JP3810708B2

JP3810708B2 - Catalyst temperature estimation device

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Publication number: JP3810708B2
Application number: JP2002149998A
Authority: JP
Inventors: 昭村上; 崇岩本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003343242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化用の触媒の温度を推定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガス浄化用の触媒（例えば三元触媒）を内燃機関の排気通路に備えたシステムでは、その触媒の上流側及び下流側に設けた空燃比センサの出力等に基づいて、触媒の劣化状態を評価することが行われている。そして、この種のシステムでは、触媒の劣化状態の評価は、一般に、触媒が十分に昇温・活性化した状態（触媒の暖機状態）で行う必用がある。この場合、触媒が暖機状態にあるか否かを判断する必要がある。
【０００３】
また、例えば、内燃機関の始動後、触媒がまだ活性化していない状態では、排ガス中のＨＣ（炭化水素）をＨＣ吸着材により一旦、吸着保持し、触媒が活性化した後には、ＨＣ吸着材からＨＣを脱離させ、それを触媒で改めて浄化したり、内燃機関の吸気系に還流させて燃焼させるようにした排ガス浄化システムも知られている。そして、このようなシステムにおいても、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを適正なタイミングで触媒に供給したり、内燃機関の吸気系に還流させるようにするために、触媒が暖機状態にあるか否かを判断する必要がある。
【０００４】
このように触媒が暖機状態にあるか否かを判断することは、内燃機関の種々様々の運転状況下で必要になる。そして、触媒が暖機状態にあるか否かを判断する技術としては、例えば特開平７−２１７４８０号公報に見られる技術が知られている。この技術は、触媒の劣化状態の評価のために、触媒が暖機状態にあるか否かを次のように判断するようにしている。すなわち、内燃機関の空気量（機関負荷）や、吸入空気温度に応じて設定したカウント設定値が所定時間毎に累積加算され、その累積加算値が所定値を越えたか否かにより、触媒が暖機状態になったか否かが判断される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のものでは、単に、内燃機関の空気量や吸入空気温度に応じて設定したカウント設定値を累積加算するものであるため、その累積加算値が、触媒の実際の温度状態を正しく反映したものにならない場合が多々ある。このため、触媒が暖機状態であるか否かの判断が誤りやすいものとなる。この結果、触媒が実際には、暖機状態になっていないにもかかわらず、触媒の劣化状態の評価を実行し、ひいては、その劣化状態の評価結果が誤ってしまう場合がある。
【０００６】
また、触媒が暖機状態になっているとの判断を確実なものとするためには、その判断をするための閾値（前記累積加算値と比較する閾値）に余裕をもたせる必用がある。さらに、上記累積加算値が、触媒の実際の温度状態にできるだけ則したものになるようにするためには、その累積加算値の演算を行う内燃機関の運転条件を比較的狭い範囲に限定せざるを得ない。実際、前記公報のものでは、前記累積加算値は、機関負荷が所定範囲内に無い場合や、アイドリング運転状態である場合等、種々の運転条件下においてリセットされるものとなっている。
【０００７】
この結果、前記公報のものでは、実際には触媒が既に暖機状態となっていても、それを認識できないような場合が多くなり、ひいては、触媒の劣化状態を評価を実行する機会を逸してしまいやすいという不都合がある。
【０００８】
このような不都合は、例えばＨＣ吸着材を備えた排気システムにおいて、前記公報のものの技術を用いて、触媒が暖機状態であるか否かを判断するようにした場合にも、同様に生じる不都合である。
【０００９】
尚、触媒の温度状態を正しく把握するためには、触媒に温度センサを取着し、該触媒の温度を直接的に検出することも考えられる。しかし、このような温度センサを備えることは、コストアップを招くものとなり、また、該温度センサの耐久性の確保等の問題も生じる。
【００１０】
本発明はこのような背景に鑑み、内燃機関の運転条件の制約を受けることなく、触媒の温度を精度よく推定することができる温度推定装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の触媒の温度推定装置は、前記の目的を達成するために、内燃機関の排気通路に設けられた排ガス浄化用の触媒の温度を推定する装置であって、前記内燃機関の始動時に該内燃機関の吸入空気温度及び機関温度のうちの少なくともいずれか一方に基づいて触媒の推定温度の初期値を求める手段と、該内燃機関の始動後、少なくとも該内燃機関の回転数及び負荷からあらかじめ定めた相関関係にに基づいて、該内燃機関の定常運転状態における触媒の定常推定温度を逐次求める手段と、前記初期値を起点として前記定常推定温度に応答遅れを有して追従する値をなまし処理により逐次求め、その求めた値を触媒の現在推定温度として得る手段とを備え、前記なまし処理におけるなまし係数は、前記内燃機関の回転数及び負荷に応じて設定した値を、既に求められた触媒の現在推定温度の最新値に応じて補正することにより、可変的に設定されることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる本発明によれば、触媒の推定温度の初期値は、内燃機関の始動時に、該内燃機関の吸入空気温度及び機関温度のうちの少なくともいずれか一方に基づいて求められる。ここで、本願発明者等の知見によれば、内燃機関の始動時における触媒の温度は、その始動時における吸入空気温度と機関温度とのいずれかに近い値となる。従って、前記初期値は、内燃機関の始動時の触媒の温度の推定値として、実際の温度に近い値になる。尚、この場合、内燃機関の始動時の吸入空気温度及び機関温度のうちの小さい方を触媒の推定温度の初期値として求めることが該初期値の信頼性を高める上で好ましい。また、該初期値を求めるために必用な吸入空気温度は、内燃機関の吸気系に備えた吸入空気温度検出手段による検出温度を用いればよく、機関温度は、例えば内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段による検出温度を用いればよい。
【００１３】
そして、本発明では、内燃機関の始動後、前記定常推定温度が少なくとも内燃機関の回転数及び負荷からあらかじめ定めた相関関係に基づいて逐次求められ、この定常推定温度に、前記初期値を起点として応答遅れを有して追従する値が触媒の現在推定温度として、なまし処理により逐次求められる。この場合、このなまし処理におけるなまし係数、すなわち、前記応答遅れの度合いを規定する係数は、内燃機関の回転数及び負荷に応じて設定した値を、既に求められた触媒の現在推定温度の最新値に応じて補正することにより、可変的に設定される。
【００１４】
ここで、本願発明者等の知見によれば、内燃機関の定常運転状態、すなわち、内燃機関の回転数（回転速度）や負荷（吸入空気量の状態）が一定に維持される運転状態では、触媒の温度（最終的に到達する温度）は、基本的には、内燃機関の回転数及び負荷に応じた温度になる。さらに、内燃機関の運転状態をステップ状に変化させたときには、触媒の温度は、基本的には変化後の内燃機関の回転数及び負荷に応じた温度に向かって応答遅れ（基本的には一次遅れ）を伴って収束していく。この場合、応答遅れの度合いは、基本的には内燃機関の回転数及び負荷に応じたものとなる傾向がある。また、特に触媒の温度が低い状態（触媒が未だ十分に活性化しないような低温状態）では、触媒の活性化の進行に伴って、触媒の排ガス浄化能力、ひいては排ガスの成分の反応による発熱が変化するので、触媒の温度が定常的な温度に収束していく場合の応答遅れの度合いは、内燃機関の回転数及び負荷だけでなく、触媒の温度の影響も受ける。このため、内燃機関の運転中に、前記なまし処理により触媒の現在推定温度を求めることにより、信頼性の高い（誤差の少ない）触媒の推定温度を逐次求めることができることとなる。
【００１５】
従って、本発明によれば、内燃機関の始動時から、内燃機関の運転条件の制約を受けることなく、触媒の温度を精度よく推定することができる。尚、前記定常推定温度及びなまし係数を求めるために必要な内燃機関の回転数及び負荷のうち、回転数は、内燃機関に備えた回転数検出手段による検出値を用いればよい。また、負荷は、内燃機関の吸入空気量の状態を表すものであればよい。例えば、内燃機関の吸気圧（吸気管内圧）を検出する吸気圧検出手段、もしくは、吸入空気量を直接的に検出する吸入空気量検出手段が備えられている場合には、それらの検出手段による検出吸気圧もしくは検出吸入空気量を内燃機関の負荷を表すものとして用いることができる。
【００１６】
ところで、内燃機関の運転時には、始動後の触媒の活性化を早めるために、内燃機関の点火時期を意図的に常用的な点火時期よりも遅角側に制御する場合がある。また、排ガス中の未燃成分を燃焼させるために、排ガスを内燃機関の吸気系に適宜還流させるようにする場合もある。また、内燃機関のスロットル弁の略全開時には、一般に、内燃機関の燃料供給量が、通常的な空燃比（理論空燃比近傍の空燃比）に対応する燃料供給量よりも増量される。そして、これらの運転状況下では、内燃機関の定常運転状態における触媒の温度は、内燃機関の回転数及び負荷だけでなく、点火時期の遅角度合い、排ガスの吸気系への還流度合い、スロットル弁の略全開時の燃料供給量の増量度合いの影響を受ける。
【００１７】
