(57)【要約】  内燃機関制御方法は、内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、排ガス温度変動要因部よりも排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、排ガスの熱を、内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、排熱回収器を通過する冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、を備える内燃機関を制御する。そして、内燃機関制御方法は、排熱回収器で冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、沸騰余裕度に応じて沸騰回避処理を実行するか否かを判断する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、
前記排ガス温度変動要因部よりも前記排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、前記排ガスの熱を、前記内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、
前記排熱回収器を通過する前記冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、
を備える内燃機関を制御する内燃機関制御方法において、
前記排熱回収器で前記冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、
前記沸騰余裕度に応じて沸騰回避処理を実行するか否かを判断する、内燃機関制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
前記排ガス温度変動要因部は前記排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタであり、
前記沸騰余裕度が閾値以下の場合に、前記沸騰回避処理として前記フィルタの強制再生を禁止する、内燃機関制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
前記排ガス温度変動要因部は前記排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタであり、
前記沸騰余裕度が閾値以下の場合に、前記沸騰回避処理として前記フィルタの強制再生を禁止し、かつ前記冷媒の流量を増加させ、
前記冷媒の流量を増加させた後に前記沸騰余裕度が前記閾値より大きくなったら前記強制再生を許可する、内燃機関制御方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の内燃機関制御方法において、
前記フィルタの圧力損失に基づいて、前記フィルタに捕集された前記微粒子が燃焼することによる前記フィルタの温度上昇量を推定し、
前記温度上昇量に基づいて前記フィルタを通過後の前記排ガスの温度であるフィルタ出口排ガス温度を推定し、
前記フィルタ出口排ガス温度に基づいて熱回収量を推定し、
前記熱回収量に基づいて前記排熱回収器を通過後の前記冷媒の温度である排熱回収器出口冷媒温度を推定し、
前記排熱回収器出口冷媒温度と前記冷媒の沸点との差に基づいて前記沸騰余裕度を推定する、内燃機関制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関制御方法において、
前記内燃機関は、前記排熱回収器を迂回するバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置され、上流側と下流側との差圧に応じて開閉するバイパス弁とをさらに備え、
前記排熱回収器に流入する排ガス流量を、前記フィルタ出口における排ガス流量と前記バイパス弁の開度とに基づいて推定し、
前記熱回収量を、前記排熱回収器に流入する排ガス流量に基づいて推定する、内燃機関制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
前記排ガス温度変動要因部は前記排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタであり、
前記フィルタの入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度との差に基づいて再生が始まったか否かを推定し、
再生が始まった場合は前記沸騰余裕度を推定し、前記沸騰余裕度が閾値以下の場合には沸騰回避処理として前記冷媒の流量を増加させる、内燃機関制御方法。
【請求項７】
内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、
