CN102787887A - 内燃机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明以低成本实现如下的内燃机控制装置：能在催化转换器处于活性不充分的情况下，可靠地禁止催化转换器的劣化诊断。包括基本温度参数修正单元(23)，利用内燃机的排气管(5)与进气管(3)的热损失量具有相关性这一点，根据由第2进气温度传感器(10)的输出与第1进气温度传感器(9)的输出之差求得的进气管(3)中的温度下降量，来对排气气体的温度下降量进行推测，并求出与该下降量对应的修正值。由此，能对与催化转换器(4)的温度相关的参数进行高精度的计算，能在催化转换器的活性不充分时可靠地禁止催化转换器(4)的劣化诊断。另外，作为第1及第2进气温度传感器(9、10)可采用廉价的热敏电阻，因此能以低成本来实现。

Description

内燃机控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机控制装置，特别是涉及具有可警告驾驶员催化转换器发生劣化的功能的内燃机控制装置。

背景技术

一直以来，作为对内燃机的催化转换器的劣化进行诊断的装置（以下称为催化剂劣化诊断装置），已知有：在催化转换器的上游侧和下游侧设置氧气浓度传感器，基于这些输出信号的相关性来推测催化转换器的氧气储存能力，当储存能力较低（上下游的氧气浓度传感器的输出信号的相关性高）时，诊断为催化转换器已经劣化（例如专利文献1）。

这样的催化剂劣化诊断装置中，设置有根据催化转换器的温度状态来禁止诊断的控制单元。这是因为，当作为诊断对象的催化转换器的温度较低时，即使催化转换器是正常的，氧气储存能力也会变低，会得到与已经劣化的催化转换器相同的诊断结果，因此会进行错误的诊断。

作为禁止由这种催化剂劣化诊断装置进行的诊断的方法，有如下方法：在催化转换器附近设置排气温度传感器，当排气温度传感器检测出的排气温度低于预先设定的预定值时，判定为催化转换器的温度较低，也就是说催化转换器的活性不充分，氧气储存能力低，从而禁止诊断（专利文献2）。在该示例中，由于是利用在催化转换器的附近设置的排气温度检测器来直接检测排气温度，所以能够高精度地判定催化转换器的活性不充分的状态。

另外，作为其他的现有装置，有如下装置：决定与内燃机的机械负荷相关联的具有计数器增加区域和计数器减少区域的暖机计数器设定值，并利用对该暖机计数器设定值进行计数的催化转换器的“暖机计数器”来判定催化转换器是否处在预定的暖机状态中（催化转换器的温度是否足够高），从而来禁止诊断（专利文献3）。在这个示例中，通过将内燃机的燃料控制中使用的进气温度传感器的信息挪用于暖机计数器的运算，从而来识别低温环境下的催化转换器温度的上升速度的降低，因此能进行高精度的活性状态的判定。

具体来说，使用如下手段：根据进气温度决定偏移值以对暖机计数器进行加法运算，或者根据进气温度决定进气温度系数，并将该进气温度系数对暖机计数器进行乘法运算。此处，关于偏移值或进气温度系数，当进气温度较低时（比如０℃），设定得比通常温度状态（比如２０℃）下要小。通过这些手段，即使内燃机吸入的空气量相同，当进气温度越低时每单位时间的暖机计数值的累计量也会越小，因此能使暖机计数器的上升减慢。

【专利文献１】日本专利第４５７８５４４号公報

【专利文献２】日本专利特开平８－１７７４６８号公報

【专利文献３】日本专利第３２６５７９４号公報

然而，在专利文献2所提及的催化剂劣化诊断装置中使用的排气温度传感器会曝露在极高温度的气体中，需要耐久性非常高的传感器，存在着成本高的问题。此外，作为传感器一般所使用的应用了塞贝克效应的热电偶的输出是微小的电压（例如为几十mV），为了在内燃机控制装置中保护这样的微小电压不受外部的干扰，同时利用对催化剂劣化诊断装置的各种运算处理进行担当的微机的A/D转换器（比如，A/D转换的分辨率为5V/1024bit）来高精度地识别温度，需要将传感器的输出放大的复杂的电路。因此，存在如下问题：会因控制装置的基板面积大型化以及构成电路的电子部件的增加，而进一步导致成本增加。

另外，专利文献3所提及的催化剂劣化诊断装置与专利文献2相比，由于不需要排气温度传感器以及内燃机控制装置中的复杂电路，所以能够将成本抑制得较低。但是，由于进气温度传感器是以对帮助燃烧的进入内燃机的吸入空气量进行修正为目的而设置的，因此大多设置在内燃机的进气端口附近。因此，当内燃机以高负荷状态进行运行时，会由于受到来自内燃机的燃烧室的加热而使得进气温度传感器附近的构件温度上升，进气温度传感器测量到的进气温度将会高于外部气体温度。另外，拥有增压器的内燃机中，在吸入空气由于增压器而使得压力被提高的情况下，也会导致设置在增压器下游的进气温度传感器测量到的进气温度高于外部气体温度。

