JPH10121947A - 少なくとも１つのシリンダを持つ内燃機関の排気系内の触媒コンバータのミッドベッド温度を見積もる方法 - Google Patents

少なくとも１つのシリンダを持つ内燃機関の排気系内の触媒コンバータのミッドベッド温度を見積もる方法

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JPH10121947A
JPH10121947A JP9248857A JP24885797A JPH10121947A JP H10121947 A JPH10121947 A JP H10121947A JP 9248857 A JP9248857 A JP 9248857A JP 24885797 A JP24885797 A JP 24885797A JP H10121947 A JPH10121947 A JP H10121947A
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ジィアド、ツァハティ
Christopher K Davey
クリストファー、ケイ．デイビイ
David R Nader
デイビッド、アール．ナダー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン失火を基にして触媒コンバータのミ
ッドベッド温度を見積もる方法および装置を得ることで
ある。 【解決手段】 内燃機関の排気系内の触媒コンバータの
ミッドベッド温度を見積もる方法および装置である。エ
ンジン速力の変化率を検出し、所定数のシリンダ充填事
象にわたってエンジンで起きる失火の見積もった回数
を、エンジン速力の検出した変化率を基にして決定す
る。排気フランジにおける排出ガスの瞬時温度を見積も
った失火率を基にして決定する。触媒コンバータのミッ
ドベッド点における瞬時温度を、排気フランジにおける
排出ガスの瞬時温度を基にして決定する。ミッドベッド
点における瞬時温度を所定の温度しきい値と比較し、見
積もった失火率を所定の失火率しきい値と比較する。そ
の後で、ミッドベッド点における瞬時温度が所定の温度
しきい値を超えるか、および見積もった失火率が所定の
失火率しきい値を超えるかしたら、不調信号を発生す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、見積もったエンジ
ン失火率を基にして触媒コンバータのミッドベッド温度
を見積もる方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排気制御装置は、内燃機関（以下、エン
ジンともいう）により発生された排出ガスを減少させる
ために、内燃機関の排気通路に設けられる触媒コンバー
タを通常含む。そのようなコンバータは、後部排気管排
出を規定する各種の環境法令に適合することを支援する
ために、エンジンにより発生される排出ガスの組成を化
学的に変性するために動作する。しかし、触媒コンバー
タのミッドベッド温度を見積もる現在の方法は触媒コン
バータ温度を上昇させるエンジン失火の影響を考慮して
いない。
【０００３】エンジン失火率を基にして触媒コンバータ
のミッドベッド点の見積もった温度を使用することは強
化されたＣａｌｉｆｏｒｎｉａ Ａｉｒ Ｒｅｓｏｕｒ
ｃｅｓ Ｂｏａｒｄ（ＣＡＲＥ）車上診断（ＯＢＤ−Ｉ
Ｉ）調整システムのために必要である。ＯＢＤ−ＩＩの
下に、自動車製造者は、失火率が高すぎる温度のために
触媒を損傷させる率を超えた場合に不調指示灯（ＭＩ
Ｌ）を点灯させなければならない。冷えている状態で始
動した後しばらくはエンジンは多くの理由で失火し、そ
の結果としてＭＩＬが点灯する機会が多くなる。しか
し、エンジンは始動したばかりであるから、触媒は損傷
を受けない。したがって、多額の不必要な保証費用をこ
うむることになる。
【０００４】したがって、高すぎる温度のために触媒を
劣化させることがあるしきい値を失火率が超える時の判
定に使用するために、エンジン失火の影響を考慮に入れ
た触媒コンバータのミッドベッド温度を正確に見積もる
必要が存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