前記排ガス温度変動要因部よりも前記排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、前記排ガスの熱を、前記内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、
前記排熱回収器を通過する前記冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、
前記冷媒流量調節部を制御する制御部と、
を備える内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
前記制御部は、前記排熱回収器で前記冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、前記沸騰余裕度に応じて沸騰回避処理を実行するか否かを判断する、内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のヒーター性能の向上や、冷機始動時における冷却水の早期昇温等を目的として、排ガスの熱（以下、排熱ともいう）をエンジン冷却用の冷媒に回収する排熱回収システムが知られている。具体的な構成としては、エンジンの排気通路に排熱回収器を設け、この排熱回収器において排ガスと冷媒との間で熱交換を行なう構成が知られている。【０００３】
上記のような排熱回収システムを備える場合には、排熱回収器において冷媒が沸騰することを防止する必要がある。そのための制御として、排熱回収器での冷媒の沸騰を防止するために必要な冷媒流量を推定し、これに基づいて冷媒流量を制御することがＪＰ２００８−２７４８８５Ａに開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
ところで、近年では排ガス中に含まれる微粒子を捕集するフィルタをエンジンの排気通路に設ける構成が知られている。ディーゼルエンジンに関しては、いわゆるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）が知られており、ＤＰＦは各国の規制に対応するため既に多くの車両に搭載されている。一方、ガソリンエンジンについても、微粒子の排出量低減のためにフィルタの搭載が検討されている。なお、ガソリンエンジンの場合のフィルタを、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）と称する。また、ＤＰＦとＧＰＦを区別する必要がない場合には、単にフィルタ又はＰＦ（Particulate Filter）と称する。
【０００５】
ＰＦには微粒子を捕集する容量に限界があるため、捕集量が所定量に達したら、捕集した微粒子を燃焼させて除去する、いわゆる再生を行なう必要がある。そして再生が行われると、排ガスはＰＦにおいて燃焼熱により加熱される。このため、排ガスがＰＦ通過後に排熱回収器に流入する構成においては、再生が行われると排熱回収器での熱回収量が増大し、熱回収器において冷媒が沸騰し易くなる。
【０００６】
しかしながら、上記文献では排気通路にＰＦを備える構成を想定していない。このため、上記文献に記載の制御では、再生が行われた場合に冷媒が沸騰するおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、エンジンの排気通路にＰＦを備える場合でも、排熱回収器における冷媒の沸騰を防止することを目的とする。
【０００８】
本発明のある態様によれば、内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、排ガス温度変動要因部よりも排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、排ガスの熱を、内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、排熱回収器を通過する冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、を備える内燃機関を制御する内燃機関制御方法が提供される。内燃機関制御方法は、排熱回収器で冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、沸騰余裕度に応じて沸騰回避処理を実行するか否かを判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態を適用するシステムの模式図である。
【図２】図２は、沸騰余裕度の算出方法を示すブロック図である。
【図３】図３は、熱回収効率と排ガス流量との関係を示すテーブルの一例である。