そこで、本発明では、より好ましくは、前記定常推定温度を求める手段は、前記内燃機関の運転中の回転数及び負荷からあらかじめ定めた相関関係に基づいて触媒の定常推定温度の基本値を求め、この基本値を、内燃機関の点火時期の遅角度合いと、排ガスの吸気系への還流度合いと、スロットル弁の略全開時の燃料供給量の増量度合いとのうちの少なくともいずれか一つに応じて補正することにより、前記定常推定温度を求める。このようにすることにより、定常推定温度の信頼性をより高めることができ、ひいては、内燃機関の運転中における触媒の推定温度の精度を高めることができる。
【００１８】
また、内燃機関のフュエルカット中（燃料供給を遮断した状態）では、燃料及び空気の混合気の燃焼が行われないため、内燃機関の定常運転状態における触媒の温度は、一般には内燃機関の回転数及び負荷に応じたものにならない。また、フュエルカット中には、触媒の温度が定常的な温度に収束していく場合の応答遅れの形態は、一般に該フュエルカット中以外の内燃機関の運転状況と異なるものとなる。そこで、本発明では、前記内燃機関のフュエルカット中は、前記定常推定温度と、前記なまし係数とをそれぞれ所定値に設定する手段を備える。これにより、内燃機関のフュエルカット中やその直後の運転状態でも触媒の推定温度の精度を高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の実施形態を含む装置の全体構成を示すブロック図である。同図において、１は例えば自動車に車両の推進源として搭載されたエンジン（内燃機関）、２は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）である。エンジン１は例えば４気筒エンジンである。
【００２１】
エンジン１の吸気系を構成する吸気管３（吸気通路）の途中部には、上流側から順に、吸気量を調整するスロットル弁４と、吸気管内圧PBA（詳しくは吸気管４内の絶対圧）を検出する吸気管内圧センサ５（吸気圧検出手段）と、吸気温度TAOB（吸気管４内における空気の温度）を検出する吸気温度センサ６（吸気温度検出手段）と、燃料を吸気管４に噴射して空気と混合させる燃料噴射弁７とが設けられている。また、スロットル弁４の配置箇所には、該スロットル弁４の開度THAを検出するスロットル弁開度センサ８が設けられている。上記各センサ５，６，８は、それぞれの検出値を示す電気信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２２】
燃料噴射弁７は、エンジン１の各気筒の吸気バルブ（図示せず）の若干上流側で各気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁７は、図示を省略する燃料タンクから燃料が供給され、その開弁時間（ひいては燃料噴射量）がＥＣＵ２により制御される。
【００２３】
エンジン１には、エンジン１の回転数NE（回転速度）を検出する回転数センサ９（回転数検出手段）と、エンジン１の冷却水温TWを機関温度として検出する水温センサ１０（機関温度検出手段）と、図示しない点火プラグ及びディストリビュータにより構成される点火器１１が組み付けられている。回転数センサ９及び水温センサ１０はそれぞれの検出値を示す電気信号をＥＣＵ２に出力する。また、点火器１１は、その作動（各気筒における混合気の点火タイミング）がＥＣＵ２により制御される。尚、回転数センサ９は、エンジン１のクランク軸の所定の回転角度毎にパルス信号（ＴＤＣ信号）を発生するものであり、このＴＤＣ信号を回転数NEを示す信号としてＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
エンジン１の排気系を構成する排気管１２（排気通路）には、排ガス浄化用の触媒（ＣＡＴ）１３が介装されている。この触媒１３は例えば三元触媒により構成されたものである。そして、触媒１３の上流側及び下流側には、それぞれ空燃比センサとしてのＬＡＦセンサ１４及びＯ₂センサ１５が設けられている。尚、ＬＡＦセンサ１４は、エンジン１の各気筒の排ガスが集合する箇所の近傍に設けられている。
【００２５】
これらのセンサ１４，１５はいずれも排ガス中の酸素濃度（ひいてはこの酸素濃度により表される排ガスの空燃比）に感応するセンサであるが、ＬＡＦセンサ１４は、比較的広い空燃比域において、排ガスの空燃比に比例したレベルの電気信号（以下、検出出力KACTという）を発生するものである。また、Ｏ₂センサ１５は、それが発生する電気信号（以下、検出出力V O2という）のレベルが、理論空燃比近傍の狭い空燃比域においてのみ高感度な変化を示し、且つ、それ以外の空燃比域では、検出出力VO2がほぼ一定となるか、もしくは、その変化が微小なものとなるものである。これらのＬＡＦセンサ１４及びＯ₂センサ１５の検出出力KACT，VO2は、ＥＣＵ２に入力される。
【００２６】
排気管１２の、ＬＡＦセンサ１４よりも若干上流側の箇所から排気還流通路１６（以下、ＥＧＲ通路１６という）が導出され、燃料噴射弁７の下流側で吸気管３に接続されている。このＥＧＲ通路１６には電磁制御弁１７（以下、ＥＧＲ制御弁１７という）が介装されている。該ＥＧＲ制御弁１７は、その開度がＥＣＵ２により制御される。
【００２７】
ＥＣＵ２は、図示を省略するＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭから構成されるマイクロコンピュータを含めて構成された電子回路ユニットである。そして、ＥＣＵ２は、前述の吸気温度センサ６等、各センサの出力信号もしくはその出力信号から把握される検出値や、あらかじめＲＯＭに記憶保持されたプログラム及び設定データに基づいて、前記燃料噴射弁７、ＥＧＲ制御弁１７等、ＥＣＵ２に接続された各アクチュエータの動作を制御し、これにより、エンジン１の運転制御を行う。また、ＥＣＵ２は、エンジン１の運転制御を行いながら、触媒１３の温度を推定する処理（以下、触媒温度推定処理という）や、触媒１３の劣化状態を評価する処理（以下、触媒劣化評価処理という）等も実行する。従って、ＥＣＵ２は、本発明の温度推定装置の主要部としての機能を有するものである。
【００２８】
ここで、ＥＣＵ２による触媒劣化評価処理の概要を説明しておく。本実施形態では、エンジン１の運転中に、触媒１３による良好な排ガス浄化性能を確保するために、触媒１３の下流側のＯ₂センサ１５の検出出力VO2と上流側のＬＡＦセンサ１４の検出出力KACTとに基づいて、燃料噴射弁７の開弁時間（燃料噴射量）が調整され、それにより、エンジン１の空燃比が制御される。この場合、この空燃比制御は、例えば特開平１１−１５３０５１号公報や、特開平１１−３２４７６５号公報等に本願出願人が提案したように行われる。尚、この空燃比制御は、本願発明の本質をなすものではないと共に、上記公報に詳細に説明されているので、ここではさらなる説明を省略する。
【００２９】
このような空燃比制御を行いながら、ＥＣＵ２は、触媒劣化評価処理を実行する。この触媒劣化評価処理は、例えば特開２００１−２４１３４９号公報に本願出願人が提案したように行われる。すなわち、Ｏ₂センサ１５の検出出力VO2を用いて、触媒１３の劣化状態を評価するための劣化評価用パラメータが算出され、この劣化評価用パラメータを所定の判定値と比較することにより、触媒１３が劣化した状態であるか否かが判断される。尚、この触媒劣化評価処理のより具体的な手法は、上記特開２００１−２４１３４９号公報に詳細に説明されているので、ここではさらなる説明を省略する。また、触媒１３の劣化状態を評価する手法は、上記特開２００１−２４１３４９号公報に開示されたものに限られるものではなく、触媒の上流側及び下流側の空燃比センサの両者の検出出力を用いて触媒の劣化状態を評価する等、他の手法を用いてもよい。
【００３０】
ところで、前記触媒劣化評価処理は、触媒１３が昇温・活性化していることを一つの条件として実行される。これは、触媒１３が活性化していない状態では、触媒１３による排ガスの浄化作用（酸化・還元反応）が十分に機能しないため、触媒１３の劣化状態がＯ₂センサ１５の検出出力VO2等に適正に反映せず、ひいては、触媒１３の劣化状態を正当に評価することができないからである。
【００３１】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ２は、エンジン１の運転開始時（始動時）から前記触媒温度推定処理を実行して、触媒１３の推定温度を逐次求める。そして、ＥＣＵ２は、この推定温度に基づいて、触媒１３が活性化しているか否か、すなわち、触媒１３が暖機状態にあるか否かを逐次判断する。この触媒温度推定処理（触媒１３の暖機の判断も含む）は、図示しないイグニッションスイッチのＯＮ操作によりＥＣＵ２が起動した後、図２のフローチャートに示すルーチン処理をＥＣＵ２が所定のサイクルタイム（例えば１０ms周期）で実行することでなされる。
【００３２】
図２を参照して、ＥＣＵ２は、まず、ＳＴＥＰ１において、現在タイミングが始動モードであるか否かを判断する。始動モードは、図示しないスタータモータにより、エンジン１のクランキングを行いつつ、エンジン１を始動させる（燃焼運転を開始させる）モードである。
【００３３】
このとき始動モードである場合には、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ２で初期化完了フラグF/TCTINIを「１」に設定した後、ＳＴＥＰ３の判断処理を実行する。このＳＴＥＰ３では、ＥＣＵ２は、前記水温センサ１０による冷却水温TWの検出値（現在値）と、吸気温度センサ６による吸気温度TAの検出値（現在値）とを比較する。このとき、TW＞TAである場合には、ＥＣＵ２は、吸気温度TAの検出値を、触媒１３の推定温度TCT（以下、触媒推定温度TCTという）の初期値TCT(0)として設定する（ＳＴＥＰ４）。また、ＳＴＥＰ３でTW≦TAである場合には、ＥＣＵ２は、冷却水温TWの検出値を、触媒推定温度TCTの初期値TCT(0)として設定する（ＳＴＥＰ５）。
【００３４】
これらのＳＴＥＰ３〜５の処理が、始動モードにおいて実行されることにより、エンジン１の始動時における吸気温度TA及び冷却水温TWのいずれか小さい方、すなわち、MIN（TA，TW）が触媒推定温度TCTの初期値TCT(0)として求められることとなる。
【００３５】
