(57)【要約】【課題】エンジンの排気熱量を精度よく推定することができ、高精度な排気熱量の推定値を用いて様々なエンジン運転条件において排気の改善及び燃費に優れたエンジン制御を実現できるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】エンジン装置において、エンジンから排出される排気流量を直接検出する排気流量センサと、エンジンから排出される排気の温度を検出または推定する排気温度推定手段と、排気流量センサの出力と排気温度推定手段の出力とに基づいて、エンジンから排出される排気の熱量を推定する排気熱量推定手段を備えた。【選択図】図１
2010071257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの制御装置において、
エンジンから排出される排気流量を直接検出する排気流量センサと、
前記エンジンから排出される排気の温度を検出または推定する排気温度推定手段と、
前記排気流量センサの出力と前記排気温度推定手段の出力とに基づいて、前記エンジンから排出される排気の熱量を推定する排気熱量推定手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの制御装置において、前記エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気流量制御手段と、前記エンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、前記エンジンの制御パラメータを記憶するエンジンパラメータ記憶装置を備え、
前記エンジンパラメータ記憶装置内に、前記エンジンの運転条件毎に予め目標排気熱量が設定されており、前記排気熱量推定手段によって推定される排気熱量が前記目標排気熱量と等しくなるように、前記吸入空気流量制御手段及び前記燃料供給装置を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置において、前記エンジンの排気中に存在する煤もしくはＮＯｘのうち少なくともいずれか一方を捕捉する触媒と、前記エンジンから排出される排気の酸素濃度を検出または推定する排気酸素濃度推定手段を備え、
前記触媒が捕捉した煤及び／又はＮＯｘを浄化する触媒再生モード中には、前記排気熱量推定手段の出力及び前記排気酸素濃度推定手段の出力に基づいて前記エンジンの運転状態を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項３項記載のエンジンの制御装置において、前記触媒再生モード中に、前記排気熱量推定手段の出力もしくはその積算値に基づいて、触媒再生モードの継続もしくは停止を決定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載のエンジンの制御装置において、前記排気流量センサは、熱線式流量センサであることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項記載のエンジンの制御装置において、前記排気流量センサは、前記触媒の上流側に設置されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項記載のエンジンの制御装置において、前記触媒再生モードの開始前に、前記排気流量センサの出力値に基づく排気熱量推定を禁止し、前記排気流量センサの再生制御を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれか１項記載のエンジンの制御装置において、前記触媒再生モードの終了後に、前記排気流量センサの出力値に基づく排気熱量推定を禁止し、前記排気流量センサの再生制御を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項９】
エンジンの制御装置において、
エンジンに吸入する空気量を検出する吸入空気流量センサと、
前記エンジンから排出される排気流量を直接検出する排気流量センサと、
前記エンジンから排出される排気の温度を検出または推定する排気温度推定手段と、
前記エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気流量制御手段と、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、