【図４】図４は、冷媒の沸騰開始温度と系統圧及び部品形状とを示すテーブルの一例である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態に係る制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態に係る制御ルーチン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】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態を適用するシステムの模式図である。排気通路１にはフィルタ４が介装されている。排気通路１は、フィルタ４よりも下流側で、排ガス温度変動要因部としての排熱回収器５を備えるメイン通路２と、排熱回収器５を迂回するバイパス通路３とに分岐する。バイパス通路３には差圧式バルブ６が介装されている。
【００１２】
フィルタ４は、排ガス中に含まれる微粒子を捕集する機能を有する。具体的には、内燃機関１３がガソリンエンジンの場合はＧＰＦ、ディーゼルエンジンの場合はＤＰＦである。
【００１３】
排気通路１のフィルタ４の上流側には第１圧力センサ９が、下流側には第２圧力センサ１０が、それぞれ配置される。第１圧力センサ９及び第２圧力センサ１０のそれぞれの検出値は制御部としてのコントローラ１００に読み込まれる。
【００１４】
排熱回収器５は、排ガスが通過する排ガス流路と冷媒が通過する冷媒流路とを内部に備え、冷媒と排ガスとの間で熱交換できる構成になっている。本実施形態では内燃機関を冷却する冷却水を冷媒として用いる。冷媒流路には、冷媒入口７から冷媒が供給され、冷媒流路を通過した冷媒は冷媒出口８から排出される。冷媒入口７には、排熱回収器５に流入する冷媒の温度を検出する温度センサ１１が設けられる。温度センサ１１の検出値はコントローラ１００に読み込まれる。
【００１５】
差圧式バルブ６は、上流側と下流側との差圧に応じて開閉する構成になっている。具体的には、差圧式バルブ６の上流側の圧力から差圧式バルブ６の下流側の圧力を減算した値である差圧が予め設定した閾値を超えると開弁する。また、差圧が大きいほど差圧式バルブ６の開度は大きくなる。
【００１６】
コントローラ１００は上記各センサ９、１０、１１の検出値の他に、図示しないクランク角センサやアクセル開度センサ等の検出値も読み込み、内燃機関１３の点火や燃料噴射の制御や、冷媒ポンプ１２の制御等を実行する。また、コントローラ１００は、フィルタ４の内部に堆積する微粒子の量が予め設定した閾値を超えると、微粒子を燃焼させることによって除去する、いわゆる再生制御を行なう。例えば、内燃機関１３がディーゼルエンジンの場合には燃料噴射量を増量し、ガソリンエンジンの場合にはエンジン回転速度を上昇させる。
【００１７】
ところで、フィルタ４の内部に堆積する微粒子の量が多くなるほど、通過する排ガスの圧力損失が大きくなる。圧力損失が大きくなるほど、フィルタ４より下流側の排ガス流量は少なくなるので、差圧式バルブ６の開度が小さくなる。その結果、フィルタ４を通過した排ガスのうち排熱回収器５に流入する排ガスの割合が大きくなり、排熱回収器５における熱回収量が多くなる。そして、熱回収量が多くなるほど排熱回収器５を通過した冷媒の温度は高くなる。
【００１８】
一方、フィルタ４の再生制御を行なうと、微粒子が燃焼することによって排ガスの温度が上昇する。
【００１９】
したがって、上記のように冷媒の温度が高まった状態でフィルタ４の再生制御を行なうと、排熱回収器５において冷媒が沸騰するおそれがある。
【００２０】
そこで、コントローラ１００は冷媒の沸騰を抑制するために、以下に説明する制御を実行する。
【００２１】
本実施形態では、コントローラ１００は、排熱回収器５で冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を用いて、冷媒の沸騰を抑制するための沸騰回避処理を実行するか否かを判断する。沸騰回避処理については後述する。
【００２２】
図２は、沸騰余裕度の算出方法を示すブロック図である。
【００２３】
排ガス流量推定部Ｂ１は、内燃機関１３から排出される排ガスの流量を推定する。具体的には、エンジン回転速度及びアクセル開度と排ガス流量との関係を予めマップ化してコントローラ１００に記憶しておき、当該マップを検索することによって推定する。なお、排気通路１に流量センサを設けて、流量センサにより検出してもよい。
【００２４】
排ガス温度推定部Ｂ２は、内燃機関１３から排出される排ガスの温度を推定する。具体的には、エンジン回転速度及びアクセル開度と排ガス温度との関係を予めマップ化してコントローラ１００に記憶しておき、当該マップを検索することによって推定する。なお、排気通路１に温度センサを設けて、温度センサにより検出してもよい。
【００２５】
排熱回収器冷媒流量推定部Ｂ３は、排熱回収器５に流入する冷媒の流量を推定する。具体的には、エンジン回転速度及びアクセル開度と冷媒流量との関係を予めマップ化してコントローラ１００に記憶しておき、当該マップを検索することによって推定する。なお、排熱回収器５の入口に流量センサを設けて、流量センサにより検出してもよい。
