JP2002122018A

JP2002122018A - 触媒温度推定装置

Info

Publication number: JP2002122018A
Application number: JP2001226048A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okada; 公二郎岡田; Takashi Dougahara; 隆堂ヶ原; Yasuki Tamura; 保樹田村; Michihiro Hatake; 道博畠
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP4255224B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガス浄化用触媒の温度を直接検出しない場
合でも排ガス浄化用触媒の温度をより精度良く推定でき
るようにする。【解決手段】内燃機関の排気通路３に設けられ、排ガ
ス中の有害物質を浄化する排ガス浄化用触媒６の温度を
推定する触媒温度推定装置であって、排ガス浄化用触媒
６の上流の排気通路３に設けられ、排ガス温度を検出す
る温度検知手段９と、温度検知手段９により検出された
排ガス温度と排ガス浄化用触媒６の温度との間の触媒の
熱容量に基づく時間応答差を考慮して、温度検知手段９
により検出された排ガス温度に基づいて排ガス浄化用触
媒６の温度を推定する制御手段２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の有害成
分、特に、ＮＯ_xを浄化する排ガス浄化用触媒を備える
触媒温度推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等に備えられる内燃機関で
は、排ガス中の有害物質を理論空燃比近傍の運転状態で
浄化する三元触媒が排気通路に設けられていた。また、
近年、空燃比をリーンとして燃費を向上させる希薄燃焼
内燃機関が実用化されている。この種の内燃機関では空
燃比をリーンとするため、従来から排ガスを浄化すべく
備えられている三元触媒だけではその浄化特性により排
ガス中のＮＯ_xを十分に浄化することができない。そこ
で、リーン運転時のＮＯ_x排出量低減のために、空燃比
がリーンの時にも排ガス中のＮＯ_xを浄化しうるＮＯ_x触
媒が開発されている。

【０００３】ここで、ＮＯ_x触媒は、大別するとリーン
雰囲気でＮＯ_xを選択的に還元する選択還元型と、リー
ン雰囲気でＮＯ_xを触媒上に吸蔵し、ストイキオ又はリ
ッチ雰囲気で触媒上に吸蔵されたＮＯ_xを放出，還元す
る吸蔵型とに分類できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、触媒温度が
高温になった状態で、燃料カット運転やリーン運転等に
なって触媒周辺が酸化雰囲気になった場合、貴金属を担
持した触媒では高温になるほど原子移動はより活発化す
るため、触媒内の貴金属、例えば白金Ｐｔの小粒は、活
発化した原子移動により互いに結合して大粒の白金Ｐｔ
となるとともに、Ｏ2 過剰のため酸化反応を起こして白
金Ｐｔの粒成長が促進され、粒成長した白金Ｐｔは表面
積が小さくなるため、排ガスに接触する面積が小さくな
り、触媒の排ガス浄化性能が低下し、これにより、触媒
の熱劣化が促進されることになる。

【０００５】また、選択還元型ＮＯ_x触媒では、触媒に
担持されたイリジウムＩｒ等の酸化反応が進んで揮発性
酸化物となり、触媒表面から飛散してしまい、排ガス浄
化性能を悪化させることになる。このため、三元触媒や
ＮＯ_x触媒の耐熱温度は、一般に触媒周辺が還元雰囲気
の場合（排ガス空燃比がリッチの場合）よりも酸化雰囲
気の場合（排ガス空燃比がリーンの場合）の方が低くな
る。

【０００６】従って、触媒周辺が還元雰囲気の場合は還
元雰囲気の場合の耐熱温度（リッチ耐熱温度）以下にな
るように触媒温度を調整する一方、触媒周辺が酸化雰囲
気の場合は酸化雰囲気の場合の耐熱温度（リーン耐熱温
度）以下になるように触媒温度を調整しなくてはならな
い。しかしながら、例えば、三元触媒やＮＯ_x触媒を備
えた希薄燃焼内燃機関において、還元雰囲気の場合のリ
ッチ耐熱温度以下になるように触媒温度を調整していた
としても、触媒が所定温度、即ち、酸化雰囲気の場合の
リーン耐熱温度以上となる高温リッチ運転時（高負荷・
高回転域での運転時）に、例えば燃料カットが行なわれ
て燃料カット運転状態に移行したり、リーン運転（低負
荷・低回転域での運転）に切り替えられたりすると、排
気系はＯ₂過剰の酸化雰囲気となる。この場合、触媒温
度は直ぐに低下せず、徐々に低下していくことになるた
め、触媒温度がリーン耐熱温度以下になるまでの間、リ
ーン耐熱温度以上で触媒周辺が酸化雰囲気の状態とな
り、上述したような触媒浄化性能の低下、即ち触媒が熱
劣化してしまうことになる。

【０００７】また、一般に、ＮＯ_x触媒の耐熱温度は、
三元触媒の耐熱温度と比較して低いため、ＮＯ_x触媒で
は熱劣化は特に顕著となる。そこで、例えば、特開平８
−１４４８１４号公報に開示されているように、触媒が
所定温度以上の場合、燃料カット運転を禁止することも
提案している。しかしながら、この技術では、確かに触
媒周辺を酸化雰囲気にしないことで、燃料カット運転時
に触媒が耐熱温度を超えることを防止することはできる
が、燃料カット運転を要求しているにもかかわらず、燃
料カットが禁止されてしまうので、ドライバビリティや
燃費等が悪化することになる。

【０００８】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、排ガス浄化用触媒の温度を直接検出しない場
合でも排ガス浄化用触媒の温度をより精度良く推定でき
るようにした、触媒温度推定装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の触媒
温度推定装置では、内燃機関の排気通路に排ガス中の有
害物質を浄化する排ガス浄化用触媒が設けられ、この排
ガス浄化用触媒の上流の排気通路に排ガス温度を検出す
る温度検知手段が設けられる。そして、制御手段によっ
て、温度検知手段により検出された排ガス温度と排ガス
浄化用触媒の温度との間の触媒の熱容量に基づく時間応
答差を考慮して、温度検知手段により検出された排ガス
温度に基づいて排ガス浄化用触媒の温度が推定される。

【００１０】好ましくは、制御手段によって、排ガス浄
化用触媒へ流入する流入気流量に基づいて時間応答差が
求められるようにする。また、制御手段によって、排ガ
ス浄化用触媒へ流入する流入気流量と排気温度が排ガス
浄化用触媒の全体或いは中心部まで伝達される際の温度
伝播速度とに基づいて時間応答差が求められるようにす
るのも好ましい。

