JPH07259544A - 触媒変換器の中間床温度制限方法並びに装置 - Google Patents

触媒変換器の中間床温度制限方法並びに装置

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JPH07259544A
JPH07259544A JP7025610A JP2561095A JPH07259544A JP H07259544 A JPH07259544 A JP H07259544A JP 7025610 A JP7025610 A JP 7025610A JP 2561095 A JP2561095 A JP 2561095A JP H07259544 A JPH07259544 A JP H07259544A
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temperature
fuel
exhaust gas
engine
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JP7025610A
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Michael John Cullen
ジョン カレン マイクル
Jr Woodrow Lewis
ルイス，ジュニア ウッドロウ
Michael A Weyburne
アラン ウェイバーン マイクル
La Salle Stephen De
デ ラ サール ステファン
Todd A Martin
エー．マーチン トッド
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の排気ガスを処理する触媒変換器内の
中間床温度の最高値を制限する方法を提供することを目
的とする。 【構成】 中間床点の瞬時温度を、排気フランジに於け
る排気ガスの温度、排気フランジおよび排気ガス吸入口
から触媒変換器までの排気ガスの温度変動と、排気ガス
吸入口から触媒変換器への排気ガスとの関数、および触
媒変換器内の排気ガスの温度上昇を表す予め定められた
値の関数として決定し、この瞬時温度の値が予め定めら
れた最高中間床温度を超える場合は、空気／燃料混合比
を変更して排気ガスの成分を変え、中間床温度を低下さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒変換器の中間床温度
を決定し、中間床温度を予め定められた最高温度以下に
維持するように内燃エンジンへの燃料送り出しを制御す
るための方法並びに装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最新の自動車エンジンは典型的には、触
媒変換器を使用してエンジンで生成される排気ガス放出
物を削減している。この様な変換器はエンジンで生成さ
れた排気ガス成分を、排気管排出物を統制している種々
の環境規制に適合させるように化学的に変化させるよう
に動作する。触媒変換器は通常は、変換器内の触媒物質
の温度がある規定された温度範囲内にある時に最高効率
で動作する。しかしながら、変換器を規定された温度範
囲よりも高い温度で動作させると変換器内の触媒物質の
劣化を導く。この様な劣化は変換器の動作寿命を減少さ
せ、排気管排出物の増加をもたらす。
【０００３】従って、触媒変換器の動作温度を正確に決
定し、そして自動車運転中に変換器の温度を制限すると
いう必要性が存在する。
【０００４】
【発明の目的と要約】本発明のひとつの目的は、自動車
エンジンの触媒変換器の動作寿命を変換器内の触媒物質
の温度を決定し、そして触媒物質の温度を予め定められ
た最高動作温度以下に維持することで増加させることで
ある。
【０００５】本発明によれば、上記の目的は触媒変換器
内の中間床点の温度を決定し、中間床点の温度を予め定
められた量だけ変えるのに必要とされる空気／燃料混合
物に於ける燃料に対する空気の比率を表わす第一空気／
燃料調整変数を生成し、そしてエンジン運転パラメータ
の予め定められた組に対する予め定められたエンジン応
答を生成するために必要とされる空気／燃料混合物に於
ける燃料に対する空気の比率を表わす第二空気／燃料調
整変数を生成することにより実現される。次に第一空気
／燃料調整変数が第二空気／燃料調整変数と比較され、
もしも第一空気／燃料調整変数が第二空気／燃料調整変
数に比較して空気／燃料混合物に於ける燃料に対する空
気の割合として少ない場合は、第一空気／燃料調整変数
に相当する空気／燃料混合物を発生させるための燃料量
が噴射される。もしも第一空気／燃料調整変数が第二空
気／燃料調整変数に比較して空気／燃料混合物に於ける
燃料に対する空気の割合として多い場合は、第二空気／
