JP5849858B2 - 内燃機関の触媒保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の触媒保護装置に関する。

内燃機関（エンジン）には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒（以下、単に、触媒ということがある）を備えるものがある。しかし、高温の排気ガス等で、触媒が過度に加熱されると浄化能力が低下することがある。排気浄化触媒の浄化能力を良好に保つため、燃料噴射量を増量して燃料の気化熱により排気の温度を低下させ、触媒を冷却する技術が用いられることがある。この場合の燃料の増量を、ＯＴ（Ｏｖｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）増量と呼ぶ。ＯＴ増量により増量される燃料の量をＯＴ増量値と呼ぶ。

特許文献１には、内燃機関の高負荷運転状態が検出され、かつ推定された排気浄化装置の温度が所定温度以上のときに、内燃機関に供給される燃料の増量が実行される燃料供給制御装置が開示されている。

特開平１０−２０５３７５号公報

ところで、排気浄化装置に含まれる触媒の温度は、排気流通方向に沿って、その分布が異なる。また、触媒における排気流通方向上流側の温度状態が排気下流側に伝播すると考えられる。
しかしながら、前記特許文献１では、このような触媒における排気流れ方向の温度分布は考慮されていない。この結果、部分的に過昇温状態に陥ることが懸念される。

そこで、本明細書開示の触媒保護装置は、実際の触媒の温度分布に即して適切なＯＴ増量を行うことを課題とする。

本明細書開示の内燃機関の触媒保護装置は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒と、排気流通方向に沿って区分けされた前記排気浄化触媒の複数の領域毎に床温を把握する床温取得手段と、前記床温取得手段によって取得された床温に基づき、前記領域のいずれかにおいて燃料噴射増量が必要と判断された場合は、燃料噴射増量が必要と判断された領域に必要な増量値を加味した燃料噴射を実施する燃料噴射手段と、を備える。

触媒の排気流通方向下流側の領域では、熱伝播等によりその上流側の温度よりも高くなることがある。複数の領域毎に温度状態を把握して、その温度状態に基づいて燃料増量を行うことで、実際の触媒の温度分布に即して適切な冷却を行い、触媒を保護することができる。

前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域において燃料噴射増量が必要であるか否かの判断と、当該予め定められた基準領域の排気流通方向上流側の領域のうち少なくとも１つの領域において燃料噴射増量が必要であるか否かの判断を参酌して、前記予め定められた基準領域に対する増量値を加味した燃料噴射を行う。

また、前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域と、当該予め定められた基準領域の排気流通方向上流側において隣接する領域の双方において共に燃料噴射増量が必要であると判断したときに前記基準領域に対する増量値を加味した燃料噴射を行う。

例えば、内燃機関が加速状態となったり、排気流通方向上流側の領域においてＯＳＣ（Oxygen Storage Capacity）剤の酸化反応熱が生じたりすると、排気下流側の領域（予め定めた基準となる領域）の温度が上昇する。一方、排気流通方向上流側の領域が過昇温の状態にない場合は、内燃機関はストイキ又は定常走行状態であると考えられ、排気下流側の領域（基準となる領域）が過昇温となるおそれは低下する。そこで、基準となる領域の排気流通方向上流側において隣接する領域の双方において共に燃料噴射増量が必要であると判断したときに基準となる領域に対する増量値を加味した燃料噴射を実行する。すなわち、触媒冷却が不要である場合の燃料噴射増量が回避されることで、排気流通方向上流側の領域における過度のリッチ状態が抑制され、理論空燃比λ＝１である領域からの乖離が抑制される。また、排気流通方向上流側の領域における床温の過度の低下が抑制される。

前記床温取得手段は、前記複数の領域毎に過昇温状態であるか否かを判断するための判定値が設定され、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域及び当該予め定められた基準領域よりも排気流通方向上流側に位置する領域に対し、領域毎に設定された前記判定値をそれぞれ用い、それぞれ増量値を算出するときに、前記排気流通方向上流側に位置する領域に対して設定された前記判定値を加味して、前記基準領域における床温を把握する。