在低温环境下，当进气温度高于外部气体温度时，专利文献3所记载的暖机计数器中，对于与进气温度对应的偏移值或者进气温度系数，不会设定原本应在低温环境下选择的值，从而无法识别催化转换器温度的上升速度的降低。因此，存在如下问题：在催化转换器的温度不是足够高，也就是说催化转换器的活性不充分的情况下，也会允许对催化转换器进行劣化诊断。

为了解决这个问题，考虑到进气温度传感器附近的构件会受到燃烧室的加热，想到如下方法：将使偏移值或进气温度系数设定得较小的进气温度的条件预先设定得较高（比如，将使偏移值或进气温度系数设定得较小的区域扩大至进气温度为３０℃以下的区域）。但是，存在如下问题：在外部气体温度较高并且车辆受到非常强的风的情况下，即使进气温度传感器测量到的温度很高，由于催化转换器之间的排气管从内燃机的燃烧室夺取的热量非常大，因此也会在催化转换器的温度并不足够高的情况下允许对催化转换器进行劣化诊断。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于以低成本实现如下内燃机控制装置：在催化转换器的活性不充分的情况下能可靠地禁止催化转换器的劣化诊断。

本发明所涉及的内燃机控制装置包括：催化剂劣化诊断装置，该催化剂劣化诊断装置基于设置在将从内燃机的燃烧室排出的排气气体进行净化的催化转换器上游侧的上游侧氧气浓度传感器与设置在催化转换器下游侧的下游侧氧气浓度传感器的输出信号的相关性，来判定催化转换器的劣化状态；基本温度参数计算单元，该基本温度参数计算单元基于内燃机的运行状态，计算与催化转换器的温度相关的参数的基本值；基本温度参数修正单元，该基本温度参数修正单元获取设置在内燃机的进气通道处的第1进气温度传感器所输出的吸入空气的第1温度、和设置在进气通道的比第1进气温度传感器更靠近燃烧室的那一侧的第2进气温度传感器所输出的吸入空气的第2温度，并使用基于第2温度与第1温度之差所决定的修正值，对由基本温度参数计算单元计算出的参数的基本值进行修正，计算出与催化转换器的温度相关的参数；以及催化剂劣化诊断禁止单元，该催化剂劣化诊断禁止单元基于由基本温度参数修正单元计算出的与催化转换器的温度相关的参数、和表示内燃机的运行状态的各种参数，禁止由催化剂劣化诊断装置进行的诊断。

根据本发明，利用内燃机的排气通道与进气通道的热损失量存在相关性这一点，根据由第2进气温度传感器的输出（第2温度）与第1进气温度传感器的输出（第1温度）之差求得的进气通道中的温度下降量，来推测出排气气体的温度下降量，使用与该下降量对应的修正值来对由基本温度参数计算单元计算出的参数的基本值进行修正，因此即使在低温环境中第2进气温度传感器的输出比外部气体温度高的情况下，或者高温环境中车辆受到非常强的风的情况下，也能够高精度地检测出催化转换器的活性不充分的状态，另外，由于第1及第2进气温度传感器能够使用廉价的热敏电阻，因此能够以低成本实现如下的内燃机控制装置：能在催化转换器的活性不充分的情况下可靠地禁止催化转换器的劣化诊断。