【００２６】
フィルタ温度上昇量推定部Ｂ４は、再生が行われた場合のフィルタ４での排ガス温度上昇量を推定する。具体的には、フィルタ４の上下流の差圧に基づいて微粒子の堆積量を推定し、堆積している微粒子が燃焼した場合の熱量と、排ガス流量及び排ガス温度とに基づいて推定する。
【００２７】
熱回収量推定部Ｂ５は、排ガス流量と、排ガス温度と、温度センサ１１で検出した排熱回収器５の入口における冷媒温度と、に基づいて、下式により排熱回収器５における熱回収量を推定する。
【００２８】
熱回収量＝比熱×排ガス流量×（排ガス温度−冷媒温度）×熱回収効率・・・（１）
【００２９】
式（１）における排ガス流量は、排ガス流量推定部Ｂ１で推定した排ガス流量に基づいて算出した排熱回収器５に流入する排ガス流量である。詳細な算出方法については後述する。式（１）における「比熱」は排ガスの比熱であり、理論値を用いる。式（１）における排ガス温度は、フィルタ温度上昇量推定部Ｂ４で推定した温度上昇量だけ温度上昇した排ガス温度である。式（１）における熱回収効率は、例えば図３に示すような、熱回収効率と排ガス流量との関係を示すテーブルを予め作成してコントローラ１００に記憶しておき、これを検索することによって設定する。
【００３０】
冷媒温度上昇推定部Ｂ６は、熱回収量と排熱回収器５に流入する冷媒流量とに基づいて、排熱回収器５における冷媒の温度上昇量を推定する。
【００３１】
冷媒温度推定部Ｂ７は、排熱回収器５の入口における冷媒温度と、排熱回収器５における冷媒の温度上昇量とに基づいて、排熱回収器５の出口における冷媒温度を推定する。
【００３２】
沸騰余裕度推定部Ｂ８は、排熱回収器５の出口における冷媒温度と、系統圧及び部品形状から推定する沸騰開始温度とに基づいて、沸騰余裕度を推定する。沸騰余裕度とは、沸騰開始温度と冷媒温度推定部Ｂ７出推定した排熱回収器５の出口における冷媒温度との差である。系統圧とは、冷媒流路内の圧力であり、センサにより検出する。部品形状とは排熱回収器５の内部及び外部の形状である。冷媒の沸騰開始温度と系統圧及び部品形状とには、例えば図４に示すような相関がある。部品Ａと部品Ｂは形状が異なる部品である。すなわち、系統圧が高いほど沸騰開始温度も高くなる特性があり、かつ、同じ系統圧であっても部品形状が異なれば沸騰開始温度も異なる。そこで、本実施形態を適用するシステムについて、系統圧の変化に対して沸騰開始温度がどのように変化するのかを予め調べてテーブル化しておき、テーブル検索により沸騰開始温度を推定する。
【００３３】
上記の通り、フィルタ４での排ガス温度上昇量をフィルタ温度上昇量推定部Ｂ４が推定するので、排熱回収器５よりも上流側にフィルタ４のように排ガス温度を変動させる要因となる部品がある場合でも、排熱回収器５に流入する冷媒の温度を精度良く推定できる。
【００３４】
次に、冷媒の沸騰を回避するための制御について説明する。
【００３５】
図５は、コントローラ１００が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ１００で、コントローラ１００はフィルタ４における圧力損失を推定する。具体的には、第１圧力センサ９の検出値と第２圧力センサ１０の検出値との差を演算する。なお、圧力損失の推定方法はこれに限られるわけではなく、例えば積算走行距離を用いる推定方法等、公知の方法を用いてもよい。
【００３７】
ステップＳ１０１で、コントローラ１００は内燃機関１３から排出される排ガス流量、つまりフィルタ４に流入する排ガス流量を推定する。具体的な推定方法は、排ガス流量推定部Ｂ１の説明で述べた通りである。
【００３８】
ステップＳ１０２で、コントローラ１００は差圧式バルブ６の開度を推定する。具体的には、まずフィルタ４の圧力損失とフィルタ４に流入する排ガス流量とからフィルタ４の出口における排ガス流量を推定する。そして、フィルタ４の出口における排ガス流量からフィルタ４の出口側の排気通路１の圧力を推定し、この圧力の推定値と差圧式バルブ６の特性とに基づいて差圧式バルブ６の開度を推定する。
【００３９】
ステップＳ１０３で、コントローラ１００は内燃機関１３の出口における排ガス温度を推定する。具体的な推定方法は、排ガス温度推定部Ｂ２の説明で述べた通りである。
【００４０】
ステップＳ１０４で、コントローラ１００は再生が行われた場合のフィルタ４での排ガス温度上昇量を推定する。具体的な推定方法は、フィルタ温度上昇量推定部Ｂ４の説明で述べた通りである。
【００４１】
ステップＳ１０５で、コントローラ１００はフィルタ４の出口における排ガス温度を推定する。具体的には、ステップＳ１０３で推定した排ガス温度にステップＳ１０４で推定した温度上昇量を加算する。
【００４２】
ステップＳ１０６で、コントローラ１００は排熱回収器５に流入する冷媒流量を推定する。具体的な推定方法は排熱回収器冷媒流量推定部Ｂ３の説明で述べた通りである。
【００４３】