【００１１】さらに、制御手段によって、時間応答差が
排ガス浄化用触媒へ流入する流入気流量に基づいて求め
られ、求められた時間応答差が排ガス浄化用触媒へ流入
する流入気の熱量によって補正されるようにするのも好
ましい。また、制御手段によって、時間応答差が予め定
められた所定周期毎に求められるようにし、排ガス浄化
用触媒へ流入する流入気流量に基づいて求められた時間
応答差と前回求められた時間応答差とに基づいて今回の
時間応答差が求められるようにするのも好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。まず、第１実施形態にかかる
触媒温度推定装置を備える内燃機関について、図１〜図
５を参照しながら説明する。本実施形態にかかる内燃機
関は、図１に示すように構成されており、吸気，圧縮，
膨張，排気の各行程を一作動サイクル中にそなえる内燃
機関、即ち４サイクルエンジンであって、火花点火式
で、且つ、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射型内
燃機関（筒内噴射エンジン）として構成される。

【００１３】燃焼室１には、吸気通路２および排気通路
３が連通しうるように接続されており、吸気通路２と燃
焼室１とは吸気弁４によって開閉制御されるとともに、
排気通路３と燃焼室１とは排気弁５によって開閉制御さ
れるようになっている。また、吸気通路２には、図示し
ないエアクリーナ，エアフローセンサ及びスロットル弁
が設けられており、排気通路３には、排ガス浄化用触媒
６および図示しないマフラ (消音器)が設けられてい
る。

【００１４】ここで、排ガス浄化用触媒６は、図１に示
すように、リーンＮＯ_x触媒（以下、ＮＯ_x触媒という）
６Ａと三元触媒６Ｂとを備え、さらに、これらのＮＯ_x
触媒６Ａ及び三元触媒６Ｂの上流側にエンジンに近接し
て三元触媒６Ｃを備えて構成される。つまり、理論空燃
比下で排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯ_xを浄化可能な三
元機能を有する三元触媒６Ｂが設けられており、さら
に、リーン運転時に発生する排ガス中のＮＯ_xを十分に
浄化できるように、三元触媒６Ｂの上流側にＮＯ_x触媒
６Ａが設けられている。

【００１５】ここで、ＮＯ_x触媒６Ａは、ＮＯ_xを触媒上
に吸着することにより排ガス中のＮＯｘを浄化するタイ
プのもの（吸蔵型リーンＮＯ_x触媒，トラップ型リーン
ＮＯ_x触媒）で、例えばアルミナＡｌ₂Ｏ₃を担体とし、
この担体上に、バリウムＢａ及び白金Ｐｔが担持されて
構成される。さらに、本実施形態では、ＮＯ_x触媒６Ａ
の上流側の排気通路３に、エンジン始動直後でもすみや
かに活性化して排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯ_xを浄化
する機能を有する三元触媒（近接三元触媒）６Ｃも設け
られている。

【００１６】また、スロットル弁１２は、図示しないア
クセルペダルの踏込み量に応じて開度が変わり、これに
より燃焼室１内に導入される空気量が調整されるように
なっている。更に、１３は、アイドルスピードコントロ
ールバルブ（ＩＳＣバルブ）であり、吸気通路２のスロ
ットル弁設置部分をバイパスするバイパス路１３Ａに設
けられ、図示しないステッパモータによって開閉駆動さ
れ、主にスロットル弁１２全閉又は略全閉時におけるア
イドル回転数を微調整している。

【００１７】１４はエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）であ
り、吸気通路２のスロットル弁１２設置部分をバイパス
するようにスロットル弁１２の上流側の吸気通路２とサ
ージタンク２ａとを連通するバイパス路１４Ａに設けら
れ、スロットル弁１２とは別個に吸気量を調整して空燃
比を調整しうるものである。なお、ＩＳＣバルブ１３及
びＡＢＶ１４は、いずれも排ガス浄化用触媒６へ流入す
る排気流量（流入気流量）を調整可能であるため、これ
らを流量調整手段という。

【００１８】また、インジェクタ（燃料噴射弁）８は、
気筒内の燃焼室１へ向けて燃料を直接噴射すべく、その
開口を燃焼室１に臨ませるように配置されている。ま
た、当然ながら、このインジェクタ８は各気筒毎に設け
られており、例えば本実施形態のエンジンが直列４気筒
エンジンであるとすると、インジェクタ８は４個設けら
れることになる。

【００１９】また、１５，１６は、流入気流量の増大制
御における二次エア導入位置を示している。ここでは、
１５は排気通路３の最上流における二次エア導入位置を
示しており、１６はＮＯ_x触媒６Ａの直上流における二
次エア導入位置を示している。なお、二次エアの導入に
よって排ガス浄化用触媒６への流入気流量を調整するた
め、二次エアを導入する二次エア導入手段も流量調整手
段となる。

【００２０】なお、二次エア導入位置は、図１に示す位
置に限られるものではなく、排ガス浄化用触媒６Ｃ又は
６Ａ，６Ｂの上流側であれば良い。また、ここでは、二
次エア導入位置を２箇所図示しているが、これはどちら
か１箇所でも良い。さらに、流入気流量の増大制御にお
ける二次エアの導入に際しては、エンジン始動時におけ
る排ガス浄化用触媒６の早期活性化のための二次エア導
入手段を兼用するようにしても良いし、別個に設けても
良い。また、二次エアを導入せず、ＩＳＣバルブ１３及
びＡＢＶ１４のみで流入気流量を調整するようにしても
良い。

【００２１】このような構成により、図示しないスロッ
トル弁の開度に応じ図示しないエアクリーナ及びエアフ
ローセンサ（例えばカルマン渦式エアフローセンサ）を
通じて吸入された空気が吸気弁４の開放により燃焼室１
内に吸入され、この燃焼室１内で、吸入された空気と制
御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０からの
信号に基づいてインジェクタ８から直接噴射された燃料
とが混合され、燃焼室１内で点火プラグ７を適宜のタイ
ミングで点火させることにより燃焼せしめられて、エン
ジントルクを発生させたのち、排ガスが燃焼室１内から
排気通路３へ排出され、排ガス浄化用触媒６で排ガス中
のＣＯ，ＨＣ，ＮＯ_xの３つの有害成分を浄化されてか
ら、マフラで消音されて大気側へ放出されるようになっ
ている。

【００２２】また、本実施形態では、流量調整手段の制
御を行なう際に触媒周辺が酸化雰囲気であるか否かを、
ＥＣＵ２０で、車速，運転モード，エンジン負荷，エン
ジン回転数等に基づいて推定するようにしている。この
場合、ＥＣＵ２０内の該当する機能が雰囲気検知手段と
なる。また、このエンジンには種々のセンサが設けられ
ており、センサからの検出信号がＥＣＵ２０へ送られる
ようになっている。