全体的な目的は、エンジン失火を基にして触媒コンバー
タのミッドベッド温度を見積もる方法および装置を得る
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、本発明
の上記目的およびその他の目的、諸特徴、諸利点は、エ
ンジン速力変化率を検出し、対応する速力信号を発生す
ることにより達成される。この方法は、速力信号を基に
して、所定数のシリンダ事象にわたってエンジン内で起
きる失火率を見積もる過程も含む。この方法は、排気管
の第１の点における排出ガスの瞬時温度を見積もった失
火率を基にして決定する過程を更に含む。また更に、こ
の方法は、排気管の第１の点における排出ガスの瞬時温
度を基にしてミッドベッド点の瞬時温度を決定する過程
を含む。
【０００７】本発明の上記目的およびその他の目的、諸
特徴、諸利点を更に達成するのに、上記方法を実施する
装置も得られる。この装置はエンジン速力の変化率を検
出するセンサと、上記方法の過程を実行するプロセッサ
とを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
しく説明する。
【０００９】まず、参照番号１０で全体的に示す本発明
の装置の略図を示す図１を参照する。装置１０は内燃機
関１２を含み、この内燃機関は吸気マニホルド１４と排
気系１６を有する。吸気マニホルド１４内に、エンジン
１２に入れられる空気の量を検出し、対応する空気流量
信号２０を発生するための従来の質量空気流量センサ１
８が配置される。その空気流量信号はエンジン制御装置
（ＥＣＵ）２２が受ける。ＥＣＵ２２は空気流量信号２
０を使用して、吸気系に流れ込む空気の質量をｌｂｓ／
ｍｉｎで示す、空気質量（ＡＭ）と呼ばれる値を計算す
る。４サイクルエンジンではエンジン２回転ごとにエン
ジンの各シリンダで１回起きるシリンダ充填当りの空気
質量を、シリンダ充填当りｌｂｓ．の単位、で示す空気
チャージ（ＡＩＲＣＨＧ）と呼ばれる値を計算するため
にも空気流量信号２０を使用する。２サイクルエンジン
を使用する他の実施の形態では、エンジン１回転ごとに
エンジン１２の各シリンダごとにシリンダ充填が起き
る。
【００１０】装置１０は、クランク軸位置、クランク軸
角速度、スロットル位置、空気温度、エンジン冷却水温
度等などのエンジン性能についての追加の情報をＥＣＵ
２２に供給するための、２４で全体的に示す他のセンサ
も含む。それらのセンサからの情報をＥＣＵ２２が用い
てエンジン１２の運転を制御する。
【００１１】排気マニホルド２６と排気フランジ２８を
有する排気系１６がエンジン１２内での空気／燃料混合
気の燃焼から発生された排出ガスを触媒コンバータ３０
へ送る。触媒コンバータ３０は触媒物質３２と３４を含
む。それらの触媒物質はエンジン１２により発生された
排出ガスを入口３６を介して受け、その排出ガスを化学
的に変性して不活性の触媒作用を受けたガスを発生す
る。
【００１２】エンジン１２の排気系１６の触媒コンバー
タ３０の上流側に配置されている上流側の加熱された排
出ガス酸素（ＨＥＧＯ）センサ３８が、エンジン１２に
より発生された排出ガスの酸素含有量を検出し、それを
表す信号をＥＣＵ２２へ送る。触媒コンバータ３０の下
流側に配置されている下流側ＨＥＧＯセンサ４０が触媒
作用を受けた排出ガスの酸素含有量を検出し、それを表
す信号をＥＣＵ２２へ送る。
【００１３】好適な実施の形態においては、触媒コンバ
ータ３０の触媒物質３２、３４は、約９８０℃（約１８
００°Ｆ）より高い温度で動作させられた時に劣化す
る。触媒物質のミッドベッド点４２における温度は触媒
コンバータ中の触媒物質の温度を表す。ミッドベッド点
４２は排出ガスが第１の触媒物質３２に最初に接触する
点から約２．５４ｃｍ（１インチ）の位置で、第１の触
媒物質３２の中心線上に配置することが好ましい。
【００１４】好適な実施の形態においては、エンジンの
運転中に、ミッドベッド点４２の温度を決定する。ＣＡ
ＲＢ ＯＢＤ−ＩＩ法令の下で触媒コンバータの損傷を
監視する、牽引力の制御中に点火時期遅れの制限、所与
の排気温度制限に適合する空気／燃料比を用いるなど
の、多くの用途にミッドベッド温度を使用できる。
【００１５】図２、図３および図４はＥＣＵ２が実行す