判定値は、各領域が過昇温状態であるか否かを判断するために設定された値である。排気流通方向上流側に位置する領域の燃料噴射増量が行われると、この燃料噴射増量に応じた温度低下がみられる。しかしながら、その温度低下の速度を正確に把握することは困難である。そこで、高温側の最も過酷な条件として排気流通方向上流側に位置する領域に対して設定された判定値を採用し、前記基準となる領域における温度状態を把握する。これにより、基準となる領域が過昇温状態となることに起因する触媒の損傷を抑制することができる。

前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域に対し、当該予め定められた基準領域よりも排気流通方向上流側に位置する領域に設定された過昇温状態であるか否かを判断するための判定値よりも低い値を過昇温状態であるか否かを判断するための判定値として設定し、前記領域毎の現在温度と前記領域毎に設定された判定値とを比較して、前記領域毎に燃料噴射増量の要否を判断する。

排気流通方向下流側の領域は、排気流通方向上流側からの熱伝播等によってさらに高温となることがある。そこで、基準となる領域に対し、当該基準となる領域よりも排気流通方向上流側に位置する領域に設定された判定値よりも低い値を判定値として設定する。これにより、基準となる領域における過昇温を適切に判断し、燃料噴射増量を行うことができる。

本明細書開示の触媒保護装置によれば、実際の触媒の温度分布に即して適切なＯＴ増量を行うことができる。

図１は実施例の触媒保護装置を適用したエンジンを例示する模式図である。 図２は実施例の触媒保護装置を例示する機能ブロック図である。 図３は触媒における前端側及び中央部を示す説明図である。 図４は実施例の触媒保護装置の制御の一例を示すフロー図である。 図５はエンジンの回転数及びエンジン負荷からベース増量値を算出するマップの一例を示した図である。 図６は実施例の触媒保護装置における各値の時間的変化の一例を示すタイムチャートである。 図７は実施例における収束温度とＯＴ増量値との関係を比較例とともに示した説明図である。 図８は実施例におけるＯＴ増量値と床温推移の関係を比較例とともに示した説明図である。 図９はＯＴ増量値と、前端側床温及び中央部床温の推移との関係を示した説明図である。 図１０は触媒中央部における補正係数の算出について説明する図面である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

初めに、内燃機関の触媒保護装置（以下、単に、触媒保護装置という）の構成について説明する。図１は実施例に係る触媒保護装置を適用した内燃機関を例示する模式図である。

図１に示すように、エンジンはＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２、エンジン本体４、クランクシャフト６、クランク角度センサ７、燃料噴射弁８、吸気センサ９、排気浄化触媒（以下、単に、触媒ということがある）１０、吸気管１２、排気管１４、及び点火プラグ１６を備える。

エンジン本体４には、燃料噴射弁８、吸気管１２、排気管１４及び点火プラグ１６が設けられている。クランク角度センサ７は、エンジン本体４の気筒に設けられ、クランクシャフト６のクランク角度を検出する。燃料噴射弁８及び吸気センサ９は、吸気管１２に設けられている。燃料噴射弁８は燃料を噴射する。吸気センサ９は、吸気管１２を通ってエンジン本体４に吸入される吸入空気量を検出する。触媒１０は排気系、具体的に、排気管１４に設けられており、エンジン本体４が排出する排気ガスを浄化する。ＥＣＵ２は、クランク角度センサ７により検出されたクランク角度、吸気センサ９により検出された吸入空気量を取得する。またＥＣＵ２は燃料噴射弁８による燃料の噴射、点火プラグ１６による点火を制御する。

図２は実施例１に係る燃料噴射制御装置を例示する機能ブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ２は、回転数検出手段１８、床温取得手段２０、燃料噴射手段２７として機能する。燃料噴射手段２７は、ベース増量値算出手段２２、比較手段２３、補正手段２４、及び噴射量増量手段２６を含む。また、ＥＣＵ２は、所定の判定値、すなわち、ＯＴ判定温度の値を保持しており、現在温度とＯＴ判定温度とを比較して、ＯＴ増量が必要であるか否かを判断する。また、狙い床温の値も保持している。狙い床温については、後に詳述する。