【００２３】例えば、排気通路３の上流側部分にはＯ₂
センサ１１が設けられており、Ｏ₂センサ１１によって
排ガス浄化用触媒６の周辺が酸化雰囲気であるか否かを
検出するようになっている。また、Ｏ₂センサ１１から
の検出信号がＥＣＵ２０へ送られるようになっている。
このため、Ｏ₂センサ１１を流量調整手段による制御を
行なう際に雰囲気検知手段として用いることもできる。
なお、雰囲気検知手段としては、Ｏ₂センサのほかに、
空燃比に比例した検出信号を出力するリニアＡ／Ｆセン
サを用いても良い。

【００２４】また、Ｏ₂センサ１１による検出と、ＥＣ
Ｕ２０での車速（平均車速），運転モード，エンジン負
荷，エンジン回転数等からの推定とを組み合わせて、触
媒周辺が酸化雰囲気であるか否かを検出又は推定するよ
うにして良い。この場合、Ｏ ₂センサ１１及びＥＣＵ２
０内の該当する機能が雰囲気検知手段となる。また、Ｏ
₂センサ１１の下流側であって、排気通路３の排ガス浄
化用触媒６の上流側部分には高温センサ（排気温セン
サ，温度検知手段）９が設けられており、排ガス温度を
検出するようになっている。そして、高温センサ９から
の検出信号がＥＣＵ２０へ送られるようになっている。
なお、ＥＣＵ２０で、後述するように、高温センサ９か
らの検出情報等に基づいて触媒温度を推定する場合は、
高温センサ９及びＥＣＵ２０内の該当する機能が温度検
知手段を構成することになる。

【００２５】また、排ガス浄化用触媒６を構成するＮＯ
_x触媒６Ａの下流側部分にはＮＯ_xセンサ１０が設けられ
ている。また、ＮＯ_xセンサ１０による検出情報は、後
述するＥＣＵ２０へ送られるようになっている。そし
て、ＥＣＵ２０では、ＮＯ_xセンサ１０からの検出情報
等に基づいて触媒再生制御（リッチスパイク）を行なう
ようになっている。つまり、本実施形態では、ＮＯ_x触
媒６Ａの近傍を酸素濃度低下雰囲気（還元雰囲気）とし
てＮＯ_x触媒６Ａに吸着したＮＯ_xやＳＯ_xを脱離させ、
ＮＯ_x浄化効率を再生させるために、ＮＯ_xセンサ１０か
らの検出情報等に基づいて、ＮＯ_x触媒６Ａの近傍の空
燃比をリーンから理論空燃比又はリッチにするために運
転モードを理論空燃比又はリッチに切り替える触媒再生
制御（リッチスパイク）を行なうようになっている。

【００２６】ここで、本エンジンの運転モードについて
説明すると、このエンジンは、吸気通路２から燃焼室１
内に流入した吸気流が縦渦（逆タンブル流）を形成する
ように構成され、燃焼室１内で、吸気流がこのような縦
渦流を形成するので、圧縮行程後期に燃料を噴射して、
この縦渦流を利用しながら例えば燃焼室１の頂部中央に
配設された点火プラグ７の近傍のみに少量の燃料を集め
て、点火プラグ７から離隔した部分では極めてリーンな
空燃比状態とすることができ、点火プラグ７の近傍のみ
を理論空燃比又はリッチな空燃比とすることで、安定し
た層状燃焼（層状超リーン燃焼）を実現しながら、燃料
消費を抑制することができるものである。

【００２７】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、吸気行程に燃料を噴射することにより、インジェ
クタ８からの燃料が燃焼室１全体に均質化され、全燃焼
室１内を理論空燃比やリーン空燃比の混合気状態にさせ
て予混合燃焼が行なわれ、もちろん、理論空燃比による
方がリーン空燃比によるよりも高出力が得られるが、こ
れらの際にも、燃料の霧化及び気化が十分に行なわれる
ようなタイミングで燃料噴射を行なうことで、効率よく
高出力を得ることができる。

【００２８】このため、本エンジンでは、燃料噴射の態
様として、圧縮行程燃料噴射による層状燃焼によって燃
料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比より
も極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮リーン運転モードほどでは
ないが燃料の希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よ
りも大）で運転を行なう吸気リーン運転モードと、空燃
比が理論空燃比となるようにＯ2 センサ情報等に基づい
てフィードバック制御を行なうストイキオ運転モード
（ストイキオフィードバック運転モード）と、燃料の過
濃な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よりも小）での運
転を行なうエンリッチ運転モード（オープンループモー
ド）とが設けられている。

【００２９】そして、このような各種の運転モードから
一つのモードを選択してエンジンの運転を制御すること
になるが、この運転モード選択は、エンジンの回転数Ｎ
ｅ及び負荷状態を示す有効圧力Ｐｅに基づきマップに応
じて行なうようになっている。つまり、エンジンの回転
数Ｎｅが低く負荷Ｐｅも小さい場合には、圧縮リーン運
転モード（圧−Ｌ）が選択され、エンジンの回転数Ｎｅ
や負荷Ｐｅがこれよりも大きくなるのにしたがって、吸
気リーン運転モード（吸−Ｌ），ストイキオフィードバ
ック運転モード（Ｓ／Ｆ），オープンループモード（Ｏ
／Ｌ）が選択される。

【００３０】このほか、燃料カットモードが設けられて
いる。この燃料カットモードは、減速時等にスロットル
バルブが閉じられた際に燃料供給を停止するモードであ
る。ところで、排ガス浄化用触媒６の耐熱温度は、一般
に、図３に示すように、触媒周辺が還元雰囲気の場合
（排ガス空燃比がリッチの場合）よりも酸化雰囲気の場
合（排ガス空燃比がリーンの場合）の方が低くなる。こ
のため、触媒周辺が還元雰囲気の場合は還元雰囲気の場
合の耐熱温度（リッチ耐熱温度；例えば８００℃）以下
になるように触媒温度を調整する一方、触媒周辺が酸化
雰囲気の場合は酸化雰囲気の場合の耐熱温度（リーン耐
熱温度；例えば７００℃）以下になるように触媒温度を
調整している。