るルーチンにおけるステップを示す流れ図である。好適
な実施の形態においては、図２、図３および図４に示す
ステップは、他のエンジン制御機能を実行するより大き
いルーチンの一部を含む。図２と図３は、エンジン運転
中に触媒コンバータ３０のミッドベッド点４２の温度を
決定するためにＥＣＵ２２が実行する温度決定ルーチン
中のステップを示す。
【００１６】ミッドベッド温度決定ルーチンにはブロッ
ク２００で入り、ブロック２０１で初期化フラッグＥＸ
Ｔ ＩＮＩＴを調べて、ある温度変数が初期化されたか
どうかを判定する。好適な実施の形態はある温度変数
を、触媒コンバータが周囲温度まで冷却されることがな
いような短い時間だけエンジンを停止できる場合を考慮
にいれるようにして、ある温度変数を初期化するから有
利である。したがって、エンジン運転時の触媒コンバー
タの温度をエンジン停止時の触媒コンバータの温度と、
周囲温度と、触媒コンバータの冷却を示す較正可能な時
定数と、エンジン停止からその後のエンジン運転までの
経過時間との関数として見積もることにより、触媒コン
バータの温度が高すぎる条件を減少できる。温度変数を
ブロック２０２で初期化できるように、エンジン出力が
発生される時にＥＸＴ ＩＮＩＴは零値にセットされ
る。温度変数が初期化されると、ＥＸＴ ＩＮＩＴは１
の値にセットされ、エンジン運転が停止されるまでその
値を維持する。ブロック２０２で、温度決定ルーチンで
使用する複数の変数を下記のように初期化する。
【００１７】 ＥＸＴ ＦＬ＝（ＥＸＴ ＦＬ−ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭ）＊ ＦＮＥＸＰ（−ＥＮＧ ＯＦＦ ＴＭＲ／ＴＣ ＳＯＡＫ ＦＬ）＋ ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭ （１） ＥＸＴ ＣＭＤ＝（ＥＸＴ ＣＭＤ−ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭ）＊ ＦＮＥＸＰ（−ＥＮＧ ＯＦＦ ＴＭＲ／ＴＣ ＳＯＡＫ ＣＭＤ）＋ ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭ （２） ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＭ＝ＥＸＴ ＦＬ （３） ＥＸＴ ＩＮＩＴ＝１ （４） ここに、ＥＸＴ ＦＬは排出フランジ２８において排出
ガスの瞬時温度を示す値であって、ＥＣＵ２２に保存さ
れる。上の（１）式と（２）式からわかるように、エン
ジンが長時間停止されていたとすると、ＥＮＧ ＯＦＦ
ＴＭＲは大きい値を含み、指数関数は式の右辺の第１
の加算項が零に等しくなり、触媒ミッドベッドの温度と
排気フランジ温度が周囲温度に等しくなる。より短い時
間では、指数関数ＦＮＥＸＰは触媒ミッドベッドの冷却
を近似する。ＥＸＴ ＦＬはＥＣＵ２２に保存されるか
ら、ＥＸＴ ＦＬが初期化されると、エンジンが最後に
停止された時の排気フランジ２８における排出ガスの温
度を含むから有利である。ＥＮＧ ＯＦＦ ＴＭＲはエ
ンジンが停止されていた時間を秒で示す変数である。Ｔ
Ｃ ＳＯＡＫ ＣＭＤはエンジンが停止されている時に
排気フランジ２８における排出ガスの冷却に関連する較
正可能な時定数である。ＦＮＥＸＰ（ ）はＥＣＵ２２
内の固定小数点プロセッサが使用する指数関数を近似す
るルックアップ・テーブルであって、ＥＣＵ２２に保存
される。ＥＸＴ ＣＭＤは触媒コンバータ３０のミッド
ベッド点４２における瞬時温度値である。ＥＮＧ ＯＦ
Ｆ ＴＭＲは先に述べた。ＴＣ ＳＯＡＫ ＣＭＤは触
媒ミッドベッドにおける排出ガスの冷却の実験的に得ら
れる時定数、秒、である。ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭは周囲
空気温度の見積もりを示すカ氏で表す値で、温度センサ
を使用して見積もることができる。
【００１８】ブロック２０３で、エンジンが運転中の排
気フランジ２８の定常状態温度を示す定常状態温度値
が、Ｃｕｌｌｅｎ他に付与された米国特許明細書第５，
４１４，９９４号公報に開示されている方法に従って決