附图说明

图１是表示本发明实施方式１中的内燃机及其控制装置的结构的图。

图２是表示本发明实施方式1中的内燃机控制装置的内部结构的框图。

图３是对本发明实施方式1中的催化剂劣化诊断装置中的基本的劣化检测的处理流程进行说明的图。

图４是表示本发明实施方式1中，当内燃机的外部气体温度为25℃、车辆温度为20km/h时，转速及填充效率与催化剂温度之间的关系的图。

图５是表示本发明实施方式1中的内燃机控制装置中，基本温度参数计算单元的处理流程的图。

图６是表示将本发明实施方式1中的内燃机中，转速、填充效率、和与催化转换器的温度相关的参数的基本值之间的关系进行三维映射化后的示例的图。

图７是表示本发明实施方式1中的内燃机中，当外部气体温度为0℃、车辆速度为20km/h时，转速及填充效率与催化剂温度之间的关系的图。

图８是表示本发明实施方式1中的内燃机中，当外部气体温度为25℃、车辆速度为80km/h时，转速及填充效率与催化剂温度之间的关系的图。

图９是对本发明实施方式1中的内燃机的排气气体温度与催化转换器温度的关系进行说明的图。

图１０是对本发明实施方式1中的内燃机的排气气体温度与催化转换器温度的关系进行说明的图。

图１１是表示本发明实施方式1中的内燃机的进气管中的温度下降量与排气管中的温度下降量的关系的图。

图１２是表示本发明实施方式1中的内燃机中的第2进气温度传感器与第1进气温度传感器的输出之差和排气管中的温度下降量的关系的图。

图１３是表示本发明实施方式1中的内燃机控制装置中的基本温度参数修正单元的处理流程的图。

图１４是表示将本发明实施方式1中的内燃机中的第2进气温度传感器与第1进气温度传感器的输出之差和排气管中的温度下降量的关系进行二维表格化后的示例的图。

图１５是表示本发明实施方式1中的内燃机控制装置中的催化剂劣化诊断禁止单元的处理流程的图。

图１６是表示本发明实施方式2中的内燃机控制装置的内部结构的框图。

图１７是表示本发明实施方式2中的内燃机中的第2进气温度传感器与第1温度传感器的输出之差和进气管中的温度下降量的关系的图。

图１８是表示本发明实施方式2中的内燃机中的第2进气温度传感器与第1温度传感器的输出之差和排气管中的温度下降量的关系的图。

图１９是表示本发明实施方式2中的内燃机控制装置中的基本温度参数修正单元的处理流程的图。

图２０是表示将本发明实施方式2中的内燃机中的第2进气温度传感器与第1进气温度传感器的输出之差、吸入空气量、和排气管中的温度下降量的关系进行三维映射化后的示例的图。

具体实施方式

实施方式1．

下面对于本发明的实施方式1中的内燃机控制装置，基于附图进行说明。图1表示本实施方式1中的内燃机及其控制装置的结构，图2表示本实施方式1中的内燃机控制装置的内部结构。此外，图中，对于相同、相当部分附加相同标号。

如图1所示，本实施方式1中的内燃机包括：燃烧室1；将内燃机吸入的空气中的灰尘去除的空气滤清器2；将吸入空气从空气滤清器2向内燃机的燃烧室1导入的进气通道即进气管3；和将排气气体从内燃机的燃烧室1向催化转换器4导入的排气通道即排气管5。从内燃机排出的排气气体通过催化转换器4进行净化后排出到大气中。另外，喷射器6是向燃烧室1提供燃料的装置，火花塞7是在气缸内部使火花点火的装置。

在内燃机的进气管3以及排气管5的各处，设置有各种测量仪器。在进气管3中，设置有对内燃机吸入的空气量进行测量的空气流量传感器8。另外，在进气管3中离燃烧室1最远（尽可能）的位置，设置有输出吸入空气的第1温度的第1进气温度传感器9。此外，在进气管3中比第1进气温度传感器9更靠近燃烧室1的那一侧，设置有输出吸入空气的第2温度的第2进气温度传感器10。

此外，在设置于排气管5的催化转换器4的上游侧，设置有对从内燃机的燃烧室1中排出的排气气体的空燃比进行检测的上游侧氧气浓度传感器即空燃比传感器11。此外，在催化转换器4的下游侧，设置有对催化转换器4的下游的排气气体的氧气浓度进行检测的下游侧氧气浓度传感器即氧气浓度传感器12。另外，在内燃机的曲柄机构附近，分别设置有对曲柄轴的角度位置进行检测的曲柄角传感器13、以及与曲柄轴的特定角度相对应地发出信号的曲柄信号盘14。

如图1所示，来自空气流量传感器8、第1进气温度传感器9及第2进气温度传感器10、空燃比传感器11及氧气浓度传感器12、曲柄角传感器13及曲柄信号盘14的输出信号被输入到内燃机控制装置（ECU）20中。内燃机控制装置20通过曲柄角传感器13、空气流量传感器8、第1及第2进气温度传感器9、10等检测出内燃机的运行状态，以控制供给燃料量、点火时机，并且检测催化转换器4的劣化状态。

对于内燃机控制装置20的内部结构，使用图2进行说明。如图2所示，内燃机控制装置20包含催化剂劣化诊断装置21、基本温度参数计算单元22、基本温度参数修正单元23、以及催化剂劣化诊断禁止单元24而构成。

催化剂劣化诊断装置21基于设置于催化转换器4上游侧的空燃比传感器11、与设置于催化转换器4下游侧的氧气浓度传感器12的输出信号的相关性，计算出与催化转换器4的劣化程度对应的劣化判定参数。进一步地，根据该劣化判定参数来判定催化转换器4的劣化状态，并向驾驶员发出警告。

此外，基本温度参数计算单元22基于由空气流量传感器8以及曲柄角传感器13得到的内燃机的运行状态的信息，计算出与催化转换器4的温度相关的参数的基本值。另外，由于曲柄角传感器13输出的信号是与内燃机的曲柄角度位置对应的信号，因此可以通过对每单位时间的输出信号数进行计数从而求出内燃机的转速。因此，以下的说明中，将会把作为对于基本温度参数计算单元22的输入的曲柄角传感器13的输出设为内燃机的转速来进行处理。