ステップＳ１０７で、コントローラ１００は排熱回収器５の入口における冷媒温度を推定する。具体的には温度センサ１１の検出値を読み込む。
【００４４】
ステップＳ１０８で、コントローラ１００は排熱回収器５における熱回収量を上記式（１）により推定する。ここで、式（１）における排ガス流量について説明する。
【００４５】
式（１）における排ガス流量は、上述した通り排熱回収器５に流入する排ガス流量、つまりメイン通路２を通過する排ガス流量である。コントローラ１００は、この排ガス流量をフィルタ４の出口における排ガス流量と差圧式バルブ６の開度とに基づいて推定する。具体的には、メイン通路２の排ガス流量とバイパス通路３の排ガス流量との比と、差圧式バルブ６の開度との関係を予め調べてコントローラ１００に記憶しておき、フィルタ４の出口における排ガス流量と差圧式バルブ６の開度とを用いて推定する。ここで、フィルタ４の出口における排ガス流量は、内燃機関１３の出口における排ガス流量とフィルタ４の圧力損失とに基づいて推定する。
【００４６】
ステップＳ１０９で、コントローラ１００は温度センサ１１で検出した排熱回収器５の入口における冷媒温度と、ステップＳ１０６で推定した排熱回収器５に流入する冷媒流量と、ステップＳ１０８で推定した熱回収量と、を用いて排熱回収器５の出口における冷媒温度を推定する。
【００４７】
ステップＳ１１０で、コントローラ１００は沸騰余裕度を推定する。具体的な推定方法は、沸騰余裕度推定部Ｂ８の説明で述べた通りである。
【００４８】
ステップＳ１１１で、コントローラ１００は沸騰余裕度が予め設定した閾値以下であるか否かを判定し、閾値以下であればステップＳ１１２の処理を実行し、閾値より大きければステップＳ１１３の処理を実行する。
【００４９】
ステップＳ１１１の処理は、これから再生制御を行なうと冷媒が沸騰するか否かを判定するものである。そして、沸騰余裕度は再生制御を行なった場合の排熱回収器５の出口における冷媒温度と冷媒の沸騰開始温度との差である。したがって、沸騰余裕度がゼロ以下であれば再生制御によって冷媒が沸騰することになるが、ここではセンサの検出誤差や推定演算の誤差等を考慮して、ゼロよりも大きな値を閾値として設定する。具体的な閾値は適合により決定する。
【００５０】
ステップＳ１１２で、コントローラ１００は沸騰回避処理としてフィルタ４の強制再生を禁止して今回のルーチンを終了する。強制再生とは、コントローラ１００がフィルタ４を再生することを目的として行なう再生制御のことである。例えば、フィルタ４がＤＰＦの場合には燃料噴射量の増量や吸入空気量の減量、フィルタ４がＧＰＦの場合にはエンジン回転速度の上昇である。フィルタ４がＧＰＦの場合において、加速時にエンジン回転速度が上昇することで微粒子が燃焼することは強制再生には含まれない。
【００５１】
なお、強制再生が禁止された場合には、フィルタ４に多量の微粒子が堆積していることをモニタランプの点灯等により運転者に知らせるようにしてもよい。
【００５２】
ステップＳ１１３で、コントローラ１００は強制再生を許可して今回のルーチンを終了する。
【００５３】
上記の通り、コントローラ１００は冷媒温度、冷媒流量、排ガス流量、排ガス温度、系統圧、差圧式バルブ６の開度に基づいて沸騰余裕度を算出する。これにより沸騰余裕度を精度良く推定することができる。特に、排熱回収器５に流入する排ガス流量を、フィルタ４の出口における排ガス流量と差圧式バルブ６の開度とに基づいて推定し、排熱回収器５に流入する排ガス流量に基づいて排熱回収器５における熱回収量を推定することにより、沸騰余裕度をより精度良く推定することができる。
【００５４】
以上の通り本実施形態では、排熱回収器５で冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、沸騰余裕度に応じて沸騰回避処理を実行するか否かを判断する。これにより、排熱回収器５よりも上流側に排ガス温度を変動させる要因となる部品がある場合でも、排熱回収器５に流入する冷媒の温度を精度良く推定し、沸騰回避処理により冷媒の沸騰を抑制することが可能となる。
【００５５】
本実施形態では、排ガス温度変動要因部は排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタ４であり、沸騰余裕度が閾値以下の場合に、沸騰回避処理としてフィルタ４の強制再生を禁止する。これにより、フィルタ４の再生制御を実行した場合に冷媒が沸騰するか否かを精度良く判断することが可能となり、沸騰するおそれがある場合には強制再生を禁止することによって冷媒の沸騰を回避できる。
【００５６】
