(57)【要約】【課題】内燃機関の排気通路中に配設される触媒での圧損を低減し燃費を向上すること。【解決手段】内燃機関１の排気通路１２中に配設された三元触媒１３の触媒温度センサ２６で検出された触媒温度ＴＨＣに応じて、流量制御バルブ３５を介して三元触媒１３の上流側の排気通路１２に設置された排気冷却機構３０に冷却水が注入される。この際、触媒温度ＴＨＣに応じた流量制御バルブ３５による冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構３０からの冷却水排出と排気冷却機構３０への冷却水注入量がきめ細かく制御され、三元触媒１３の上流側における排気通路１２中の排気ガスの排気温上昇／下降が好適に制御されることで、排気温の必要以上の上昇が抑えられ排気温が最適化され三元触媒１３での圧損が低減されることによって燃費の向上を図ることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路中に配設され、前記内燃機関からの排気ガスを浄化する触媒と、
前記触媒の温度を検出する触媒温度センサと、
前記触媒の上流側にて前記排気通路の外周囲を取巻く液密構造の冷却管、または前記排気通路に内挿する液密構造の冷却管からなり、前記冷却管に冷却水を注入する冷却水入口及び冷却水を排出する冷却水出口を形成した排気冷却機構と、
前記排気冷却機構に注入する冷却水注入量を可変自在な流量制御バルブと、
前記触媒温度センサで検出された触媒温度に応じて前記流量制御バルブを介して前記排気冷却機構に冷却水を注入し、前記排気通路中を通過する排気ガスの温度を制御する排気温制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の排気温制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路中に配設され、前記内燃機関からの排気ガスを浄化する触媒と、
前記内燃機関の運転パラメータに基づき前記触媒の温度を推定算出する触媒温度演算手段と、
前記触媒の上流側にて前記排気通路の外周囲を取巻く液密構造の冷却管、または前記排気通路に内挿する液密構造の冷却管からなり、前記冷却管に冷却水を注入する冷却水入口及び冷却水を排出する冷却水出口を形成した排気冷却機構と、
前記排気冷却機構に注入する冷却水注入量を可変自在な流量制御バルブと、
前記触媒温度演算手段で推定算出された触媒温度に応じて前記流量制御バルブを介して前記排気冷却機構に冷却水を注入し、前記排気通路中を通過する排気ガスの温度を制御する排気温制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の排気温制御装置。
【請求項３】
前記排気温制御手段は、前記流量制御バルブによる冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または前記排気冷却機構からの冷却水排出を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気温制御装置。
【請求項４】
前記排気温制御手段は、前記触媒温度に対して前記排気冷却機構に注入される冷却水注入量に応じて補正を加えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気温制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関からの排気ガスを冷却し、排気通路内の圧損を低減可能な内燃機関の排気温制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の排気温制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平５−１５６９４９号公報、特開平５−１０１１６号公報にて開示されたものが知られている。
【０００３】
このうち、前者の特開平５−１５６９４９号公報では、排気通路（排気管）内の圧力脈動を利用して出力向上を図る内燃機関（エンジン）において、所定の運転条件のとき排気ガスを冷却することにより、内燃機関の出力低下を改善する技術が示されている。
【０００４】
また、後者の特開平５−１０１１６号公報では、内燃機関本体に接続された吸気通路に噴射供給される水の補給が自動的に行われ、耐ノッキング性の向上を図る技術が示されている。
【特許文献１】特開平５−１５６９４９号公報（第２頁）
【特許文献２】特開平５−１０１１６号公報（第２頁〜第３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の特開平５−１５６９４９号公報では、内燃機関からの排気ガスを冷却することで、圧力脈動を状態を整合状態へ戻すことができ、内燃機関の出力低下を改善するとしているが、排気通路中に配設される触媒での圧損を考慮するものではないため燃費の向上を図れないという不具合があった。
【０００６】
また、特開平５−１０１１６号公報では、高出力化に伴うノッキングの発生を抑制するため、内燃機関からの排気ガスを冷却して、吸気通路に噴射供給する水を得るものであり、排気通路中に配設される触媒での圧損を考慮するものではないため燃費の向上を図れないという不具合があった。