定される。その米国特許を参照することによりそれの全
てをここに含める。排気フランジ２８の定常状態温度は
次の式に従って決定される。 ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ ＦＩＲＩＮＧ＝ＦＮ４４４１（Ｎ，ＡＩＲＣＨＧ）＊ ＦＮ４４１Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）＊ＦＮ４４１Ｂ（ＳＰＫ ＤＥＬＴＡ）＊ ＦＮ４４１Ｃ（ＥＧＲＡＣＴ）＋［ＦＮ４４１Ｔ（ＡＭ）＊ （ＥＣＴ−２００）］ （５） ここに、ＦＮ４４４１（Ｎ，ＡＩＲＣＨＧ）は実験的に
得られる値であって、エンジン速力Ｎ、および空気吸い
込み量ＡＩＲＣＨＧ、により索引される表に含まれ、空
気／燃料比が１４．６Ａ／Ｆ、排出ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）が０％、最大トルクを発生するために最高スパーク
で、エンジン冷却水温度（ＥＣＴ）が約９３．３℃（２
００°Ｆ）において、特定のエンジン速力および空気吸
い込み量でベース定常状態排気フランジ温度をカ氏で示
すものである。
【００１９】ＦＮ４４１Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）は表に含ま
れる値であって、排気フランジ温度に対する空気／燃料
変調変数ＬＡＭＢＳＥの影響を示す、ＬＡＭＢＳＥによ
り索引される。
【００２０】ＦＮ４４１Ｂ（ＳＰＫ ＤＥＬＴＡ）は、
排気フランジ温度に対する点火時期の影響を示す、クラ
ンク角度の度数で、スパークデルタにより索引される表
に含まれる値である。
【００２１】ＦＮ４４１Ｃ（ＥＧＲＡＣＴ）は、排気フ
ランジ温度に対する排出ガス再循環の影響を示す、排出
ガス再循環のレベルにより索引される表に含まれる値で
ある。
【００２２】ＦＮ４４１Ｔ（ＡＭ）は空気質量ＡＭによ
り索引される値であって、約９３．３℃（２００°Ｆ）
より低いエンジン冷却水温度の度当りの排気フランジ温
度の低下を示す値である。
【００２３】ブロック２０４で、エンジンの失火に起因
する排気フランジ２８の定常状態温度を示す定常状態温
度値を（６）式に従って決定する。 ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ ＮＯＮＦＩＲＩＮＧ＝ （ＡＣＴ＋ＥＣＴ）／２ （６） ここに、ＡＣＴはエンジン１２に流れ込む空気流の温度
を示す値、ＥＣＴはエンジン冷却水温度を示す値であ
る。
【００２４】ブロック２０５でシリンダ充填当りの平均
失火率を決定する。クランク軸位置センサ（図示せず）
を用いてエンジン速力を非常に正確に測定する。失火の
場合には、燃焼により通常発生される運動量が欠ける。
したがって、定常状態条件における速力変化の異常な変
動を失火と考えることができる。好適な実施の形態にお
いては、見積もった失火率は（７）式に従って決定され
る。 ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ＝［ＦＫ＊Ｂ＊（Ａ／Ｂ− ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏｌｄ）］＋ ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏｌｄ） （７） ここに、Ａは最後の更新以来の失火の増分数を示す値、
Ｂは最後の更新以来のシリンダ充填の増分数を示す値、
ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏｌｄ）は最後の更新中に
決定される平均失火率を示す値、ＦＫは試験されるシリ
ンダ事象の総数により逐次重みづけられるフィルタ定数
であって、上クリップＢＥＴＡＭＩＳＨＩと下クリップ
ＢＥＴＡＭＩＳＬＯを持ち、（８）式に従って決定され
る。 ＦＫ＝１／（エンジン始動以来の事象の＃） （８） （８）式により、最初の始動時に瞬時平均を決定でき、
時間が経過するにつれて丸め平均に切り替えることがで
きる。たとえば、ＢＥＴＡＭＩＳＨＩ＝１．０にセット
すると、失火率計算を最初の更新時に瞬時平均へジャン