燃料調整変数に相当する空気／燃料混合物を発生させる
ための燃料量が噴射される。
【０００６】少なくともいくつかの提出された実施例の
特長は、排気管排出物並びに自動車維持費が、触媒変換
器を最高動作温度以下で運転することにより低減される
ことである。
【０００７】本発明のこれら、並びにその他の特徴並び
に特長は、本発明のいくつかの提出された実施例の以下
の詳細な説明を考慮することによりより良く理解されよ
う。この説明の中で、添付図が参照されている。
【０００８】
【実施例】図面の図１に於て、燃料ポンプ１２は燃料を
燃料タンク１０から燃料管１３を通して、燃料を内燃エ
ンジン１１の中に噴射する一組の燃料噴射機１４に送り
込む。この燃料噴射機１４は従来式設計のものであり、
燃料をそれぞれの関連するシリンダ内に、燃料噴射信号
を噴射機１４に信号線１７経由で送信する電子式エンジ
ン制御器（ＥＥＣ）１００で決定される精密な量だけ噴
射するように設置されている。燃料噴射信号は全時間に
渡ってＥＥＣ１００で決定された空気／燃料比率を維持
するために、ＥＥＣ１００により変更される。燃料タン
ク１０は好適に、ガソリン、メタノールまたは種々の燃
料の組合せの様な液体燃料を含む。排気システム３１
は、ひとつまたは複数の排気管と７５で示されている排
気フランジを含み、エンジン内部で空気／燃料混合の燃
焼により生成された排気ガスを第一触媒変換器３２並び
に第二触媒変換器３３に移送する。図１に断面図として
図示されている第一触媒変換器３２は、８２および８４
に見られる触媒物質を含み、これはエンジンで生成され
変換器３２に７７で示される排気ガス吸入口を通して入
る排気ガスを化学的に変化させて触媒作用を受けた排気
ガスを生成し、これは次に８５に見られる触媒物質を含
む第二触媒変換器３３で更に化学的に変えられる。
【０００９】上流加熱排気ガス酸素（ＨＥＧＯ）センサ
６０は、エンジン１１の排気システム３１上の第一触媒
変換器３２の上流に配置され、エンジン１１で生成され
た排気ガスの酸素濃度を検出し、そしてそれを表わす信
号６１をＥＥＣ１００に送信する。下流ＨＥＧＯセンサ
７０は、第一触媒変換器３２の下流に配置され、触媒作
用を受けた排気ガスの酸素濃度を検出しそれを表わす信
号７１をＥＥＣ１００に送信する。総括的に１０１で示
されているその他のセンサは、エンジン性能に関する付
加情報をＥＥＣ１００に提供し、これらは例えばクラン
クシャフト位置、角速度、スロットル位置、空気温度等
々である。これらのセンサからの情報はエンジン動作を
制御するためにＥＥＣ１００で使用される。
【００１０】エンジン１１の吸気口に配置されている重
量空気流量センサ１５は、エンジンの吸入装置の中に吸
入される空気量を検出し空気流量信号１６をＥＥＣ１０
０に供給する。空気流量信号１６はＥＥＣ１００で、空
気重量（ＡＭ）と呼ばれる値を計算するために使用さ
れ、これはインダクションシステム内への空気流量の重
量をポンド／分で表わす。空気流量信号１６はまた空気
充填（ＡＩＲＣＨＧ）と呼ばれる値を計算するためにも
使用され、これはシリンダを満たす空気重量をシリンダ
充填毎にポンド単位で表わし、このシリンダ充填はエン
ジンの各々のシリンダに対して四サイクルエンジンでは
エンジンの２回転毎に生じる。二サイクルエンジンを使
用する別の実施例ではシリンダ充填はエンジンの各々の
シリンダに対してエンジン４回転毎に生じる。
【００１１】ＥＥＣ１００は中央処理装置（ＣＰＵ）４
１，入力および出力（Ｉ／Ｏ）ポート４０、制御プログ
ラムを記憶するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４
２、一時データ記憶用でカウンタまたはタイマとしても
使用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４３、学
習された値を記憶するためのキープアライブメモリ（Ｋ
ＡＭ）４４、および従来式のデータバスを含むマイクロ
プロセッサで構成されている。ＥＥＣ１００はまたエン
ジンオフタイマを含み、これはエンジンが止められてい
る時間を表わす信号を生成する。この信号に含まれてい
る情報は、変数名ＥＮＧ＿ＯＦＦ＿ＴＭＲの中に記憶さ
れ、これはエンジンが停止させられていた時間を表わ
す。
【００１２】提出された実施例では、第一触媒変換器３
２内に見られる触媒物質８２および８４、並びに第二触
媒変換器３３内に見られる触媒物質８５は各々およそ８
５０℃より高い温度で運転されるときに劣化を経験す
る。７６で示されている触媒物質の中間床点の温度は変
換器３２内の触媒物質の温度を表わしている。この中間
床点は好適に第一触媒物質８２上の排気ガスに接触する
点から２．５センチメートル内側で、第一触媒物質８２
の中心軸上に配置されている。
【００１３】提出された実施例ではエンジン運転中に、