図３を参照すると、触媒１０は、排気流通方向に沿って区分けされている。具体的に、中央部とこの中央部の排気流通方向上流側の領域である前端側とに区分けされている。本実施例において、中央部は予め定めた基準となる領域に相当し、前端側は、中央部に対し排気流通方向上流側に位置する領域に相当する。触媒１０は、さらに多くの領域に区分けすることもできる。その場合、中央部と前端側は、隣接していなくてもよい。本実施例において、中央部と前端側は、隣接している。また、前端側や中央部は、隔壁等により厳密に区画されている必要はなく、区分けされた領域として認識されていればよい。噴射量増量手段２６は、触媒１０を排気流通方向に沿って区分けした領域毎に算出されるＯＴ増量値を加味した噴射量の増量を実行する。

回転数検出手段１８は、クランク角度センサ７により検出されたクランク角度を取得し、クランク角度に基づいて回転数を検出する。床温取得手段２０は、吸気センサ９により検出された吸入空気量、及び回転数検出手段１８により検出された回転数に基づいて、触媒１０の定常温度、及び触媒１０の現在床温を取得する。定常温度とは、ある吸入空気量と回転数とにおいて内燃機関が運転された場合、すなわち、運転状態が定常状態である場合に、触媒１０の床温が収束する温度のことである。現在温度は、例えば収束温度に基づき、なまし処理により求められる。現在温度は、触媒１０の複数の領域、すなわち、中央部と前端側とでそれぞれ算出される。現在温度は、各領域の温度状態を把握するための要素となる。

ベース増量値算出手段２２は、吸入空気量及び回転数に基づき、燃料噴射弁８が噴射すべき燃料のベースとなるベース増量値を算出する。ベース増量値は、例えば、図５に示すマップを参照して取得される。すなわち、ベース増量値は、エンジン回転数と負荷から取得される。また、図３に示す触媒１０の前端側や中央部といった部分毎に取得する。比較手段２３は、収束温度、現在温度、ＯＴ判定温度（判定値）を比較し、大小関係を判断する。また比較手段２３は、図４に示したフロー図に含まれるステップにおける大小関係を判断する。

補正手段２４は、床温取得手段２０により取得された収束温度、及び現在温度に基づいて、ベース増量値算出手段２２により算出されたベース増量値の補正を行う。具体的に、ＯＴ判定温度（判定値）よりも低い値に設定された狙い床温の値を反映させて算出される補正係数を用いてベース増量値を補正し、補正増量値を取得する。

噴射量増量手段２６は、最終的なＯＴ増量値として、ベース増量値又は補正増量値のいずれかの増量値を選択する。増量値決定手段２６が決定したＯＴ増量値だけ増量された燃料が、燃料噴射弁から噴射される。詳しくは後述する。

燃料噴射手段２７は、上述のように、ベース増量値算出手段２２、比較手段２３、補正手段２４、及び増量値決定手段２６を含む。燃料噴射手段２７は、床温取得手段によって取得された温度状態に関する情報、具体的に、現在の床温、定常温度に基づいて、前端側、中央部毎に燃料噴射増量の要否を判断する。さらに、前端側、中央部毎に燃料噴射量の増量値を算出し、算出した増量値を加味した燃料噴射を実行する。詳しくは後述する。

次に実施例に係る触媒保護装置の制御の一例を、図４に示すフロー図を参照しつつ説明する。触媒保護装置の制御は、ＥＣＵ２によって主体的に行われる。ＥＣＵ２は、前端側及び中央部毎の判定値、すなわち、前端側ＯＴ判定温度と中央部ＯＴ判定温度を記憶している。中央部ＯＴ判定温度の値は、前端側ＯＴ判定温度よりも低い値とされている。前端側において燃料噴射増量が必要か否かは、この前端側ＯＴ判定温度を用いて判断する。中央部において燃料噴射増量が必要か否かは、この中央部ＯＴ判定温度を用いて判断する。