【００３１】しかし、例えば、定常運転でのリッチ運転
の場合に触媒温度がリッチ耐熱温度以下であるがリーン
耐熱温度よりは高い温度である場合に、燃費の向上，エ
ンジンの破損防止等のために、所定の運転状態のときに
内燃機関への燃料供給を停止する（これを、燃料カット
という）制御が行なわれ、図３に示すように、運転モー
ドがリッチから燃料カット（排ガス空燃比はリーンとな
る）に切り替わると、切り替え後例えば数秒〜数百秒
間、図３中、破線Ａで示すように、触媒はリーン雰囲気
であるにもかかわらず、触媒温度は触媒の熱容量のため
にすぐには下がらず、触媒温度がリーン耐熱温度以上に
なってしまう場合があるため、この場合には排ガス浄化
用触媒６の熱劣化が進行することになる。

【００３２】また、ストイキオ運転モードやエンリッチ
運転モード（高負荷・高回転域における運転モード）か
らリーン運転モード（低負荷・低回転域における運転モ
ード）へ運転モードが切り替えられる場合も、上述の燃
料カットの場合と同様に、触媒温度がその耐熱温度を超
えた状態で、触媒周辺が酸化雰囲気になってしまう場合
があり、排ガス浄化用触媒６の熱劣化が進行することに
なる。

【００３３】そこで、本実施形態にかかる内燃機関は、
排ガス浄化用触媒６の熱劣化を抑制するための制御を行
なうようにしている。なお、本実施形態では、一般にＮ
Ｏ_x触媒の耐熱温度の方が三元触媒の耐熱温度よりも低
いため、ＮＯ_x触媒の耐熱温度に基づいて排ガス浄化用
触媒６の熱劣化の抑制制御を行なうようにしている。こ
のため、本実施形態にかかる内燃機関のＥＣＵ（制御手
段）２０は、例えば燃料カット時やリッチ運転モードか
らリーン運転モードへの運転モードの切替時等に、触媒
温度を推定し、この触媒温度が所定温度以上で酸化雰囲
気が検知された場合、排ガス浄化用触媒６への流入気流
量を一時的に増大するよう制御するようになっている。
これにより、排ガス浄化用触媒６を急速に冷却すること
ができ、触媒温度を早期に耐熱温度以下に低下させるこ
とができる。

【００３４】ここで、所定温度とは、触媒周辺が酸化雰
囲気の場合（排ガス空燃比がリーンの場合）の耐熱温度
（リーン耐熱温度）である。また、触媒周辺が酸化雰囲
気になる場合としては、例えば、運転モードがリーン運
転モードの場合や燃料カット運転の場合がある。具体的
には、ＥＣＵ２０は、運転モードがストイキオ運転モー
ドやエンリッチ運転モードから燃料カットモードやリー
ン運転モードへ切り替わったか否かを判定するようにな
っている。

【００３５】また、ＥＣＵ２０は、触媒温度がリーン耐
熱温度以上であるか否かを判定するようになっている。
ここでは、触媒温度としてこれに相当する排気温度（高
温センサ出力）を使用している。つまり、一般に触媒に
直接センサを取り付けることは困難であることから、触
媒ベッド温度を直接計測しておらず、高温センサ９によ
ってＮＯ_x触媒６Ａの入口の排気温度を計測し、この高
温センサ９により検出される排気温度が触媒温度に相当
するとしてリーン耐熱温度との判定を行なっている。

【００３６】また、ＥＣＵ２０は、運転モードがストイ
キオ運転モードやエンリッチ運転モードから燃料カット
運転やリーン運転モードへ切り替わり、かつ、触媒温度
がリーン耐熱温度以上であると判定した場合は、触媒へ
の流入気流量の増大制御、即ち、ＡＢＶ１４，ＩＳＣバ
ルブ１３を全開にし、バイパスエア総流量を増やして吸
気流量を増量し、さらに、排気通路３へ二次エアを導入
する制御を行なうようになっている。

【００３７】ここで、バイパスエア総流量とは、ＡＢＶ
１４を介しての流量とＩＳＣバルブ１３を介しての流量
とを合わせたものであり、上記制御時には通常時のマッ
プとは異なるマップにより設定するようになっている。
この場合、バイパスエア総流量は、エンジン負荷，エン
ジン回転数，車速に対するマップから求めても良い。な
お、車速に対するマップから求める場合はリーン運転時
と燃料カット運転時で別のマップを使用する。

【００３８】このような流入気流量の増大制御は、触媒
温度が所定温度、即ち耐熱温度以下に下がったら終了す
る。なお、燃料カットモードやリーン運転モードにおけ
る運転が終了した場合には、流入気流量の増大制御は終
了する。ところで、本実施形態では、高温センサ９によ
り検出される排気温度がリーン耐熱温度以上である場合
に流入気流量の増大制御を行なうようにしているが、高
温センサ９により検出される排気温度と触媒ベッド温度
との間には触媒の熱容量に起因する時間応答差があるた
め、排気温度がリーン耐熱温度よりも小さくなったとし
ても、触媒温度はリーン耐熱温度よりも小さくなってい
ない場合がある。

【００３９】このため、まず、高温センサ９により検出
される排気温度がリーン耐熱温度よりも小さくなるまで
流入気流量の増大制御を行ない、さらに、高温センサ９
により検出される排気温度がリーン耐熱温度よりも小さ
くなった後、触媒温度がリーン耐熱温度よりも小さくな
るまでの時間を時間応答差を考慮して推定し、流入気流
量の増大制御を行なうようにしている。

【００４０】実際には、図３に示すように、図３中、細
線Ｂで示す高温センサ９により検出される排気温度と、
図３中、太線Ｃで示す触媒ベッド温度との間に時間応答
差（応答遅れ）αが生じる。なお、図３中、破線Ａは本
制御を行なわない場合の触媒ベッド温度を示している。
この時間応答差を考慮すれば、高温センサ９はＮＯ_x触
媒６Ａの上流側の排気通路３に設けられており、高温セ
ンサ９により検出される排気温度の方が触媒ベッド温度
よりも応答が早いため、高温センサ９により検出される
排気温度に基づいて触媒ベッド温度を推定できることに
なる。

【００４１】ここでは、時間応答差は、触媒への流入気
流量に関係しているため、流入気流量から推定してい
る。つまり、時間応答差を推定する際の排気流量は吸気
流量（ここではカルマン周波数に相当）に相当し、さら
に、ここでは二次エアが導入されるため、触媒への流入
気流量は吸気流量に二次エア導入量を加算したものとな
る。このため、この吸気流量に二次エア導入量を加算し
て求めた流入気流量に基づいて時間応答差を推定してい
る。

【００４２】ここで、吸気流量はカルマン渦式エアフロ
ーセンサにより計測している。なお、この吸気流量計測
はカルマン渦式エアフローセンサ以外のものを用いても
よい。また、時間応答差の推定に際しては、排気温度が
触媒を伝わっていき、触媒全体、あるいは触媒の中心部
まで伝わったときに触媒温度が排気温度に一致すること
になると考え、温度伝播速度を用いている。

