(57)【要約】【課題】内燃機関の排気温度をより適正に推定する。【解決手段】エンジンを現在の運転状態で定常運転するときに想定される排気温度である定常排気温度Ｔｉ＊を設定し（Ｓ１００）、吸入空気量Ｑａが大きいほど小さくなる傾向で且つ減速中に減速中でないときに比して大きくなる傾向になまし定数ｎを設定し（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）、設定したなまし定数ｎが大きいほど推定排気温度Ｔｉｅｓｅｔが緩やかに変化する傾向のなまし処理を定常排気温度Ｔｉ＊に対して施すことによって推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算する（Ｓ１５０）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関の吸気系に取り付けられて該内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記内燃機関が現在の運転状態で定常運転されるときに想定される該内燃機関の排気温度である定常排気温度を設定すると共に該設定した定常排気温度に対してなまし処理を施して前記排気温度の推定値である推定排気温度を演算する推定排気温度演算手段と、前記演算された推定排気温度が前記内燃機関の排気系の部品の耐熱温度を超えない範囲で前記内燃機関が運転されて走行するよう該内燃機関を制御する制御手段と、を備える自動車において、
前記推定排気温度演算手段は、前記吸入空気量が大きいほど小さくなる傾向で且つ前記排気温度の低下時に該排気温度の低下時でないときに比して大きくなる傾向になまし定数を設定し、該設定したなまし定数が大きいほど前記推定排気温度が緩やかに変化する傾向のなまし処理を前記設定した定常排気温度に対して施して前記推定排気温度を演算する手段である、
ことを特徴とする自動車。
【請求項２】
請求項１記載の自動車であって、
前記排気温度の低下時は、車両の減速時である、
自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車に搭載される内燃機関の制御装置としては、燃料噴射量および吸入空気量に基づいて第１排気温度推定値（エンジン本体での排気温度）を算出すると共に算出した第１排気温度推定値に基づいて第２排気温度推定値（ＮＯｘ触媒コンバータの上流での排気温度）を算出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、燃料噴射量および吸入空気量に基づいて設定したなまし値を用いて第１排気温度推定値を算出することにより、第１排気温度推定値や第２排気温度推定値の推定精度の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、自動車では、排気温度の推定値の算出精度の向上を図ることが課題の一つとされている。排気温度は直前の排気の状態の影響などを受けて変化するが、上述の内燃機関の制御装置を搭載する自動車では、現在の吸入空気量と燃料噴射量だけを用いて排気温度の推定値を算出するため、排気温度の低下時などに排気温度の現実の値と推定値との間に乖離を生じることがある。
【０００５】
本発明の自動車は、内燃機関の排気温度をより適正に推定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関の吸気系に取り付けられて該内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記内燃機関が現在の運転状態で定常運転されるときに想定される該内燃機関の排気温度である定常排気温度を設定すると共に該設定した定常排気温度に対してなまし処理を施して前記排気温度の推定値である推定排気温度を演算する推定排気温度演算手段と、前記演算された推定排気温度が前記内燃機関の排気系の部品の耐熱温度を超えない範囲で前記内燃機関が運転されて走行するよう該内燃機関を制御する制御手段と、を備える自動車において、
前記推定排気温度演算手段は、前記吸入空気量が大きいほど小さくなる傾向で且つ前記排気温度の低下時に該排気温度の低下時でないときに比して大きくなる傾向になまし定数を設定し、該設定したなまし定数が大きいほど前記推定排気温度が緩やかに変化する傾向のなまし処理を前記設定した定常排気温度に対して施して前記推定排気温度を演算する手段である、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、内燃機関が現在の運転状態で定常運転されるときに想定される内燃機関の排気温度である定常排気温度を設定し、吸入空気量が大きいほど小さくなる傾向で且つ排気温度の低下時に排気温度の低下時でないときに比して大きくなる傾向になまし定数を設定し、設定したなまし定数が大きいほど推定排気温度が緩やかに変化する傾向のなまし処理を定常排気温度に対して施して排気温度の推定値である推定排気温度を演算する。したがって、吸入空気量に加えて、排気温度の低下時か否かも考慮して推定排気温度を演算するから、推定排気温度をより適正に演算することができる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記内燃機関の排気温度の低下時は車両の減速時である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット７０によって実行される推定排気温度演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】非減速時なまし定数設定用マップおよび減速時なまし定数設定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト６０と後段軸６６とに接続されたダンパ６４と、後段軸６６と駆動輪６３ａ，６３ｂとに接続されたオートマチックトランスミッション６８と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。