中央部は、前端側からの熱伝播等によってさらに高温となることがある。そこで、中央部ＯＴ判定温度の値は、前端側ＯＴ判定温度よりも低い値とされている。具体的に、中央部ＯＴ判定温度は、狙い床温に対し、触媒材料の酸化熱α℃分低い値に設定されている。触媒１０の中央部は、例えば、Ｆ／Ｃが行われたとき床温が上昇する。この上昇分を見込んでＯＴ判定温を設定する趣旨である。

まず、ステップＳ１において、収束温度がＯＴ判定温度、具体的に、前端側ＯＴ判定温度よりも高いか否かを判断する。この条件が充足されていない状態は、ＯＴ増量制御が必要となる状態ではないからである。ステップＳ１の処理はＹｅｓと判断されるまで繰り返し行われる。収束温度は図６に示すように時刻ｔ１においてアクセル開度の上昇に対応して立ち上がる。そして、現在の床温は、時間遅れを伴って定常温度に近づいていく。

ステップＳ１でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、第１ベース増量値を取得する。第１ベース増量値は、図５に例示されるマップによって取得される。すなわち、第１ベース増量値は、エンジンの回転数及びエンジン負荷から取得される。ここで、第１ベース増量値は、図３に示す触媒１０の前端側の状態を考慮したベース増量値である。

ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３では、第１補正係数算出条件が充足されているか否かを判断する。ここで、第１補正係数は、現在の床温と、狙い床温とに基づいて得られる。具体的に、現在の床温と狙い床温との差分と、定常床温と狙い床温との差分の比を求める以下の式１で算出される。第１補正係数は、第１ベース増量値を低減するための係数である。

式１
第１補正係数＝（現在の床温−狙い床温）／（定常温度−狙い床温）

狙い床温は、ＯＴ判定温度よりも低い値に設定されており、その意義は、第１ベース増量値による噴射増量を継続したときに収束する床温である。このように、第１補正係数は、第１ベース増量値を導入することの影響が加味される。これにより、過度にベース増量値が減量されることが抑制され、ＯＴが回避される。

ステップＳ３では、このような第１補正係数算出条件が成立しているか否かを判断する。具体的に、（現在の床温−狙い温度）≧０かつ（定常温度−狙い温度）＞０の算出許可条件が充足されているか否かを判断する。この算出許可条件が充足されない場合、算出される値は、ベース増量値を低減する値として不適切なものとなることを考慮したものである。ステップＳ３でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４において、第１補正係数算出許可フラグをＯＮとする。そして、ステップＳ５へ進む。一方、ステップＳ３でＮｏと判断したときは、ステップＳ４を経ることなくステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、前端側ＯＴ判定フラグがＯＮとなっているか否かを判断する。すなわち、図６に示す現在の床温が上昇してＯＴ判定温度を越えたか否かを判断する。図６を参照すると時刻ｔ２において現在の床温がＯＴ判定温度を越えるため、この時点でＯＴ判定フラグがＯＮとされる。ステップＳ５でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ６へ進む。ステップＳ５でＮｏと判断したときはステップＳ８へ進む。ステップＳ８については、後に説明する。

ステップＳ６では、第１補正係数算出許可フラグがＯＮであるか否かを判断する。ステップＳ４をへている場合は、Ｙｅｓ判定がされることになる。ステップＳ６でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、式１により第１補正係数を算出する。

一方、ステップＳ５及びステップＳ６でＮｏと判断したときはステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、第１補正係数として１を採用する。これは、増量実行値に対するフェールセーフの観点から採用される措置である。例えば、種々の原因により第１補正係数＞１となるような場合、ベース増量値をさらに増量することになり、過大な増量が実行されることになる。これを回避すべく、第１補正係数として１を採用している。第１補正係数として１が採用されると、ベース増量値の同値がそのまま出力されることになり、触媒の冷却が行われ、触媒が保護される。