この中間床点の温度が決定され、噴射機で送られる燃料
の量が、中間床点の温度を最高温度値、提出されたある
実施例ではおよそ８５０℃、未満に維持するために変更
される。提出された実施例は、第一触媒変換器３２内の
触媒物質の温度を表わす温度を決定し、燃料噴射機１４
で送られる燃料の量を、第一触媒変換器３２で処理され
る排気ガスの成分を変えるように変更する。提出された
実施例では理論混合比よりも濃い空気／燃料比率を生成
するために燃料送出率が増加され、これは結果として排
気ガス温度を低下させる。別の実施例では理論混合比よ
りも薄い空気／燃料比率を生成するために燃料送出率が
減少され、これもまた結果として排気ガス温度を低下さ
せる。この様にして第一触媒変換器の温度が制御され
る。
【００１４】図２，図３，図４及び図５はＥＥＣ１００
で実行される処理の手順を示す流れ図である。提出され
た実施例では、図２，図３，図４及び図５に示される手
順はその他のエンジン制御機能を実行する、更に大きな
処理手続きの一部を構成する。図２はＥＥＣ１００で実
行される温度決定処理手続きの手順を示し、これはエン
ジン運転中の第一触媒変換器３２の中間床点の温度を決
定するためのものである。
【００１５】温度決定処理手続きには２００で入り、そ
して２０１に於て初期化フラッグ、ＥＸＴ＿ＩＮＩＴが
チェックされるが、これはある種の温度変数を初期化す
べきか否かが決定するためである。提出された実施例は
好適にいくつかの初期値を、例えばエンジンが短期間停
止されていたか否かによって初期化する、この短期間と
は触媒変換器が周囲温度まで冷却されない期間である。
触媒変換器の過熱状態は、従ってエンジン始動時に変換
器温度をエンジンが停止されたときの変換器温度、周囲
温度、変換器冷却を表わす時定数並びにエンジンが停止
されて次のエンジン運転までに経過した時間の関数とし
て推定することにより減少される。ＥＸＴ＿ＩＮＩＴは
エンジン出力がオンとされた時に、温度変数が２０２で
初期化されるように、ひとつの値として設定される。ひ
とたびこの変数が初期化されると、ＥＸＴ＿ＩＮＩＴは
値零にセットされ、エンジンの運転が終了するまでこの
値を維持する。２０２に於て、温度決定処理手続きの中
で使用される複数の変数が以下のように初期化される：
【式１】
【式２】
【式３】
【式４】 ここで、ＥＸＴ＿ＦＬ＿ＫＡＭはキープアライブメモリ
４４の中に記憶されている値であり、これは排気フラン
ジ７５に於ける排気ガスの瞬時温度を表わし、ＥＮＧ＿
ＯＦＦ＿ＴＭＲはエンジンが停止されていた時間を、秒
単位で表わす変数であり、ＴＣ＿ＳＯＡＫ＿ＦＬはエン
ジン停止時に排気ガスフランジ７５に於ける排気ガスの
冷却に関連する、秒単位で表わされた較正可能な時定数
であり、ＦＮＥＸＰ（）はＲＯＭ４２の中に記憶されて
いる対照表で、ＥＥＣ１００内の固定小数点プロセッサ
で使用するための対数関数を近似するものであり、ＥＸ
Ｔ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭは第一触媒変換器３２の中間床点７
６に於ける瞬時温度値であり、ＥＮＧ＿ＯＦＦ＿ＴＭＲ
は先に説明した通りであり、ＴＣ＿ＳＯＡＫ＿ＣＭＤ
は、経験的に導き出された、触媒中間床に於ける排気ガ
スの冷却時定数を秒単位で示したものであり、そしてＩ
ＮＦＡＭＢ＿ＫＡＭは周囲の空気温度を華氏で推定した
値を表わす。
【００１６】上記の式（１）および（２）から判るよう
に、もしもエンジンが長時間の間停止されていると、Ｅ
ＮＧ＿ＯＦＦ＿ＴＭＲは大きな値を含むことになり、対
数関数は結果として式の右側の第一付加項を零に等しく
し、そして触媒中間床と排気フランジの温度が周囲温度
に等しくなる。短時間であれば対数関数ＦＮＥＸＰは触
媒中間床の冷却を近似する。ＥＸＴ＿ＦＬ＿ＫＡＭはキ
ープアライブメモリ４４内に記憶されているので、初期
化時にはＥＸＴ＿ＦＬ＿ＫＡＭは好適にエンジンが最後
に停止された時の排気フランジ７５に於ける排気ガス温
度を含む。
【００１７】２０３に於て、理論空気／燃料比率に於け
る排気フランジ７５の定常状態温度を表わす定常状態温
度が下記の関係に従って計算される：
【式５】 ここで、ＦＮ４４４１（Ｎ，ＡＩＲＣＨＧ）は経験的に
導かれた値であり、エンジン回転数、Ｎ、および空気投
入量、ＡＩＲＣＨＧ、で索引されるテーブルの中に含ま
れており、これはＡ／Ｆが１４．６Ａ／Ｆ、Ｏ％ＥＧ
Ｒ、ＭＢＴスパークそしてエンジン冷却温度が９０℃で
ある、ある特定エンジン回転数並びに空気投入量に於け
る基本定常状態排気フランジ温度を華氏で表わす、ＦＮ
４４１Ｂ（ＳＰＫＭＢＴ−ＳＡＦ）は、角度の単位でス
パークタイミングの排気フランジ温度に与える効果を表
わすスパークデルタで検索されるテーブルに含まれてい
る、
