(57)【要約】【課題】  直列に配置された前段触媒と後段触媒とが設けられたエンジンの排気系を冷媒により冷却する場合に、後段触媒の過冷却によって排気エミッションが悪化することを防止或いは抑制可能なエンジンの冷却装置を提供する。【解決手段】  冷却装置１００ＡはＥＣＵ１Ａと、ウォータポンプ１０と、エンジン５０と、各冷却アダプタ２１、２２と、ラジエータ３０と、各触媒２３、２４およびＵＦＣ２５と、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を許可、禁止する開閉弁４０とを備える。ＥＣＵ１Ａでは、エンジン５０のアイドル時に算出した積算吸入空気量が所定値を超えた場合に、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止するように開閉弁４０を制御する第１の制御手段が機能的に実現される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷媒循環経路に共通の冷媒を圧送する冷媒圧送装置と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路にエンジン本体が組み込まれたエンジンと、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、前記エンジン本体よりも熱容量が小さく、且つ流通する冷媒で前記エンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、流通する冷媒を冷却する冷却器と、
前記排気系冷却手段の下流側に直列に配置された前段触媒および後段触媒と、
前記排気系冷却手段への冷媒の流通を許可、禁止する流通制御手段と、
前記排気系冷却手段で排気から受熱する受熱量を推定する推定手段と、
前記推定手段が推定した受熱量が所定値以上である場合に、排気エネルギを低下させるための制御を行う制御手段と、
前記推定手段が推定した受熱量を積算する受熱量積算手段として、前記エンジンの吸入空気量を積算する空気量積算手段と、
前記エンジンの暖機が完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記エンジンの暖機が完了したことを判定した後、前記エンジンのアイドル時に前記空気量積算手段が算出した積算吸入空気量が所定値を超えた場合に、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御する第１の制御手段と、を備えたエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの冷却装置であって、
前記第１の制御手段が、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御したことを履歴として保持する履歴保持手段と、
前記履歴保持手段が履歴を保持した時から、所定期間が経過する時までの間に前記エンジンがアイドル状態に移行した場合に、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御する第２の制御手段と、をさらに備えたエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの冷却装置に関し、特に排気系を冷媒により冷却する排気系冷却手段を備えたエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気系（具体的には例えば排気マニホルド）を水などの冷媒により冷却する技術が知られている。かかる技術に関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で開示されている。特許文献１では排気マニホルドの周囲に形成したウォータジャケットと、該ウォータジャケットに水を噴霧状に噴射する水噴射手段とを備え、該水噴射手段からの水噴射量をエンジン回転数とエンジン負荷とに応じて制御する制御装置を接続した排気マニホルド装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２０８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンにおいては環境問題に対する取組みとして排気エミッションを低減することが求められている。この点、主に軽中負荷運転時の排気エミッションを低減するにあたっては、三元触媒をエンジンに近接した配置とし、早期に三元触媒を暖機させる手法がある。
【０００５】
一方、上記手法を用いた状態で高負荷運転時の排気エミッション低減を行うには、理論空燃比または理論空燃比近傍でエンジンを運転することが望まれる。しかしながら、この場合にはエンジンに近接して触媒を配置したことに起因して、触媒が過熱し、結果劣化の過大な進行や、劣化の過大な進行による排気エミッションの悪化が懸念される。よって、高負荷運転域の排気エミッション低減を考慮すると、三元触媒をエンジンから遠ざけて配置する必要がある。しかし、これでは早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッション低減が不十分になる虞があるため、触媒の浄化を促進させる貴金属の量を多くする必要がある。しかしながら、これら貴金属は希少なものであるため、この場合はコストの増大が懸念される。