ステップＳ７、Ｓ８に引き続き行われるステップＳ９では、
０≦第１補正係数≦１
の条件が充足されているか否かの判断を行う。ステップＳ９でＹｅｓと判断したときはステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、式２により、第１ＯＴ増量値を算出する。第１ＯＴ増量値は、補正増量値に相当する。

式２
第１ＯＴ増量値＝第１補正係数×第１ＯＴ増量値

一方、この範囲を逸脱しており、ステップＳ９でＮｏと判断したときは、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、第１補正係数として１を設定する。この結果、第１ＯＴ増量値として、第１ベース増量値と同値が算出される。例えば、装置の制御系に起因して正確な値が算出されなかったような場合であってもベース増量値の噴射量は確保され、触媒が保護される。

ステップＳ１１までの処理で、触媒１０の前端側に対するＯＴ増量値の算出が完了する。

ここで、ステップＳ１０で算出された第１ＯＴ増量値を最終的なＯＴ増量値として燃料噴射を行った場合の温度の挙動を比較例とともに図６乃至図８を参照しつつ説明する。

図６中、比較例１は、ベース増量値のままの値で燃料噴射が行われる例である。すなわち、ベース増量値に対する低減措置は取られていない。比較例２は、式３を用いて補正係数が算出された例である。

式３
補正係数＝（現在温度−ＯＴ判定温度）／（収束温度−ＯＴ判定温度）

比較例１は、ベース増量値のまま噴射されるため、その噴射量が過大となることがある。この結果、実温度が必要以上に下がりＣＯ排出量が増大する懸念がある。

比較例２は、ベース増量値から低減する量が過大となり、増量不足となって、ＯＴ温度よりも上昇することが懸念される。この減少について図７、図８を参照して説明する。比較例２は、式３によって算出される補正係数を用いている。式３にはＯＴ判定温度が組み込まれている。このため、図７に示すように、特に、温度が低い増量制御初期において冷却が不足する。図８を参照すると、実施例では、床温がＯＴ判定温度に到達した直後にＯＴ増量値がほぼ垂直に立ち上がる。これに対し、比較例２では、ＯＴ増量値は徐々に増加するため、ＯＴ判定温度を越えて床温が上昇してしまうことがある。

このように、実施例の触媒保護装置では、補正係数を算出する際にＯＴ判定温度よりも低い狙い床温を用いているので適切なＯＴ増量値を算出することができる。

引き続き、ステップＳ１２以下の処理について説明する。ステップＳ１２からステップＳ２０までの処理により触媒１０の中央部に対するＯＴ増量値の算出を行っている。なお、中央部に対するＯＴ増量値を算出するときも前端側に対するＯＴ増量値を算出するときと同様の第１ベース増量値を用いる。触媒１０の中央部に対する増量分（第２ＯＴ増量値）は、図９に示すように、最終的には、第１ＯＴ増量値に加算される（ステップＳ３０）。第２ＯＴ増量値は、例えば、Ｆ／Ｃ（Fuel Cut）制御が行われ、排気流通方向上流側の領域においてＯＳＣ（Oxygen Storage Capacity）剤の酸化反応熱が生じた場合の急激な温度上昇に対応するものとして算出される。

ステップＳ１２では、第２補正係数算出条件が充足されているか否かを判断する。ここで、第２補正係数は、以下の式４で算出され、第１ベース増量値を低減するための係数である。

式４
第２補正係数＝
（中央部現在床温−中央部ＯＴ判定温度）／（定常温度−狙い床温）

狙い床温は、第１補正係数を算出したときと同様の値であり、ＯＴ判定温度よりも低い値に設定されており、その意義は、第１ベース増量値による噴射増量を継続したときに収束する床温である。このように、第１補正係数は、第１ベース増量値を導入することの影響が加味される。これにより、過度にベース増量値が減量されることが抑制され、ＯＴが回避される。