基本温度参数修正单元23获取第1进气温度传感器9输出的吸入空气的第1温度以及第2进气温度传感器10输出的吸入空气的第2温度，并使用基于第2温度与第1温度之差所决定的修正值，来对由基本温度参数计算单元22计算出的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值进行修正，从而计算出与催化转换器4的温度相关的参数。

催化剂劣化诊断禁止单元24基于由基本温度参数修正单元23计算出的与催化转换器4的温度相关的参数、以及表示内燃机的运行状态的各种参数，来判断催化转换器4是否处于活性状态，在判断为催化转换器4并不处于活性状态的情况下，禁止由催化剂劣化诊断装置21进行的诊断（催化剂劣化检测处理的执行）

接下来，对于催化剂劣化诊断装置21中的基本的劣化检测的处理流程，使用图3进行说明。内燃机控制装置20包括：基于来自各种传感器的输出来检测出运行状态的运行状态检测单元25；以及基于来自该运行状态检测单元25的输出来对喷射器6的燃料喷射量进行调整的燃料喷射量调整单元26。催化剂劣化诊断装置21中的相对O₂储存量计算单元212基于来自运行状态检测单元25以及空燃比传感器11的输出，计算出相对O₂储存量，空燃比控制单元211根据该计算结果对空燃比进行控制。

催化剂劣化诊断装置21中的催化剂劣化时氧气浓度传感器输出推测单元213基于设置于催化转换器4上游的空燃比传感器11的输出，对催化转换器4处于完全劣化状态时的氧气浓度传感器12的输出信号进行推测。劣化判定参数计算单元214对由催化剂劣化时氧气浓度传感器输出推测单元213计算出的推测输出与实际的氧气浓度传感器12的输出信号（实际输出）进行比较，以计算出推测输出相对于实际输出的近似度以作为劣化判定参数。

劣化判定单元215对由劣化判定参数计算单元214计算出的劣化判定参数的值、与预先通过实验设定的劣化判定基准值进行比较，当劣化判定参数比劣化判定基准值高时，判定为发生劣化。关于这一点以下将进行详细说明。

一般来说，催化转换器4的排气气体净化能力与催化转换器4具有的最大氧气吸收量的相关性较高，若最大氧气吸收量下降则排气气体净化能力下降。另一方面，若最大氧气吸收量下降，则在对于内燃机进行空燃比的浓/稀的交替反转操作时得到的氧气浓度传感器12的输出信号会在高电压侧（比如大约1V）与低电压侧（比如大约0V）之间交替地发生波动。

关于由催化剂劣化时氧气浓度传感器输出推测单元213计算出的推测输出，由于是计算出催化剂的最大氧气吸收量几乎没有的状态下的氧气浓度传感器12的结果，因此若对于内燃机进行空燃比的浓/稀的交替反转操作，则会在高电压侧与低电压侧之间交替地发生极大的波动。

因此，当根据对于内燃机进行空燃比的浓/稀双方向的反转操作时得到的实际的氧气浓度传感器12的输出、和由催化剂劣化时氧气浓度传感器输出推测单元213计算出的输出所求出的劣化判定参数的值越大（两输出的近似度高）时，催化转换器4的净化能力越低，也即是说能够判断为劣化。在劣化判定单元215将催化转换器4判定为劣化的情况下，故障灯等会点亮，以告知驾驶员催化转换器4发生了劣化（故障）。

接下来，对于基本温度参数计算单元22的基本温度参数的基本值的计算处理，使用图4～6进行说明。图4表示外部气体温度为25℃、车辆速度为20km/h时，内燃机的转速Ne及填充效率Ec与催化剂温度Tcat之间的关系。图4中，纵轴表示填充效率（%），横轴表示内燃机的转速（r/min）。所谓填充效率是表示每一个被吸入到内燃机的燃烧室中的步序的空气量的参数，该参数是基于由空气流量传感器8测量到的空气量而计算出的。

如图4所示，催化剂温度Tcat取决于内燃机的转速Ne与填充效率Ec。一般来说，若填充效率或者转速变高，则内燃机每单位时间消耗的燃料量会增加，因此从内燃机的燃烧室1排出到排气系统的每单位时间的热量也会增加。因此，输入到催化转换器4的热量会增加，催化转换器4的温度也会上升。基本温度参数计算单元22中，根据内燃机的转速与填充效率，计算出预定条件（本例中为外部气体温度25℃、车辆速度20km/h）下的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值。

图5是表示基本温度参数计算单元22的处理流程的流程图。其中，图5中，S开头的数字表示处理的顺序（步骤）。首先，步骤1（S1）中，读取转速Ne与填充效率Ec。接着，步骤2（S2）中，参照表示转速Ne、填充效率Ec、以及与催化转换器4的温度相关的参数的基本值的关系的三维映射（例如图6所示的NE-EC-TEMP（Ne,Ec）），计算出S1中读取的Ne、Ec所对应的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值即Tcatb。此外，图6所示的三维映射是基于图4所示的特性而预先制成的。