尚、ＥＣＵ２はＳＴＥＰ４又は５で初期値TCT(0)を設定した後には、ＳＴＥＰ１０〜１２の処理を実行し、今回のサイクルタイムにおける触媒温度推定処理を終了する。ＳＴＥＰ１０〜１２は、触媒３が暖機状態であるか否かを判断する処理（以下、触媒暖機判定処理という）であり、これについては後述する。
【００３６】
エンジン１が正常に始動すると、始動モードが終了し、ＳＴＥＰ１の判断結果がＮＯとなる。このとき、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ６で初期化完了フラグF/INIの値が「１」であること、すなわち、触媒推定温度TCTの初期値TCT(0)を算出済みであることを確認した後、ＳＴＥＰ７において、カウントダウンタイマTMの値を判断する。このカウントダウンタイマTMは、触媒推定温度TCTを更新する周期を計時するものであり、エンジン１の始動時に所定値TM０（例えば２００ms）に初期化されている。そしてＳＴＥＰ７で、TM＞０である場合には、触媒推定温度TCTの更新周期のカウント中であるので、ＥＣＵ２は、触媒推定温度TCTを現在値（始動モードの終了直後では、TC T＝TCT(0)）に保持したまま、ＳＴＥＰ１０〜１２の触媒暖機判定処理を実行し、今回のサイクルタイムの処理を終了する。
【００３７】
ＳＴＥＰ６で、TM＝０である場合には、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ８でカウントダウンタイマTMを前記所定値TM０に初期化（リセット）した後、ＳＴＥＰ９において、触媒推定温度TCTの更新処理を実行する。そして、この更新処理の後、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ１０〜１２の触媒暖機判定処理を実行し、今回のサイクルタイムの処理を終了する。従って、ＳＴＥＰ９の更新処理は、上記所定値TM０、すなわちカウントダウンタイマTMの初期値TM０により定まる周期（これは図２の全体の処理の周期よりも長い）で実行される。尚、以下の説明では、ＳＴＥＰ９の処理の周期を推定温度更新サイクルということがある。
【００３８】
ＳＴＥＰ９における更新処理は、図３のフローチャートに示すように実行される。まず、概要を説明すると、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−１〜９−１２の処理によって、エンジン１の現在の運転状態が継続したとした場合に最終的に到達する（収束する）と予測される触媒１３の温度、すなわち触媒１３の定常推定温度TCTMを求めると共に、触媒推定温度TCTを以下に説明するなまし処理により求める（更新する）ために用いるなまし係数Ｃxとを設定する。そして、ＳＴＥＰ９−１３において、ＥＣＵ２は、次式（１）のなまし処理の演算により、触媒推定温度TCTを更新し、新たな触媒推定温度TCT(k)を求める。
【００３９】
TCT(k)＝Ｃx・TCTM＋（１−Ｃx）・TCT(k-1) ……（１）
ここで、式（１）における添え字ｋは、ＳＴＥＰ９の処理のサイクルタイム、すなわち、推定温度更新サイクルの番数を意味しており、TCT(k)は、今回の推定温度更新サイクルで新たに求められる触媒推定温度、TCT(k-1)は、前回の推定温度更新サイクルで求められた触媒推定温度を意味している。従って、式（１）のなまし処理の演算は、触媒推定温度TCTの更新前の最新値TCT(k-1)と、エンジン１の現在の運転状態に対応した触媒１３の定常推定温度TCTMと、これらに係る係数としてのなまし係数Ｃxとを用いて行われる。尚、エンジン１の始動後、初めてＳＴＥＰ９の処理を実行する場合における触媒推定温度TCTの初期値（起点）TCT(0)は、前述のように始動モードで求められた値である。
【００４０】
このような式（１）により表されるなまし処理によって、触媒１３の定常推定温度TCTMに応答遅れ（一次遅れ）を有して追従する値が、触媒推定温度TCTとして逐次求められることとなる。この場合、式（１）のなまし係数Ｃx（０＜Ｃx＜１）は、上記応答遅れの度合いを示すものであり、該なまし係数Ｃxが大きい程、触媒推定温度TCTが迅速に定常推定温度TCTMに収束することとなる。
【００４１】
前記式（１）の演算を実行する（触媒推定温度TCTを更新する）前のＳＴＥＰ９−１〜９−１２の処理は、次のように行われる。すなわち、ＥＣＵ２は、まず、ＳＴＥＰ９−１において、前記回転数センサ９及び吸気管内圧センサ５によるエンジン１の回転数NE及び吸気管内圧PBAの検出値（現在値）に基づいて、触媒１３の定常推定温度の基本値TCTMXを求める。該基本値TCTMXは、現在の回転数NE及び吸気管内圧PBAを継続的に維持したとした場合におけるエンジン１の定常運転状態で、最終的に到達する（収束する）と予測される触媒１３の温度を意味するものである。尚、この場合の定常運転状態では、エンジン１の点火時期や空燃比が常用的な値になっており、また、排ガスをエンジン１の吸気側に供給するようなことも行われていないものとする。
【００４２】
このような基本値TCTMXは、回転数NE及び吸気管内圧PBAの検出値から、それらをパラメータとしてあらかじめ定められたマップ（これは回転数NE及び吸気管内圧PBAと、基本値TCTMXとの相関関係を表す）に基づいて求められる。この場合、該基本値TCTMXは、基本的には回転数NEが大きい程、より高い温度になり、また、吸気管内圧PBAが大きい程、より高い温度になる。
【００４３】
次いで、ＥＣＵ２は、エンジン１のフュエルカット中であるか否かをＳＴＥＰ９−２で判断する。このとき、フュエルカット中でない場合には、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−３において、エンジン１の回転数NE及び吸気管内圧PBAの検出値（現在値）に基づいて、前記式（１）で用いるなまし係数Ｃxを設定する。このなまし係数Ｃxは、例えば図４に示すように、回転数NE及び吸気管内圧PBAをパラメータとしてあらかじめ定められたデータテーブルに基づいて設定される。この場合、なまし係数Ｃxは、基本的には、回転数NEが大きい程、より大きな値に設定され、また、吸気管内圧PBAが大きい程、より大きな値に設定される。
【００４４】
次いで、ＥＣＵ２は、エンジン１の点火時期の遅角制御中であるか否かをＳＴＥＰ９−４で判断する。ここで、本実施形態では、例えばエンジン１の冷間始動時のように触媒１３が冷えていると予測される場合には、触媒１３の活性化を早めるためにエンジン１の点火時期を常用点火時期よりも遅角側に制御するようにしている。これは、点火時期を常用的な点火時期よりも遅角側に制御することで、排ガスの熱量が大きくなり、触媒１３の昇温・活性化が早まるからである。尚、このような遅角制御は公知の技術であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４５】
そして、ＥＣＵ２は、点火時期の遅角制御中でない場合には、その点火時期の遅角量ΔDIG（常用点火時期に対する遅角量）を「０」とする（ＳＴＥＰ９−５）。また、遅角制御中である場合には、ＥＣＵ２は、点火時期の遅角量ΔDIGを算出する（ＳＴＥＰ９−６）。
【００４６】
次いで、ＳＴＥＰ９−７において、ＥＣＵ２は、エンジン１の回転数NEの現在値に基づいて、点火時期の単位遅角量当たりの触媒３の温度上昇量ΔTCTIG（前記基本値TCTMXからの温度上昇量）を求める。すなわち、点火時期の遅角制御中は、排ガスの熱量が多くなるため、エンジン１の回転数NE及び吸気管内圧PBAが一定に維持される定常運転状態における触媒３の定常温度（最終的に収束する触媒３の温度）は、前記基本値TCTMXよりも上昇し、この上昇量は、遅角量ΔDIGに概ね比例する。そこで、本実施形態では、このような触媒１３の温度上昇量を単位遅角量当たりで表現したものを上記温度上昇量ΔTCTIGとして求めるようにしている。
【００４７】
このような温度上昇量ΔTCTIGは、例えば図５に示すように、回転数NEをパラメータとしてあらかじめ定められたデータテーブルに基づいて求められる。この場合、温度上昇量ΔTCTIGは、基本的には、回転数NEが大きくなる程、小さな値になる。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−８において、エンジン１の現在の運転状態に対応する触媒１３の定常推定温度TCTMを、前記基本値TCTMXから次式（２）により算出する。
【００４９】

ここで、式（２）の右辺第２項ΔTCTIG・ΔDIGは、点火時期の現在の遅角量ΔDIGに対応する触媒１３の温度上昇量を意味している。点火時期の遅角制御中は、前述のように触媒１３の定常温度が上昇するので、この温度上昇量ΔTCTIG・ΔDIGを基本値TCTMXに加算することで、該基本値TCTMXを補正する。
【００５０】
また、右辺第３項ΔTCTEGR・（１−KEGR）中のKEGRは、前記ＥＧＲ通路１６を介して排ガスの一部をエンジン１の吸気側に還流させるようにＥＣＵ２がＥＧＲ制御弁１７を制御している場合に（以下、この制御をＥＧＲ制御という）、エンジン１の燃料噴射量（燃料噴射弁７の開弁時間）を、エンジン１の回転数NE及び吸気管内圧PBA等に応じた基本燃料噴射量よりも減少側に補正するための補正係数（基本燃料噴射量に乗算する補正係数）である。従って、０＜KEGR≦１で、ＥＧＲ制御を行っていないとき（ＥＧＲ制御弁１７の閉弁状態）には、KEGR＝１である。尚、ＥＧＲ制御は、エンジン１の所定の運転条件下で、排ガス中の未燃ガスをエンジン１の吸気系に戻して燃焼させるためにＥＣＵ２が適宜実行する制御であり、公知の技術である。
【００５１】
このようなＥＧＲ制御を行っているときには、該ＥＧＲ制御を行っていないときよりも、排ガスの温度が低くなる傾向があり、ひいては、触媒１３の定常温度が前記基本値TCTMXよりも下がる。そこで、本実施形態では、（１−KEGR）（これはＥＧＲ制御による排気還流の度合いを示す）に所定の係数ΔTCTEGRを乗算してなる値ΔTCTEGR・（１−KEGR）を基本値TCTMXから減算することで、該基本値TCTMXを補正する。
【００５２】