中央部現在床温を得るために、図１０に示す中央部現在床温算出基準値を算出する。本実施例では、前端側と中央部に対し、領域毎に設定された前端側ＯＴ判定温度と中央部ＯＴ判定温度をそれぞれ用い、それぞれ増量値を算出する。この中央部現在床温算出基準値は、前端側における現在の床温を加工して得ている。具体的に、中央部現在床温算出基準値は、前端側における現在温度が前端側ＯＴ判定温度に到達した後は、現在の床温をその前端側ＯＴ判定温度でガードさせた値となっている。中央部現在床温は、中央部現在床温算出基準値になまし処理を行うことにより得られる。このように前端側に対して設定された判定値である前端側ＯＴ判定温度を加味して、中央部における床温を把握する、すなわち、中央部現在床温を規定する理由は、以下の理由による。すなわち、前端側においてＯＴ判定され、前端側に対するＯＴ増量が行われる場合、前端側の現在の床温は、ＯＴ判定温度から狙い床温に向かって低下する。しかしながら、ＯＴ増量が行われた後に実床温がどのような速度で狙い床温に向かって収束するのかを把握することは困難である。そこで、増量実行中は、越えることが許容されない高温側の限界条件となる前端側ＯＴ判定温度へ向かってなました値を利用して中央部現在床温を規定する。これにより、基準となる領域が過昇温状態となることに起因する触媒１０の損傷を抑制することができる。

中央部ＯＴ判定温度は、上述のように、狙い床温に対し、触媒材料の酸化熱α℃分低い値に設定されている。これにより、Ｆ／Ｃ時の急激な温度上昇に対応することができる。

ステップＳ１２では、このような第２補正係数算出条件が成立しているか否かを判断する。具体的に、（中央部現在床温−中央部ＯＴ判定温度）≧０かつ（定常床温−狙い床温）＞０の算出許可条件が充足されているか否かを判断する。この算出許可条件が充足されない場合、算出される値は、ベース増量値を低減するする値として不適切なものとなることを考慮したものである。ステップＳ１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１３へ進み、ステップＳ１３において、第２補正係数算出許可フラグをＯＮとする。そして、ステップＳ１４へ進む。一方、ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ１３を経ることなくステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、中央部ＯＴ判定フラグがＯＮとなっているか否かを判断する。すなわち、図１０に示す中央部現在床温がＯＴ判定温度を越えたか否かを判断する。ステップＳ１４でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１４でＮｏと判断したときはステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７については、後に説明する。

ステップＳ１５では、第２補正係数算出許可フラグがＯＮであるか否かを判断する。ステップＳ１３をへている場合は、Ｙｅｓ判定がされることになる。ステップＳ１５でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、式４により第２補正係数を算出する。

一方、ステップＳ１４及びステップＳ１５でＮｏと判断したときはステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、第２補正係数として１を採用する。これは、増量実行値に対するフェールセーフの観点から採用される措置である。例えば、種々の原因により第２補正係数＞１となるような場合、ベース増量値をさらに増量することになり、過大な増量が実行されることになる。これを回避すべく、第２補正係数として１を採用している。第２補正係数として１が採用されると、ベース増量値の同値がそのまま出力されることになり、触媒の冷却が行われ、触媒が保護される。

ステップＳ１６、Ｓ１７に引き続き行われるステップＳ１８では、
０≦第２補正係数≦１
の条件が充足されているか否かの判断を行う。ステップＳ１８でＹｅｓと判断したときはステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９では、式５により、第２ＯＴ増量値を算出する。第２ＯＴ増量値は、補正増量値に相当する。

式５
第２ＯＴ増量値＝第２補正係数×第１ＯＴ増量値

一方、この範囲を逸脱しており、ステップＳ１８でＮｏと判断したときは、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１１では、第２補正係数として１を設定する。この結果、第２ＯＴ増量値として、第１ベース増量値と同値が算出される。例えば、装置の制御系に起因して正確な値が算出されなかったような場合であってもベース増量値の噴射量は確保され、触媒が保護される。