プさせることができる。試験する事象の総数が増加する
につれて、フィルタ定数は逆に減少し、真の平均失火率
の計算を続行する。フィルタ定数が下クリップＢＥＴＡ
ＭＩＳＬＯに当ると、計算は丸め平均になって、失火率
が最後の１／ＢＥＴＡＭＩＳＬＯ事象にひろがるスライ
ディング・ウィンドウをカバーする。
【００２５】ブロック２０６では、エンジン１２の点火
と失火とに起因する排気フランジ２８の定常状態温度を
示す定常状態温度値を（９）式に従って決定する。 ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ＝ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ＊ ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ ＮＯＮＦＩＲＩＮＧ＋（１−ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ ）＊ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ ＦＩＲＩＮＧ （９） ブロック２０７では、排気フランジ２８の温度上昇を示
す時定数ＴＣ ＦＬＮを装置１０へのＡＭの関数とし
て、（１０）式に従って決定する。 ＴＣ ＦＬＮ＝ＦＮｘｘ１（ＡＭ） （１０） ここに、ＦＮｘｘ１（ＡＭ）は、前記したようにＡＭに
より索引される表から得られる値であって、瞬時予測排
気フランジ温度対空気質量の段階的な変化に起因する排
気フランジ温度の上昇時定数を秒で示すものである。こ
の時定数は、燃焼室から排気フランジ２８までの金属の
熱容量に関連させられる。
【００２６】ブロック２０８で、排気フランジＥＸＴ
ＦＬＮの瞬時値を定常状態排気フランジ温度ＥＸＴ Ｓ
Ｓ ＦＬＮと、温度上昇の時定数ＴＣ ＦＬＮと、背景
ループの実行に要する時間ＢＧ ＴＭＲとの関数とし
て、（１１）式に従って計算する。 ＥＸＴ ＦＬＮ＝［（１−ＦＫ）＊ＥＸＴ ＦＬＮ（ｏｌｄ）］＋ ＦＫ＊ＥＸＴ ＳＳ ＦＬＮ （１１） ここに、ＦＫは（１２）式に従って指数平滑化関数を実
行する。 ＦＫ＝１／［１＋（ＴＣ ＦＬＮ／ＢＧ ＴＭＲ）］ （１２） 排気フランジ２８と触媒コンバータ３０の排出ガス入り
口３６との間の定常状態温度効果ＥＸＴ ＬＳ ＣＩ
Ｎ、をブロック２０９で（１３）式に従って計算する。 ＥＸＴ ＬＳ ＣＩＮ＝ＦＮ４４５Ｌ（ＡＭ）＊ＤＥＬＴＡ Ｔ （１３） ここに、ＦＮ４４５Ｌは排気フランジ２８と触媒入口３
６の間の温度降下をＡＭの関数として示す無単位の値で
あって、空気の質量流量ＡＭにより索引される表に含ま
れる。ＤＥＬＴＡ Ｔは、排気フランジ２８と排気入口
３６との間の排気管内の平均排出ガス温度と、周囲温度
との間のカ氏で表した温度差を示す値である。ＤＥＬＴ
Ａ Ｔは（１４）式に従って計算することが好ましい。 ＤＥＬＴＡ Ｔ＝ＡＶＧ Ｔ−ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭ （１４） ここに、ＩＮＦＡＭＢ ＫＡＭは以前に述べた。ＡＶＧ
Ｔは排気フランジ２８から触媒コンバータ３０の排出
ガス入口３６までの排出ガス温度の平均値を示す値であ
る。
【００２７】ＡＶＧ Ｔは（１５）式に従って計算する
ことが好ましい。 ＡＶＧ Ｔ＝（ＥＸＴ ＦＬＮ＋ＥＸＴ ＣＩＮ）／２ （１５） ここに、ＥＸＴ ＦＬＮは先に説明した。ＥＸＴ ＣＩ
Ｎは触媒コンバータ３０の排出ガス入口における排出ガ
スの温度を示す値である。
【００２８】ＥＸＴ ＣＩＮに含まれる値は後述するよ
うにして計算される。図２からわかるように、好適な実
施の形態では、図２におけるステップの以前の実行時に
計算されたＥＸＴ ＣＩＮの値を前記（１５）式で用い
る。
【００２９】温度値ＥＸＴ ＣＩＮはブロック２１０で
排気フランジ２８の瞬時温度ＥＸＴ ＦＬと、排気フラン
ジ２８と排出ガス入口３６との間の定常状態温度降下Ｅ
ＸＴ ＬＳ ＣＩＮとの関数として（１６）式に従って
計算する。 ＥＸＴ ＣＩＮ＝ＥＸＴ ＦＬＮ−ＥＸＴ ＬＳ ＣＩＮ （１６） ブロック２１１で、排出ガスと触媒物質３２、３４との
発熱反応によって触媒コンバータ３０中の排出ガスの温