【０００７】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の排気通路中に配設される触媒での圧損を低減することによって燃費を向上可能な内燃機関の排気温制御装置の提供を課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の排気温制御装置によれば、内燃機関の排気通路中に配設された触媒の上流側にて排気通路の外周囲を取巻く液密構造の冷却管、または排気通路に内挿される液密構造の冷却管からなり、冷却管の冷却水入口から冷却水が注入され、冷却水出口から冷却水が排出される排気冷却機構に対して、触媒の温度を検出する触媒温度センサからの触媒温度に応じて、排気温制御手段によって流量制御バルブを介して冷却水が注入され、排気通路中を通過する排気ガスの温度が制御される。これにより、触媒の上流側における排気通路中の排気ガスの排気温上昇／下降が好適に制御され、排気温の必要以上の上昇が抑えられ触媒での圧損が低減されることによって燃費の向上が図られる。
【０００９】
請求項２の内燃機関の排気温制御装置によれば、内燃機関の排気通路中に配設された触媒の上流側にて排気通路の外周囲を取巻く液密構造の冷却管、または排気通路に内挿される液密構造の冷却管からなり、冷却管の冷却水入口から冷却水が注入され、冷却水出口から冷却水が排出される排気冷却機構に対して、内燃機関の運転パラメータに基づき推定算出された触媒温度に応じて、排気温制御手段によって流量制御バルブを介して冷却水が注入され、排気通路中を通過する排気ガスの温度が制御される。これにより、触媒の上流側における排気通路中の排気ガスの排気温上昇／下降が好適に制御され、排気温の必要以上の上昇が抑えられ触媒での圧損が低減されることによって燃費の向上が図られる。
【００１０】
請求項３の内燃機関の排気温制御装置における排気温制御手段では、触媒温度に応じた流量制御バルブによる冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構からの冷却水排出と排気冷却機構への冷却水注入量がきめ細かく制御されることで、排気ガスの排気温が最適化され触媒での圧損が良好に低減されることによって燃費の向上が図られる。
【００１１】
請求項４の内燃機関の排気温制御装置における排気温制御手段では、排気冷却機構に注入される冷却水注入量に応じて変化する触媒温度が適切に補正されることとなり、触媒温度センサをなくしたシステムにあっても、排気温制御の精度向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１３】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１４】
図１において、内燃機関１は４気筒４サイクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４、サージタンク５及びインテークマニホルド６を通過し、インテークマニホルド６内でインジェクタ（燃料噴射弁）７から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ８に直接、接続されたイグナイタ９には、後述のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）４０からの点火信号が入力され、各気筒の混合気が点火プラグ８の火花点火によって所定タイミングにて燃焼される。そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２中に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ  等が浄化され大気中に排出される。
【００１５】
また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路３にはエアフローメータ２１が設けられ、このエアフローメータ２１にてエアクリーナ２を通過する単位時間当たりの吸入空気量ＧＡが検出される。また、スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２２が設けられ、このスロットル開度センサ２２にてスロットル開度ＴＡに応じたアナログ信号が検出されると共に、スロットルバルブ４がほぼ全閉であることが図示しないアイドルスイッチからのオン／オフ信号によって検出される。そして、サージタンク５には吸気圧センサ２３が設けられ、この吸気圧センサ２３にて吸気圧ＰＭが検出される。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設けられ、この水温センサ２４にて内燃機関１の冷却水温ＴＨＷが検出される。そして、内燃機関１にはクランク角センサ２５が設けられ、このクランク角センサ２５にて内燃機関１の機関回転数ＮＥが検出される。更に、排気通路１２中の三元触媒１３には触媒温度センサ２６が設けられ、この触媒温度センサ２６にて三元触媒１３内を通過する排気ガスの排気温に応じて変動される触媒温度ＴＨＣが検出される。
【００１６】
更に、三元触媒１３の上流側の排気通路１２の外周囲には、内燃機関１を冷却するラジエータ１４からの冷却水を分岐して通すことで、排気通路１２内を通過する排気ガスを冷却する排気冷却機構３０が配設されている。この排気冷却機構３０の冷却管３１は、排気通路１２の外周囲を取巻く断面ドーナツ状（２重管）構造で、排気通路１２の上流側に対応して冷却管３１の冷却水入口である注入部３２、排気通路１２の下流側に対応して冷却管３１の冷却水出口である排出部３３を有して液密に形成されている。なお、内燃機関１とラジエータ１４との間を接続する配管等は省略されている。
【００１７】
そして、排気冷却機構３０の冷却管３１の注入部３２はラジエータ１４の冷却水出口側、排気冷却機構３０の冷却管３１の排出部３３はラジエータ１４の冷却水入口側にそれぞれ配管接続されている。また、排気冷却機構３０の冷却管３１の注入部３２とラジエータ１４の冷却水出口側との配管途中には流量制御バルブ３５が設けられている。この流量制御バルブ３５が開閉作動されることによって、ラジエータ１４から排気冷却機構３０の冷却管３１への冷却水注入量が大量・中量・小量・なし（排出）に適宜、調節される。