【０００６】
これに対してかかる事情のもと、早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッションと高負荷運転時の排気エミッションの更なる低減を好適に両立させることを目的として、排気系を冷媒で冷却し、排気温度を低下させることが考えられている。このようにすれば、触媒の過熱を抑制することも可能になる。このためこのようにすれば、触媒をエンジンに近接して配置することができ、以って早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッションと高負荷運転時の排気エミッションの更なる低減を好適に両立させることも可能になる。
【０００７】
ところで、排気系を冷媒で冷却するにあたっては、エンジン本体を流通する冷媒（例えばエンジンの冷却水であるロングライフクーラント）と共通の冷媒を用いることがコスト面などから合理的であると考えられる。
また、エンジン本体を流通する冷媒は、一般にエンジンの出力で駆動する機械式のウォータポンプによって圧送されている。このためエンジン本体を流通する冷媒と共通の冷媒を用いる場合には、冷媒圧送装置として機械式のウォータポンプを用いることがコスト面などから合理的であると考えられる。
一方、エンジン本体と共通の冷媒で排気系を冷却する場合でも、冷媒は適温に維持される必要がある。
【０００８】
この点、エンジン本体を流通する冷媒に対しては、一般に冷却器（例えばラジエータ）による冷却が行われている。また、エンジン本体を流通する冷媒については、一般にエンジン本体の出口側の部分やエンジン本体を流通した直後の流通経路における冷媒温度が、エンジン本体における冷媒温度（以下、エンジン冷媒温度と称す）として検知されている。
【０００９】
このため、冷媒の温度を適温に維持するにあたっては、例えばエンジン冷媒温度に応じてラジエータに流入する冷媒の流量を調節することが考えられる。
【００１０】
ところが、通常は排気系を冷媒で冷却する排気系冷却手段のほうがエンジン本体よりもサイズが小さいことから、排気系冷却手段のほうがエンジン本体よりも熱容量が小さくなる。このため、共通の冷媒を用いる場合、冷媒の温度がエンジン本体にとって適温に維持されるだけでは、排気系冷却手段において冷媒がオーバーヒート或いは沸騰する虞がある。
【００１１】
これに対して、排気系冷却手段における冷媒のオーバーヒート等を防止或いは抑制するにあたっては、例えば排気系冷却手段における排気からの受熱量が所定値以上である場合に、排気エネルギを低下させることが考えられる。
一方、エンジン本体にとっての適温が、排気系冷却手段にとって必ずしも適温とはならないという問題には、上述した冷媒のオーバーヒートの問題以外にも、さらに以下に示す過冷却の問題がある。
【００１２】
ここで、エンジンの排気系には直列に配置した前段触媒と後段触媒とが設けられることがある。一方、アイドル時には排気エネルギが低くなることから、アイドル時の排気温度は通常、エンジンの他の運転状態と比較して低くなっている。
このため、アイドル時に排気系を冷媒で冷却すると、排気温度はさらに低下することになる。そしてこの場合には、特に後方に配置された後段触媒が排気によって過度に冷却される結果、後段触媒の床温が活性温度よりも低下する虞がある。すなわちこの場合には、後段触媒が過冷却によって排気浄化性能を発揮できなくなる結果、排気エミッションが悪化する虞がある点で問題があった。
【００１３】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、直列に配置された前段触媒と後段触媒とが設けられたエンジンの排気系を冷媒により冷却する場合に、後段触媒の過冷却によって排気エミッションが悪化することを防止或いは抑制可能なエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明は、複数の冷媒循環経路に共通の冷媒を圧送する冷媒圧送装置と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路にエンジン本体が組み込まれたエンジンと、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、前記エンジン本体よりも熱容量が小さく、且つ流通する冷媒で前記エンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、流通する冷媒を冷却する冷却器と、
前記排気系冷却手段の下流側に直列に配置された前段触媒および後段触媒と、
前記排気系冷却手段への冷媒の流通を許可、禁止する流通制御手段と、
前記排気系冷却手段で排気から受熱する受熱量を推定する推定手段と、