度上昇を示す値ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＤを、触媒コンバー
タ３０が動作しているか否かを基にして計算する。
【００３０】定常状態発熱差の温度値の決定を図３にも
示す。ブロック２１２に示すように触媒コンバータ３０
のミッドベッド点４２の温度ＥＸＴ ＣＭＤが明確な低
い（ＣＬ）値ＥＸＴ ＥＸＯ ＣＬより低いとすると、
ブロック２１３に示すように零論理を実行する。ＥＸＴ
ＣＭＤに含まれている値は後述するようにして計算す
る。図２からわかるように、好適な実施の形態において
は、図２におけるステップの以前の実行時に計算された
ＥＸＴ ＣＭＤの値をここで用いる。定常状態発熱差の
温度値を下記の関係に従って計算する。 ＩＦ （ＥＸＴ ＣＭＤ＜ＥＸＴ ＥＸＯ ＣＬ） ＴＨＥＮ ＥＸＯ ＡＴ ＳＴＯＩＣ＝０ （１７） ＥＸＴ ＳＳ ＡＣＭＳ＝ＥＸＴ ＣＩＮ （１８） ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＤ＝０ （１９） ここに、ＥＸＴ ＣＭＤは先に説明した。ＥＸＴ ＥＸ
Ｏ ＣＬは、それ以下では触媒コンバータ３０が動作し
ないような温度を示す、較正可能な明確な低い値、たと
えば、約２０４℃（４００°Ｆ）である。ＥＸＯ ＡＴ
ＳＴＯＩＣは、化学量論的空気／燃料比における触媒
コンバータ３０のミッドベッド点３６の定常状態温度を
示す値である。ＥＸＴ ＣＩＮは以前に説明した。ＥＸ
Ｔ ＳＳ ＥＸＤは定常状態発熱差の温度を示す値であ
る。
【００３１】ブロック２１４で触媒コンバータ３０のミ
ッドベッド点４２の温度ＥＸＴ ＣＭＤが設定されてい
る高い（ＳＨ）より高いと判定されると、ブロック２１
５で非零論理を実行し、下記の関係に従って計算する。 ＩＦ （ＥＸＴ ＣＭＤ＞ＥＸＴ ＥＸＯ ＳＨ） ＴＨＥＮ ＥＸＯ ＡＴ ＳＴＯＩＣ＝ＦＮ４４８Ａ（１） （２０） ＥＸＴ ＳＳ ＣＭＳ＝ＥＸＯ ＡＴ ＳＴＯＩＣ＋ ＥＸＴ ＣＩＮ （２１） ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＯ＝ＦＮ４４８Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）＋ ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ＊ＦＭｘｘ２（ＡＭ）（２２） ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＤ＝ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＯ− ＥＸＯ ＡＴ ＳＴＯＩＣ （２３） ここに、ＥＸＴ ＥＸＯ ＳＨは、それより高い温度で
は触媒コンバータ３０が動作を停止するような較正可能
な高い値、たとえば、約２６０℃（４００°Ｆ）であ
る。ＦＮ４４８Ａ（１）は、化学量論的空気／燃料比に
対応する等価比１における発熱の値である。ＥＸＴ Ｓ
Ｓ ＥＸＯは、排出ガスと触媒物質３２、３４との発熱
反応に起因する触媒コンバータ３０中の排出ガスの温度
上昇を示す値である。ＦＮ４４８Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）
は、触媒中の排気温度の定常状態上昇を示すカ氏で表し
た所定の値で、ＬＡＭＢＳＥの関数として保存される。 ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥは先に説明した。ＦＭｘｘ２
（ＡＭ）は空気質量の関数としてのパーセント失火当り
の発熱増加である。
【００３２】定常状態発熱差の温度値の決定は履歴現象
方法論を用いる。触媒が動作を停止すると、触媒のミッ
ドベッド温度がＣＬ以下に降下するまで触媒は停止した
ままである。
【００３３】図２を再び参照して、ブロック２１６で発
熱差に対する瞬時温度値を、まず、触媒コンバータ３０
における排出ガスの温度上昇を示す秒で表した時定数Ｔ
Ｃ ＥＸＤを（２４）式に従ってまず計算することによ
り、決定される。 ＴＣ ＥＸＤ＝ＦＮ４４９Ａ（ＡＭ） （２４） ここに、ＦＮ４４９Ａ（ＡＭ）は、ＡＭにより索引され
る表から得られる値であって、発熱対空気質量（ＡＭ）