【００１８】
ＥＣＵ４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ等を中心に論理演算回路として構成され、各種センサからの検出信号を入力する入力ポート及び各種アクチュエータ等に制御信号を出力する出力ポートに対しバスを介して接続されている。
【００１９】
このＥＣＵ４０には、入力ポートを介してエアフローメータ２１からの吸入空気量ＧＡ、スロットル開度センサ２２からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ２３からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２４からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２５からの機関回転数ＮＥ等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいて燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉｇ等が算出され、出力ポートを介してインジェクタ７及びイグナイタ９等にそれぞれ制御信号が出力される。また、ＥＣＵ４０には、触媒温度センサ２６からの触媒温度ＴＨＣ信号が入力され、ラジエータ１４から排気冷却機構３０への冷却水注入量が算出され、出力ポートを介して流量制御バルブ３５に制御信号が出力される。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置で使用されているＥＣＵ４０における冷却水注入による排気温制御の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は図２の処理に対応する触媒温度ＴＨＣに応じた冷却水注入量の遷移状態を示すタイムチャートであり、本実施例の排気温制御では、触媒温度センサ２６によって触媒温度ＴＨＣが直接検出されているため、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡを用いる必要はない。なお、この排気温制御ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ４０にて繰返し実行される。
【００２１】
図２において、ステップＳ１０１では、触媒温度センサ２６からの触媒温度ＴＨＣが読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で読込まれた触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ａを越えているかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣが触媒温度Ａを越え高いとき（図３に示す時刻ｔ０３〜時刻ｔ０４）にはステップＳ１０３に移行し、冷却水注入量が大量とされ、本ルーチンを終了する。
【００２２】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１０１で読込まれた触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ａ以下と低いときにはステップＳ１０４に移行し、触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ｂを越えているかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣが触媒温度Ｂを越え触媒温度Ａまでの温度範囲にあるとき（図３に示す時刻ｔ０２〜時刻ｔ０３、時刻ｔ０４〜時刻ｔ０５）にはステップＳ１０５に移行し、冷却水注入量が中量とされ、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ここで、ステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１０１で読込まれた触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ｂ以下と低いときにはステップＳ１０６に移行し、触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ｃを越えているかが判定される。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣが触媒温度Ｃを越え触媒温度Ｂまでの温度範囲にあるとき（図３に示す時刻ｔ０１〜時刻ｔ０２、時刻ｔ０５〜時刻ｔ０６）にはステップＳ１０７に移行し、冷却水注入量が小量とされ、本ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、ステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ１０１で読込まれた触媒温度ＴＨＣが予め設定された所定の触媒温度Ｃ以下と低いとき（図３に示す時刻ｔ００〜時刻ｔ０１、時刻ｔ０６〜時刻ｔ０７）にはステップＳ１０８に移行し、触媒温度ＴＨＣが低いため排気通路１２内を通過する排気ガスの排気温を下げないようにするため、冷却水注入量がなしで冷却水排出とされ、本ルーチンを終了する。
【００２５】