前記推定手段が推定した受熱量が所定値以上である場合に、排気エネルギを低下させるための制御を行う制御手段と、
前記推定手段が推定した受熱量を積算する受熱量積算手段として、前記エンジンの吸入空気量を積算する空気量積算手段と、
前記エンジンの暖機が完了したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記エンジンの暖機が完了したことを判定した後、前記エンジンのアイドル時に前記空気量積算手段が算出した積算吸入空気量が所定値を超えた場合に、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御する第１の制御手段と、を備えたエンジンの冷却装置である。
【００１５】
また本発明は前記第１の制御手段が、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御したことを履歴として保持する履歴保持手段と、前記履歴保持手段が履歴を保持した時から、所定期間が経過する時までの間に前記エンジンがアイドル状態に移行した場合に、前記排気系冷却手段への冷媒の流通を禁止するように前記流通制御手段を制御する第２の制御手段と、をさらに備えた構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、直列に配置された前段触媒と後段触媒とが設けられたエンジンの排気系を冷媒により冷却する場合に、後段触媒の過冷却によって排気エミッションが悪化することを防止或いは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係るエンジンの冷却装置（以下、単に冷却装置と称す）１００Ａを模式的に示す図である。図１では、冷却水の流通経路が分かるようにして、冷却装置１００Ａを示している。
【図２】冷却装置１００Ａを模式的に示す図である。図２では、エンジン５０の吸排気系統が分かるようにして、冷却装置１００Ａを示している。
【図３】ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。図３では、各冷却アダプタ２１、２２で冷却水がオーバーヒート或いは沸騰することを防止或いは抑制ための動作をフローチャートで示している。
【図４】ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。図４では、ＵＦＣ２５の過冷却により排気エミッションが悪化することを防止或いは抑制するための動作をフローチャートで示している。
【図５】図４に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図６】ＥＣＵ１Ｂの動作をフローチャートで示す図である。
【図７】図６に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
冷却装置１００Ａについて図１および図２を用いて説明する。冷却装置１００Ａは、ＥＣＵ１Ａと、ウォータポンプ１０と、リアジョイント１１と、Ｖバンクパイプ１２と、インレット１３と、Ｒｈ冷却アダプタ２１と、Ｌｈ冷却アダプタ２２と、ラジエータ３０と、冷却ファン３５と、開閉弁４０と、エンジン５０とを備えている。冷却装置１００Ａは図示しない車両に搭載されている。
【００２０】
エンジン５０はＶ型６気筒のエンジンであり、シリンダブロック５１と、Ｒｈシリンダヘッド５２およびＬｈシリンダヘッド５３とを備えている。シリンダブロック５１と、Ｒｈシリンダヘッド５２およびＬｈシリンダヘッド５３とは、エンジン本体を構成している。またエンジン５０は、各気筒に対応させて設けられた図示しない点火プラグ、イグナイタおよび燃料噴射弁を備えている。エンジン５０にはクランク角センサ５４が設けられている。
【００２１】
シリンダブロック５１にはエンジン５０の出力によって駆動する機械式のウォータポンプ１０が設けられている。ウォータポンプ１０が圧送する冷却水は次に説明する第１および第２の流通経路を循環する。第１および第２の流通経路では、ウォータポンプ１０が圧送した冷却水がシリンダブロック５１に供給された後、各シリンダヘッド５２、５３に分岐して供給される。そして、冷却水はその後リアジョイント１１で合流するとともに２つの経路に分岐して排出される。
【００２２】
この点、第１の流通経路では、リアジョイント１１で分岐して排出された冷却水が冷却器であるラジエータ３０を流通した後、インレット１３を介してウォータポンプ１０に戻るようになっている。このときラジエータ３０を流通する冷却水は、車両の走行風或いは冷却ファン３５の送風によって放熱が促進される。
一方、第２の流通経路では、リアジョイント１１で分岐して排出された冷却水が、開閉弁４０を流通した後、Ｒｈ冷却アダプタ２１およびＬｈ冷却アダプタ２２に分岐して供給されるようになっている。そして、冷却水はその後Ｖバンクパイプ１２で合流した後、インレット１３を介してウォータポンプ１０に戻るようになっている。
本実施例では第１および第２の流通経路が、複数の冷媒循環経路となっている。また本実施例では、ウォータポンプ１０が冷媒圧送装置となっており、ウォータポンプ１０が圧送する冷却水が、複数の冷媒循環経路に共通の冷媒となっている。
