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公開番号2025036992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143684
出願日2023-09-05
発明の名称エンジン装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類F01N 3/36 20060101AFI20250310BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】触媒の過熱抑制のためのエンジンの燃料増量をより適切なタイミングで開始する。
【解決手段】エンジン装置は、燃焼室と排気ポートと排気マニホールドと排気管を有すると共に炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジンと、エンジンの排気管に取り付けられた触媒と、開始条件が成立してから終了条件が成立するまで触媒の過熱抑制のためにエンジンの燃料増量を行なう制御装置とを備える。制御装置は、触媒が未劣化状態であると仮定し、触媒の入ガス温度と触媒での炭化水素の燃焼の発熱量と触媒での酸化還元反応の発熱量とを含む複数のパラメータに基づいて触媒の温度を第1温度として推定する。開始条件は、第1温度が第1所定温度以上に至った条件である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼室と排気ポートと排気マニホールドと排気管を有すると共に炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジンと、前記排気管に取り付けられた触媒と、開始条件が成立してから終了条件が成立するまで前記触媒の過熱抑制のために前記エンジンの燃料増量を行なう制御装置と、を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記触媒が未劣化状態であると仮定し、前記触媒の入ガス温度と前記触媒での炭化水素の燃焼の発熱量と前記触媒での酸化還元反応の発熱量とを含む複数のパラメータに基づいて前記触媒の温度を第１温度として推定し、
前記開始条件は、前記第１温度が第１所定温度以上に至った条件である、
エンジン装置。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
請求項１記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記触媒が未劣化状態であり且つ空燃比がストイキであると仮定し、前記複数のパラメータのうち前記触媒での酸化還元反応の発熱量を用いずに前記触媒の温度を第２温度として推定し、
前記終了条件は、前記第２温度が前記第１所定温度以下の第２所定温度未満に至った条件である、
エンジン装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記排気マニホールドを通過する排ガスと前記排気マニホールドとの移動熱量と、前記触媒の入ガスと前記触媒との移動熱量と、を用いて前記第１、第２温度を推定する、
エンジン装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジン装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの燃料噴射および点火を行なっているときに、エンジンの燃焼室から排出されて排気ポートを流れる排ガスの温度を推定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、ストイキの場合、燃焼ガス温度と燃焼ガス量と燃焼ガス比熱とに基づく第１熱エネルギに基づいて排ガスの温度を推定する。リーンの場合、第１熱エネルギと、空気温度とストイキに対する余剰空気量と空気比熱とに基づく第２熱エネルギと、に基づいて排ガスの温度を推定する。リッチの場合、第１熱エネルギと、燃料温度とストイキに対する余剰燃料量と燃料比熱と燃料蒸発潜熱とに基づく第３熱エネルギと、に基づいて排ガスの温度を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１９５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたエンジン装置では、エンジンの排気管に取り付けられた触媒が比較的高温になると、触媒の過熱を抑制するためにエンジンの燃料増量を行なうため、これをより適切なタイミングで開始することが求められている。本開示のエンジン装置は、触媒の過熱抑制のためのエンジンの燃料増量をより適切なタイミングで開始することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示のエンジン装置は、燃焼室と排気ポートと排気マニホールドと排気管を有すると共に炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジンと、前記排気管に取り付けられた触媒と、開始条件が成立してから終了条件が成立するまで前記触媒の過熱抑制のために前記エンジンの燃料増量を行なう制御装置と、を備えるエンジン装置であって、前記制御装置は、前記触媒が未劣化状態であると仮定し、前記触媒の入ガス温度と前記触媒での炭化水素の燃焼の発熱量と前記触媒での酸化還元反応の発熱量とを含む複数のパラメータに基づいて前記触媒の温度を第１温度として推定し、前記開始条件は、前記第１温度が第１所定温度以上に至った条件であることを要旨とする。
【０００６】
本開示のエンジン装置では、触媒が未劣化状態であると仮定し、触媒の入ガス温度と触媒での炭化水素の燃焼の発熱量と触媒での酸化還元反応の発熱量とを含む複数のパラメータに基づいて触媒の温度を第１温度として推定し、開始条件は、第１温度が第１所定温度以上に至った条件である。触媒が未劣化状態であると仮定して第１温度を推定することにより、触媒が劣化状態であると仮定して第１温度を推定する場合に比して第１温度が高くなるから、触媒の過熱抑制のためのエンジンの燃料増量をより適切なタイミングで開始することができる。この結果、触媒の過熱をより適切に抑制することができる。ここで、「未劣化状態」は、劣化していない状態（劣化程度が所定程度未満である状態）を意味し、例えば、新品状態やならしが完了した状態などを挙げることができる。
【０００７】
本開示のエンジン装置において、前記制御装置は、前記触媒が未劣化状態であり且つ空燃比がストイキであると仮定し、前記複数のパラメータのうち前記触媒での酸化還元反応の発熱量を用いずに前記触媒の温度を第２温度として推定し、前記終了条件は、前記第２温度が前記第１所定温度以下の第２所定温度未満に至った条件であってもよい。
【０００８】
本開示のエンジン装置において、前記制御装置は、前記排気マニホールドを通過する排ガスと前記排気マニホールドとの移動熱量と、前記触媒の入ガスと前記触媒との移動熱量と、を用いて前記第１、第２温度を推定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態のエンジン装置１０の概略構成図である。
第１手法１００Ａの処理ブロック図である。
第１手法１００Ａの処理ブロック図である。
第２手法１００Ｂの処理ブロック図である。
第２手法１００Ｂの処理ブロック図である。
処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施形態のエンジン装置１０の概略構成図である。図示するように、実施形態のエンジン装置１０は、エンジン１２と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０とを備える。エンジン装置１０は、例えば、エンジン１２からの動力を用いて走行するエンジン車や、エンジン１２に加えてモータを備えるハイブリッド車などに搭載される。
（【００１１】以降は省略されています）

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