このように、本実施例の内燃機関の排気温制御装置は、内燃機関１の排気通路１２中に配設され、内燃機関１からの排気ガスを浄化する三元触媒１３と、三元触媒１３の触媒温度ＴＨＣを検出する触媒温度センサ２６と、三元触媒１３の上流側にて排気通路１２の外周囲を取巻く液密構造の冷却管３１からなり、この冷却管３１に冷却水を注入する冷却水入口である注入部３２及び冷却水を排出する冷却水出口である排出部３３を形成した排気冷却機構３０と、排気冷却機構３０に注入する冷却水注入量を可変自在な流量制御バルブ３５と、触媒温度センサ２６で検出された触媒温度ＴＨＣに応じて流量制御バルブ３５を介して排気冷却機構３０に冷却水を注入し、排気通路１２中を通過する排気ガスの温度を制御するＥＣＵ４０にて達成される排気温制御手段とを具備するものである。
【００２６】
また、本実施例の内燃機関の排気温制御装置のＥＣＵ４０にて達成される排気温制御手段は、流量制御バルブ３５による冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構３０からの冷却水排出を制御するものである。
【００２７】
つまり、内燃機関１の排気通路１２中に配設された三元触媒１３の触媒温度ＴＨＣを検出する触媒温度センサ２６からの触媒温度ＴＨＣに応じて、流量制御バルブ３５を介して三元触媒１３の上流側の排気通路１２に設置された排気冷却機構３０の冷却管３１の注入部３２から冷却水が注入され、排出部３３から冷却水が排出される。この際、触媒温度ＴＨＣに応じて流量制御バルブ３５が開閉作動されることによって排気冷却機構３０への冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構３０からの冷却水排出と排気冷却機構３０への冷却水注入量がきめ細かく制御される。これにより、三元触媒１３の上流側における排気通路１２中の排気ガスの排気温上昇／下降が好適に制御されることとなり、排気温の必要以上の上昇が抑えられ排気温が最適化され三元触媒１３での圧損が低減されることによって燃費の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、上記実施例では、触媒温度に応じた排気冷却機構への冷却水注入量によって排気温の必要以上の上昇が抑えられ排気温が最適化されることについて述べたが、触媒温度が低いときには、排気冷却機構から冷却水が排出されることで排気通路１２の周囲に空気による断熱作用が働くこととなり、触媒早期暖機の効果も期待できる。
【００２９】
ところで、上記実施例では、三元触媒１３の上流側にて排気温制御のため、排気通路１２の外周囲を取巻く液密構造の冷却管３１からなり、この冷却管３１に冷却水を注入する冷却水入口である注入部３２及び冷却水を排出する冷却水出口である排出部３３を形成した排気冷却機構３０が用いられているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、図４に示すように、三元触媒１３の上流側にて排気通路１２に内挿する液密構造の冷却管３１′からなり、この冷却管３１′に冷却水を注入する冷却水入口である注入部３２′及び冷却水を排出する冷却水出口である排出部３３′を形成した排気冷却機構３０′を用いることもできる。このようなシステムにおいても、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００３０】
〈実施例２〉
図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置で使用されているＥＣＵ４０における冷却水注入による排気温制御の処理手順を示すフローチャートであり、この処理に対応する内燃機関１の運転パラメータに基づき推定算出される触媒温度ＴＨＣＥ  に応じた冷却水注入量の遷移状態を示す図６のタイムチャートを参照して説明する。なお、この排気温制御ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ４０にて繰返し実行される。ここで、本実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器の構成については、上述の第１実施例における図１の概略構成図から触媒温度センサ２６を取外したものと同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施例の排気温制御では、三元触媒１３の触媒温度を検出する触媒温度センサが省略されているため、図６のタイムチャートに示すように、内燃機関１の運転状態に応じて変動する運転パラメータであるクランク角センサ２５による機関回転速度ＮＥ及び内燃機関１の負荷としてエアフローメータ２１による吸入空気量ＧＡに基づき、三元触媒１３の触媒温度ＴＨＣＥ  を推定算出する処理部分が上述の実施例と異なっている。
【００３２】
図５において、ステップＳ２０１では、機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ２０２に移行して、吸入空気量ＧＡが読込まれる。次にステップＳ２０３に移行して、ステップＳ２０１で読込まれた機関回転速度ＮＥとステップＳ２０２で読込まれた吸入空気量ＧＡとをパラメータとして予め設定されたマップに基づき三元触媒１３の触媒温度ＴＨＣＥ  が推定算出される。次にステップＳ２０４に移行して、ステップＳ２０３で推定算出された触媒温度ＴＨＣＥ  が、例えば、前回の冷却水注入量等に基づき補正され、補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲが求められる。
【００３３】