【００２３】
図２に示すように、エンジン５０にはＲｈシリンダヘッド５２に対応するＲｈ吸気系統ＲｈＩｎと、Ｌｈシリンダヘッド５３に対応するＬｈ吸気系統ＬｈＩｎとの２つの吸気系統が設けられている。また、エンジン５０にはＲｈシリンダヘッド５２に対応するＲｈ排気系統ＲｈＥｘと、Ｌｈシリンダヘッド５３に対応するＬｈ排気系統ＬｈＥｘとの２つの排気系統が設けられている。そして、エンジン５０ではこのように吸気系統から排気系統にかけてＲｈ系統とＬｈ系統の２つの系統が構成されている。
【００２４】
冷却装置１００ＡはＲｈ触媒２３と、Ｌｈ触媒２４と、ＵＦＣ（アンダーフロアコンバータ）２５と、Ｒｈエアフロメータ６１と、Ｌｈエアフロメータ６２と、Ｒｈ電子制御スロットル６３と、Ｌｈ電子制御スロットル６４とを備えている。
Ｒｈ吸気系統ＲｈＩｎにはＲｈエアフロメータ６１およびＲｈ電子制御スロットル６３が、Ｌｈ吸気系統ＬｈＩｎにはＬｈエアフロメータ６２およびＬｈ電子制御スロットル６４がそれぞれ設けられている。
Ｒｈ排気系統ＲｈＥｘにはＲｈ冷却アダプタ２１が、Ｌｈ排気系統ＬｈＥｘにはＬｈ冷却アダプタ２２がそれぞれ設けられている。Ｒｈ冷却アダプタ２１は具体的にはＲｈシリンダヘッド５２に、Ｌｈ冷却アダプタ２２は具体的にはＬｈシリンダヘッド５３にそれぞれ取り付けられている。
さらにＲｈ排気系統ＲｈＥｘにはＲｈ冷却アダプタ２１の直後にＲｈ触媒２３が、Ｌｈ排気系統ＬｈＥｘにはＬｈ冷却アダプタ２２の直後にＬｈ触媒２４がそれぞれ設けられている。各触媒２３、２４は、触媒暖機に有利なエンジン５０に近接した配置となっている。
【００２５】
Ｒｈ排気系統とＬｈ排気系統は、Ｒｈ触媒２３およびＬｈ触媒２４の下流側で合流している。そして合流後の排気系統には、車両の床下に配置される触媒であるＵＦＣ（アンダーフロアコンバータ）２５が設けられている。本実施例ではＲｈ触媒２３およびＬｈ触媒２４が前段触媒となっており、ＵＦＣ２５が後段触媒となっている。
なお、例えばＲｈおよびＬｈ排気系統を特段合流させることなく、Ｒｈ排気系統のうち、Ｒｈ触媒２３の下流側の下流側の部分と、Ｌｈ排気系統のうち、Ｌｈ触媒２４の下流側の部分とに、それぞれ触媒を設けて後段触媒としてもよい。
【００２６】
Ｒｈ冷却アダプタ２１内には、Ｒｈシリンダヘッド５２に対応する３つの気筒からなるＲｈ気筒群からの排気を合流させる分岐通路２１ａが設けられている。同様にＬｈ冷却アダプタ２２内には、Ｌｈシリンダヘッド５３に対応する３つの気筒からなるＬｈ気筒群からの排気を合流させる分岐通路２２ａが設けられている。各冷却アダプタ２１、２２において、図示しない冷却水の流路は分岐通路２１ａ壁および分岐通路２２ａ壁回りにそれぞれ形成されており、冷却水の流路には供給された冷却水が流通する。各冷却アダプタ２１、２２は分岐通路２１ａ、２２ａ壁を冷却水により冷却することで排気を冷却する。各冷却アダプタ２１、２２それぞれは、エンジン本体よりも熱容量が小さくなっている。本実施例では各冷却アダプタ２１、２２が排気系冷却手段となっている。
【００２７】
図１に戻り、第１の流通経路において、リアジョイント１１の直後には第１の水温センサ７１が設けられている。また第２の流通経路において、Ｒｈ冷却アダプタ２１の直後には第２の水温センサ７２が、Ｌｈ冷却アダプタ２２の直後には第３の水温センサ７３がそれぞれ設けられている。
Ｒｈ冷却アダプタ２１の手前にはＲｈ流量計７４が、Ｌｈ冷却アダプタ２２の手前にはＬｈ流量計７５がそれぞれ設けられている。
Ｒｈ排気温センサ７６は、Ｒｈ冷却アダプタ２１に対応させてＲｈ排気系統ＲｈＥｘに、Ｌｈ排気温センサ７７は、Ｌｈ冷却アダプタ２２に対応させてＬｈ排気系統ＬｈＥｘにそれぞれ設けられている。
【００２８】
ＥＣＵ１ＡはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる図示しないマイクロコンピュータを備えている。ＥＣＵ１Ａは主にエンジン５０を制御するように構成されている。ＥＣＵ１Ａは具体的には例えば燃料噴射弁やイグナイタを制御するように構成されている。この点、燃料噴射弁の開弁期間を変更することで、エンジン５０の燃料噴射量を調節することができる。またイグナイタを制御することで、エンジン５０の点火時期を調節することができる。なお、燃料噴射量や点火時期は、気筒群毎に個別に調節することもできる。
【００２９】
このほかＥＣＵ１Ａは冷却ファン３５や、開閉弁４０や、各電子制御スロットル６３、６４を制御するように構成されている。冷却ファン３５を駆動することで、またはその回転数を高めることで、ラジエータ３０を流通する冷却水からの放熱を促進することができる。また、開閉弁４０を開閉することで、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を許可、禁止することができる。また、各電子制御スロットル６３、６４のスロットル開度を変更することで、エンジン５０の吸入空気量ＧＡを調節することができる。なお、ＥＣＵ１Ａは気筒群毎の吸入空気量を個別に調節することもできる。本実施例では電磁弁によって構成された開閉弁４０が流通制御手段となっている。