【００１８】ＳＰＫＭＢＴは最適トルクのための最大ス
パーク（ＭＢＴ）として知られる、ピーク温度効率を与
えるスパークタイミングである、ＳＡＦは計画されたス
パークであって、これは規制を受けた排出物を減少させ
るためまたはエンジンのノッキングを防止するためにＳ
ＰＫＭＢＴから遅らされており、ＳＰＫＭＢＴとＳＡＦ
との差は角度単位で表現されるスパークデルタに等し
く、これは対応テーブルＦＮ４４１Ｂで使用される、Ｆ
Ｎ４４１Ｉ（ＡＣＴ）は無単位の値であり、エンジンに
入る空気流の温度（空気投入温度またはＡＣＴ）の、排
気フランジ温度に与える効果を表わす、ＦＮ４４１Ｃ
（ＥＧＲＡＣＴ）は、排気ガス再循環のレベルを指標と
するテーブルに含まれる値で、これは排気ガス再循環の
排気ガス温度に対する効果を表わす、ＦＮ４４１Ｔ（Ａ
Ｍ）はＡＭを指標とする値であり、エンジン冷却温度が
９０℃の場合の排気フランジ温度の減少を温度単位で表
わす。
【００１９】２０４に於て定常状態温度値ＥＸＴ＿ＳＳ
＿ＦＬ＿ＳＴが空気／燃料調整変数ＬＡＭＢＳＥの関数
である値によって調整されるが、これはＡ／Ｆの変更に
よる排気ガス温度の変化を説明するために、定常状態排
気フランジガス温度を表わす値ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＦＬＮを
下記の関係に基づいて生成するためである：
【式６】 ここで、ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＦＬ＿ＳＴは上記説明の通り、
そしてＦＮ４４１Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）は空気／燃料調整
変数ＬＡＭＢＳＥを指標とするテーブルの中に含まれる
値で、これはＬＡＭＢＳＥの排気フランジ温度に与える
効果を表わす。
【００２０】２０５に於て排気フランジ７５の温度上昇
を表わす時定数ＴＣ＿ＥＸＴ＿ＦＬＡＮＧＥがインダク
ションシステム内へのＡＭの関数として下記の関係に従
って計算される：
【式７】 ここで、ＦＮ４４２（ＡＭ）は、先に説明したようにＡ
Ｍを指標とするテーブルから得られる値であり、そして
これは瞬時に予測される排気フランジ温度の空気量のス
テップ変化に対する排気フランジ温度の上昇時定数を秒
の単位で表わす。この時定数は燃焼室から排気フランジ
までの金属の熱容量に関連する。
【００２１】排気フランジの瞬時値、ＥＸＴ＿ＦＬ＿Ｋ
ＡＭが次に定常状態時排気フランジ温度、ＥＸＴ＿ＳＳ
＿ＦＬ、温度上昇の時定数，ＴＣ＿ＥＸＴ＿ＦＬＡＮＧ
ＥおよびバックグラウンドループＢＧ＿ＴＭＲの実行に
必要な時間の関数として、下記の関係に基づいて計算さ
れる：
【式８】 ここで、ＦＫは下記の関係に従って対数平滑関数を実行
する： ＦＫ＝１／（１＋ＴＣ＿ＥＸＴ＿ＦＬＡＭＧＥ／ＢＧ＿
ＴＭＲ）
【００２２】２０６に於て排気フランジ７５と第一触媒
変換器３２の排気ガス吸入口７７の間の定常状態温度降
下ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＰＬＯＳＳは、好適に下記の関係に従
って計算される：
【式９】 ここで、ＦＮ４４５Ｌ（ＡＭ）は無単位の値で、空気の
重量流量ＡＭを指標とするテーブル内に含まれており、
これは排気フランジと触媒入力との間の温度降下をＡＭ
の関数として表わす、そしてＤＥＬＴＡ＿Ｔは排気フラ
ンジに於ける排気ガス温度と周囲温度との間の温度差を
華氏で表わす値である。
【００２３】ＤＥＬＴＡ＿Ｔは好適に下記の関係に従っ
て計算される：
【式１０】 ここで、ＩＮＦＡＭＢ＿ＫＡＭは先に説明した通り、そ
してＡＶＧ＿Ｔは排気ガスフランジ７５から第一触媒変
換器の排気ガス吸入口７７の排気ガス温度の平均値を表
わす値。
【００２４】ＡＶＧ＿Ｔは好適に下記の関係に従って計
算される：
【式１１】 ここで、ＥＸＴ＿ＦＬ＿ＫＡＭは先に説明した通り、そ
してＥＸＴ＿ＣＡＴＩＮは第一触媒変換器の排気ガス吸
入口７７に於ける排気ガス温度を表わす値である。
【００２５】ＥＸＴ＿ＣＡＴＩＮ内に含まれる値は以下
に説明する方法で計算される。図２から判るように、提
出された実施例では、図２の前回実行時に計算されたＥ
ＸＴ＿ＣＡＴＩＮの値が上記の式（１１）の中で使用さ
れる。
【００２６】温度値、ＥＸＴ＿ＣＡＴＩＮは２０７に於
て排気フランジ７５の瞬時温度、ＥＸＴ＿ＦＬ＿ＫＡＭ
および排気フランジ７５と排気ガス吸入口７７の間の定
常状態温度降下、ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＰＬＯＳＳの関数とし
て下記のように計算される：
【式１２】
【００２７】２０８に於て、排気ガスと触媒物質８２お
よび８４との発熱反応による第一触媒変換器３２内の排