【００４３】ここで、温度伝播速度は、図５に示すよう
な温度伝播速度と流入気流量との関係を示すマップ（ほ
ぼ比例関係）により設定される。なお、流入気流量と温
度伝播速度との関係を示すマップは、エンジン（即ち、
エンジンに備えられる触媒）によって異なるものを用い
る。これは、主に、触媒熱容量（触媒容量）に影響され
るためである。

【００４４】具体的には、高温センサ９により検出され
る排気温度がリーン耐熱温度以上である場合は、カウン
タ値（流入気流量の増大制御の継続時間に相当する）
は、次式により算出される。カウンタ値＝触媒長さここで、触媒長さとは、触媒に応じて定まる定数であ
る。また、触媒長さは触媒の全長としても良いし、触媒
ベッド中心までとして触媒全体の半長としても良い。な
お、カウンタ値の初期値は０になっている。

【００４５】また、高温センサ９により検出される排気
温度がリーン耐熱温度よりも小さくなった場合は、カウ
ンタ値（流入気流量の増大制御の継続時間に相当する）
は、次式により算出される。カウンタ値＝触媒長さ−温度伝播速度×Δｔここで、Δｔは演算周期である。

【００４６】なお、触媒温度を直接検出可能である場合
は、時間応答差を考慮する必要はない。本発明の第１実
施形態としての内燃機関は、上述のように構成されてい
るので、この装置による流入気流量の増大制御は、以下
のように行なわれる。つまり、図４のフローチャートに
示すように、まず、ステップＡ１０で、ストイキオ運転
モード又はリッチ運転モードから燃料カットモードやリ
ーン運転モードになったか否かを判定する。この判定の
結果、ストイキオ運転モード又はリッチ運転モードから
燃料カットモードやリーン運転モードになっていない場
合はリターンする。一方、ストイキオ運転モード又はリ
ッチ運転モードから燃料カットモードやリーン運転モー
ドになった場合はステップＡ２０に進み、高温センサ９
の出力がリーン耐熱温度以上であるか否かを判定する。

【００４７】この判定の結果、高温センサ９の出力がリ
ーン耐熱温度以上である場合はステップＡ３０に進み、
カウンタ値を次式により設定する。カウンタ値＝触媒長さ次いで、ステップＡ５０に進み、カウンタ値が０である
か否かを判定し、この場合、カウンタ値は０でないた
め、ステップＡ６０に進んで、バイパスエア総流量を増
大する制御として、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全
開にして吸入吸気量を増大するとともに、排気通路３へ
二次エアを導入して、リターンする。

【００４８】一方、ステップＡ２０で、高温センサ９の
出力がリーン耐熱温度よりも低いと判定された場合は、
排気温度と触媒温度との間の時間応答差により触媒温度
がリーン耐熱温度以上である場合もあるため、ステップ
Ａ４０で、カウンタ値を次式により設定する。カウンタ値＝触媒長さ−温度伝播速度×Δｔ次いで、ステップＡ５０に進み、カウンタ値が０である
か否かを判定し、この場合、カウンタ値は０でないた
め、ステップＡ６０に進んで、バイパスエア総流量を増
大する制御として、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全
開（または負荷と回転数に対するマップ値）にして吸入
吸気量を増大するとともに、排気通路３へ二次エアを導
入して、リターンする。

【００４９】その後、カウンタ値が０になったら、バイ
パスエア総流量を増大する制御を終了して、リターンす
る。したがって、本実施形態にかかる内燃機関によれ
ば、触媒への流入気流量の増大により排ガス浄化用触媒
６を急速に冷却することができ、触媒温度を速やかに低
下させることができる。これにより、燃料カット運転時
等において触媒温度が耐熱温度を超えることによる排ガ
ス浄化用触媒６の熱劣化を確実に抑制できるという利点
がある。一般に、耐熱温度の低いＮＯ_x触媒６Ａにおい
て特に効果的である。

【００５０】また、排ガス浄化用触媒の熱劣化を抑制す
るために、燃料カットが要求されているにもかかわらず
燃料カットを禁止してしまうということがなく、ドライ
バビリティや燃費等の悪化を招くこともないという利点
もある。この場合、本実施形態では、温度伝播速度と流
入気流量との関係を考慮するため、排気温度と触媒ベッ
ド温度の時間応答差を精度良く推測できるという利点も
ある。

【００５１】なお、上述の本実施形態では、三元触媒６
ＣをＮＯ_x触媒６Ａ及び三元触媒６Ｂと別体として構成
しているが、例えば図２に示すように、三元触媒６Ｃ，
ＮＯ _x触媒６Ａ，三元触媒６Ｂを１つのケース内に一体
に備えるように構成しても良い。この場合、三元触媒６
ＣとＮＯ_x触媒６Ａとの間に高温センサ９を配設し、Ｎ
Ｏ_x触媒６Ａと三元触媒６Ｂとの間にＮＯ_xセンサ１０を
配設する。また、二次エア導入時の導入位置１５は三元
触媒６Ｃの上流側の排気通路３とし、二次エア導入時の
導入位置１６は三元触媒６ＣとＮＯ_x触媒６Ａとの間と
する。

【００５２】また、上述の本実施形態では、排ガス浄化
用触媒６への流入気流量を増大すべく、ＡＢＶ１４やＩ
ＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸気量を増大するとと
もに、排気通路３へ二次エアを導入するようにしている
が、触媒温度を確実に低下させることができるのであれ
ば、いずれか一方の制御のみを行なうようにしても良
い。つまり、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全開にし
て吸入吸気量を増大するだけでも良いし、また排気通路
３へ二次エアを導入するだけでも良い。また、ＡＢＶ１
４を備えないものであれば、ＩＳＣバルブ１３の開度の
み調整するようにしても良い。

【００５３】また、ＡＢＶ１４及びＩＳＣバルブ１３の
みによって吸入空気量を増大させる場合には、図５は温
度伝播速度と吸入空気量（カルマン渦式エアフローセン
サ周波数）とのマップとすれば良い。また、上述の本実
施形態では、触媒温度に相当するものとして、排気温度
を高温センサ９によって検出しているが、車速，運転モ
ード，エンジン負荷，エンジン回転数等から推定しても
良い。また、高温センサ９による検出と、これらの車速
（平均車速），運転モード，エンジン負荷，エンジン回
転数等からの推定とを組み合わせて触媒温度を検出又は
推定するようにしても良い。