の段階的な変化に起因する触媒ミッドベッド温度の変化
の時定数を秒で示す。
【００３４】その後でブロック２１６で瞬時温度値ＥＸ
Ｔ ＥＸＤを、定常状態発熱差値ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＤ
と、発熱差の温度上昇の時定数ＴＣ ＥＸＤと、ＢＧ
ＴＭＲとの関数として、（２５）式に従って決定する。 ＥＸＴ ＥＸＤ＝（１−ＦＫ）＊ＥＸＴ ＥＸＤ＋ ＦＫ＊ＥＸＴ ＳＳ ＥＸＤ （２５） ここに、ＦＫは（２６）式に従って指数平滑化機能を実
行する。 ＦＫ＝１／［１＋（ＴＣ ＥＸＤ／ＢＧ ＴＭＲ） （２６） ブロック２１７で、触媒コンバータ３０内の排出ガスの
温度上昇を秒で示す時定数ＴＣ ＣＭＳを（２７）式に
従ってまず計算することにより化学量論的空気／燃料比
におけるミッドベッド点３６における瞬時温度を決定す
る。 ＴＣ ＣＭＳ＝ＦＮ４４９（ＡＭ） （２７） ここに、ＦＮ４４９（ＡＭ）はＡＭにより索引される表
から得られる値であって、瞬時予測排気フランジ対空気
質量（ＡＭ）の階段的な変化に起因する触媒ミッドベッ
ド温度の変化の、秒で表した、時定数を示す。
【００３５】その後で、ブロック２１７で、瞬時化学量
論的空気／燃料温度値ＥＸＴ ＣＭＳを定常状態ミッド
ベッド温度値ＥＸＴ ＳＳ ＣＭＳと、ミッドベッドの
温度上昇の時定数ＴＣ ＣＭＳと、ＢＧ ＴＭＲとの関
数として（２８）式に従って決定する。 ＥＸＴ ＣＭＳ＝（１−ＦＫ）＊ＥＸＴ ＣＭＳ＋ ＦＫ＊ＥＸＴ ＳＳ ＣＭＳ （２８） ここに、ＦＫは（２９）式に従って指数平滑化機能を実
行する。 ＦＫ＝１／［１＋（ＴＣ ＣＭＳ／ＢＧ ＴＭＲ） （２９） ブロック２１８で、ミッドベッド点についての瞬時温度
値ＥＸＴ ＣＭＤ、を瞬時発熱差ＥＸＴ ＥＸＤと、瞬
時化学量論的空気／燃料における瞬時触媒ミッドベッド
温度ＥＸＴ ＣＭＳとの関数として、（３０）式に従っ
て決定する。 ＥＸＴ ＣＭＤ＝ＥＸＴ ＣＭＳ＋ＥＸＴ ＥＸＤ （３０） ここに、ＥＸＴ ＣＭＳとＥＸＴ ＥＸＤは先に説明し
た。
【００３６】他の実施の形態では、瞬時触媒ミッドベッ
ド温度を温度センサを用いて決定できる。
【００３７】次に、強化されたＣＡＲＳ ＯＢＤ−ＩＩ
調整診断のための見積もった触媒ミッドベッド温度の使
用について説明する。ＯＢＤ−ＩＩの下では、失火率が
高すぎる温度のために触媒に損傷を与えるような率を超
えた時に、自動車製造者は不調指示灯（ＭＩＬ）を点灯
しなければならない。失火は、２つの理由、すなわち、
燃料がシリンダ内に供給されなかったか、火花放電が燃
料を点火しなかったか、のうちの１つの理由で起きるこ
とがある。その場合には触媒コンバータ内で過大な温度
が見られる。第２の種類のエンジン失火は触媒コンバー
タ３０内の発熱を失火率に比例して増加させ、排気フラ
ンジガス温度が失火率におおよそ比例して少し減少す
る。したがって、エンジン失火の存在を基にして決定さ
れる触媒ミッドベッド温度は、下記のように、見積もっ
た触媒ミッドベッド温度を触媒損傷温度と明確に比較す
ることにより、ＯＢＤ−ＩＩ失火ＭＩＬしきい値に対す
るゲートとして作用する。
【００３８】ここで図４を参照して、失火率ＭＩＳＦＩ
ＲＥ ＲＡＴＥが値ＦＮＭＡＸＭＩＳＰＣＴ（Ｎ，ＡＩ
ＲＣＨＧ）を超えたことが判定ブロック４００で判定さ
れ、瞬時触媒ミッドベッド温度ＥＸＴ ＣＭＤが較正可
能な損傷しきい値ＥＸＴ ＣＡＤ ＤＡＭＡＧＥを超え
たことが判定ブロック４０１で判定されたとすると、そ
の後でのみ不調信号がブロック４０２に示すように発生
される。
【００３９】ＦＮＭＡＸＭＩＳＰＣＴ（Ｎ，ＡＩＲＣＨ
Ｇ）は、エンジン速力Ｎ、空気供給量ＡＩＲＣＨＧ、と
により索引される、実験的に得られる値の表であって、
安定した温度における所与のＮとＡＩＲＣＨＧに対して
許される最高失火百分率を示す。触媒ミッドベッド温度
ＥＸＴ ＣＭＤは失火の影響を含む。変数ＥＸＴ ＣＡ
Ｄ ＤＡＭＡＧＥは較正可能な値、たとえば約９８２℃
（１８００°Ｆ）、であって、触媒が劣化することがあ
る温度を示す。ＦＮＭＡＸＭＩＳＰＣＴ表は安定にした
温度に対する挙動を全体としてカバーするから、触媒温
度見積もりの役割は主として、触媒が損傷を受けていな