気ガス温度の増加を表わす値、ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＥＸＯＴ
が以下の関係に従って計算される：
【式１３】 ここで、ＦＮ４４８（ＡＭ）は空気の重量流量（ＡＭ）
を指標とするテーブルの中に含まれる値であり、これは
触媒変換器内の排気ガスの温度上昇の間の関係を触媒変
換器を通る空気流量の関数として表わし、これは好適に
１．０に等しい、そしてＦＮ４４８Ａ（ＬＡＭＢＳＥ）
は華氏単位で予め定められている値であり、触媒内の排
気温度の定常状態での増加を表わし、これはＬＡＭＢＳ
Ｅの関数として記憶されている。
【００２８】次に、第一触媒変換器３２の中間床点７６
に於ける定常状態温度値を表わす定常状態温度値，ＥＸ
Ｔ＿ＳＳ＿ＭＩＤが下記に示すように値ＥＸＴ＿ＳＳ＿
ＥＸＯＴを値ＥＸＴ＿ＣＡＴＩＮに加えることにより決
定される：
【式１４】
【００２９】２１０に於て、中間床点７６に対する瞬時
温度値が、第一触媒変換器３２内の排気ガスの温度上昇
を表わす時定数値、ＴＣ＿ＥＸＴ＿ＣＡＴＭＩＤを秒の
単位で下記の関係に従って最初に計算することにより決
定される：
【式１５】 ここで、ＦＮ４４９（ＡＭ）は、ＡＭを指標とするテー
ブルから得られる値であり、これは瞬時予測される排気
フランジ温度に対する空気量（ＡＭ）のステップ変化に
よる触媒中間床温度の上昇の時定数を秒の単位で表わ
す。
【００３０】次に瞬時温度値ＥＸＴ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭが
２１０に於て、定常状態中間床温度値ＥＸＴ＿ＳＳ＿Ｍ
ＩＤ、中間床の温度上昇時定数ＴＣ＿ＥＸＴ＿ＣＡＴＭ
ＩＤ１０およびＢＧ＿ＴＭＲの関数として下記の関係に
従って決定される：
【式１６】 ここで、ＦＫは下記の関係に従って、対数平滑化関数を
実行する：
【式１７】
【００３１】図３，図４および図５はＥＥＣ１００内で
実行される空気／燃料制御処理手続きのステップを示
し、これは第一触媒変換器３２内の中間床温度を触媒変
換器３２で生成される排気ガスの成分を変えることによ
り制御するものである。提出された実施例では好適に噴
射機１４から送り出される燃料を制御することにより排
気ガスの成分を変えて、燃焼に際して特定の排気ガス成
分を結果として得る空気と燃料の特定の比率で構成され
る空気／燃料混合比を生成する。この処理手続きは３０
１から入り、ステップ３０２および３０４に於て中間床
温度ＥＸＴ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭがチェックされて、予め定
められた中間床最高温度ＣＡＴ＿ＭＡＸよりも大きいか
否かが決定される。３０２に於いて瞬時温度値ＥＸＴ＿
ＣＭＤ＿ＫＡＭが温度範囲の最大温度値、ＣＡＴ＿ＭＡ
Ｘと比較され、この範囲内で空気／燃料混合比が中間床
温度を下げるために変更される、ここではこれを中間床
最高温度範囲として参照する。もしも中間床温度がＣＡ
Ｔ＿ＭＡＸより低い場合は、中間床温度を低下させる試
みはなされない。上記範囲外のある範囲にある中間床温
度を下げることにより、空気／燃料制御内のある単一温
度値の変化が最少化され、これによって運転性に利益が
出る。もしもＥＸＴ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭがＣＡＴ＿ＭＡＸ
よりも大きい場合は、温度フラッグＥＸＴ＿ＦＬＧが３
０３で値１にセットされ、過熱状態を指示する。もしも
中間床温度ＥＸＴ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭがＣＡＴ＿ＭＡＸ未
満の場合は、３０４に於いて中間床温度ＥＸＴ＿ＣＭＤ
＿ＫＡＭが、中間床最高温度範囲の最低温度値を定める
第二温度値ＣＡＴ＿ＭＡＸ＿ＣＬと比較される。もしも
中間床温度ＥＸＴ＿ＣＭＤ＿ＫＡＭがＣＡＴ＿ＭＡＸが
ＣＡＴ＿ＭＡＸ＿ＣＬよりも低い場合は、３０５に於い
て温度フラッグＥＸＴ＿ＦＬＧが値零にセットされ、こ
れは中間床温度が中間床最高温度範囲よりも低いことを
指示する。
【００３２】３０６に於いて温度フラッグＥＸＴ＿ＦＬ
Ｇがチェックされ、もしもＥＸＴ＿ＦＬＧ＝０の場合
は、３０７に於いて空気／燃料調整変数ＬＡＭ＿ＥＸＴ
が予め定められた値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＭＡＸにセットさ
れ、処理手続きは図５で示すステップの実行へと進む。
提出された実施例に於いて、ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＭＡＸは
値０．９を有する。もしも温度フラッグが過熱状態を示
す場合は、３０８に於いて開ループ制御フラッグＯＬ＿
ＤＥＳＩＲＥＤが値１にセットされ、ＥＥＣ１００で実