燃料噴射弁やイグナイタや開閉弁４０や各電子制御スロットル６３、６４は制御対象としてＥＣＵ１Ａに電気的に接続されている。
【００３０】
ＥＣＵ１Ａにはクランク角センサ５４や、各エアフロメータ６１、６２や、各水温センサ７１、７２および７３や、各流量計７４、７５や、各排気温センサ７６、７７や、車速センサ７８や、アイドルＳＷ７９などの各種のセンサ・ＳＷ類が電気的に接続されている。
エンジン５０の回転数ＮＥはクランク角センサ５４の出力に基づき、エンジン５０の吸入空気量ＧＡは各エアフロメータ６１、６２の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａでそれぞれ検出される。
第１の流通経路においてリアジョイント１１の直後を流通する冷却水の水温Ｔ１は第１の水温センサ７１の出力に基づき、Ｒｈ冷却アダプタ２１の直後を流通する冷却水の水温Ｔ２は第２の水温センサ７２の出力に基づき、Ｌｈ冷却アダプタ２２の直後を流通する冷却水の水温Ｔ３は第３の水温センサ７３の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａでそれぞれ検出される。
Ｒｈ冷却アダプタ２１を流通する冷却水の流量Ｑ１はＲｈ流量計７４の出力に基づき、Ｌｈ冷却アダプタ２２を流通する冷却水の流量Ｑ２はＬｈ流量計７５の出力に基づき、それぞれ検出される。
Ｒｈ冷却アダプタ２１を流通する排気の温度ＴＶ１はＲｈ排気温センサ７６の出力に基づき、Ｌｈ冷却アダプタ２２を流通する排気の温度ＴＶ２はＬｈ排気温センサ７７の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａでそれぞれ検出される。
車速ＳＰＤは車速センサ７８の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａで検出される。
エンジン５０の運転状態がアイドル状態であるか否かは、アイドルＳＷ７９の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａで検出される。
【００３１】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。
【００３２】
この点、ＥＣＵ１Ａでは例えば各冷却アダプタ２１、２２で排気から受熱する受熱量を推定する推定手段が機能的に実現される。そしてこの推定手段は、具体的には吸入空気量ＧＡを検出する空気量検出手段として実現される。これは排気ガスの量とほぼ等しい吸入空気量ＧＡが、各冷却アダプタ２１、２２の実際の受熱量と高い線形的な相関関係を有するためである。
【００３３】
またＥＣＵ１Ａでは、推定手段が推定した受熱量が所定値以上である場合に（ここでは空気量検出手段が検出した吸入空気量ＧＡが所定値ａ以上である場合に）、排気エネルギを低下させるための制御を行う制御手段が機能的に実現される。この点、排気エネルギを低下させるための制御として、制御手段は具体的には燃料噴射量を増量する燃料噴射制御を行うように実現される。なお、制御手段はこのほか排気エネルギを低下させるための制御として、例えば燃料噴射量を減量し、空燃比を理論空燃比よりもリーンにする燃料噴射制御や、各電子制御スロットル６３、６４の開度を絞る制御などを行うように実現されてもよい。
【００３４】
またＥＣＵ１Ａでは、推定手段が推定した受熱量を積算する受熱量積算手段が機能的に実現される。この受熱量積算手段は、具体的には吸入空気量ＧＡを積算する空気量積算手段として実現される。空気量積算手段は、エンジン５０のアイドル時の吸入空気量ＧＡを積算し、積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）を算出する。
【００３５】
またＥＣＵ１Ａでは、ＵＦＣ２５の床温の推定値である予測ＵＦＣ床温を推定する床温推定手段が機能的に実現される。床温推定手段は、具体的には積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）に基づき、予測ＵＦＣ床温を推定するように実現される。この点、本実施例ではエンジン５０暖機後のＵＦＣ２５の床温は、アイドル状態に移行する前に（換言すればアイドル時以外に）少なくともある所定の活性温度Ｔｐに達しているものとしている。また床温推定手段は、開閉弁４０の開閉状態に応じて予測ＵＦＣ床温を推定するように実現される。
【００３６】
またＥＣＵ１Ａでは、エンジン５０の暖機が完了したか否かを判定する判定手段が機能的に実現される。判定手段は具体的には第１の水温センサ７１の出力に基づき、水温Ｔ１が所定値（例えば７５℃）以下である場合に、暖機が完了していないと判定し、水温Ｔ１が所定値を超えた場合に、エンジン５０の暖機が完了したと判定するように実現される。
【００３７】