前記排気流量センサの出力と前記排気温度推定手段の出力とに基づいて、前記エンジンから排出される排気の熱量を推定する第一の排気熱量推定手段と、
前記エンジンの吸入空気流量センサの出力値と前記排気温度推定手段の出力とに基づいて、前記エンジンから排出される排気の熱量を推定する第二の排気熱量推定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
請求項９記載のエンジンの制御装置において、エンジンの運転状態を判定する運転状態判定手段を備え、前記第一の排気熱量推定手段と前記第二の排気熱量推定手段とを切り換えて排気熱量の推定を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のエンジンの制御装置において、前記第一の排気熱量推定手段の出力と、前記第二の排気熱量推定手段の出力との差が所定値を超え、かつ、前記運転状態判定手段により前記排気流量センサが故障と判定された場合には、前記第一の排気熱量推定手段に基づいた排気熱量推定を禁止し、前記第二の排気熱量推定手段の推定結果に基づいて、前記吸入空気流量制御手段及び前記燃料供給装置を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のエンジンの制御装置において、前記第一の排気熱量推定手段の出力と、前記第二の排気熱量推定手段の出力との差が所定値を超え、かつ前記排気酸素濃度推定手段の出力が所定値を超えた場合には、前記第一の排気熱量推定手段に基づいた排気熱量推定を禁止し、前記排気流量センサの再生制御を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１３】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置において、前記流量センサは、前記触媒の上流及び下流の両方に配置されることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のエンジンの制御装置において、前記触媒の上流に配置された排気熱量推定手段の出力と、前記触媒の下流に配置された排気熱量推定手段の出力に基づいて、前記触媒の状態を推定もしくは制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１５】
請求項６記載のエンジンの制御装置において、前記温度推定手段は、前記触媒の下流に配置されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１６】
請求項１５記載のエンジンの制御装置において、前記排気熱量推定手段の出力と、前記温度推定手段の出力に基づいて、前記触媒の状態を推定もしくは制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気熱量を求め、排気熱量を利用してエンジンを制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンなどの排気低減技術として、特に排気中の煤を捕捉し浄化する触媒（以下、Diesel Particulate Filter：ＤＰＦ）の適用を図る技術が知られている。ＤＰＦは通常のエンジン運転時には排気中の煤を捕捉し、ＤＰＦを浄化させる場合には、排気温度を高温（好ましくは６００℃以上）にして、排気中の酸化剤（酸素）によって煤を燃焼させる。排気中の煤を効率的に浄化するためには、ＤＰＦに与える排気熱量および酸素濃度を正確に把握し、制御することが重要である。例えば、この排気熱量の推定方法として、特許文献１には、吸入空気流量センサ、燃料噴射量（制御指令値）の出力値などによって排気熱量を推定し、これを用いてＤＰＦなどの触媒を制御する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５４０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の排気熱量の推定方法では、触媒に流入する排気流量を、吸気管の上流部に設置されたエアフローセンサでの検出値等から推測している。しかしながら、その排気熱量の推定方法は、エアフローセンサの設置場所から触媒までには一定の距離（エンジン本体を経由）があり、さらにブローバイガスなどが混入してくるため、実際の排気流量を正確に推定することが困難である。特に、ディーゼルエンジンはエンジン劣化や汚損が進みやすく、ブローバイガス量や排気温度などがエンジンの劣化状態や汚損状態によって変化するため、このような状態でＤＦＰに流入する正確な排気流量ひいては排気熱量の推定は一層困難となる。