い暖気運転段階中にＭＩＬが点灯することを避けること
である。発生された不調信号はその後でＭＩＬの点灯に
使用できる。
【００４０】本発明は、エンジン失火の影響を考慮する
ことにより、触媒ミッドベッド温度の正確な見積もりを
決定するためのモデルを提供するものである。したがっ
て、失火は存在するが、触媒がまだ損傷発生温度に達し
ていない場合にはＭＩＬの点灯回数は少ない。
【００４１】以上、本発明を実施する最良の態様を詳し
く説明したが、本発明が関連する技術の当業者は、特許
請求の範囲で定められる本発明を実施するために、種々
の代わりの構成、代わりの実施の形態を認識するであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のエンジンと、本発明の原理を具体化する
電子式エンジン制御装置との略図である。
【図２】本発明の動作に関連する全体的なステップ示す
流れ図である。
【図３】本発明の動作に関連する全体的なステップ示す
図２に関連する流れ図である。
【図４】本発明の動作に関連する全体的なステップ示す
図３に関連する流れ図である。
【符号の説明】
２２ 電子式エンジン制御装置 ２４ センサ ３８ ＨＥＧＯセンサ ４２ ミッドベッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート、セアロウ、バスキンズ アメリカ合衆国ミシガン州、チェルシー、 オーク、リッジ、レイン、13438 (72)発明者 ジィアド、ツァハティ アメリカ合衆国ミシガン州、ディアボー ン、ハイツ、インクスター、448 (72)発明者 クリストファー、ケイ．デイビイ アメリカ合衆国ミシガン州、ノービ、ミス ティック、フォレスト、ドライブ、23427 (72)発明者 デイビッド、アール．ナダー アメリカ合衆国ミシガン州、ファーミント ン、ヒルズ、ミュアランド、ドライブ、 30179

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つのシリンダを持つ内燃機関
    からの排出ガスを触媒コンバータへ送る排気管を有する
    排気系内の前記触媒コンバータのミッドベッド温度を見
    積もる方法であって、 前記内燃機関の速力の変化率を検出し、対応する速力信
    号を発生するステップと、 所定数のシリンダ充填事象にわたって前記内燃機関内で
    起きる失火率を速力信号を基にして見積もるステップ
    と、 前記排気管の第１の点における排出ガスの瞬時温度を、
    前記見積もった失火率を基にして決定するステップと、 前記触媒コンバータのミッドベッドにおける瞬時温度
    を、前記排気管の第１の点における排出ガスの瞬時温度
    を基にして決定するステップと、を備える少なくとも１
    つのシリンダを持つ内燃機関の排気系内の触媒コンバー
    タのミッドベッド温度を見積もる方法。
  2. 【請求項２】前記失火率を見積もるステップは、 最後の更新以来の失火の増分数を示す第１の値を前記速
    力信号を基にして決定するステップと、 最後の更新以来のシリンダ充填事象の増分数を示す第２
    の値を決定するステップと、 シリンダ事象の総数により逐次重みづけられるフィルタ
    定数を決定するステップと、を備えていることを特徴と
    する請求項１記載方法。
  3. 【請求項３】前記失火率を見積もるステップは次の式に
    従って決定し、 ［ＦＫ＊Ｂ＊（Ａ／Ｂ−ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏ
    ｌｄ）］＋ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏｌｄ）、 ここに、Ａは前記第１の値に対応し、Ｂは前記第２の値
    に対応し、ＭＩＳＦＩＲＥ ＲＡＴＥ（ｏｌｄ）は最後
    の更新中に見積もった平均失火率を示す値であり、ＦＫ
    は内燃機関始動以来のシリンダ充填事象の数の逆数に等
    しいフィルタ定数であることを特徴とする請求項２記載
    の方法。
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