また、右辺第４項ΔTCTWOT・（KWOT−１）中のKWOTは、スロットル弁４が略全開状態であることを前記スロットル弁開度センサ８の検出信号によりＥＣＵ２が把握した場合に、エンジン１の燃料噴射量（燃料噴射弁７の開弁時間）を、エンジン１の回転数NE及び吸気管内圧PBA等に応じた基本燃料噴射量よりも増加側に補正するための補正係数（基本燃料噴射量に乗算する補正係数）である。従って、KWOT≧１で、スロットル弁４が略全開状態で無いときにはKWOT＝１である。
【００５３】
このようにスロットル弁４が略全開状態で燃料噴射量の増量を行っているときには、排ガスの温度が低くなる傾向があり、ひいては、触媒１３の定常温度が前記基本値TCTMXよりも下がる。そこで、本実施形態では、（KWOT−１）（これは燃料噴射量の増量度合いを示す）に所定の係数ΔTCTWOTを乗算してなる値ΔTCTWOT・（KWOT−１）を基本値T CTMXから減算することで、該基本値TCTMXを補正する。
【００５４】
上述のようにして、ＳＴＥＰ９−８では、式（２）により、基本値TCTMXが点火時期の遅角度合い、排ガスの吸気系への還流度合い、スロットル弁４の略全開状態における燃料噴射量の増量度合いに応じて補正される。これにより、エンジン１の運転状態が継続する定常運転状態において最終的に到達する触媒３の温度としての定常温度の推定値、すなわち触媒１３の定常推定温度TCTMが求められる。
【００５５】
一方、前記ＳＴＥＰ９−２において、エンジン１のフュエルカット中である場合には、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−９において、前記なまし係数Ｃxをフュエルカット中における専用的な所定値に設定する。さらに、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−１０において、触媒１３の定常推定温度TCTMをフェルカット中における専用的な所定値（例えば２５０℃）に設定する。このように、フェルカット中におけるなまし係数Ｃx及び定常推定温度TCTMの設定を他の場合と区別するのは、フュエルカット中は、エンジン１での混合気の燃焼が行われないため触媒３の温度変化が、フュエルカットを行っていない通常のエンジン１の運転状態の場合とは大きく異なるものとなるからである。
【００５６】
前述のようにして、ＳＴＥＰ９−８又はＳＴＥＰ９−１０で定常推定温度TCTMを求めた後、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−１１において、触媒推定温度TCTの現在値TCT(k-1)（前回の推定温度更新サイクルで求めた触媒推定温度）に基づいて、前記ＳＴＥＰ９−３又は９−９で求めたなまし係数Ｃxを補正するための補正係数KC（０＜KC≦１）を求める。そして、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ９−１２において、この補正係数KCをＳＴＥＰ９−３又は９−９で求めたなまし係数Ｃxに乗算することにより、該なまし係数Ｃxを補正して、最終的に今回の推定温度更新サイクルにおける式（１）のなまし処理で用いるなまし係数Ｃxを決定する。この場合、ＳＴＥＰ９−１２では、上記補正係数KCは、例えば図６に示すように、触媒推定温度TCTをパラメータとしてあらかじめ定められたデータテーブルに基づいて設定される。すなわち、補正係数KCは、触媒推定温度TCTの現在値TCT(k-1)が比較的低い温度領域（本実施形態では３５０℃以下の温度領域）において、「１」よりも小さな値に設定される。従って、今回のサイクルタイムにおける最終的ななまし係数Ｃxは、エンジン１の始動直後等、触媒１３の温度が比較的低い状態（触媒１３の温度＜３５０℃の状態）では、通常よりも小さめの値に設定される。
【００５７】
これは次の理由による。すなわち、触媒１３の温度が低い状態では、排ガスの浄化作用が十分に機能しないため、酸化・還元反応による触媒１３自体の発熱が小さい。このため、触媒１３の温度が低い状態では、高い状態（触媒１３の温度≧３５０℃の状態）よりも、触媒１３の昇温が遅れ気味となりやすい。また、本実施形態では、触媒１３が確実に暖機状態となった後に触媒１３の劣化状態を評価するために、触媒推定温度TC Tの誤差が、触媒１３の真の温度よりも高温側に生じる（触媒推定温度TCTが触媒１３の真の温度よりも高いものとなる）ことは好ましくない。このようなことから、本実施形態では、前記のように設定した補正係数KCによりなまし係数Ｃxを補正することにより、触媒１３の温度が低い状態では、該温度が高い状態よりも、触媒推定温度TCTの上昇が多少遅れ気味に生じるようにしている。
【００５８】
以上説明したＳＴＥＰ９−１〜９−１２の処理により、触媒１３の定常推定温度TCTMとなまし係数Ｃxとが、ＳＴＥＰ９の処理のサイクルタイム毎に求められる。そして、ＥＣＵ２は、前述のように、ＳＴＥＰ９−１３において、これらのTCTM及びＣxを用いて前記式（１）のなまし処理の演算を行うことにより、触媒温度推定値TCTを逐次更新する。このようなＳＴＥＰ９の処理により、触媒推定温度TCTが該ＳＴＥＰ９の処理の実行周期毎に（推定温度更新サイクル毎に）、逐次求められることとなる。そして、この場合、定常推定温度TCTM及びなまし係数Ｃxを前述のように設定することで、エンジン１の運転状態によらずに、精度のよい触媒推定温度TCTが求められる。
【００５９】
図２のフローチャートの説明に戻って、ＳＴＥＰ１０〜１２の触媒暖機判定処理は、次のように実行される。すなわち、ＥＣＵ２は、ＳＴＥＰ１０において、前述のように求めた触媒推定温度TCTの現在値を所定の判定閾値TCTH（例えば約３５０℃）と比較する。そして、ＥＣＵ２は、TCT＞TCTHであるときには、触媒１３が暖機状態にあるとして、触媒暖機判定フラグF/TCATの値を「１」に設定し（ＳＴＥＰ１１）、TCT≦TCTHであるときには、触媒暖機判定フラグF/TCATの値を「０」に設定する。
【００６０】
この場合、本実施形態では、上記判定閾値TCTHは、実際には、単一の閾値ではなく、ヒステリシス特性を持たせている。より具体的には、判定閾値TCTHは、値が若干異なる２種類の判定閾値TCTH1（例えば４００℃），TCTH2（＜TCTH1で、例えば３５０℃）から成り、エンジン１の始動後、触媒推定温度TCTが高温側の判定閾値TCTH1を越えるまでは、ＳＴＥＰ１０での判定閾値TCTHとして、高温側の判定閾値TCTH1が用いられる。そして、触媒推定温度TCTが高温側の判定閾値TCTH1を越えた後は、触媒推定温度TCTが低温側の判定閾値TCTH2以下に低下するまで、ＳＴＥＰ１０での判定閾値TCTHとして、低温側の判定閾値TCTH2が用いられる。さらに、触媒推定温度TCTが、低温側の判定閾値TCTH2以下に低下したときには、ＳＴＥＰ１０での判定閾値TCTHとして、再び、高温側の判定閾値TCTH1が用いられる。以後、上記と同様に、判定閾値TCTHの切換が適宜行われる。このようにＳＴＥＰ１０の判定閾値TCTHにヒステリシス特性をもたせることにより、触媒推定温度TCTが外乱等の影響で判定閾値TCTH1，ＴCTH2の付近で変動を生じるような場合であっても、触媒暖機判定処理の結果（触媒１３が暖機状態であるか否かの判定結果）が安定する。
【００６１】
尚、以上説明した本実施形態では、触媒推定温度TCTを、触媒１３の劣化状態を評価するための触媒暖機判定処理で用いる場合を例に採って説明したが、例えば前記従来技術で説明したようなＨＣ吸着材を排気系に備えたシステムで、触媒が暖機状態であるかを判断するために触媒推定温度TCTを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を含む装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】図１の装置による触媒の温度推定処理を示すフローチャート。
【図３】図２のフローチャートのサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図４】図３の処理で用いるデータテーブルを示す線図。
【図５】図３の処理で用いるデータテーブルを示す線図。
【図６】図３の処理で用いるデータテーブルを示す線図。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、２…電子制御ユニット（触媒の温度の推定手段）、１２…排気通路、１３…触媒。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for estimating the temperature of an exhaust gas purification catalyst for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In a system equipped with an exhaust gas purification catalyst (for example, a three-way catalyst) in the exhaust passage of an internal combustion engine, the deterioration state of the catalyst is evaluated based on the outputs of air-fuel ratio sensors provided upstream and downstream of the catalyst. To be done. In this type of system, it is generally necessary to evaluate the deterioration state of the catalyst in a state where the catalyst is sufficiently heated and activated (the catalyst is warmed up). In this case, it is necessary to determine whether or not the catalyst is in a warm-up state.