【０００５】
また、排気熱量の推定値に基づいて排気浄化を行う場合、排気熱量の推定精度が低いために、誤差を含んで排気浄化モードのガス状態や運転時間を決定することになる。したがって、排気浄化モードの運転時間が長くなると、その分燃料を多く使用するために、結果的に排気のみならず燃費も悪化させてしまう結果となる。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、エンジンの排気熱量を精度よく推定することができ、高精度な排気熱量の推定値を用いて様々なエンジン制御を実現できるエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジンから排出される排気流量を直接検出する排気流量センサと、エンジンから排出される排気の温度を検出または推定する排気温度推定手段と、排気流量センサの出力と排気温度推定手段の出力とに基づいて、エンジンから排出される排気の熱量を推定する排気熱量推定手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、排気流量センサは、応答性や耐汚損性の観点で熱線式流量センサをベースにすることが好ましい。
【０００９】
さらに、触媒下流の排気温度を推定する排気温度推定手段を備えることで、触媒上流の排気流量センサの出力値との比較から、触媒内の熱量の授受を高精度に推定することができ、触媒内での浄化状態や劣化状態を把握することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンの排気熱量を精度よく推定することができ、高精度な排気熱量の推定値を用いて様々なエンジン運転条件において排気の改善及び燃費に優れたエンジン制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるエンジン（内燃機関）の制御装置を示す構成図である。図１に示すように、エンジンの制御装置は、エンジン１９と、エンジン１９に取り付けられる吸気系及び排気系と、制御装置本体部（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）とを備える。
【００１３】
エンジン１９の吸気系には、その上流側から順に、エアクリーナ１７、吸入空気量を検出するエアフローセンサ（吸入空気流量センサ）２、過給器のコンプレッサ６ｂ、インタークーラ１６、吸入空気量を制御するスロットル１３、吸気ポート２０が配置されている。吸気ポート２０内或いはその近くには吸気圧センサ１４が配置されている。エンジン１９の排気系には、排気管２９の上流側から順に、排気ポート２６、排気の酸素濃度を検出するλセンサ３、過給器の排気タービン６ａ、排気流量を直接検出する排気流量センサ１２、排気を浄化する触媒（ＤＰＦ）７、触媒７の前後の差圧を検出する差圧センサ２１ａ，２１ｂが配置されている。
【００１４】
エンジン１９の排気ポート２６と吸気ポート２０との間には、排気を吸気ポート２０へ再循環するＥＧＲ流路９が設けられ、ＥＧＲ流路９にはＥＧＲクーラ１０，ＥＧＲ制御バルブ１１が設置されている。
【００１５】
ＥＣＵ８は、アクセル開度センサ１、エアフローセンサ２、λセンサ３、コンプレッサ６ｂ、ＥＧＲ制御バルブ１１、排気流量センサ１２、スロットル１３、吸気圧センサ１４等に接続され、アクセル開度αやブレーキ状態などのユーザ要求，車速などの車両状態，エンジン冷却水温や排気温度などのエンジン運転条件に応じて、エンジン１９の運転状態や制御量などを決定する。
【００１６】
エンジン１９には、燃焼室１８に直接燃料噴射する形式の燃料噴射弁（以下、インジェクタ）５が配置され、インジェクタ５には燃料配管２２を介して燃料タンク１５が接続されている。燃料タンク１５内のフィードポンプ（図示しない）と、燃料配管２２からインジェクタ５の間に設置される高圧燃料ポンプ（図示しない）によって、燃料はインジェクタ５に搬送される。燃料は、アクセル開度センサ１の開度信号αなどから演算される目標エンジントルクに応じて、所定の燃料量が所定の燃料噴射時期に燃焼室１８に向けて噴射される。燃料噴射量は、スロットル１３の開度信号θtp，ＥＧＲ制御バルブ１１の開度信号θegr，コンプレッサ６ｂの過給圧Ｐtin，λセンサ３の出力値などに応じて適宜補正される。