またＥＣＵ１Ａでは、開閉弁４０を制御する第１の制御手段が機能的に実現される。第１の制御手段は具体的には、判定手段がエンジン５０の暖機が完了したことを判定した後、開閉弁４０がアイドル時に各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を許可している状態で、エンジン５０のアイドル時に空気量積算手段が算出した積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）が所定値を超えた場合に、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止するように開閉弁４０を制御する（すなわち開閉弁４０を閉じるように制御する）よう実現される。
【００３８】
この点、第１の制御手段は本実施例ではさらに具体的には、積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）が所定値を超えた場合として、予測ＵＦＣ床温が所定温度であるｂ℃未満になった場合に、上述の通り開閉弁４０を制御するように実現される。
また第１の制御手段は、開閉弁４０がアイドル時に各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止している状態で、エンジン５０の運転状態がアイドル状態でなくなった場合に、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を許可するように開閉弁４０を制御する（すなわち開閉弁４０を開くように制御する）よう実現される。
【００３９】
次にＥＣＵ１Ａの動作を図３および図４に示すフローチャートを用いて、図５に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、図３および図４に示すフローチャートは例えばエンジン５０運転中にごく短い間隔で繰り返し実行される。またこれらのフローチャートはＥＣＵ１Ａで並列的に実行される。また図５に示すタイミングチャートは、図４に示すフローチャートに対応したものとなっており、エンジン５０の暖機完了後のものとなっている。
【００４０】
図３に示すように、ＥＣＵ１Ａは吸入空気量ＧＡを検出する（ステップＳ１）。続いてＥＣＵ１Ａは、検出した吸入空気量ＧＡが所定値ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。吸入空気量ＧＡは、例えば高負荷運転時に空気過剰率λ＝１でエンジン５０を運転している場合に所定値ａ以上になることがある。ステップＳ２で否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
【００４１】
一方、ステップＳ２で肯定判定であれば、各冷却アダプタ２１、２２で冷却水がオーバーヒート或いは沸騰する状態になると判断される。このためステップＳ２で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａは燃料噴射量を増量する（ステップＳ３）。これにより排気エネルギを低下させることができ、以って各冷却アダプタ２１、２２で冷却水がオーバーヒート或いは沸騰することを防止或いは抑制できる。
【００４２】
一方、図４に示すように、ＥＣＵ１Ａはエンジン５０の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１）。否定判定であれば特段の処理を要しないため、本フローチャートを一旦終了する。一方、ステップＳ１１で肯定判定であれば、ＥＣＵ１ＡはアイドルフラグがＯＮであり、且つ車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。本ステップで、車両停車時のアイドル時であるか否かが判断される。ステップＳ１２で否定判定であれば、特段の処理を要しないため、本フローチャートを一旦終了する。
【００４３】
なお、ＥＣＵ１ＡはアイドルＳＷ７９がＯＮである場合に、アイドルフラグをＯＮにし、アイドルＳＷ７９がＯＦＦである場合に、アイドルフラグをＯＦＦにする。この点、図５に示すように、アイドルフラグはアクセルペダルの踏み込みがなくなり、車速ＳＰＤの低下が始まった時間Ｔ１１でＯＮになっている。
【００４４】
一方、ステップＳ１２で肯定判定であれば、車両停車時のアイドル時であると判断される。このタイミングは図５に示す時間Ｔ１２に対応している。このときＥＣＵ１Ａは吸入空気量ＧＡを積算し、積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）を算出する（ステップＳ１３）。本ステップで各冷却アダプタ２１、２２におけるアイドル時の排気からの受熱量の積算値が推定される。続いてＥＣＵ１Ａは、算出した積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）に基づき予測ＵＦＣ床温を算出（推定）する（ステップＳ１４）。
【００４５】