[0003]
Also, for example, after starting the internal combustion engine, in a state where the catalyst is not yet activated, HC (hydrocarbon) in the exhaust gas is once adsorbed and held by the HC adsorbent, and after the catalyst is activated, the HC adsorbent There is also known an exhaust gas purification system in which HC is desorbed from the exhaust gas and purified again with a catalyst or recirculated to the intake system of the internal combustion engine for combustion. Even in such a system, in order to supply the HC desorbed from the HC adsorbent to the catalyst at an appropriate timing or to recirculate it to the intake system of the internal combustion engine, is the catalyst in a warm-up state? It is necessary to judge whether or not.
[0004]
It is necessary to determine whether or not the catalyst is in a warm-up state under various operating conditions of the internal combustion engine. As a technique for determining whether or not the catalyst is in a warm-up state, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-217480 is known. In this technique, in order to evaluate the deterioration state of the catalyst, whether or not the catalyst is in a warm-up state is determined as follows. That is, the count set value set according to the air amount (engine load) of the internal combustion engine and the intake air temperature is cumulatively added every predetermined time, and the catalyst is warmed depending on whether or not the cumulative added value exceeds the predetermined value. It is determined whether or not the aircraft is in the machine state.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above publication, the count set value set according to the air amount of the internal combustion engine and the intake air temperature is simply cumulatively added, so that the cumulative added value correctly indicates the actual temperature state of the catalyst. There are many cases that do not reflect. For this reason, it is easy to make an error in determining whether the catalyst is in a warm-up state. As a result, although the catalyst is not actually in a warm-up state, the evaluation of the deterioration state of the catalyst is executed, and as a result, the evaluation result of the deterioration state may be erroneous.
[0006]
Further, in order to ensure the determination that the catalyst is in the warm-up state, it is necessary to provide a margin for the threshold value for the determination (threshold value to be compared with the cumulative added value). Furthermore, in order to make the cumulative added value as close as possible to the actual temperature state of the catalyst, the operating conditions of the internal combustion engine for calculating the cumulative added value must be limited to a relatively narrow range. I do not get. In fact, in the publication, the cumulative added value is reset under various operating conditions such as when the engine load is not within a predetermined range or when the engine is in an idling operation state.
[0007]
As a result, in the above-mentioned publication, there are many cases where the catalyst is actually not warmed even if it is already warmed up, and as a result, the opportunity to evaluate the deterioration state of the catalyst is missed. There is an inconvenience that it is easy to end up.
[0008]
Such an inconvenience also occurs when, for example, an exhaust system equipped with an HC adsorbent is used to determine whether the catalyst is in a warm-up state using the technique disclosed in the above publication. It is.
[0009]
In order to correctly grasp the temperature state of the catalyst, it is conceivable to attach a temperature sensor to the catalyst and directly detect the temperature of the catalyst. However, providing such a temperature sensor causes an increase in cost, and causes problems such as ensuring the durability of the temperature sensor.
[0010]
In view of such a background, an object of the present invention is to provide a temperature estimation device capable of accurately estimating the temperature of a catalyst without being restricted by operating conditions of an internal combustion engine.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a catalyst temperature estimation device according to the present invention is a device for estimating the temperature of an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine. Means for obtaining an initial value of the estimated temperature of the catalyst based on at least one of the intake air temperature of the internal combustion engine and the engine temperature, and at least a predetermined number of revolutions and load of the internal combustion engine after the start of the internal combustion engine On the basis of the correlation, means for successively obtaining a steady estimated temperature of the catalyst in a steady operating state of the internal combustion engine, and a value that follows the estimated steady temperature with a response delay from the initial value as a starting point. Means for obtaining the calculated value as a current estimated temperature of the catalyst sequentially by processing, and the annealing coefficient in the annealing processing Is According to the rotational speed and load of the internal combustion engine It is variably set by correcting the set value according to the latest value of the current estimated temperature of the catalyst that has already been obtained. It is characterized by this.
[0012]
According to the present invention, the initial value of the estimated temperature of the catalyst is obtained based on at least one of the intake air temperature and the engine temperature of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started. Here, according to the knowledge of the present inventors, the temperature of the catalyst at the time of starting the internal combustion engine becomes a value close to either the intake air temperature or the engine temperature at the time of starting. Accordingly, the initial value is a value close to the actual temperature as an estimated value of the temperature of the catalyst when the internal combustion engine is started. In this case, it is preferable to obtain the smaller one of the intake air temperature and the engine temperature at the start of the internal combustion engine as the initial value of the estimated temperature of the catalyst in order to increase the reliability of the initial value. The intake air temperature necessary for obtaining the initial value may be the temperature detected by the intake air temperature detection means provided in the intake system of the internal combustion engine. The engine temperature is, for example, the cooling water temperature of the internal combustion engine. The temperature detected by the water temperature detecting means may be used.
[0013]
In the present invention, after starting the internal combustion engine, the steady state estimated temperature is sequentially obtained based on at least a predetermined correlation from the rotational speed and load of the internal combustion engine, and the initial value is used as a starting point for the steady state estimated temperature. The value that follows with a delay in response is sequentially obtained by the annealing process as the current estimated temperature of the catalyst. In this case, the smoothing coefficient in this smoothing process, that is, the coefficient that defines the degree of response delay depends on the rotational speed and load of the internal combustion engine. It is variably set by correcting the set value according to the latest value of the current estimated temperature of the catalyst that has already been obtained. .
[0014]
Here, according to the knowledge of the inventors of the present application, in the steady operation state of the internal combustion engine, that is, in the operation state where the rotation speed (rotation speed) and load (state of intake air amount) of the internal combustion engine are kept constant, The temperature of the catalyst (the temperature finally reached) is basically a temperature corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine. Further, when the operating state of the internal combustion engine is changed in a stepped manner, the temperature of the catalyst is basically delayed in response to the temperature corresponding to the speed and load of the internal combustion engine after the change (basically, the primary It converges with a delay. In this case, the degree of response delay basically tends to be in accordance with the rotational speed and load of the internal combustion engine. . In particular, in a state where the temperature of the catalyst is low (a low temperature state where the catalyst is not yet fully activated), as the activation of the catalyst proceeds, heat generation due to the reaction of the exhaust gas components and the exhaust gas components may occur. Therefore, the degree of response delay when the temperature of the catalyst converges to a steady temperature is influenced not only by the rotational speed and load of the internal combustion engine but also by the temperature of the catalyst. This Therefore, during the operation of the internal combustion engine, by obtaining the current estimated temperature of the catalyst by the annealing process, it is possible to sequentially obtain the estimated temperature of the catalyst with high reliability (with little error).
[0015]
Therefore, according to the present invention, the temperature of the catalyst can be accurately estimated from the start of the internal combustion engine without being restricted by the operating conditions of the internal combustion engine. Of the rotational speed and load of the internal combustion engine necessary for obtaining the steady estimated temperature and the smoothing coefficient, the rotational speed may be a value detected by the rotational speed detection means provided in the internal combustion engine. Further, the load may be anything that represents the state of the intake air amount of the internal combustion engine. For example, when an intake pressure detection means for detecting the intake pressure (intake pipe internal pressure) of the internal combustion engine or an intake air amount detection means for directly detecting the intake air amount is provided, the detection means The detected intake pressure or the detected intake air amount can be used as a load representing the internal combustion engine.
[0016]
By the way, during the operation of the internal combustion engine, the ignition timing of the internal combustion engine may be intentionally controlled to be retarded from the usual ignition timing in order to accelerate the activation of the catalyst after starting. In some cases, the exhaust gas is appropriately recirculated to the intake system of the internal combustion engine in order to burn the unburned components in the exhaust gas. Further, when the throttle valve of the internal combustion engine is substantially fully opened, the fuel supply amount of the internal combustion engine is generally increased from the fuel supply amount corresponding to the normal air fuel ratio (the air fuel ratio in the vicinity of the theoretical air fuel ratio). Under these operating conditions, the temperature of the catalyst in the steady operation state of the internal combustion engine is not only the rotational speed and load of the internal combustion engine, but also the ignition timing retardation, the degree of exhaust gas recirculation to the intake system, the throttle valve It is affected by the degree of increase in the amount of fuel supplied when fully open.
[0017]
Therefore, in the present invention, more preferably, the means for obtaining the steady estimated temperature obtains a basic value of the steady estimated temperature of the catalyst based on a predetermined correlation from the rotational speed and load during operation of the internal combustion engine, This basic value depends on at least one of the retarded angle of the ignition timing of the internal combustion engine, the degree of recirculation of exhaust gas to the intake system, and the degree of increase in the fuel supply amount when the throttle valve is substantially fully opened. The steady state estimated temperature is obtained by correcting the above. By doing so, the reliability of the steady estimated temperature can be further increased, and as a result, the accuracy of the estimated temperature of the catalyst during the operation of the internal combustion engine can be increased.