【００１７】
λセンサ３はエンジンアウトの空燃比を計測するセンサであるが、酸素濃度推定手段としてλセンサ３の代わりに、酸素センサやＣＯ2センサなど排気の酸素濃度を推定できるセンサを用いてもよい。スロットル１３は電子制御スロットルであることが好ましく、電気式アクチュエータによってスロットルバルブを駆動するものである。
【００１８】
本制御装置は、排気温度を検出又は推定する排気温度推定手段を備えるが、排気温度推定手段は、排気温度を検出する排気温度センサを触媒７の下流に配置してもよく、排気温度を推定できる他のセンサ（例えば、排気流量センサ１２）を用いてもよい。
【００１９】
排気流量センサ１２は、各エンジン運転条件において、少なくとも１サイクル以内の検出周期によって、排気流量を直接検出するセンサであり、熱線式流量センサや電磁式流量センサを用いることが好ましく、これにより排気流量を高精度に検出し、エンジン制御に用いることができる。本実施形態では、排気流量センサ１２として熱線式流量センサを用いた。
【００２０】
熱線式流量センサの原理について図２に基づき説明する。熱線式流量センサは、被測定ガス温度を検出する測温抵抗体と、測温抵抗体に対して高い温度に設定される検出用発熱抵抗体との２つの温度依存性を有する感温抵抗体を利用したものである。発熱抵抗体及び測温抵抗体として用いる感温抵抗体は、例えば、図２（ａ）に示すように、ボビンに巻かれた抵抗線（熱線）２７とその両端に接続されたリード線２８とからなり、発熱抵抗体と測温抵抗体は抵抗値が異なる。これらの感温抵抗体が排気管２９内に抵抗体支持体３０を介して支持されている。図２（ｂ）のように、制御回路は、検出用発熱抵抗体と測温抵抗体との温度差（或いは温度）が常時一定になるように両抵抗体への通電電流を制御し、その制御電流量からガス流量を検出する。熱線式流量センサは、ガス流量の変化に対する出力の応答性に優れており、現在、自動車用の吸気空気流量計の大半はこの熱式流量計が用いられている。
【００２１】
流量センサについては、吸気あるいは排気のどちらの環境に用いられる流量センサにおいても、汚損による出力特性の劣化が重大な課題である。特に、熱線２７にＰＭ（粒子状物質）などの汚損物質が付着すると、結果として流量センサの出力が大きく変化し、ガス量を正確に検知することができなくなる。よって、汚損防止のために、本実施形態の排気流量センサ１２では、ＰＭを焼損する温度まで一時的に熱線２７の温度を上昇させる制御を行う。これにより、付着するＰＭ等の汚損物質を焼損させ、また新たな汚損物質や排気凝縮水の付着を防止することができる。ＰＭを焼損させるための熱線２７の温度は、汚損物質付着を避けるためのライデンフロスト効果を鑑みて６００℃以上とすることが好ましく、この温度環境に耐える構造をとることが望ましいが、エンジン毎に排気レベルは異なるため、この温度に限るものではない。
【００２２】
次に、排気流量センサ１２を用いた排気熱量演算方法について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態の排気熱量演算のフローチャートである。まず、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ，アクセル開度α，エンジン運転状態などを読み込み（ブロック１００１ｓ）、排気流量センサ１２の出力値を読み込んでここから排気流量Ｑｅｘを演算する（ブロック１００２ｓ）。次に、排気温度Ｔｅｘを検出または推定し（ブロック１００３ｓ）、排気流量Ｑｅｘと排気温度Ｔｅｘにとに基づいて排気熱量Ｕｅｘを演算する（ブロック１００４ｓ）。このブロック１００４ｓにおいて、排気熱量Ｕｅｘは、以下の式（１）を用いて求められる。
【００２４】
Ｕｅｘ  ＝Ｃｐ・Ｑｅｘ・Ｔｅｘ                      …式（１）
Ｃｐは定圧ガス比熱であり、燃料噴射量の指令値、エアフローセンサ２の出力値やλセンサ３の出力値などから求められる。定圧ガス比熱Ｃｐは推定値と実際の値の乖離が少なく、推定値を用いることによる大きな誤差は発生しない。排気温度Ｔｅｘは、図２に示した排気流量センサ１２内の測温抵抗体の出力値から求めることができるが、別途排気管２９に排気温度センサが設置されている場合、この出力値を用いてもかまわない。また、設定温度の異なる発熱抵抗体を１つずつ設置して、それぞれに供給する電力とそれぞれの抵抗体が検出した排気流量Ｑｅｘの関係から、理論的に排気温度を求める方法などを用いてもかまわない。