続いてＥＣＵ１Ａは、アイドルフラグがＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。否定判定であれば、ＥＣＵ１Ａは予測ＵＦＣ床温がｂ℃未満になったか否かを判定する（ステップＳ１６）。この所定温度ｂ℃は、ＵＦＣ２５の床温が活性温度未満になる状態であるか否かを判定するための値として予め設定されている。ステップＳ１６で否定判定であれば、ステップＳ１３に戻る。そして、ステップＳ１５或いはステップＳ１６で肯定判定されるまでの間、ＥＣＵ１ＡはステップＳ１３からＳ１６までの処理を繰り返し実行する。またこの間、図５に示すように積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）が次第に増大するとともに、予測ＵＦＣ床温が次第に低下することになる。
【００４６】
その後、ステップＳ１６で肯定判定された場合には、長時間のアイドル運転により、ＵＦＣ２５の床温が活性温度未満になる状態であると判断される。このタイミングは図５に示す時間Ｔ１３に対応している。そして、ステップＳ１６で肯定判定された場合には、ＥＣＵ１Ａは開閉弁４０を閉じる（ステップＳ１７）。これにより、各水冷アダプタ２１、２２における排気の冷却が抑制される。したがってこれにより、図５に示すようにＵＦＣ２５の床温を上昇させることができる。このためこれにより、ＵＦＣ２５の過冷却により排気エミッションが悪化することを防止或いは抑制できる。
【００４７】
なお、例えばその後、ステップＳ１５で肯定判定された場合には、アイドル運転が終了したと判断される。このタイミングは図５に示す時間Ｔ１４に対応している。このときＥＣＵ１Ａは、積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）および予測ＵＦＣ床温をクリアするとともに（ステップＳ１８）、開閉弁４０が閉じられているか否かを判定する（ステップＳ１９）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。一方、ステップＳ１９で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａは開閉弁４０を開く（ステップＳ２０）。これにより、その後の運転で各冷却アダプタ２１、２２において排気を冷却することができ、以って各触媒２３、２４やＵＦＣ２５が過熱することを防止或いは抑制できる。
【実施例２】
【００４８】
本実施例にかかる冷却装置１００Ｂは、ＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｂを備えている点以外、冷却装置１００Ａと実質的に同一のものとなっている。またＥＣＵ１Ｂは、以下に示す履歴保持手段と第２の制御手段とがさらに機能的に実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。このため本実施例では冷却装置１００Ｂについては図示省略する。
ＥＣＵ１Ｂでは、第１の制御手段が各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止するように開閉弁４０を制御したことを履歴として保持する履歴保持手段が機能的に実現される。
またＥＣＵ１Ｂでは、履歴保持手段が履歴を保持した時から所定期間ｔが経過する時までの間にエンジン５０がアイドル状態に移行した場合に、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止するように開閉弁４０を制御する（すなわち、開閉弁４０を閉じるように制御する）第２の制御手段が機能的に実現される。
【００４９】
次にＥＣＵ１Ｂの動作を図６に示すフローチャートを用いて、図７に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、本フローチャートはステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１９１が追加されている点以外、図４に示すフローチャートと同一のものとなっている。このため本実施例では特にこれらのステップについて説明する。まずステップＳ１９で肯定判定であった場合、ＥＣＵ１Ｂは、アイドル時に各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通を禁止するように開閉弁４０を制御したことを履歴として保持する（ステップＳ１９１）。ステップＳ１９１の後にはステップＳ２０に進む。これらのタイミングが図７に示す時間Ｔ２１に対応している。
【００５０】
そしてその後、本フローチャートを実行した際にステップＳ１２で肯定判定された場合には、ＥＣＵ１Ｂは履歴があるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。否定判定であればステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ１２１で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは履歴が保持された時から所定期間ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１２２）。そして、否定判定であった場合にはステップＳ１７に進み、開閉弁４０を閉じる。このタイミングが図７に示す時間Ｔ２２に対応している。