接下来，对于基本温度参数修正单元23中基本温度参数修正处理进行说明。首先，对于内燃机的转速、填充效率与催化剂温度之间的关系及其原理，利用图7～9进行说明。图7表示当外部温度为0℃、车辆速度为20km/h时，内燃机的转速Ne、填充效率Ec与催化剂温度Tcat之间的关系。图7中，纵轴表示填充效率（%），横轴表示内燃机的转速（r/min）,实线表示外部气体温度为0℃时的Tcat，虚线表示图4所示的外部气体温度为25℃时的Tcat。如图7所示，即使是相同的转速、填充效率，催化剂温度Tcat也会根据外部气体温度的不同而发生变化，外部气体温度降低会使得催化剂温度Tcat降低。

另外，图8表示外部气体温度为25℃、车辆速度为80km/h时，内燃机的转速Ne、填充效率Ec与催化剂温度Tcat之间的关系。图8中，纵轴表示填充效率（%），横轴表示内燃机的转速（r/min），实线为车辆速度为80km/h时的Tcat，虚线为图4所示的车辆速度为20km/h时的Tcat。如图8所示，即使是相同的转速、填充效率，催化剂温度Tcat也会根据车辆速度的不同而发生变化，车辆速度上升会使得催化剂温度Tcat降低。

对于得到图7及图8所示的特性，即转速、填充效率与催化剂温度之间的关系的原理，利用图9进行说明。图9表示内燃机的排气气体温度与催化转换器温度的关系。刚从内燃机的燃烧室1中排出之后的排气气体温度Tex（Ne,Ec）由内燃机的转速Ne与填充效率Ec唯一地决定。虽然该排气气体通过排气管5流入催化转换器4内，但在这个过程中在排气管5中被排气管5周围的空气（大气）夺取热量。该夺取的热量即热损失量，根据催化转换器4周围的空气温度不同而发生变化，催化转换器4周围的空气温度越低热损失量越大。

另外，当催化转换器4周围的空气流动很快时，与周围空气停滞的情况相比，催化转换器4周围的空气温度保持得较低，因此热损失量变大。因此，排气管5中的热损失量由排气管5周围的空气温度与流速来决定。

另外，已知当车辆行驶速度较高时，或者因为气候原因使得车辆受到自然风的风速较大时，催化转换器4周围的空气流速会变快。从内燃机中排出的排气气体在被排气管5周围的空气夺取热量之后，流入催化转换器4。在催化转换器4中，会因排气气体中含有的组分发生氧化还原反应而产生发应热，因此催化转换器4的温度比流入催化转换器4内的排气气体要高出该反应热的量。

若将这类现象以温度的单位系统来表示则成为图9（b）那样。刚从内燃机的燃烧室1中排出后的排气气体Tex(Ne,Ec)在排气管5中，被减去由排气管5周围空气的温度Tia1与流速Ws所决定的温度下降量Texls（Tia1,Ws）后，流入催化转换器4。另外，催化转换器4中，被加上因氧化还原反应而产生的温度Tcact，成为最终的催化转换器4的温度Tcat。

接下来，对于推测上述温度下降量Texls(Tia1,Ws)的方法，利用图10进行说明。从大气流入内燃机的进气管3上游的空气会由于受到内燃机的燃烧室1所释放的热量，或者被增压器加压而使得温度上升。此后，在进气管3中被进气管3周围的空气夺取热量。在进气管3周围的空气流动很快时，与周围空气停滞时相比，进气管3周围的空气温度保持得较低，因此热损失量较大。

因此，进气管3中的热损失量由进气管3周围的空气温度以及流速所决定。此外，该现象在下述进气系统结构的内燃机中会表现得特别显著：该进气系统结构为：吸入空气在进气侧上游被增压器压缩，并在其下游通过中间冷却器(热交换器)降低吸入空气的温度。

若将这类现象以温度的单位系统来表示则成为图10（b）那样。流入内燃机的进气管3上游的空气温度Tia1由于受到燃烧室1的加热或者吸入空气被增压器压缩，而被加上吸入空气的温度上升量Tcmp。此后，在进气管3中被减去由进气管3周围的空气温度Tia1以及流速Ws所决定的温度下降量Tils(Tia1,Ws)，成为最终的流入内燃机的燃烧室1的空气温度Tia2。