[0018]
Further, during the fuel cut of the internal combustion engine (in a state where the fuel supply is cut off), the fuel / air mixture is not combusted. Therefore, the temperature of the catalyst in the steady operation state of the internal combustion engine is generally determined by the rotation of the internal combustion engine. It does not depend on the number and load. Further, during fuel cut, the form of response delay when the temperature of the catalyst converges to a steady temperature generally differs from the operating state of the internal combustion engine other than during fuel cut. Therefore, the present invention includes means for setting the steady state estimated temperature and the smoothing coefficient to predetermined values during the fuel cut of the internal combustion engine. As a result, the accuracy of the estimated temperature of the catalyst can be increased even during the fuel cut of the internal combustion engine or in the operation state immediately after that.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an apparatus including an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine (internal combustion engine) mounted as a vehicle propulsion source in an automobile, for example, and 2 denotes an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU). The engine 1 is a four-cylinder engine, for example.
[0021]
In the middle of the intake pipe 3 (intake passage) constituting the intake system of the engine 1, a throttle valve 4 for adjusting the intake amount and the intake pipe internal pressure PBA (specifically, the absolute pressure in the intake pipe 4 in detail) from the upstream side. ) For detecting the intake pipe internal pressure sensor 5 (intake pressure detecting means), the intake air temperature sensor 6 (intake air temperature detecting means) for detecting the intake air temperature TAOB (air temperature in the intake pipe 4), and the intake pipe 4 for fuel. There is provided a fuel injection valve 7 that is injected into the fuel and mixed with air. A throttle valve opening sensor 8 for detecting the opening THA of the throttle valve 4 is provided at the position where the throttle valve 4 is disposed. Each of the sensors 5, 6, and 8 outputs an electric signal indicating the detected value to the ECU 2.
[0022]
The fuel injection valve 7 is provided for each cylinder slightly upstream of the intake valve (not shown) of each cylinder of the engine 1. Each fuel injection valve 7 is supplied with fuel from a fuel tank (not shown), and the valve opening time (and hence the fuel injection amount) is controlled by the ECU 2.
[0023]
The engine 1 includes a rotation speed sensor 9 (rotation speed detection means) that detects the rotation speed NE (rotation speed) of the engine 1 and a water temperature sensor 10 (engine temperature detection means) that detects the cooling water temperature TW of the engine 1 as the engine temperature. ), And an igniter 11 composed of a spark plug and a distributor (not shown). The rotation speed sensor 9 and the water temperature sensor 10 output electric signals indicating respective detection values to the ECU 2. Further, the operation of the igniter 11 (ignition timing of the air-fuel mixture in each cylinder) is controlled by the ECU 2. The rotation speed sensor 9 generates a pulse signal (TDC signal) at every predetermined rotation angle of the crankshaft of the engine 1, and outputs this TDC signal to the ECU 2 as a signal indicating the rotation speed NE.
[0024]
An exhaust pipe 12 (exhaust passage) constituting the exhaust system of the engine 1 is provided with an exhaust gas purifying catalyst (CAT) 13. The catalyst 13 is composed of, for example, a three-way catalyst. Then, on the upstream side and the downstream side of the catalyst 13, a LAF sensor 14 and an OF as an air-fuel ratio sensor, respectively. ₂ A sensor 15 is provided. The LAF sensor 14 is provided in the vicinity of the location where the exhaust gas of each cylinder of the engine 1 gathers.
[0025]
These

sensors

14 and 15 are sensors that are sensitive to the oxygen concentration in the exhaust gas (and thus the air-fuel ratio of the exhaust gas represented by this oxygen concentration). The LAF sensor 14 is used in a relatively wide air-fuel ratio range. This generates an electric signal (hereinafter referred to as a detection output KACT) at a level proportional to the air-fuel ratio. O ₂ The sensor 15 shows a highly sensitive change only in a narrow air-fuel ratio range near the stoichiometric air-fuel ratio, and the level of an electric signal generated by the sensor 15 (hereinafter referred to as detection output V O2). The detection output VO2 becomes almost constant, or the change becomes minute. These LAF sensors 14 and O ₂ Detection outputs KACT and VO2 of the sensor 15 are input to the ECU 2.
[0026]
An exhaust gas recirculation passage 16 (hereinafter referred to as an EGR passage 16) is led out from a location slightly upstream of the LAF sensor 14 in the exhaust pipe 12, and is connected to the intake pipe 3 on the downstream side of the fuel injection valve 7. The EGR passage 16 is provided with an electromagnetic control valve 17 (hereinafter referred to as an EGR control valve 17). The opening degree of the EGR control valve 17 is controlled by the ECU 2.
[0027]
The ECU 2 is an electronic circuit unit that includes a microcomputer that includes a CPU, RAM, and ROM (not shown). Then, the ECU 2 determines the fuel injection valve 7 based on the output signal of each sensor such as the intake air temperature sensor 6 described above or a detected value grasped from the output signal, a program and setting data stored in advance in the ROM. The operation of each actuator connected to the ECU 2 such as the EGR control valve 17 is controlled, and thereby the operation of the engine 1 is controlled. Further, the ECU 2 controls the operation of the engine 1 while estimating the temperature of the catalyst 13 (hereinafter referred to as catalyst temperature estimation process) and the process for evaluating the deterioration state of the catalyst 13 (hereinafter referred to as catalyst deterioration evaluation process). ) Etc. are also executed. Therefore, the ECU 2 has a function as a main part of the temperature estimation device of the present invention.
[0028]
Here, an outline of the catalyst deterioration evaluation process by the ECU 2 will be described. In this embodiment, in order to ensure good exhaust gas purification performance by the catalyst 13 during operation of the engine 1, ₂ Based on the detection output VO2 of the sensor 15 and the detection output KACT of the upstream LAF sensor 14, the valve opening time (fuel injection amount) of the fuel injection valve 7 is adjusted, whereby the air-fuel ratio of the engine 1 is controlled. The In this case, the air-fuel ratio control is performed as proposed by the applicant of the present application in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-153051 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-324765. This air-fuel ratio control does not form the essence of the present invention and has been described in detail in the above publication, so further explanation is omitted here.
[0029]
The ECU 2 executes the catalyst deterioration evaluation process while performing such air-fuel ratio control. This catalyst deterioration evaluation process is performed, for example, as proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-241349. That is, O ₂ A deterioration evaluation parameter for evaluating the deterioration state of the catalyst 13 is calculated using the detection output VO2 of the sensor 15, and the deterioration state of the catalyst 13 is determined by comparing the deterioration evaluation parameter with a predetermined determination value. It is determined whether or not. Note that a more specific method of the catalyst deterioration evaluation process is described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-241349, and therefore further description is omitted here. Further, the method for evaluating the deterioration state of the catalyst 13 is not limited to that disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2001-241349, and the detection outputs of both the upstream and downstream air-fuel ratio sensors of the catalyst are used. Other methods may be used such as evaluating the deterioration state of the catalyst.
[0030]
By the way, the catalyst deterioration evaluation process is executed under one condition that the catalyst 13 is heated and activated. This is because when the catalyst 13 is not activated, the exhaust gas purifying action (oxidation / reduction reaction) by the catalyst 13 does not function sufficiently. ₂ This is because it does not properly reflect the detection output VO2 of the sensor 15 and thus the deterioration state of the catalyst 13 cannot be properly evaluated.
[0031]
Therefore, in the present embodiment, the ECU 2 executes the catalyst temperature estimation process from the start of operation of the engine 1 (at the time of starting), and sequentially obtains the estimated temperature of the catalyst 13. Then, the ECU 2 sequentially determines whether or not the catalyst 13 is activated based on the estimated temperature, that is, whether or not the catalyst 13 is in a warm-up state. This catalyst temperature estimation process (including the determination of warm-up of the catalyst 13) is performed after the ECU 2 is activated by turning on an ignition switch (not shown), and then the routine shown in the flowchart of FIG. This is done by executing in a cycle.
[0032]
Referring to FIG. 2, ECU 2 first determines whether or not the current timing is the start mode in STEP 1. The start mode is a mode in which the engine 1 is started (combustion operation is started) while cranking the engine 1 by a starter motor (not shown).
[0033]
If the engine is in the start mode at this time, the ECU 2 executes the determination process of STEP 3 after setting the initialization completion flag F / TCTINI to “1” in STEP 2. In STEP 3, the ECU 2 compares the detected value (current value) of the cooling water temperature TW by the water temperature sensor 10 with the detected value (current value) of the intake air temperature TA by the intake air temperature sensor 6. At this time, if TW> TA, the ECU 2 sets the detected value of the intake air temperature TA as the initial value TCT (0) of the estimated temperature TCT of the catalyst 13 (hereinafter referred to as the estimated catalyst temperature TCT) (STEP 4). ). Further, when TW ≦ TA in STEP 3, the ECU 2 sets the detected value of the coolant temperature TW as the initial value TCT (0) of the estimated catalyst temperature TCT (STEP 5).
[0034]
By executing the processing of STEP 3 to STEP 5 in the start mode, the smaller one of the intake air temperature TA and the cooling water temperature TW when the engine 1 is started, that is, MIN (TA, TW) is the estimated catalyst temperature TCT. The initial value TCT (0) is obtained.
[0035]
Note that, after setting the initial value TCT (0) in STEP 4 or 5, the ECU 2 executes the processes of STEPs 10 to 12, and ends the catalyst temperature estimation process in the current cycle time. STEPs 10 to 12 are processing for determining whether or not the catalyst 3 is in a warm-up state (hereinafter referred to as catalyst warm-up determination processing), which will be described later.