行されるその他の処理手続きに対して、エンジンが空気
／燃料制御の開ループ形式の下で運転されることを示
す。この特徴は好適にエンジンの閉ループ制御下での運
転が、触媒中間床温度が許容可能最大温度以下の場合に
のみ可能とし、これによって触媒が許容最大温度以上の
温度に曝される可能性を削減する。
【００３３】３０９に於いて、中間床温度の定状状態値
ＥＸＴ＿ＣＡＴＭＩＤ＿ＳＳが下記の関係に従って決定
され、処理手続きの制御が図３（ｂ）で示されるステッ
プに進む：
【式１８】 ここで、ＥＸＴ＿ＣＡＴＭＩＤ＿ＳＳ，ＥＸＴ＿ＳＳ＿
ＦＬＮ，ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＥＸＯＴおよびＥＸＴ＿ＳＳ＿
ＰＬＯＳＳは先に説明した通りである。
【００３４】触媒変換器の中間床点の定状状態温度ＥＸ
Ｔ＿ＣＡＴＭＩＤ＿ＳＳは予め定められた触媒中間床最
高温度値ＣＡＴ＿ＭＡＸと３２２に於いて比較されれ、
もしも中間床温度が予め定められた触媒中間床最高温度
を超える場合は、３２３に於いてエンジンへの燃料送り
出し速度が増加され、結果として以下に示すように第一
空気＿燃料調整変数ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴを予め定めら
れた空気／燃料変更値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰだけ減
少させることによりより濃い空気／燃料比率としてい
る：
【式１９】 ここで、ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴおよびＬＡＭ＿ＥＸＴ＿
ＳＴＥＰは以下に示す通りであり、ＢＧ＿ＴＭＲは先に
説明した通りである。当業者には今回の開示から明らか
なように、ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰはＡ／Ｆ内の変化
を、エンジントルクの変動を低減するために徐々にステ
ップ的に増加することで実現できるようにしている。Ｌ
ＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰは好適にＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴ
ＥＰのステップ幅を微調整するためにＢＧ＿ＴＭＲが乗
ぜられ、これはバックグラウンドループの変化する処理
時間に対処するためである。３２４および３２５に見ら
れるように、第一空気／燃料調整変数ＬＡＭＢＳＥ＿Ｅ
ＸＴの値は好適に予め定められた最少値、ＬＡＭＢＳＥ
＿ＥＸＴ＿ＭＩＮに、燃料送り出しの量を制限する目的
で、制限されている。この好適な特徴は燃料送り出し率
の断続的な増加を防止するが、これは触媒変換器の温度
を下げるためであって、この温度は変換器で生成される
排気ガスの成分を変えることでは制御できない要因に依
って増加する可能性があるためである。３２４に於いて
ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴがＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴ＿ＭＩＮ
に対してチェックされ、もしもＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴが
ＬＡＭＢＳＥ＿ＭＩＮ未満の場合は、３２５に於いてＬ
ＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴが最少許容値ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴ
＿ＭＩＮにセットされる。その他の場合、もしもＬＡＭ
ＢＳＥ＿ＥＸＴが最少許容最少以上の場合は、処理は図
５で示されるステップに継続する。
【００３５】もしも３２２に於いて、触媒変換器の中間
床の定状状態温度ＥＸＴ＿ＣＡＴＭＩＤ＿ＳＳが、予め
定められた触媒中間床最高温度値ＣＡＴ＿ＭＡＸよりも
大きくない場合は、ステップ３２６に於いて、第二中間
空気／燃料調整値ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹが、以下に示す
ようにＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴを予め定められた空気／燃
料変更値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰだけ増加させること
により生成される：