根据这个原理可知具有如下性质：排气管5与进气管3中的热损失量都取决于周围空气的温度与流速，当排气管5中的热损失量较大时，进气管3的热损失量也会较大。也就是说，排气管5与进气管3的热损失量具有相关性，热损失量可通过损失前后的温度的下降量来推测，因此若进气管3中的温度下降量已知，则能推测出排气管5中的热损失量，进而能推测出排气气体温度的下降量。换句话说，排气管5中的温度下降量Texls(Tia1,Ws)能够通过进气管3中的温度下降量Tils(Tia1,Ws)来进行推测。

根据以上内容，基本温度参数修正单元23中，求出第2进气温度传感器10的输出即吸入空气的第2温度(Tia2)、与第1进气温度传感器9的输出即吸入空气的第1温度(Tia1)的差值，根据该差值计算出与催化转换器4的温度相关的参数的基本值的修正值。进一步地，将由基本温度参数计算单元22计算出的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值减去该修正值。

根据图10所示的温度关系，进气管3中的温度下降量Tils可由下述式1求得。但是，当进气管3设置在远离内燃机的燃烧室1的地方时，或者在没有增压器的进气系统结构中，Tcmp与内燃机的运行状态无关，呈现大致恒定的值。因此，进气管3中的温度下降量Tils仅仅由第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差(Tia2-Tia1)来唯一地决定。

Ｔｉｌｓ＝－（Ｔｉａ２－Ｔｉａ１）＋Ｔｃｍｐ    （式１）

图11表示进气管3中的温度下降量Ti l s、与排气管5中的温度下降量Texls的关系。如图11所示，随着进气管3中的温度下降量Tils的增加，排气管5中的温度下降量Texls也相应增加。此关系能够通过实验来得到。另外，通过将上述式1变形之后的式2，能够得到如图12所示的(Tia2-Tia1)与Texls的关系。

（Ｔｉａ２－Ｔｉａ１）＝－Ｔｉｌｓ＋Ｔｃｍｐ（式２）

如图12所示，当(Tia2-Tia1)接近于0时，也就是内燃机的燃烧室1附近的吸入空气的第2温度(Tia2)与离燃烧室1最远位置的吸入空气的第1温度(Tia1)接近时，可以推断出排气管5的温度下降量Texls会很大。

通过利用上述原理，基本温度参数修正单元23基于第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差，求出排气管5中的温度下降量Texls、也就是对与催化转换器4的温度相关的参数的基本值进行修正的修正值，并计算出与催化转换器4的温度相关的参数。这里计算出的参数在催化剂劣化诊断禁止单元24判定催化转换器4的活性状态时被使用。

对于该基本温度参数修正单元23的处理流程，使用图13的流程图进行说明。首先步骤11（S11）中，读取第1进气温度传感器9的输出Tia1、与第2进气温度传感器10的输出Tia2。接着，在步骤12（S12）中，读取由基本温度参数计算单元22计算出的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值Tcatb。

接着，在步骤13（S13）中，参照表示第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差、和排气管5中的温度下降量之间的关系的二维表格（例如图14所示的TCMPST（Tia2-Tia1）），来求得与S11中求出的第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差(Tia2-Tia1)对应的修正值。进一步地，将S12中求出的基本值Tcatb减去根据二维表格求得的修正值，从而计算出与催化转换器4的温度相关的参数Tcat。另外，图14所示的2维表格是基于图12所示的特性而预先制成的。

接下来，对于催化剂劣化诊断禁止单元24的处理流程，使用图15的流程图进行说明。首先，在步骤21（S21）中，读取由基本温度参数修正单元23所计算出的与催化转换器4的温度相关的参数Tcat。接下来，在步骤22（S22）中，判定S21中读取的Tcat是否在预先设定的催化转换器4的活性判定值以上，当Tcat在活性判定值以上（是）时，则判断为催化转换器4有活性，进入步骤23（S23），允许由催化剂劣化诊断装置21进行的催化剂劣化检测处理。当Tcat小于活性判定值（否）时，则判断为催化转换器4的温度低且活性不足，从而进入步骤24（S24），禁止由催化剂劣化诊断装置21进行的催化剂劣化检测处理。

如上所述，根据本实施方式1中的内燃机控制装置20，利用了内燃机的排气管5与进气管3的热损失量具有相关性这一点；即排气管5与进气管3中的热损失量都取决于周围空气温度和流速，进气管3中的热损失量较大时排气管5的热损失量也会较大这一特性，根据由第2进气温度传感器10的输出（Tia2）与第1进气温度传感器9的输出（Tia1）之差求得的进气管3中的温度下降量，推测出排气气体的温度下降量，并求出与该下降量对应的修正值，因此能高精度地计算出与催化转换器4的温度相关的参数，而与第2进气温度传感器10受到燃烧室1的加热量、被排气管5夺取的热量无关。

其结果是，即使在低温环境下出现第2进气温度传感器10的输出高于外部气体温度的情况，或者在高温环境下出现车辆受到非常强的风的情况，都能够高精度地检测出催化转换器4的活性处于不充分状态，从而可靠地禁止对于催化转换器4的劣化诊断，能够避免对于正常的催化转换器4诊断为劣化的误诊断。