【００１３】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図示するように、エアクリーナ２３により清浄された空気をスロットルバルブ２４を介して吸入する共に燃料噴射弁２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト３３の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置３４を介して外気へ排出される。
【００１４】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト６０の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ，スロットルバルブ２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度Ｔａ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ４９からの吸気温，浄化装置３４に取り付けられた触媒温度センサ３４ａからの触媒温度，空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ３５ｂからの酸素信号，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ４４からのカムポジションなどが入力されている。また、電子制御ユニット７０からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁２６への駆動信号やスロットルバルブ２４のポジションを調節するスロットルモータ３６への駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル３８への制御信号，吸気バルブ２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構４５への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット７０は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト６０の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される空気量としての気筒吸入空気量Ｑｃを演算したりしている。また、電子制御ユニット７０は、車両全体をコントロールするユニットとしても機能することから、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，オートマチックトランスミッション６８の現在の変速比Ｇｒなども入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット７０からは、オートマチックトランスミッション６８を制御するための各種制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１５】
こうして構成された実施例の自動車２０は、基本的には、電子制御ユニット７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。電子制御ユニット７０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖなどを検出したり、エンジン２２の運転状態に基づいてエンジン２２からの排気の温度として推定される推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算したりする。そして、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖなどに基づいて、推定排気温度Ｔｉｅｓｔが排気系の部品（例えば、触媒温度センサ３４ａや空燃比センサ３５ａ，酸素センサ３５ｂなど）の耐熱温度を超えない範囲でエンジン２２が運転されながら運転者の操作に応じた駆動力により走行するようエンジン２２やオートマチックトランスミッション６８を制御する。
【００１６】
次に、推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算する処理について説明する。図２は、電子制御ユニット７０によって実行される推定排気温度演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１７】
推定排気温度演算処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、まず、エンジン２２を現在の運転状態で定常運転するときに想定される排気温度である定常排気温度Ｔｉ＊を設定する（ステップＳ１００）。この定常排気温度Ｔｉ＊は、例えば、エンジン２２の運転状態（例えば、吸入空気量Ｑａや燃料噴射量，点火時期，回転数Ｎｅなど）と定常排気温度Ｔｉ＊との関係として予め実験などにより定められたマップに対してエンジン２２の運転状態を適用して求めることができる。
【００１８】
こうして定常排気温度Ｔｉ＊を設定すると、車両が減速中であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。アクセル開度Ａｃｃの減少による減速中は、エンジン２２から出力するトルクを小さくするための吸入空気量Ｑａや燃料噴射量の減少によって排気温度は低下すると考えられる。したがって、ステップＳ１２０の処理は、排気温度が低下するときか否かを判定する処理となる。
【００１９】