本実施形態では、フィルタ４の圧力損失に基づいて、フィルタ４に捕集された微粒子が燃焼することによるフィルタ４の温度上昇量を推定し、温度上昇量に基づいてフィルタ４を通過後の排ガスの温度であるフィルタ出口排ガス温度を推定する。そして、フィルタ出口排ガス温度に基づいて熱回収量を推定し、熱回収量に基づいて排熱回収器５を通過後の冷媒温度である排熱回収器出口冷媒温度を推定し、排熱回収器出口冷媒温度と冷媒沸点との差に基づいて沸騰余裕度を推定する。これにより、沸騰余裕度を精度良く推定することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第１実施形態との相違点は、沸騰回避処理の内容である。第１実施形態では沸騰回避処理として強制再生を禁止するが、第２実施形態では、強制再生の禁止に加えて、冷媒流量の増加も行なう。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５８】
図６は、コントローラ１００が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ２００〜Ｓ２１３は図５のステップＳ１００〜Ｓ１１３と同様なので説明を省略する。
【００５９】
ステップＳ２１４で、コントローラ１００は冷媒流量を増加させて今回のルーチンを終了する。増加量は適合等により予め設定する。冷媒流量を増加させると、熱回収量が変化しなくても排熱回収器５の出口における冷媒温度は低下するので、沸騰余裕度が増大する。したがって、本ルーチンを繰り返すことによって、沸騰余裕度は閾値より大きくなり、強制再生が許可される。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、強制再生を行なうと冷媒が沸騰すると推定された場合に、強制再生を禁止し、かつ冷媒流量を増加させることで沸騰余裕度を増大させる。そして、沸騰余裕度が閾値より大きくなったら、つまり強制再生を行なっても冷媒が沸騰するおそれがなくなったら、強制再生を許可する。
【００６１】
以上の通り本実施形態では、沸騰余裕度が閾値以下の場合に、沸騰回避処理としてフィルタ４の強制再生を禁止し、かつ冷媒の流量を増加させ、冷媒の流量を増加させた後に沸騰余裕度が閾値より大きくなったら強制再生を許可する。これにより、冷媒が沸騰するおそれのないタイミングで強制再生を行なうことができる。
【００６２】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第１実施形態及び第２実施形態で説明した制御は、強制再生を行なう前に冷媒が沸騰するか否かを判定し、沸騰するおそれがある場合には強制再生を禁止するものである。これに対し本実施形態の制御は、意図しないタイミングで再生が始まった場合の制御である。意図しないタイミングで再生が始まる場合とは、例えば、フィルタ４がＧＰＦであり、加速するために運転者がアクセルペダルを踏み込むことによってエンジン回転速度が上昇して、再生が始まってしまう場合である。
【００６３】
図７は、コントローラ１００が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００６４】
ステップＳ３００で、コントローラ１００は排熱回収器５の入口における冷媒温度と出口における冷媒温度との差（以下、冷媒温度差ともいう）が閾温度差以上か否かを判定する。なお、排熱回収器５の入口及び出口の冷媒温度は、それぞれ温度センサにより検出する。
【００６５】
この判定は、フィルタ４の再生が始まったか否かを判定するものである。フィルタ４の再生が始まると排ガス温度が上昇するので、排熱回収器５で排ガスと熱交換した後の冷媒の温度も再生が始まる前に比べて高くなる。したがって、排熱回収器５の出口における冷媒温度と入口における冷媒温度との温度差が急激に広がったら、再生が始まったと推定することができる。判定に用いる閾温度差は、排熱回収器５の仕様等に応じて適合により設定する。
【００６６】
コントローラ１００は、ステップＳ３００で冷媒温度差が閾温度差以上と判定したらステップＳ３０１の処理を実行し、冷媒温度差が閾温度差より小さいと判定したら今回のルーチンを終了する。
【００６７】
ステップＳ３０１〜Ｓ３１２は、図５のステップＳ１００〜Ｓ１１１と同様なので説明を省略する。
【００６８】
ステップＳ３１３で、コントローラ１００は冷媒の流量を増加させる。つまり、フィルタ４の再生が始まったにもかかわらず沸騰余裕度が閾値以下の場合には、そのままでは冷媒が沸騰してしまうので、沸騰回避処理として冷媒流量を増加する。これにより、冷媒の沸騰を抑制できる。
【００６９】
以上の通り本実施形態では、フィルタ４の入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度との差に基づいて再生が始まったか否かを推定し、再生が始まった場合は沸騰余裕度を推定し、沸騰余裕度が閾値以下の場合には沸騰回避処理として冷媒の流量を増加させる。これにより、意図しないタイミングでフィルタ４の再生が始まった場合でも、冷媒の沸騰を抑制することができる。
【００７０】