【００５４】また、上述の本実施形態における時間応答
差の推定に際しては、少しでもその精度を良くするため
に、時間応答差に排気の持つ熱量（排気温度）の影響を
考慮するのが好ましい。この場合、上述のようにして推
定した温度伝播速度に補正係数をかければ良く、この補
正係数は、高温センサ９の検出値（排気温センサ値），
エンジン負荷，エンジン回転数，車速に対するマップ値
として求めれば良い。なお、簡単化のためにマップを統
合しても良い。つまり、温度伝播速度をエンジン負荷，
エンジン回転数又は車速に対するマップ値として設定し
ても良い。

【００５５】また、燃料カット以外のリーン運転時に、
上述のような流入気流量の増大制御を行なう場合は、空
燃比Ａ／Ｆ，点火時期も通常のリーン運転時と別設定と
する必要がある。次に、第１実施形態の変形例にかかる
触媒温度推定装置を備える内燃機関について説明する。

【００５６】本変形例にかかる内燃機関は、第１実施形
態のものと、流量調整手段が異なる。つまり、本変形例
は、ドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）を備える自動車等の
車両において、このＤＢＷによってスロットル弁１２の
開度を開側に制御することによって吸気流量を増やし、
これにより、排気流量を増量するもので、ＤＢＷ及びス
ロットル弁１２によって排ガス浄化用触媒６へ流入気流
量を調整する流量調整手段が構成される。

【００５７】この場合、ＤＢＷによる開度制御は通常運
転時とは別設定とする。なお、燃料カット以外のリーン
運転を行なう場合に本制御を行なう時には空燃比Ａ／
Ｆ，点火時期も別設定とする必要がある。また、上述の
第１実施形態と同様に、このＤＢＷによる開度制御に加
えて、二次エアを導入するようにしても良い。この場
合、二次エアの導入位置はＮＯ_x触媒６Ａの上流側であ
ればどこでも良い。

【００５８】その他の構成については、上述の第１実施
形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略
する。このような構成により、本変形例の内燃機関で
は、上述の第１実施形態と同様に、触媒への流入気流量
の増大制御が行なわれ、これにより、上述の第１実施形
態と同様の作用，効果が得られる。

【００５９】次に、第２実施形態にかかる触媒温度推定
装置を備える内燃機関について、図６，図７を参照しな
がら説明する。本実施形態にかかる内燃機関は、第１実
施形態のものと、ＥＣＵ２０における時間応答差の求め
方が異なる。つまり、本実施形態では、ＥＣＵ２０が吸
気流量と時間応答差との関係（ほぼ反比例）を示す図７
に示すようなマップを備え、このマップにより時間応答
差を求めるようになっている。

【００６０】また、上述の第１実施形態と同様に、時間
応答差の推定に際しては、少しでもその精度を良くする
ために、時間応答差に排気の持つ熱量（排気温度）の影
響を考慮するのが好ましい。このため、上述のようにし
て推定した時間応答差に補正係数をかけるようになって
いる。

【００６１】また、補正係数は、高温センサ９の検出
値，エンジン負荷，エンジン回転数，車速に対するマッ
プ値として求める。なお、簡単化のためにマップを統合
しても良い。つまり、時間応答差をエンジン負荷，エン
ジン回転数又は車速に対するマップ値として設定しても
良い。その他の構成については、上述の第１実施形態の
ものと同様であるため、ここではその説明を省略する。

【００６２】このような構成により、第２実施形態の内
燃機関では、以下のように流入気流量の増大制御が行な
われる。つまり、図６のフローチャートに示すように、
まず、ステップＢ１０で、ストイキオ運転モード又はリ
ッチ運転モードから燃料カットモードやリーン運転モー
ドになったか否かを判定する。この判定の結果、ストイ
キオ運転モード又はリッチ運転モードから燃料カットモ
ードやリーン運転モードになっていない場合はリターン
する。一方、ストイキオ運転モード又はリッチ運転モー
ドから燃料カットモードやリーン運転モードになった場
合はステップＢ２０に進み、高温センサ９の出力がリー
ン耐熱温度以上であるか否かを判定する。

【００６３】この判定の結果、高温センサ９の出力がリ
ーン耐熱温度以上である場合はステップＢ７０に進み、
バイパスエア総流量を増大する制御として、ＡＢＶ１４
やＩＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸気量を増大する
とともに、排気通路３へ二次エアを導入して、リターン
する。一方、高温センサ９の出力がリーン耐熱温度より
も低い場合は、ステップＢ３０に進み、フラグＦが１か
否かを判定する。なお、フラグＦは、触媒温度がリーン
耐熱温度以上と推定される場合に１とされる。

【００６４】この判定の結果、フラグＦが１の場合はス
テップＢ７０に進んで、バイパスエア総流量を増大する
制御として、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全開にし
て吸入吸気量を増大するとともに、排気通路３へ二次エ
アを導入して、リターンする。一方、フラグＦが１でな
い場合はステップＢ４０に進み、図７に示すようなマッ
プにより、流入気流量に応じて時間応答差ＴＡを設定
し、ステップＢ５０でフラグＦを１にセットして、ステ
ップＢ６０に進む。なお、流入気流量は、高温センサ９
の出力がリーン耐熱温度よりも小さくなった時の値を用
いる。また、フラグＦは初期設定は０になっている。

【００６５】ステップＢ６０では、高温センサ９の出力
がリーン耐熱温度よりも小さくなってから所定時間（時
間応答差に対応する）経過したか否かを判定し、この判
定の結果、所定時間を経過していない場合はステップＢ
７０に進み、バイパスエア総流量を増大する制御とし
て、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸
気量を増大するとともに、排気通路３へ二次エアを導入
して、リターンする。一方、所定時間を経過した場合は
ステップＢ８０に進み、フラグＦを０にリセットして、
リターンする。

【００６６】したがって、本実施形態にかかる内燃機関
によれば、上述の第１実施形態と同様の作用，効果が得
られる。また、特に、本実施形態では、ＥＣＵ２０に流
入気流量と時間応答差との関係を示すマップにより時間
応答差を求めるため、触媒への流入気流量の増大制御を
簡略化することができるという利点がある。

【００６７】次に、第３実施形態にかかる触媒温度推定
装置を備える内燃機関について、図８を参照しながら説
明する。本実施形態にかかる内燃機関は、第２実施形態
のものに対して、流入気流量の変化に対応できるよう時
間応答差Ａ（ｎ）にフィルタをかけるようにした点が異
なる。