車両が減速中でないと判定されたときには、排気温度が低下するときではないと判断し、非減速時なまし定数設定用マップを用いてなまし処理に用いるなまし定数ｎを設定し（ステップＳ１３０）、なまし定数ｎを用いたなまし処理を定常排気温度Ｔｉ＊に対して施すことにより、エンジン２２からの排気温度として推定される推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算して（ステップＳ１５０）、推定排気温度演算処理ルーチンを終了する。ここで、なまし定数ｎの設定については後述する。また、推定排気温度Ｔｉｅｓｔは、実施例では、推定排気温度Ｔｉｅｓｔの前回このルーチンが実行されたときに設定されたときの値（前回Ｔｉｅｓｔ）と定常排気温度Ｔｉ＊となまし定数ｎとを用いて次式（１）に示されるなまし処理の式により演算するものとした。
【００２０】
Tiest=前回Tiest+(Ti*-前回Tiest)/n                     (1)
【００２１】
一方、ステップＳ１２０で車両が減速中であると判定されたときには、排気温度が低下するときであると判断し、減速時なまし定数設定用マップを用いてなまし定数ｎを設定し（ステップＳ１４０）、なまし定数ｎを用いたなまし処理を定常排気温度Ｔｉ＊に対して施すことによって推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算して（ステップＳ１５０）、推定排気温度演算処理ルーチンを終了する。非減速時なまし定数設定用マップおよび減速時なまし定数設定用マップの一例を図３に示す。なまし定数ｎは、図示するように、減速中であるか否かに拘わらず吸入空気量Ｑａが大きいほど小さくなる傾向に設定され、且つ、減速中に減速中でないときに比して大きくなる傾向に設定される。前者は、吸入空気量Ｑａが大きいほど排気量が大きくなり排気温度が迅速に変化しやすくなるためである。また、後者は、現在の推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算するタイミングにおいて、直前のタイミングにおけるエンジン２２からの排気の反応の影響などによって排気温度は低下時に低下時でないときに比して緩やかに変化しやすくなるためである。
【００２２】
以上説明した実施例の自動車２０によれば、エンジン２２を現在の運転状態で定常運転するときに想定される排気温度である定常排気温度Ｔｉ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが大きいほど小さくなる傾向で且つ減速中に減速中でないときに比して大きくなる傾向になまし定数ｎを設定し、設定したなまし定数ｎが大きいほど推定排気温度Ｔｉｅｓｔが緩やかに変化する傾向のなまし処理を定常排気温度Ｔｉ＊に対して施すことによって推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算するから、排気温度の低下時であるか否かに応じて推定排気温度Ｔｉｅｓｔをより適正に演算することができる。
【００２３】
実施例の自動車２０では、排気温度が低下時であるか否かを車両が減速中であるか否かによって判定するものとしたが、これに限られず、例えば、吸入空気量Ｑａが減少中であるか否かや、アクセル開度Ａｃｃが減少中であるか否かなどによって判定するものとしてもよい。
【００２４】
実施例では、エンジン２２からの動力だけを用いて走行する自動車２０として説明したが、エンジン２２の他に走行用のモータを搭載するハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。
【００２５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エアフローメータ４８が「吸入空気量検出手段」に相当し、エンジン２２の推定排気温度Ｔｉｅｓｔが排気系の部品（例えば、触媒温度センサ３４ａや空燃比センサ３５ａ，酸素センサ３５ｂなど）の耐熱温度を超えない範囲で目標トルクがエンジン２２から出力されるようエンジン２２を制御する電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当し、エンジン２２を現在の運転状態で定常運転するときに想定される排気温度である定常排気温度Ｔｉ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが大きいほど小さくなる傾向で且つ減速中に減速中でないときに比して大きくなる傾向になまし定数ｎを設定し、設定したなまし定数ｎが大きいほど推定排気温度Ｔｉｅｓｅｔが緩やかに変化する傾向のなまし処理を定常排気温度Ｔｉ＊に対して施すことによって推定排気温度Ｔｉｅｓｔを演算する電子制御ユニット７０が「推定排気温度演算手段」に相当する。
【００２６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
２０  自動車、２２  エンジン、２３  エアクリーナ、２４  スロットルバルブ、２６  燃料噴射弁、２８  吸気バルブ、３０  点火プラグ、３２  ピストン、３３  クランクシャフト、３４  浄化装置、３４ａ  触媒温度センサ、３５ａ  空燃比センサ、３５ｂ  酸素センサ、３６  スロットルモータ、３８  イグニッションコイル、４０  クランクポジションセンサ、４２  水温センサ、４４  カムポジションセンサ、４５  可変バルブタイミング機構、４６  スロットルバルブポジションセンサ、４８  エアフローメータ、４９  温度センサ、６０  クランクシャフト、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４  ダンパ、６６  後段軸、６８  オートマチックトランスミッション、７０  電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ  ７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８２  シフトポジションセンサ、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ。
【図１】
2011058416.tif 000003
【図２】
2011058416.tif 000004
【図３】
2011058416.tif 000005