此外，设置在内燃机的燃烧室1附近的第2进气温度传感器10可以采用廉价的热敏电阻，而这是以往对帮助燃烧的进入内燃机的吸入空气量进行测定时使用的部件，因此无需追加新的部件。另外，在离内燃机的燃烧室1最远的位置新设置的第1进气温度传感器9与第2进气温度传感器10相同，也可以采用廉价的热敏电阻。此外，内燃机控制装置20的内部电路也可以由少量电子部件简单地构成，因此与现有例中使用排气温度传感器的结构相比，能够以低成本来实现。

实施方式2．

图16表示本发明实施方式2中的内燃机控制装置的内部结构。如图16所示，本实施状态2中的内燃机控制装置20a在将空气流量传感器8的输出值输入到基本温度参数修正单元23a这一点上，与实施方式1有所不同。此外，对于除此以外的内部结构，都与上述实施方式1(图2)相同，故省略说明。

对于本实施方式2中的内燃机控制装置20a中的基本温度参数修正单元23a进行说明。如上述实施方式1所说明的那样，进气管3中的温度下降量Tils可由上述式1求得。关于式1中的吸入空气的温度上升量Tcmp，在进气管3设置于离内燃机的燃烧室1较近的位置，或者进气系统结构中有增压器的情况下，与内燃机吸入的空气量相关地发生变化。

具体来说，若填充效率或者转速提高，内燃机吸入的空气量增加，则内燃机每单位时间消耗的燃料量会增加，因此从内燃机的燃烧室1向周围部件释放的每单位时间的热量会增加，吸入空气受到的热量也会增加。另外，若内燃机吸入的空气量增加，则从内燃机的燃烧室1排出的排气气体量会变多，因此设置在排气气体的排出路径上的增压器用涡轮机会高速旋转，增压压力也会上升。其结果导致，Tcmp随着内燃机吸入的空气量的增加而增大。

图17中，关于上述式1，分别示出吸入空气的温度上升量Tcmp=Tcmp（Qa1）的情况以及Tcmp=Tcmp（Qa2）的情况，以作为函数F1（实线）、函数F2（点划线）。在这里，Qa1以及Qa2都是表示内燃机吸入空气量的参数，且Qa1<Qa2。此外，图17中，横轴为第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）（℃），纵轴为进气管3中的温度下降量Tils（℃）。

如前所述，若吸入空气量增加，则吸入空气的温度上升量Tcmp会增大，因此吸入空气量为Qa1、Qa2时的吸入空气的温度上升量Tcmp（Qa1）、Tcmp（Qa2）的大小关系为Tcmp（Qa1）<Tcmp（Qa2）。此外，当第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）为td时，F1（td）<F2(td)。因此，当第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）相同时，随着内燃机的吸入空气量的增加，进气管3中的温度下降量Tils也会增加。

接着，对于第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）、和排气管5中的温度下降量Texls之间的关系随着内燃机的吸入空气量的增加会发生怎样的变化，进行说明。如前所述，进气管3中的温度下降量Tils与排气管5中的温度下降量Texls由进气管3或者排气管5周围的空气的温度Tia1与流速Ws所决定，因此与内燃机的吸入空气量无直接关系。因此Tils与Texls的关系维持上述实施方式1中说明的图11所示的关系，而与吸入空气量无关。

因此，图17所示的（Tia2-Tia1）与Tils的关系适用于图11所示的Tils与Texls的关系，通过消去参数Tils，从而可得到图18所示的（Tia2-Tia1）与Texls的关系。在图18中，横轴与图17相同，为（Tia2-Tia1）（℃），纵轴为排气管5中的温度下降量Texls（℃）。此外，Qa1与Qa2都是表示内燃机的吸入空气量的参数，且Qa1<Qa2。

如图18所示，Tils=F1时的函数（实线）与Tils=F2时的函数（点划线）在第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）为td时，分别为tls1、tls2，其大小关系为tls1<tls2。也就是说，第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）、和排气管5中的温度下降量Texls之间的关系取决于吸入空气量而发生变化，当（Tia2-Tia1）相同时，吸入空气量较多的那个状态下Texls增加。

利用这样的原理，本实施方式2中的基本温度参数修正单元23a获取第1进气温度传感器9的输出与第2进气温度传感器10的输出，并且还获取空气流量传感器8的输出即内燃机吸入的空气量的测定值，并利用图18所示的关系，根据第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）以及吸入空气量(Qa)，来求出排气管5中的温度下降量Texls，从而计算出与催化转换器4的温度相关的参数。这里计算出的参数在催化剂劣化诊断禁止单元24判定催化转换器4的活性状态时被使用。