【００６８】本実施形態では、ＥＣＵ２０が流入気流量
と時間応答差との関係（ほぼ反比例）を示す図７に示す
ようなマップを備え、このマップにより時間応答差を求
めるようになっている。また、上述の第１実施形態と同
様に、時間応答差の推定に際しては、少しでもその精度
を良くするために、時間応答差に排気の持つ熱量（排気
温度）の影響を考慮するのが好ましい。

【００６９】このため、上述のようにして推定した時間
応答差に補正係数をかけるようになっている。また、補
正係数は、高温センサ９の検出値，エンジン負荷，エン
ジン回転数，車速に対するマップ値として求める。な
お、簡単化のためにマップを統合しても良い。つまり、
時間応答差をエンジン負荷，エンジン回転数又は車速に
対するマップ値として設定しても良い。

【００７０】本実施形態では、１次フィルタをかけるよ
うにしている。つまり、次式により時間応答差Ａ（ｎ）
に１次フィルタをかけるようにしている。Ａ（ｎ）＝ｋ×Ａ（ｎ−１）＋（ｋ−１）×ＴＡここで、Ａ（ｎ）：時間応答差，ＴＡ：時間応答差マッ
プ値（流入気流量に対するマップ），ｋ：フィルタ定数
（触媒により異なる定数）である。なお、流入気流量は
各瞬間における値を用いる。

【００７１】このような構成により、第３実施形態の内
燃機関では、第２実施形態と同様に、以下のようにして
流入気流量の増大制御が行なわれる。つまり、図８のフ
ローチャートに示すように、まず、ステップＣ１０で、
ストイキオ運転モード又はリッチ運転モードから燃料カ
ットモードやリーン運転モードになったか否かを判定す
る。この判定の結果、ストイキオ運転モード又はリッチ
運転モードから燃料カットモードやリーン運転モードに
なっていない場合はリターンする。一方、ストイキオ運
転モード又はリッチ運転モードから燃料カットモードや
リーン運転モードになった場合はステップＣ２０に進
み、高温センサ９の出力がリーン耐熱温度以上であるか
否かを判定する。

【００７２】この判定の結果、高温センサ９の出力がリ
ーン耐熱温度以上である場合はステップＣ５０に進み、
バイパスエア総流量を増大する制御として、ＡＢＶ１４
やＩＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸気量を増大する
とともに、排気通路３へ二次エアを導入して、リターン
する。一方、高温センサ９の出力がリーン耐熱温度より
も低い場合は、ステップＣ３０に進み、次式により時間
応答差Ａ（ｎ）にフィルタをかける。

【００７３】Ａ（ｎ）＝ｋ×Ａ（ｎ−１）＋（ｋ−１）×ＴＡそして、ステップＣ４０に進み、高温センサ９の出力が
リーン耐熱温度よりも小さくなってから所定時間（時間
応答差に対応する）経過したか否かを判定し、この判定
の結果、所定時間を経過していない場合はステップＣ５
０に進み、バイパスエア総流量を増大する制御として、
ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸気量
を増大するとともに、排気通路３へ二次エアを導入し
て、リターンする。一方、所定時間を経過した場合は、
これらの流入気流量を増大する制御を終了して、リター
ンする。

【００７４】したがって、本実施形態にかかる内燃機関
によれば、上述の第１実施形態と同様の作用，効果が得
られる。また、特に、本実施形態では、触媒への流入気
流量の変化に対応できるように時間応答差にフィルタを
かけるようにしているため、時間応答差を正確に求める
ことができ、これにより、流入気流量の増大制御を正確
に行なえるようになるという利点がある。

【００７５】次に、第４実施形態にかかる触媒温度推定
装置を備える内燃機関について、図９を参照しながら説
明する。本実施形態にかかる内燃機関は、第１実施形態
のものと、流入気流量の増大制御における所定時間の設
定方法が異なる。つまり、本実施形態では、流入気流量
の増大制御における所定時間が排気温度に対するマップ
として予めＥＣＵ２０に備えられ、このマップにより所
定時間を求めるようになっている。

【００７６】その他の構成については、上述の第１実施
形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略
する。このような構成により、第４実施形態の内燃機関
では、以下のように流入気流量の増大制御が行なわれ
る。つまり、図９のフローチャートに示すように、ま
ず、ステップＤ１０で、ストイキオ運転モード又はリッ
チ運転モードから燃料カットモードやリーン運転モード
になったか否かを判定する。この判定の結果、ストイキ
オ運転モード又はリッチ運転モードから燃料カットモー
ドやリーン運転モードになっていない場合はリターンす
る。一方、ストイキオ運転モード又はリッチ運転モード
から燃料カットモードやリーン運転モードになった場合
はステップＤ２０に進み、高温センサ９の出力がリーン
耐熱温度以上であるか否かを判定する。

【００７７】この判定の結果、高温センサ９の出力がリ
ーン耐熱温度以上であると判定された場合はステップＤ
３０に進み、所定時間（排気温度に対するマップから求
められる）、バイパスエア総流量を増大する制御とし
て、ＡＢＶ１４やＩＳＣバルブ１３を全開にして吸入吸
気量を増大するとともに、排気通路３へ二次エアを導入
して、リターンする。一方、所定時間を経過した場合
は、これらの流入気流量を増大する制御を終了して、リ
ターンする。

【００７８】一方、ステップＤ２０で高温センサ９の出
力がリーン耐熱温度よりも低いと判定された場合はリタ
ーンする。したがって、本実施形態にかかる内燃機関に
よれば、上述の第１実施形態と同様の作用，効果が得ら
れる。また、特に、本実施形態では、流入気流量の増大
制御における所定時間をマップにより求めるため、触媒
への流入気流量の増大制御を簡略化することができると
いう利点がある。

【００７９】なお、上述の各実施形態では、リーンバー
ンエンジンとして筒内噴射型内燃機関を例にとって説明
しているが、内燃機関はこれに限られるものではない。
つまり、燃料カット運転はリーンバーンエンジンに限ら
ず、従来の理論空燃比及びリッチ空燃比のみを行なう内
燃機関においても実施されるので、排ガス浄化用触媒６
の熱劣化は従来の内燃機関でも生じることになるため、
従来の内燃機関においても本発明を適用することができ
る。

【００８０】また、上述の各実施形態では、ストイキオ
運転又はリッチ運転から燃料カット運転又はリーン運転
への移行時に生じる触媒の熱劣化を抑制することに関し
て主に説明しているが、吸蔵型ＮＯ_x触媒を備えた内燃
機関では、例えば排ガス中のイオウ成分により触媒が被
毒するため、ある条件下で触媒を高温かつ触媒周辺を還
元雰囲気としてイオウ成分を触媒上から放出させ、触媒
の再生を図る触媒再生制御が行なわれるが、この再生制
御の後にリーン運転又は燃料カット運転に移行した場合
でも触媒の熱劣化が生じることになるので、この場合に
も本発明を適用することができる。