[0036]
When the engine 1 starts normally, the start mode ends and the determination result of STEP1 is NO. At this time, the ECU 2 confirms that the value of the initialization completion flag F / INI is “1” in STEP 6, that is, after the initial value TCT (0) of the estimated catalyst temperature TCT has been calculated, STEP 7 In step S1, the value of the countdown timer TM is determined. The countdown timer TM measures a cycle for updating the estimated catalyst temperature TCT, and is initialized to a predetermined value TM0 (for example, 200 ms) when the engine 1 is started. In step 7, if TM> 0, the update period of the estimated catalyst temperature TCT is being counted. Therefore, the ECU 2 sets the estimated catalyst temperature TCT to the current value (TCT = TCT ( 0)), the catalyst warm-up determination process in STEPs 10 to 12 is executed, and the process for the current cycle time is terminated.
[0037]
If TM = 0 in STEP6, the ECU 2 initializes (resets) the countdown timer TM to the predetermined value TM0 in STEP8, and then executes an update process of the estimated catalyst temperature TCT in STEP9. Then, after this update process, the ECU 2 executes the catalyst warm-up determination process in STEPs 10 to 12, and ends the process for the current cycle time. Accordingly, the update process of STEP 9 is executed at a period determined by the predetermined value TM0, that is, the initial value TM0 of the countdown timer TM (which is longer than the entire process period of FIG. 2). In the following description, the processing period of STEP 9 may be referred to as an estimated temperature update cycle.
[0038]
The update process in STEP 9 is executed as shown in the flowchart of FIG. First, the outline will be described. The ECU 13 is predicted to finally reach (converge) when the current operating state of the engine 1 is continued by the processing of STEPs 9-1 to 9-12. , That is, a steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13, and an annealing coefficient Cx used for obtaining (updating) the estimated catalyst temperature TCT by an annealing process described below. In STEP 9-13, the ECU 2 updates the estimated catalyst temperature TCT by calculating the smoothing process of the following equation (1) to obtain a new estimated catalyst temperature TCT (k).
[0039]
TCT (k) = Cx · TCTM + (1-Cx) · TCT (k-1) (1)
Here, the subscript k in Equation (1) means the cycle time of STEP 9, that is, the number of the estimated temperature update cycle, and TCT (k) is newly added in this estimated temperature update cycle. The obtained estimated catalyst temperature, TCT (k-1), means the estimated catalyst temperature obtained in the previous estimated temperature update cycle. Therefore, the calculation of the smoothing process of the expression (1) is performed by calculating the latest value TCT (k−1) before the update of the estimated catalyst temperature TCT and the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 corresponding to the current operating state of the engine 1. The smoothing coefficient Cx is used as a coefficient related to these. Incidentally, the initial value (starting point) TCT (0) of the estimated catalyst temperature TCT when the processing of STEP 9 is executed for the first time after the engine 1 is started is the value obtained in the start mode as described above.
[0040]
By the annealing process represented by the equation (1), a value that follows the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 with a response delay (first-order lag) is sequentially obtained as the estimated catalyst temperature TCT. . In this case, the smoothing coefficient Cx (0 <Cx <1) in the equation (1) indicates the degree of the response delay. The larger the smoothing coefficient Cx, the quicker the steady state estimation of the estimated catalyst temperature TCT. It will converge to the temperature TCTM.
[0041]
The processing of STEPs 9-1 to 9-12 before executing the calculation of the formula (1) (updating the estimated catalyst temperature TCT) is performed as follows. That is, first, in STEP 9-1, the ECU 2 determines the steady state of the catalyst 13 based on the detected values (current values) of the rotational speed NE of the engine 1 and the intake pipe internal pressure PBA by the rotational speed sensor 9 and the intake pipe internal pressure sensor 5. Calculate the basic value TCTMX of the estimated temperature. The basic value TCTMX is the value of the catalyst 13 that is predicted to finally reach (converge) in the steady operation state of the engine 1 when the current rotational speed NE and the intake pipe internal pressure PBA are continuously maintained. It means temperature. In the steady operation state in this case, the ignition timing and air-fuel ratio of the engine 1 are normal values, and exhaust gas is not supplied to the intake side of the engine 1. To do.
[0042]
Such a basic value TCTMX is a predetermined map based on the detected values of the rotational speed NE and the intake pipe internal pressure PBA (this is the correlation between the rotational speed NE and the intake pipe internal pressure PBA and the basic value TCTMX). It is calculated based on In this case, the basic value TCTMX basically becomes higher as the rotational speed NE is larger, and becomes higher as the intake pipe pressure PBA is larger.
[0043]
Next, the ECU 2 determines in STEP 9-2 whether or not the fuel cut of the engine 1 is in progress. At this time, if the fuel cut is not in progress, the ECU 2 uses the equation (1) in STEP 9-3 based on the detected value (current value) of the rotational speed NE of the engine 1 and the intake pipe internal pressure PBA. Set the coefficient Cx. For example, as shown in FIG. 4, the annealing coefficient Cx is set based on a predetermined data table using the rotational speed NE and the intake pipe pressure PBA as parameters. In this case, the smoothing coefficient Cx is basically set to a larger value as the rotational speed NE is larger, and is set to a larger value as the intake pipe pressure PBA is larger.
[0044]
Next, the ECU 2 determines in STEP 9-4 whether or not the retard control of the ignition timing of the engine 1 is being performed. Here, in this embodiment, when it is predicted that the catalyst 13 is cold, for example, when the engine 1 is cold-started, the ignition timing of the engine 1 is set to the normal ignition in order to accelerate the activation of the catalyst 13. Control is made on the retard side rather than the timing. This is because the amount of heat of the exhaust gas is increased by controlling the ignition timing to be retarded from the usual ignition timing, and the temperature rise and activation of the catalyst 13 are accelerated. Note that such retardation control is a known technique, and thus detailed description thereof is omitted here.
[0045]
When the ignition timing retard control is not being performed, the ECU 2 sets the retard amount ΔDIG (retard amount with respect to the normal ignition timing) of the ignition timing to “0” (STEP 9-5). Further, when the retard control is being performed, the ECU 2 calculates the retard amount ΔDIG of the ignition timing (STEP 9-6).
[0046]
Next, in STEP 9-7, the ECU 2 determines the temperature rise ΔTCTIG of the catalyst 3 per unit retard amount of the ignition timing (temperature rise from the basic value TCTMX) based on the current value of the rotational speed NE of the engine 1. Ask for. That is, during the ignition timing retarding control, the amount of heat of the exhaust gas increases, so that the steady temperature of the catalyst 3 (finally converges in the steady operation state in which the rotational speed NE of the engine 1 and the intake pipe pressure PBA are maintained constant). The temperature of the catalyst 3 to be increased) is higher than the basic value TCTMX, and this increase amount is approximately proportional to the retardation amount ΔDIG. Therefore, in the present embodiment, such a temperature increase amount of the catalyst 13 expressed per unit retardation amount is obtained as the temperature increase amount ΔTCTIG.
[0047]
Such a temperature rise amount ΔTCTIG is obtained based on a predetermined data table with the rotational speed NE as a parameter, for example, as shown in FIG. In this case, the temperature rise amount ΔTCTIG basically becomes smaller as the rotational speed NE becomes larger.
[0048]
Next, in STEP 9-8, the ECU 2 calculates the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 corresponding to the current operating state of the engine 1 from the basic value TCTMX according to the following equation (2).
[0049]

Here, the second term ΔTCTIG · ΔDIG on the right side of the equation (2) means the temperature rise amount of the catalyst 13 corresponding to the current retard amount ΔDIG of the ignition timing. During the ignition timing retarding control, the steady temperature of the catalyst 13 increases as described above, and the basic value TCTMX is corrected by adding the temperature increase amounts ΔTCTIG · ΔDIG to the basic value TCTMX.
[0050]
Further, the KEGR in the third term ΔTCTEGR · (1-KEGR) on the right side is controlled by the ECU 2 by controlling the EGR control valve 17 so that a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side of the engine 1 through the EGR passage 16. (Hereinafter, this control is referred to as EGR control), the fuel injection amount of the engine 1 (the valve opening time of the fuel injection valve 7) is determined as the basic fuel injection according to the rotational speed NE of the engine 1, the intake pipe internal pressure PBA, etc. This is a correction coefficient (correction coefficient for multiplying the basic fuel injection amount) for correcting the amount to be decreased from the amount. Therefore, when 0 <KEGR ≦ 1 and EGR control is not being performed (the EGR control valve 17 is closed), KEGR = 1. The EGR control is a control that is appropriately executed by the ECU 2 in order to return the unburned gas in the exhaust gas to the intake system of the engine 1 and burn it under predetermined operating conditions of the engine 1.
[0051]
When such EGR control is performed, the temperature of the exhaust gas tends to be lower than when the EGR control is not performed, and consequently the steady temperature of the catalyst 13 is lower than the basic value TCTMX. Therefore, in the present embodiment, a value ΔTCTEGR · (1−KEGR) obtained by multiplying (1−KEGR) (which indicates the degree of exhaust gas recirculation by EGR control) by a predetermined coefficient ΔTCTEGR is subtracted from the basic value TCTMX. Thus, the basic value TCTMX is corrected.