【００２５】
本実施形態のエンジンの制御装置は、排気流量センサ１２から直接検出した排気流量値を用いて演算することにより、高精度かつ簡便に排気熱量Ｕｅｘを得ることができる。
【００２６】
例えば、ＥＣＵ８は、エンジン１９の制御パラメータを記憶するエンジンパラメータ記憶装置を備え、そのエンジンパラメータ記憶装置内に、エンジンの運転条件毎に予め目標排気熱量設定し、排気熱量センサ１２の出力値に基づいて推定される排気熱量が目標排気熱量と等しくなるように、コンプレッサ６（ｂ）、インタークーラ１６、スロットル１３或いはインジェクタ５等を制御してもよい。
【００２７】
図４は、本実施形態のエンジンの制御装置において、触媒（ＤＰＦ）７の浄化／再生に排気流量センサ１２を用いて実施する場合の制御フローチャートである。まず、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ，アクセル開度α，エンジン運転状態、差圧センサ２１の出力値などを読み込み（ブロック１０１１ｓ）、ＤＰＦ再生モードへ運転状態を切り替えるか否かの判定を行う（ブロック１０１２ｓ）。煤がＤＰＦ７内に充分捕捉され、ＤＰＦ再生モードに切り替えると判定された場合、ＤＰＦ再生モードがスタートする(ブロック１０１３ｓ)。
【００２８】
ＤＰＦ再生モードでは、まず、排気流量センサ１２によって検出した排気流量Ｑｅｘ、もしくはＱｅｘから演算された排気熱量Ｕｅｘを読み出し（ブロック１０１４ｓ）、排気酸素濃度Ｏ２ｅｘの推定もしくは検出を行い（ブロック１０１５ｓ）、ＤＰＦ再生状態の推定を実施する（ブロック１０１６ｓ）。ブロック１０１５ｓにおける排気酸素濃度Ｏ２ｅｘの推定は、ＤＰＦに流入する酸化剤の量を推定するためのものである。このＯ２ｅｘの推定もしくは検出には、λセンサ３の直接検出した出力値を用いることが好ましい。なおこのＯ２ｅｘの推定には、燃料噴射量とエアフローセンサ２の出力値から推定される排気酸素濃度を用いても、排気熱量の推定誤差に大きく影響しないことはわかっている。
【００２９】
次に、ＱｅｘもしくはＵｅｘ、及びＯ２ｅｘが、所定値内にあるかどうかを判定する（ブロック１０１７ｓ）。ＱｅｘもしくはＵｅｘ、及びＯ２ｅｘが所定値にない場合（１０１７ｓ→Ｎｏ）は、エンジン運転パラメータ（燃料噴射量、ＥＧＲバルブ、スロットル、過給圧等）を制御し（ブロック１０２０ｓ）、ＱｅｘもしくはＵｅｘ、及びＯ２ｅｘが所定値内に収まるようにする。この所定値は、触媒７中に捕捉された煤が高温により浄化（燃焼除去）されて、触媒７が最適に浄化／再生できるように予めＥＣＵ８に設定されているものである。
【００３０】
ＱｅｘもしくはＵｅｘ、及びＯ２ｅｘが所定値に収まっている場合（１０１７ｓ→Ｙｅｓ）は、ＤＰＦ再生モード開始時からのＱｅｘもしくはＵｅｘの出力積算値が所定値以上であるか、もしくは差圧センサ２１ａ，２１ｂの出力値が所定位置以下になっているか否かを判定する（ブロック１０１８ｓ）。この判定の目的は、ＤＰＦの再生状態の判定（ＤＰＦの煤が浄化されたか否か）である。ＱｅｘもしくはＵｅｘの出力積算値の所定値とは、ＤＰＦ再生に必要な排気熱量および酸化剤量が予めＥＣＵ８に設定されている値である。差圧センサ２１ａ，２１ｂの出力値が所定値以下の場合は、ＤＰＦ前後の差圧を発生させているすすが充分に浄化できた、ということであると判定できる。従って、ＱｅｘもしくはＵｅｘの出力積算値が所定値以上であるか、もしくは差圧センサ２１ａ，２１ｂの出力値が所定位置以下になっているか否かによって、ＤＰＦ再生モードの終了可否を決定する。終了可能の場合、すなわち煤が充分に浄化されたと判定された場合には、ＤＰＦ再生モードを終了する（ブロック１０１９ｓ）。
【００３１】
以上、図４で示したフローチャートを適用することにより、正確な排気熱量をＤＰＦに供給して触媒を浄化し、ＤＰＦ再生モードの最適な終了タイミングを判定することができるため、排気や燃費を悪化させることのないエンジン制御を行うことができる。
【００３２】
なお、触媒再生モードの開始前又は終了後には、排気流量センサ１２の出力値に基づく排気熱量推定を禁止し、排気流量センサ１２の再生制御を行うとよい。再生制御方法は、熱線式の排気流量センサの場合は、その測定部表面を好ましくは６５０℃以上に設定して、熱線表面に付着した煤やＳＯＦなどの汚損物質を焼き切る、もしく退避させる。これにより、排気流量センサ１２の劣化によって排気流量の誤差が大きくなることを防ぎ、高精度な排気熱量を求めることができる。