【００８１】また、上述の各実施形態では、ＮＯ_x触媒
６Ａを吸蔵型ＮＯ_x触媒としているが、ＮＯ_x触媒はこれ
に限られるものではなく、選択還元型ＮＯ_x触媒であっ
ても良い。この場合、選択還元型ＮＯ_x触媒の上流に近
接三元触媒を設けると、選択還元型ＮＯ_x触媒の機能を
損なうので近接三元触媒は設けない方が好ましい。ま
た、上述の各実施形態では、一般にＮＯ_x触媒６Ａの方
が三元触媒６Ｂ，６Ｃよりも耐熱温度が低いため、ＮＯ
_x触媒６Ａの耐熱温度に基づいて触媒の熱劣化を抑制で
きるように流入気流量の増大制御を行なうようにしてい
るが、必ずしもＮＯ_x触媒６Ａの耐熱温度に基づいて制
御を行なう必要はなく、広く触媒の耐熱温度に基づいて
触媒の熱劣化を抑制できるように流入気流量の増大制御
を行なうものであれば良い。例えば、三元触媒のみ備え
る場合には、三元触媒の耐熱温度に基づいて触媒の熱劣
化の抑制制御を行なえば良い。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の触媒温度推定装置によれば、温度検知手段により
検出された排ガス温度と排ガス浄化用触媒との間の触媒
の熱容量に基づく時聞応答差を考慮して排ガス浄化用触
媒の温度を推定することによって、排ガス浄化用触媒の
温度を直接検出しない場合でも排ガス浄化用触媒の温度
を推定することができるという利点がある。

【００８３】請求項２記載の本発明の触媒温度推定装置
によれば、排ガス浄化用触媒へ流入する流入気流量に基
づいて求められる時聞応答差を考慮して排ガス浄化用触
媒の温度を推定することによって、排ガス浄化用触媒の
温度を直接検出しない場合でも排ガス浄化用触媒の温度
を精度良く推定できるようになるという利点がある。請
求項３記載の本発明の触媒温度推定装置によれば、排ガ
ス浄化用触媒へ流入する流入気流量及び温度伝播速度に
基づいて求められる時間応答差を考慮して排ガス浄化用
触媒の温度を推定することによって、排ガス浄化用触媒
の温度を直接検出しない場合でも排ガス浄化用触媒の温
度を精度良く推定できるようになるという利点がある。

【００８４】請求項４記載の本発明の触媒温度推定装置
によれば、時間応答差を考慮して排ガス浄化用触媒の温
度を推定する際に、排ガス浄化用触媒へ流入する流入気
流量に基づいて時間応答差を求め、求められた時間応答
差を排ガス浄化用触媒へ流入する流入気の熱量によって
補正することによって、排ガス浄化用触媒の温度を直接
検出しない場合でも排ガス浄化用触媒の温度をより精度
良く推定できるようになるという利点がある。

【００８５】請求項５記載の本発明の触媒温度推定装置
によれば、時間応答差を考慮して排ガス浄化用触媒の温
度を推定する際に、排ガス浄化用触媒へ流入する流入気
流量に基づいて求められた時聞応答差と前回求められた
時間応答差とから求められた今回の時間応答差を求める
ことで、排ガス浄化用触媒へ流入する流入気流量の変化
に対応しうるように時間応答差にフィルタをかけること
によって、排ガス浄化用触媒の温度を直接検出しない場
合でも排ガス浄化用触媒の温度をより精度良く推定でき
るようになるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の全体
構成を示す模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関に備え
られる排ガス浄化用触媒の変形例を示す模式図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関に備え
られる排ガス浄化用触媒の耐熱温度を示す図である。

【図４】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関におけ
る流量調整手段による制御を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の流量
調整手段において用いられる温度伝播速度と流入気流量
との関係を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関におけ
る流量調整手段による制御を示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関の流量
調整手段において用いられる時間応答差と流入気流量と
の関係を示す図である。

【図８】本発明の第３実施形態にかかる内燃機関におけ
る流量調整手段による制御を示すフローチャートであ
る。

【図９】本発明の第４実施形態にかかる内燃機関におけ
る流量調整手段による制御を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

６排ガス浄化用触媒６ＡＮＯ_x触媒６Ｂ三元触媒６Ｃ三元触媒（近接三元触媒）９高温センサ（温度検知手段）１０ＮＯ_xセンサ１１Ｏ₂センサ（雰囲気検知手段）１２ＡＢＶ（流量調整手段）１３ＩＳＣバルブ（流量調整手段）１４スロットル弁（流量調整手段）１５，１６二次エアの導入位置（流量調整手段）２０ＥＣＵ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田村保樹東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者畠道博東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA25 DA04 EB08 FA09 FA18 FA27 FA29 FA33 3G091 AA02 AA17 AB01 AB03 AB05 BA33 EA17 EA18 HA08 HA12 4D048 AA06 AB07 DA01 DA02 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられ、排ガス
中の有害物質を浄化する排ガス浄化用触媒の温度を推定
する触媒温度推定装置であって、前記排ガス浄化用触媒の上流の前記排気通路に設けら
れ、排ガス温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段により検出された排ガス温度と前記排
ガス浄化用触媒の温度との間の触媒の熱容量に基づく時
間応答差を考慮して、前記温度検知手段により検出され
た排ガス温度に基づいて前記排ガス浄化用触媒の温度を
推定する制御手段とを備えることを特徴とする、触媒温
度推定装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記排ガス浄化用触媒
へ流入する流入気流量に基づいて前記時間応答差を求め
ることを特徴とする、請求項１記載の触媒温度推定装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記排ガス浄化用触媒
へ流入する流入気流量と排気温度が前記排ガス浄化用触
媒の全体或いは中心部まで伝達される際の温度伝播速度
とに基づいて前記時間応答差を求めることを特徴とす
る、請求項１記載の触媒温度推定装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記時間応答差を前記
排ガス浄化用触媒へ流入する流入気流量に基づいて求
め、求められた時間応答差を前記排ガス浄化用触媒へ流
入する流入気の熱量によって補正することを特徴とす
る、請求項１記載の触媒温度推定装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記時間応答差を予め
定められた所定周期毎に求めるように構成され、前記排
ガス浄化用触媒へ流入する流入気流量に基づいて求めら
れた時間応答差と前回求められた時間応答差とに基づい
て今回の時間応答差を求めることを特徴とする、請求項
１記載の触媒温度推定装置。