【式２０】 ここで、ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹ，ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸ
Ｔ，ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰ並びにＢＧ＿ＴＭ
Ｒは先に説明した通りである。
【００３６】上に示すように、予め定められた空気／燃
料変更値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰにはＢＧ＿ＴＭＲが
乗ぜられ、バックグラウンドループでの処理時間の変動
に対処するためにＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＳＴＥＰのステップ
の大きさを調整している。３２７に於いて、ＬＡＭＢＳ
Ｅ＿ＴＲＹが予め定められた値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＭＡＸ
と比較され、３２８に於いてもしも３２６に於いてＬＡ
ＭＢＳＥ＿ＴＲＹとして生成された値が結果として予め
定められた値ＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＭＡＸよりも大きな値と
なった場合、ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴがＬＡＭ＿ＥＸＴ＿
ＭＡＸに等しくセットされる。そうでない場合、３２６
に於いて第二空気／燃料調整値として生成れた値ＬＡＭ
ＢＳＥ＿ＴＲＹが結果的にＬＡＭ＿ＥＸＴ＿ＭＡＸで設
定される範囲内の値となる場合は、３２９に於いて第二
空気／燃料調整値ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹの生成された値
に相当する空気／燃料比率で構成された排気ガスに対応
する触媒中間床温度が推定され、３３０に於いて最大許
容触媒中間床温度ＣＡＴ＿ＭＡＸと比較される。この好
適な性質は結果として安定なＡ／Ｆ制御システムを構成
し、これはもしも触媒変換器の温度が許容最大温度ＣＡ
Ｔ＿ＭＡＸ未満の場合はそれが増加可能とするが、触媒
変換器が結果として許容最大温度以上となる排気ガス混
合比を生成する機会を減少させることによりＡ／Ｆ変動
を最少とすることを特徴とする。
【００３７】３２９に於いて、ＥＸＴ＿ＭＩＤ＿ＴＲ
Ｙ、第二空気／燃料変数ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹからの結
果である排気ガス混合比に対応する中間床温度が、以下
の関係に従って推定される：
【式２１】 ここで、ＥＸＴ＿ＭＩＤ＿ＴＲＹ，ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＦＬ
＿ＳＴ，ＦＮ４４１Ａ（ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹ），ＦＮ
４４８（ＡＭ），ＥＸＴ＿ＳＳ＿ＰＬＯＳＳ，およびＦ
Ｎ４４８Ａ（ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹ）は先に説明した通
りである。
【００３８】ステップ３３０に於いて、推定された中間
床温度ＥＸＴ＿ＭＩＤ＿ＴＲＹが、最大許容中間床温度
ＣＡＴ＿ＭＡＸと比較され、３３１に於いてもしもＬＡ
ＭＢＳＥ＿ＴＲＹから結果として推定された中間床温度
が最大許容中間床温度未満の場合は、第一空気／燃料調
整変数ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴが第二空気／燃料調整変数
ＬＡＭＢＳＥ＿ＴＲＹに等しくセットされる。もしも３
３０に於いて、ＬＡＭＢＳＥ＿＿ＴＲＹからの結果とし
て推定された温度が最大許容中間床温度よりも高いと決
定されると、ＬＡＭＢＳＥ＿ＥＸＴの現在値が維持され
る、すなわち空気／燃料制御処理手続きの前回実行時に
決定された値となる。
【００３９】図５の３３５に於いて、第三空気／燃料調
整変数ＬＡＭＢＳＥ＿ＤＲＶがエンジン運転性を強化す
る空気／燃料比率を決定するために生成される。第三空
気／燃料調整変数ＬＡＭＢＳＥ＿ＤＲＶは好適に、エン
ジン運転パラメータの予め定められたセットに対する予
め定められたエンジン応答を生成するＡ／Ｆ比率に対応
する様に生成され、この運転パラメータは部分開スロッ
トルでの理論Ａ／Ｆ比率または最大出力に対応する高ス
ロットル位置での富Ａ／Ｆ比率を含む。ＬＡＭＢＳＥ＿
＿ＤＲＶは好適にスロットル位置、エンジン回転数、重
量空気流量、エンジン冷却温度および空気温度を含む複
数のエンジン運転パラメータの関数として生成される。
ステップ３３７，３３８および３３９に見られるよう
に、第三空気／燃料調整変数および第二空気／燃料調整