【００５１】
これにより、エンジン５０の運転状態がアイドル状態に移行した場合に、前回長時間に亘ってアイドル運転が行われた時から、所定期間ｔが経過するまでの間は、各冷却アダプタ２１、２２への冷却水の流通が禁止される。すなわちこれにより、図７に示す実ＵＦＣ床温（ＵＦＣ２５の実際の床温）からわかるように、ＵＦＣ２５の床温上昇が不十分で、ＵＦＣ２５が未だ過冷却状態に陥り易くなっている状態において、アイドル時に排気が各冷却アダプタ２１、２２で冷却され、この結果、ＵＦＣ２５が過冷却されることをさらに防止できる。
【００５２】
なお、その後ステップＳ１２２で肯定判定された場合、ＥＣＵ１Ｂは履歴をクリアする（ステップＳ１２３）。このタイミングが図７に示す時間Ｔ２３に対応している。そしてステップＳ１２３の後には、ステップＳ１３に進む。この点、開閉弁４０が閉じられている場合、例えばステップＳ１２２の肯定判定、またはステップＳ１２３に続いて、ＥＣＵ１Ｂは開閉弁４０を開いてもよい。このようにして開閉弁４０を開くことは、例えば各触媒２３、２４やＵＦＣ２５の床温が必要以上に上昇することを抑制したい場合に有効である。
【００５３】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例ではエンジンがＶ型のエンジン５０である場合について詳述した。しかしながら本発明おいては必ずしもこれに限られず、エンジンは例えば直列気筒エンジンなど他の適宜のエンジンであってもよい。
【００５４】
また例えば上述した実施例では、長時間アイドル状態が継続するか否かを判定するにあたって好適であることなどから、車両停車時のアイドル時になったときから、積算吸入空気量ＧＡ（Ｚ）の算出を開始するようにした。
しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、空気量積算手段がエンジンのアイドル時に積算吸入空気量を算出するにあたって、エンジンのアイドル時には車両減速時のアイドル時が含まれてもよい。
この場合には、車両減速時のアイドル時に応じた後段触媒の床温の低下度合いも把握できるようになる点で、後段触媒の床温をより正確に把握することが可能になり、この結果、より信頼性の高い制御を行うことができる。
【００５５】
また例えば上述した実施例では、制御の簡素化を図ることができる点で好適であることなどから、エンジン５０暖機後のＵＦＣ２５の床温が、アイドル状態に移行する前に少なくともある所定の活性温度Ｔｐに達しているものとした場合について説明した。
しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、床温推定手段は、エンジンの運転状態がアイドル状態でない場合にも、エンジンの運転状態等に応じて後段触媒の床温を推定するようにしてもよい。
この場合、エンジンのアイドル時に空気量積算手段が算出した積算吸入空気量が所定値を超えた場合の当該所定値として、第１の制御手段は、アイドル状態に移行したときの後段触媒の床温に応じて、当該床温が高い場合ほど値が大きくなるように設定した可変値を用いることができる。
この場合には、より正確な後段触媒の床温に基づいた制御となる点で、より信頼性の高い制御を行うことができる。
【００５６】
また例えば各冷却アダプタ２１、２２の具体的な構成は必ずしも上述した実施例に限られず、冷媒によって排気マニホルド、または例えばエンジンと排気マニホルドとの間に設けたアダプタの全部または一部を冷却することが可能なその他の適宜の構成であってもよい。
また例えば上述した実施例では、各冷却アダプタ２１、２２が排気系冷却手段である場合について詳述した。しかしながら本発明においては必ずしもこれに限られず、排気系冷却手段は例えばエンジンの排気ポート周りに冷却水などの冷媒を流通させる流路を形成する流路形成部などであってもよい。
【００５７】
また、推定手段や制御手段などの各種の手段は主にエンジン５０を制御するＥＣＵ１で実現することが合理的であるが、例えばその他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアやこれらの組み合わせによって実現されてもよい。同様に各種の手段が複数の処理ないし動作を行う場合の各処理や各動作についても、例えば複数の電子制御装置や、電子回路等のハードウェアや、電子制御装置と電子回路等のハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１      ＥＣＵ
１０    ウォータポンプ
２１    Ｒｈ冷却アダプタ
２２    Ｌｈ冷却アダプタ
２３    Ｒｈ触媒
２４    Ｌｈ触媒
２５    ＵＦＣ
４０    開閉弁
５０    エンジン
１００  冷却装置
【図１】
2010275961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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