上記の各実施形態は適宜組み合わせても構わない。例えば、第３実施形態を第１実施形態または第２実施形態と組み合わせても構わない。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【図１】
2019180793.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】
2019180793.tif 000008
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月29日(2018.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、
前記排ガス温度変動要因部よりも前記排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、前記排ガスの熱を、前記内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、
前記排熱回収器を通過する前記冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、
を備え、
前記排ガス温度変動要因部は前記排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタである内燃機関を制御する内燃機関制御方法において、
前記排熱回収器で前記冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、
前記沸騰余裕度が閾値以下の場合に、沸騰回避処理として前記フィルタの強制再生を禁止する、内燃機関制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
前記沸騰余裕度が閾値以下の場合に、前記沸騰回避処理として前記フィルタの強制再生の禁止に加え、前記冷媒の流量を増加させ、
前記冷媒の流量を増加させた後に前記沸騰余裕度が前記閾値より大きくなったら前記強制再生を許可する、内燃機関制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関制御方法において、
前記フィルタの圧力損失に基づいて、前記フィルタに捕集された前記微粒子が燃焼することによる前記フィルタの温度上昇量を推定し、
前記温度上昇量に基づいて前記フィルタを通過後の前記排ガスの温度であるフィルタ出口排ガス温度を推定し、
前記フィルタ出口排ガス温度に基づいて熱回収量を推定し、
前記熱回収量に基づいて前記排熱回収器を通過後の前記冷媒の温度である排熱回収器出口冷媒温度を推定し、
前記排熱回収器出口冷媒温度と前記冷媒の沸点との差に基づいて前記沸騰余裕度を推定する、内燃機関制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関制御方法において、
前記内燃機関は、前記排熱回収器を迂回するバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置され、上流側と下流側との差圧に応じて開閉するバイパス弁とをさらに備え、
前記排熱回収器に流入する排ガス流量を、前記フィルタ出口における排ガス流量と前記バイパス弁の開度とに基づいて推定し、
前記熱回収量を、前記排熱回収器に流入する排ガス流量に基づいて推定する、内燃機関制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
前記フィルタの入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度との差に基づいて再生が始まったか否かを推定し、
再生が始まった場合は前記沸騰余裕度を推定し、前記沸騰余裕度が閾値以下の場合には沸騰回避処理として前記冷媒の流量を増加させる、内燃機関制御方法。
【請求項６】
内燃機関の排ガスの温度を変動させる要因となる排ガス温度変動要因部と、
前記排ガス温度変動要因部よりも前記排ガスの流れ方向下流側の排気通路に配置され、前記排ガスの熱を、前記内燃機関を冷却する冷媒に回収する排熱回収器と、
前記排熱回収器を通過する前記冷媒の流量を調節する冷媒流量調節部と、
前記冷媒流量調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記排ガス温度変動要因部は前記排ガスに含まれる微粒子を捕集するフィルタである内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
前記制御部は、前記排熱回収器で前記冷媒が沸騰する場合に対する熱的な余裕に関するパラメータである沸騰余裕度を推定し、前記沸騰余裕度が閾値以下の場合に、沸騰回避処理として前記フィルタの強制再生を禁止する、内燃機関制御装置。
【国際調査報告】
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