ステップＳ１２〜ステップＳ２０までの処理で、触媒１０の中央部に対するＯＴ増量値の算出が完了する。

ステップＳ２１では、中央部ＯＴ判定フラグが立っており、かつ、前端側ＯＴ判定フラグが立っているか否かを判断する。ステップＳ２９でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、ステップＳ１０で算出した第１ＯＴ増量値にステップＳ１９で算出した第２ＯＴ増量値が加算され、最終的な実行ＯＴ増量値とされる。一方、ステップＳ２１でＮｏと判断したときは、処理はリターンとなる。すなわち、触媒１０の中央部に対する増量値は、中央部と前端側双方のＯＴ判定フラグが立ったときにのみ加算させる。

触媒１０の中央部は、前端側の排気流通方向下流側に位置している。このため、前端側の床温がＯＴ判定温度に達していない場合、中央部の床温は、即座に上昇することはないといえる。このような場合にＯＴ増量を行うことは無駄な燃料の噴射となり、λ１領域等へ影響を及ぼすことが懸念される。そこで、中央部と前端側双方のＯＴ判定フラグが立ったときにのみ加算させる。

このように、排気流通方向に沿って区分けされた触媒の複数の領域毎に増量値の算出を行い、これを加味した燃料噴射を行うことにより、実際の触媒の温度分布に即して適切なＯＴ増量を行うことができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記実施例では、燃料の増量値が補正されることがあるが、増量値の補正措置は、必須ではない。要は、排気流通方向に沿って区分けされた触媒の複数の領域毎に増量値の算出が行われ、これを加味した燃料噴射が行われればよい。

２ ＥＣＵ
４ エンジン本体
６ クランクシャフト
７ クランク角度センサ
８ 燃料噴射弁
９ 吸気センサ
１０ 触媒
１２ 吸気管
１４ 排気管
１６ 点火プラグ
１８ 回転数検出手段
２０ 床温取得手段
２２ ベース増量値算出手段
２３ 比較手段
２４ 補正手段
２６ 噴射量増量手段
２７ 燃料噴射手段

Claims (5)

1. 内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒と、
   排気流通方向に沿って区分けされた前記排気浄化触媒の複数の領域毎に床温を把握する床温取得手段と、
   前記床温取得手段によって取得された床温に基づき、前記領域のいずれかにおいて燃料噴射増量が必要と判断された場合は、燃料噴射増量が必要と判断された領域に必要な増量値を加味した燃料噴射を実施する燃料噴射手段と、
   を備えた内燃機関の触媒保護装置。
2. 前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域において燃料噴射増量が必要であるか否かの判断と、当該予め定められた基準領域の排気流通方向上流側の領域のうち少なくとも１つの領域において燃料噴射増量が必要であるか否かの判断を参酌して、前記予め定められた基準領域に対する増量値を加味した燃料噴射を行う請求項１記載の内燃機関の触媒保護装置。
3. 前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域と、当該予め定められた基準領域の排気流通方向上流側において隣接する領域の双方において共に燃料噴射増量が必要であると判断したときに前記基準領域に対する増量値を加味した燃料噴射を行う請求項１記載の内燃機関の触媒保護装置。
4. 前記床温取得手段は、前記複数の領域毎に過昇温状態であるか否かを判断するための判定値が設定され、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域及び当該予め定められた基準領域よりも排気流通方向上流側に位置する領域に対し、領域毎に設定された前記判定値をそれぞれ用い、それぞれ増量値を算出するときに、前記排気流通方向上流側に位置する領域に対して設定された前記判定値を加味して、前記基準領域における床温を把握する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の触媒保護装置。
5. 前記燃料噴射手段は、前記複数の領域のうち、予め定められた基準領域に対し、当該予め定められた基準領域よりも排気流通方向上流側に位置する領域に設定された過昇温状態であるか否かを判断するための判定値よりも低い値を過昇温状態であるか否かを判断するための判定値として設定し、前記領域毎の現在温度と前記領域毎に設定された判定値とを比較して、前記領域毎に燃料噴射増量の要否を判断する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の触媒保護装置。

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