のずれなどにより、過渡時に最適な、なまし係数は温度上昇時と温度下降時では違った値となるが、上昇時と下降時で別設定とすることによって、より精度良く過渡時の触媒温度を推定することが可能となる。
【００９０】
本願の請求項５に記載の触媒温度推定装置によれば、過渡時の触媒温度変化は排気流量または吸気流量による差が大きく、排気流量が多い程、排気温度による影響を大きく受け、過渡時において排気温度変化に対する遅れは小さく、排気流量が少ないほど排気温度変化に対する遅れが大きくなるが、前記なまし係数を排気流量に基づいて設定することにより、より精度良く過渡時の触媒温度を推定することが可能となる。前記排気流量の代わりに吸気流量に基づいた設定としても良い。
【００９１】
本願の請求項６に記載の触媒温度推定装置によれば、燃料カット時に触媒へ流入する空気流量は、吸気温が低い程密度が上昇し質量流量が増加するため、排ガス中の未燃ガスの燃焼は吸気温が低い程増加することとなりより高温になるが、前記吸気温補正係数を吸気温に応じて設定し燃料カット時の触媒反応熱を補正することで、吸気温が変化した場合にもより精度良く触媒温度を推定することが可能となる。
【００９２】
本願の請求項７に記載のエンジン制御装置によれば、加減速を繰り返す運転にて急激に触媒温度が上昇するような条件においても、精度良く推定された触媒温度に基づいてエンジンを高精度に制御することができる。
【００９３】
本願の請求項８に記載のエンジン制御装置によれば、無駄に燃料増量を実施して燃費を悪化させることなく、必要最低限の条件で、例えば触媒温度が真に高温となったときに、確実に保護制御を作動することができる。
【００９４】
本願の請求項９に記載のエンジン制御装置によれば、加減速を繰り返す運転にて急激に触媒温度が上昇するような条件においても、精度良く推定された触媒温度に基づいて燃料増量の実施を判定することで、無駄に燃料カット禁止制御を実施して燃費を悪化させることなく、必要最低限の条件で、例えば触媒温度が真に高温となったとき、確実に保護制御を作動することができる。
【００９５】
本願は、実施の形態１に記載された様々な特徴、態様、および機能は、実施の形態１に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで別の実施の形態として適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９６】
１  エンジン、２  吸気管、３  エアクリーナ、４  スロットルバルブ、
５  サージタンク、７  排気管、８  シリンダ、９  大気圧センサ、
１１  クランク角センサ、１２  エアフローセンサ、１３  吸気温センサ、
１４  スロットルポジションセンサ、１５  インマニ圧センサ、
１６  空燃比センサ、１７  インジェクタ、１８  点火プラグ、１９  点火コイル、
２０  吸気バルブ、２１  排気バルブ、２２  排気ガス浄化触媒、１００  ＥＣＵ、
１００ａ  ＣＰＵ、１００ｂ  記憶部、１０５  触媒温度推定制御部、
１１０  排気温度検知部、１２０  燃焼時反応熱推定部、１１１  排気温度定常値設定部、１１２  第１のなまし係数設定部、１１３  第１のなまし処理部、
１２１  燃焼時反応熱定常値設定部、１２２  第２のなまし係数設定部、
１２３  第２のなまし処理部、１３０  燃料カット時反応熱定常値設定部、
１３１  第３のなまし係数設定部、１３２  第３のなまし処理部、
１３３  加減速運転実施判定部、１３４  第１の加減速運転時補正係数設定部、
１３５  第２の加減速運転時補正係数設定部、１３６  推定触媒温度演算部、
１４０  燃料制御部、２００  センサ部、３００  アクチュエータ部
【要約】
【課題】加減速を繰り返す運転状態においても精度良く触媒温度を推定できる触媒温度推定装置を提供する。
【解決手段】連続する加減速運転の実施を判定したときは、第１の加減速運転時補正係数により補正された燃料カット時反応熱定常値と、第２の加減速運転時補正係数による補正されたなまし係数とを用いて、エンジンの排気系に設けられた触媒の温度を推定する。
【選択図】図３【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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