[0052]
Further, the KWOT in the fourth term ΔTCTWOT · (KWOT-1) on the right side indicates that the engine 2 is in the state where the ECU 2 grasps that the throttle valve 4 is substantially fully opened by the detection signal of the throttle valve opening sensor 8. A correction coefficient (basic fuel injection amount) for correcting the fuel injection amount (opening time of the fuel injection valve 7) to an increase side from the basic fuel injection amount according to the rotational speed NE of the engine 1 and the intake pipe internal pressure PBA, etc. Correction coefficient to be multiplied by. Therefore, when KWOT ≧ 1 and the throttle valve 4 is not in the fully open state, KWOT = 1.
[0053]
As described above, when the fuel injection amount is increased while the throttle valve 4 is substantially fully open, the temperature of the exhaust gas tends to be low, and the steady temperature of the catalyst 13 is lower than the basic value TCTMX. Therefore, in the present embodiment, a value ΔTCTWOT · (KWOT−1) obtained by multiplying (KWOT−1) (which indicates the degree of increase in the fuel injection amount) by a predetermined coefficient ΔTCTWOT is subtracted from the basic value T CTMX. Thus, the basic value TCTMX is corrected.
[0054]
As described above, in STEP 9-8, according to the equation (2), the basic value TCTMX is set to retard the ignition timing, the degree of recirculation of exhaust gas to the intake system, and the increase in fuel injection amount when the throttle valve 4 is substantially fully opened. It is corrected according to the degree. Thereby, the estimated value of the steady temperature as the temperature of the catalyst 3 finally reached in the steady operation state where the operation state of the engine 1 continues, that is, the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 is obtained.
[0055]
On the other hand, when the fuel cut of the engine 1 is being performed in STEP 9-2, the ECU 2 sets the smoothing coefficient Cx to a dedicated predetermined value during the fuel cut in STEP 9-9. Further, in STEP 9-10, the ECU 2 sets the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 to a dedicated predetermined value (for example, 250 ° C.) during the felkat. As described above, the setting of the annealing coefficient Cx and the estimated steady state temperature TCTM during the Velcut is distinguished from the other cases because the combustion of the air-fuel mixture in the engine 1 is not performed during the fuel cut. This is because the temperature change is significantly different from that in the normal operating state of the engine 1 where fuel cut is not performed.
[0056]
As described above, after obtaining the steady estimated temperature TCTM in STEP 9-8 or STEP 9-10, the ECU 2 determines in STEP 9-11 the current value TCT (k-1) of the estimated catalyst temperature TCT (update of the previous estimated temperature). Based on the estimated catalyst temperature obtained in the cycle), a correction coefficient KC (0 <KC ≦ 1) for correcting the annealing coefficient Cx obtained in STEP 9-3 or 9-9 is obtained. Then, in STEP 9-12, the ECU 2 corrects the smoothing coefficient Cx by multiplying the correction coefficient KC obtained in STEP 9-3 or 9-9 by the correction coefficient KC, and finally this time. An annealing coefficient Cx used in the annealing process of Equation (1) in the estimated temperature update cycle is determined. In this case, in STEP 9-12, for example, as shown in FIG. 6, the correction coefficient KC is set based on a predetermined data table using the estimated catalyst temperature TCT as a parameter. That is, the correction coefficient KC is set to a value smaller than “1” in a temperature range where the current value TCT (k−1) of the estimated catalyst temperature TCT is relatively low (a temperature range of 350 ° C. or lower in the present embodiment). The Therefore, the final annealing coefficient Cx in the current cycle time is slightly smaller than usual in a state where the temperature of the catalyst 13 is relatively low (a state where the temperature of the catalyst 13 is <350 ° C.) such as immediately after the engine 1 is started. Set to a value.
[0057]
This is due to the following reason. That is, when the temperature of the catalyst 13 is low, the exhaust gas purification function does not function sufficiently, and therefore the heat generation of the catalyst 13 due to the oxidation / reduction reaction is small. For this reason, in the state where the temperature of the catalyst 13 is low, the temperature rise of the catalyst 13 tends to be delayed rather than in the high state (state where the temperature of the catalyst 13 ≧ 350 ° C.). Further, in this embodiment, in order to evaluate the deterioration state of the catalyst 13 after the catalyst 13 is surely warmed up, the error of the estimated catalyst temperature TCT is higher than the true temperature of the catalyst 13. It is not preferable that the estimated catalyst temperature TCT is higher than the true temperature of the catalyst 13. For this reason, in this embodiment, by correcting the smoothing coefficient Cx with the correction coefficient KC set as described above, the catalyst estimation is lower when the temperature of the catalyst 13 is lower than when the temperature is high. The rise in temperature TCT is slightly delayed.
[0058]
Through the processing of STEPs 9-1 to 9-12 described above, the steady estimated temperature TCTM of the catalyst 13 and the smoothing coefficient Cx are obtained for each cycle time of the processing of STEP9. Then, as described above, the ECU 2 sequentially updates the estimated catalyst temperature value TCT by performing the smoothing calculation of the above equation (1) using these TCTM and Cx in STEP 9-13. As a result of the processing in STEP 9, the estimated catalyst temperature TCT is obtained sequentially for each execution cycle of the processing in STEP 9 (for each estimated temperature update cycle). In this case, by setting the steady estimated temperature TCTM and the smoothing coefficient Cx as described above, the accurate estimated catalyst temperature TCT can be obtained regardless of the operating state of the engine 1.
[0059]
Returning to the description of the flowchart of FIG. 2, the catalyst warm-up determination process in STEPs 10 to 12 is executed as follows. That is, in STEP 10, the ECU 2 compares the current value of the estimated catalyst temperature TCT determined as described above with a predetermined determination threshold value TCTH (for example, about 350 ° C.). The ECU 2 sets the value of the catalyst warm-up determination flag F / TCAT to “1” (STEP 11), assuming that the catalyst 13 is in the warm-up state when TCT> TCTH, and when TCT ≦ TCTH, The value of the catalyst warm-up determination flag F / TCAT is set to “0”.
[0060]
In this case, in the present embodiment, the determination threshold value TCTH is not actually a single threshold value but has a hysteresis characteristic. More specifically, the determination threshold value TCTH is composed of two types of determination threshold values TCTH1 (for example, 400 ° C.) and TCTH2 (<TCTH1, for example, 350 ° C.) slightly different from each other. Until the high temperature side determination threshold value TCTH1 is exceeded, the high temperature side determination threshold value TCTH1 is used as the determination threshold value TCTH in STEP10. After the estimated catalyst temperature TCT exceeds the determination threshold value TCTH1 on the high temperature side, the determination threshold value TCTH2 on the low temperature side is used as the determination threshold value TCTH in STEP 10 until the estimated catalyst temperature TCT drops below the determination threshold value TCTH2 on the low temperature side. Is used. Further, when the estimated catalyst temperature TCT falls below the low temperature side determination threshold value TCTH2, the high temperature side determination threshold value TCTH1 is again used as the determination threshold value TCTH in STEP10. Thereafter, similarly to the above, the determination threshold value TCTH is appropriately switched. As described above, by providing hysteresis characteristics to the determination threshold value TCTH in STEP 10, even when the estimated catalyst temperature TCT varies near the determination threshold values TCTH1 and TCTH2 due to the influence of disturbance or the like, the catalyst warm-up determination process is performed. The result (determination result of whether or not the catalyst 13 is in a warm-up state) is stabilized.
[0061]
In the present embodiment described above, the case where the estimated catalyst temperature TCT is used in the catalyst warm-up determination process for evaluating the deterioration state of the catalyst 13 has been described as an example. In a system having such an HC adsorbent in the exhaust system, the estimated catalyst temperature TCT may be used to determine whether the catalyst is in a warm-up state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an apparatus including an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a catalyst temperature estimation process by the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing subroutine processing of the flowchart of FIG. 2;
4 is a diagram showing a data table used in the processing of FIG.
5 is a diagram showing a data table used in the processing of FIG.
6 is a diagram showing a data table used in the processing of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 2 ... Electronic control unit (Catalyst temperature estimation means), 12 ... Exhaust passage, 13 ... Catalyst

Claims

An apparatus for estimating the temperature of an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Means for determining an initial value of the estimated temperature of the catalyst based on at least one of the intake air temperature of the internal combustion engine and the engine temperature at the start of the internal combustion engine;
Means for successively obtaining a steady estimated temperature of the catalyst in a steady operation state of the internal combustion engine based on a predetermined correlation from at least the rotational speed and load of the internal combustion engine after starting the internal combustion engine;
Means for sequentially obtaining a value following the steady estimated temperature with a response delay from the initial value by a smoothing process, and obtaining the obtained value as the current estimated temperature of the catalyst,
Averaging coefficient in the smoothing process, by correcting the value set in accordance with the rotational speed and load of the internal combustion engine, already according to the latest value of the current estimated temperature of the obtained catalyst, variably set An apparatus for estimating the temperature of a catalyst.

The means for obtaining the steady estimated temperature obtains a basic value of the steady estimated temperature of the catalyst based on a predetermined correlation from the number of rotations and the load during operation of the internal combustion engine, and this basic value is used as the ignition timing of the internal combustion engine. Is corrected according to at least one of a delay angle of the exhaust gas, a degree of recirculation of the exhaust gas to the intake system, and a degree of increase in the fuel supply amount when the throttle valve is substantially fully opened. The catalyst temperature estimation apparatus according to claim 1, wherein

3. The catalyst temperature estimation device according to claim 1, further comprising means for setting the steady state estimated temperature and the smoothing coefficient to predetermined values during fuel cut of the internal combustion engine.