変数が比較され、空気／燃料調整変数ＬＡＭＢＳＥが３
３８または３３９に於いて、第二または第三調整変数の
小さな方にセットされる。この様にして、触媒変換器の
温度が効率的に制御され、エンジン運転性が強化される
が、これはふたつの考えられる空気／燃料比率の内の大
きな方に対応するものを空気／燃料調整変数ＬＡＭＢＳ
Ｅの値として選択することにより実現される。３４０に
於いて空気／燃料制御処理手続きは終了しその他のエン
ジン制御機能がＥＥＣ１００によって実行される。
【００４０】今まで説明してきた特定の機構並びに技術
は単に本発明の原理のひとつの応用を図示したものであ
ることを理解されたい。本発明の精神並びに範囲から逸
脱すること無く、この方法および装置に多数の修正が可
能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具体化する自動車エンジンと電
子式エンジン制御器の図式図である。
【図２】本発明の提出された実施例の動作を示す流れ
図。
【図３】本発明の提出された実施例の動作を示す流れ図
である。
【図４】本発明の提出された実施例の動作を示す流れ図
である。
【図５】本発明の提出された実施例の動作を示す流れ図
である。
【符号の説明】
１５ 重量空気流量センサ ３２，３３ 触媒変換器 ８２，８４，８５ 触媒物質 １００ 電子式エンジン制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０ Ｃ (72)発明者 マイクル アラン ウェイバーン アメリカ合衆国ミシガン州ノースビル，エ ルク ロード 41648 (72)発明者 ステファン デ ラ サール イギリス国エセックス，ビラリケイ，ジー ティー バーステッド，チャーチ ストリ ート 44 (72)発明者 トッド エー．マーチン アメリカ合衆国ミシガン州コマース タウ ンシップ，エルキン コート 320

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃エンジン内の空気／燃料混合物の燃
    焼で生成される排気ガスを化学的に変化させる触媒変換
    器の最高温度を制限するための方法であって：前記触媒
    変換器内の中間床点の瞬時温度を決定し、 中間床点の温度を予め定められた量だけ変化させるため
    に要求される、空気／燃料混合物内の空気の燃料に対す
    る比率を示す第一空気／燃料調整変数を生成し、 エンジン運転パラメータの予め定められた組に対する予
    め定められたエンジン応答を生成するために要求され
    る、空気／燃料混合物内の空気の燃料に対する比率を示
    す第二空気／燃料調整変数を生成し、 前記第一空気／燃料調整変数を前記第二空気／燃料調整
    変数と比較し、もしも前記空気／燃料混合物内の空気の
    燃料に対する割合に相当する前記第一空気／燃料調整変
    数が、前記第二空気／燃料調整変数よりも少ない場合は
    前記第一空気／燃料調整変数に対応する空気／燃料混合
    物を生成する燃料の量を噴射し、もしも前記空気／燃料
    混合物内の空気の燃料に対する割合に相当する前記第一
    空気／燃料調整変数が、前記第二空気／燃料調整変数よ
    りも多い場合は前記第二空気／燃料調整変数に対応する
    空気／燃料混合物を生成する燃料の量を噴射する、以上
    の手順を含む前記方法。
  2. 【請求項２】 請求項第１項記載の方法に於いて、前記
    触媒変換器内の中間床点の瞬時温度を決定するための手
    順が：排気ガスをエンジンから触媒変換器に移送する排
    気管の第一点に於ける排気ガスの瞬時温度を、第一点に
    於ける定状状態温度を表す第一値の関数、及び第一点に
    於ける予め定められた温度変化速度を表す第二値の関数
    として決定し；前記エンジンの誘導システムへ流入する
    空気の重量流量を測定し；前記触媒変換器の排気ガス吸
    入口に於ける排気ガスの瞬時温度を、前記第一点に於け
    る瞬時温度と前記第一点から前記排気ガス吸入口までの
    前記排気ガスの定状状態温度降下を表す第三値の関数と
    して決定し；前記触媒変換器内の中間床点に於ける定状
    状態温度を、前記排気ガス吸入口に於ける前記瞬時温度
    と前記触媒変換器内の前記排気ガスの温度増加を表す第
    四値の関数として決定し；そして中間床に於ける瞬時温
    度を前記中間床に於ける前記定状状態温度と前記空気の
    重量流量の関数として変化する中間床点の予め定められ
    た温度変化速度の関数として決定する、以上の手順を含
    む前記方法。
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