对于该基本温度参数修正单元23a的处理流程，利用图19的流程图进行说明。首先，在步骤31（S31）中，读取第1进气温度传感器9的输出Tia1、第2进气温度传感器10的输出Tia2、以及空气流量传感器8的输出即吸入空气量Qa。接着，步骤32（S32）中，读取由基本温度参数计算单元22计算出的与催化转换器4的温度相关的参数的基本值Tcatb。

接着，在步骤33（S33）中，参考表示第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差、吸入空气量、与排气管5中的温度下降量之间的关系的三维映射（例如图20所示的ＭＣＭＰＳＴ｛（Ｔｉａ２－Ｔｉａ１），Ｑａ｝），求出S31中求得的第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差（Tia2-Tia1）和吸入空气量Qa所对应的修正值。进一步地，将S32中求得的参数的基本值Tcatb减去由三维映射求得的修正值，从而计算出与催化转换器4的温度相关的参数Tcat。另外，图20所示的三维映射是基于图18所示的特性预先制成的。

如上所述，根据本实施方式2，基于第2进气温度传感器10的输出与第1进气温度传感器9的输出之差、以及空气流量传感器8的输出即吸入空气量Qa，计算出与催化转换器4的温度相关的参数的基本值的修正值，因此，除了与上述实施方式1相同的效果以外，即使在因受到内燃机的燃烧室1加热而产生的温度上升量、由增压器的加压而产生的温度上升量随着内燃机的吸入空气量变化而变化的情况下，也能高精度地计算出与催化转换器4的温度相关的参数。

工业上的实用性

本发明能够应用于具有向驾驶员警告催化转换器发生劣化的功能的内燃机控制装置。

标号说明

１燃烧室、２空气滤清器、３进气管、４催化转换器、５排气管、６喷射器、７火花塞、８空气流量传感器、９第1进气温度传感器、１０第2进气温度传感器、１１空燃比传感器、１２氧气浓度传感器、１３曲柄角传感器、１４曲柄信号盘、２０、２０ａ内燃机控制装置、２１催化剂劣化诊断装置、２２基本温度参数计算单元、２３、２３ａ基本温度参数修正单元、２４催化剂劣化诊断禁止单元、２５运行状态检测单元、２６燃料喷射量调整单元、２１１空燃比控制单元、２１２相对Ｏ２储存量计算单元、２１３催化剂劣化时氧气浓度传感器输出推测单元、２１４劣化判定参数计算单元、２１５劣化判定单元。

Claims (4)

1.一种内燃机控制装置，其特征在于，包括：

催化剂劣化诊断装置，该催化剂劣化诊断装置基于设置在将从内燃机的燃烧室排出的排气气体进行净化的催化转换器上游侧的上游侧氧气浓度传感器与设置在所述催化转换器下游侧的下游侧氧气浓度传感器的输出信号的相关性，来判定所述催化转换器的劣化状态；

基本温度参数计算单元，该基本温度参数计算单元基于所述内燃机的运行状态，来计算出与所述催化转换器的温度相关的参数的基本值；

基本温度参数修正单元，该基本温度参数修正单元获取设置在所述内燃机的进气通道处的第1进气温度传感器所输出的吸入空气的第1温度、和设置在所述进气通道的比所述第1温度传感器更靠近所述燃烧室的那一侧的第2进气温度传感器所输出的吸入空气的第2温度，并使用基于第2温度与第1温度之差所决定的修正值，对由所述基本温度参数计算单元计算出的所述参数的基本值进行修正，计算出与所述催化转换器的温度相关的参数；以及

催化剂劣化诊断禁止单元，该催化剂劣化诊断禁止单元基于由所述基本温度参数修正单元计算出的与所述催化转换器的温度相关的参数、和表示所述内燃机的运行状态的各种参数，禁止由所述催化剂劣化诊断装置进行的诊断。

2.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述第1进气温度传感器设置在离所述进气通道的所述燃烧室尽可能远的位置。

3.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述基本温度参数修正单元利用所述内燃机的所述排气通道及所述进气通道中的热损失量都取决于周围空气的温度和流速，且当所述进气通道中的热损失量较大时所述排气通道中的热损失量也较大的这一特性，根据由吸入空气的第2温度与第1温度的差值求得的所述进气通道中的温度下降量，推测出排气气体的温度下降量，并通过将由所述基本温度参数计算单元计算出的所述参数的基本值减去与该下降量对应的修正值，从而计算出与所述催化转换器的温度相关的参数。

4.如权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于，

所述基本温度参数修正单元进一步获取所述内燃机吸入的空气量的测定值，并利用吸入空气量越多时所述排气通道中的温度下降量变得越大的性质，使用基于吸入空气的第2温度与第1温度之差、和与所述内燃机吸入的空气量相关的参数所决定的修正值，来对由所述基本温度参数计算单元计算出的所述参数的基本值进行修正。

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