【００３３】
図５は、本実施形態の制御装置を用いた排気流量センサの故障（劣化）判定、触媒７の再生制御及びエンジンの運転状態を診断する場合の制御フローチャートである。図４までに説明した排気流量および排気熱量は、すべて排気流量センサ１２の出力値を基に得ている。従って、排気流量センサ１２の検出精度が所定範囲内に入っているかどうか（排気流量センサ１２が正常であるか）を常に監視し、所望のエンジン運転が実現できているかを診断する必要がある。
【００３４】
図５に示すように、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ，アクセル開度α，エンジン運転状態などを読み込み（ブロック１０２１ｓ）、エアフローセンサ２および排気流量センサ１２の出力値を読み込み（ブロック１０２２ｓ）、定常運転状態にあるかどうかを判定する（ブロック１０２３ｓ）。本フローの診断／判定は、エンジン駆動の過渡時には実施することができないため、定常運転状態と判定された場合（１０２３ｓ→Ｙｅｓ）、エアフローセンサ２の出力値や燃料噴射量などから推定される排気流量推定値Ｑｅｘ’を読み出し（ブロック１０２４ｓ）、排気流量センサ１２で直接検出した出力値を規範とした排気流量Ｑｅｘを演算する（ブロック１０２５ｓ）。
【００３５】
すなわち、本実施形態では、排気流量センサ１２で直接検出した出力値と排気温度とから第１の排気流量Ｑｅｘを推定する第１の排気熱量推定手段と、エアフローセンサ２で検出した出力値と排気温度等と基に第２の排気流量Ｑｅｘ’を推定する第２の排気熱量推定手段を備え、Ｑｅｘ’とＱｅｘを比較することによって、排気流量センサ１２の故障判定や、触媒再生制御及びエンジン運転状態の診断に適用している。なお、排気流量センサ１２の出力値が正常か否かを判定するものであるため、ブロック１０２４ｓにおける排気流量の推定は、吸気圧センサ１４の出力値，スロットル１３の開度，ＥＧＲ制御バルブ１１の開度などから推定した排気流量Ｑｅｘ’を適用してもかまわない。
Ｑｅｘ’とＱｅｘを比較し、その差の絶対値が所定値を超える場合は（ブロック１０２６ｓ→Ｙｅｓ）、排気流量センサ１２の故障判定を実施する（ブロック１０２７ｓ）。この故障判定は、通電特性の変化や出力波形のリアルタイム解析（エンジンの運転状態判定）を実施することによって診断することが好ましいが、排気流量センサ１２の故障を判定する動作であれば、この方式の限りではなく、他の方式を選択してもかまわない。
【００３６】
排気流量センサ１２が故障であると判定された場合（１０２７ｓ→Ｙｅｓ）、以後の排気流量推定において、排気流量センサの１２の出力値を適用できないので、Ｑｅｘ’を排気流量の推定値として選択し（ブロック１０３３ｓ）、この推定値を用いて排気熱量Ｕｅｘ’を求め（ブロック１０３４ｓ）、エンジン１９の制御やＤＰＦ再生モードの制御に適用する。
【００３７】
排気流量センサ１２が故障でないと判断された場合（１０２７ｓ→Ｎｏ）、λセンサ３の出力値などから排気酸素濃度Ｏ２ｅｘを推定し、この値が所定値以下であるか否かを判定する（ブロック１０２８ｓ）。この判定においてＯ２ｅｘが所定値以下の場合（１０２８ｓ→Ｙｅｓ）、通常より酸素含有量の少ないガスが排気中に含まれている、と判定することができるため、ブローバイガス量または割合が排気の中で増加していることを示す。ブローバイガスの増加は、エンジンオイル経路や冷却水の劣化などを示すことがあるので、この状態からエンジン状態を判定して（ブロック１０３１ｓ）、ユーザ等に交換や点検を促す告知を行う（ブロック１０３２ｓ）。
【００３８】
排気酸素濃度Ｏ２ｅｘが所定値以下でないと判定された場合（１０２８ｓ→Ｎｏ）、排気流量センサ１２が汚損等によって一時的な出力異常を起こしていると判定され、排気流量センサ１２による流量検出を停止して（ブロック１０２９ｓ）、上述した排気流量センサの再生制御を実施する（ブロック１０３０ｓ）。この再生制御方法は、熱線式の排気流量センサの場合は、その測定部表面を好ましくは６５０℃以上に設定して、熱線表面に付着した煤やＳＯＦなどの汚損物質を焼き切る、もしく退避させる。
【００３９】
本実施形態のエンジンの制御装置は、図５のフローを用いることによって、エンジン状態や排気流量センサ１２の状態を好適に判定し、排気や燃費などのエンジン性能を大幅に悪化させることなく運転を継続することができる。
【００４０】
次に、第２の実施形態のエンジンの制御装置について説明する。
【００４１】
図６は、本実施形態の触媒（ＤＰＦ）７付近の排気管２９を示す概略要部断面図である。図６に示すように、本実施形態のエンジン制御装置は、排気流量センサが、触媒７の上流だけでなく、下流にも排気流量センサ２４を設置した点において前実施形態と異なる。前実施形態において、排気温度推定手段として排気温度センサを設けた場合は、排気温度センサの代わりに、排気流量センサ２４を設置される。
【００４２】
触媒下流に排気流量センサ２４を配置することにより、図４のブロック１０１６ｓで説明したＤＰＦ再生状態の推定に際し、排気流量センサ２４内の測温抵抗体の出力値を用いて排気温度を推定することもできるが、本実施形態では、触媒下流の排気流量を直接検出することができる排気流量センサ２４を用いて、触媒下流の排気熱量Ｕｅｘ”を演算することで、より高精度な触媒状態診断が可能となる。
【００４３】
図７は、本実施形態のエンジンの制御装置を用いた触媒診断方法を示すフローチャートである。図７に示すように、図７のブロック１０１８ｓは、図４のブロック１０１８ｓと同一であり、ＱｅｘもしくはＵｅｘの積算値が所定値以上、もしくは差圧センサ２１ａ，２１ｂの出力値が所定値以下の場合は、充分にＤＰＦが再生したものとして、再生モードを終了する(１０１８→Ｙｅｓ)。
【００４４】
他方、ＱｅｘもしくはＵｅｘの積算値が所定値以上、もしくは差圧センサ２１の出力値が所定値以下にない場合（１０１８ｓ→Ｎｏ）には、ＤＰＦ状態の診断をスタートする(ブロック１０４１ｓ)。
【００４５】
まず、触媒７の上流（直前）の排気流量センサ１２の出力値を用いて得たＵｅｘと、触媒７の下流（直後）の排気流量センサ２４の出力値を用いて得たＵｅｘ”を読み出し（ブロック１０４２ｓ）、このＵｅｘとＵｅｘ”の差が所定値以上にあるか否かを判定する(ブロック１０４３ｓ)。ＵｅｘとＵｅｘ”の差が所定値以上の場合（１０４３ｓ→Ｙｅｓ）、触媒７内での熱授受が好適に行われてすすの浄化が良好に行われているものとして、触媒診断を終了する。またこのＵｅｘとＵｅｘ”の差が所定値以下の場合は、排気と触媒７との間で熱授受が行われていない、すなわち触媒７が浄化できていないと判定し、ＤＰＦ劣化もしくは故障と判定して（ブロック１０４４ｓ）、この状態をユーザ等に告知する（ブロック１０４５ｓ）。
【００４６】
本実施形態では、触媒７の上流だけでなく、下流にも排気流量センサ２４を設置し、これらの出力値を用いることで、触媒７の状態診断も高精度に実施でき、排気悪化を防ぐことができる。
【００４７】
なお、触媒７の下流に排気流量センサ２４を設置した場合は、触媒７の上流の排気流量センサ１２が故障、もしくは設置されていなくても、上述の演算値Ｑｅｘ’もしくはＵｅｘ’を適用することで、図７に示した触媒診断は可能である。
【００４８】
また、第１及び第２の実施形態において、触媒７は排気中の煤を捕捉し浄化するＤＰＦとして説明してきたが、本発明は、排気流量の直接検出および排気熱量演算が有効な触媒（ＮＯｘやＳＣＲなど）にも有効であり、これらのエンジンシステムの排気浄化にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のエンジンの制御装置を示す構成図である。
【図２】（ａ）は熱線式流量センサの構成を示す図であり、（ｂ）は熱線式流量センサの測定方式の概念図である。
【図３】排気熱量を演算するフローチャートである。
【図４】ＤＰＦ再生モード時の制御フローチャートである。
【図５】排気流量センサの故障判定、触媒の再生制御及びエンジンの運転状態を診断する場合の制御フローチャートである。
【図６】本発明に係る第２の実施形態のエンジンの制御装置の概略要部断面図である。
【図７】触媒診断方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
２  エアフローセンサ
３  λセンサ
５  インジェクタ
７  触媒（ＤＰＦ）
８  ＥＣＵ
１２  排気流量センサ（触媒上流側）
１５  燃料タンク
１９  エンジン
２４  排気流量センサ（触媒下流側）
【図１】
2010071257.tif 000003
【図２】
2010071257.tif 000004
【図３】
2010071257.tif 000005
【図４】
2010071257.tif 000006
【図５】
2010071257.tif 000007
【図６】
2010071257.tif 000008
【図７】
2010071257.tif 000009