次にステップＳ２０５に移行して、ステップＳ２０４による補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ａを越えているかが判定される。ステップＳ２０５の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣＥＲが触媒温度Ａを越え高いとき（図６に示す時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）にはステップＳ２０６に移行し、冷却水注入量が大量とされ、本ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、ステップＳ２０５の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ２０４による補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ａ以下と低いときにはステップＳ２０７に移行し、触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ｂを越えているかが判定される。ステップＳ２０７の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣＥＲが触媒温度Ｂを越え触媒温度Ａまでの温度範囲にあるとき（図６に示す時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３、時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５）にはステップＳ２０８に移行し、冷却水注入量が中量とされ、本ルーチンを終了する。
【００３５】
ここで、ステップＳ２０７の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ２０４による補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ｂ以下と低いときにはステップＳ２０９に移行し、触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ｃを越えているかが判定される。ステップＳ２０９の判定条件が成立、即ち、触媒温度ＴＨＣＥＲが触媒温度Ｃを越え触媒温度Ｂまでの温度範囲にあるとき（図６に示す時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２、時刻ｔ１５〜時刻ｔ１６）にはステップＳ２１０に移行し、冷却水注入量が小量とされ、本ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ２０９の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ２０４による補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲが予め設定された所定の触媒温度Ｃ以下と低いとき（図６に示す時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１、時刻ｔ１６〜時刻ｔ１７）にはステップＳ２１１に移行し、触媒温度ＴＨＣＥＲが低いため排気通路１２内を通過する排気ガスの排気温を下げないようにするため、冷却水注入量がなしで冷却水排出とされ、本ルーチンを終了する。
【００３７】
このように、本実施例の内燃機関の排気温制御装置は、内燃機関１の排気通路１２中に配設され、内燃機関１からの排気ガスを浄化する三元触媒１３と、内燃機関１の運転パラメータである機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づき三元触媒１３の触媒温度ＴＨＣＥ  を推定算出するＥＣＵ４０にて達成する触媒温度演算手段と、三元触媒１３の上流側にて排気通路１２の外周囲を取巻く液密構造の冷却管３１からなり、この冷却管３１に冷却水を注入する冷却水入口である注入部３２及び冷却水を排出する冷却水出口である排出部３３を形成した排気冷却機構３０と、排気冷却機構３０に注入する冷却水注入量を可変自在な流量制御バルブ３５と、前記触媒温度演算手段で推定算出された触媒温度ＴＨＣＥ  に応じて流量制御バルブ３５を介して排気冷却機構３０に冷却水を注入し、排気通路１２中を通過する排気ガスの温度を制御するＥＣＵ４０にて達成される排気温制御手段とを具備するものである。
【００３８】
また、本実施例の内燃機関の排気温制御装置のＥＣＵ４０にて達成される排気温制御手段は、流量制御バルブ３５による冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構３０からの冷却水排出を制御するものである。
【００３９】
つまり、内燃機関１の排気通路１２中に配設された三元触媒１３の触媒温度を検出する触媒温度センサを省略されたものにおいては、内燃機関１の運転パラメータである機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づき推定算出された触媒温度ＴＨＣＥ  に応じて、流量制御バルブ３５を介して三元触媒１３の上流側の排気通路１２に設置された排気冷却機構３０の冷却管３１の注入部３２から冷却水が注入され、排出部３３から冷却水が排出される。この際、触媒温度ＴＨＣＥ  に応じて流量制御バルブ３５が開閉作動されることによって排気冷却機構３０への冷却水注入の可否、冷却水注入量の設定、または排気冷却機構３０からの冷却水排出と排気冷却機構３０への冷却水注入量がきめ細かく制御される。これにより、三元触媒１３の上流側における排気通路１２中の排気ガスの排気温上昇／下降が好適に制御されることとなり、排気温の必要以上の上昇が抑えられ排気温が最適化され三元触媒１３での圧損が低減されることによって燃費の向上を図ることができる。
【００４０】
そして、本実施例の内燃機関の排気温制御装置のＥＣＵ４０にて達成される排気温制御手段は、推定算出された触媒温度ＴＨＣＥ  に対して排気冷却機構３０に注入される冷却水注入量に応じて補正を加え、補正後の触媒温度ＴＨＣＥＲとするものである。これにより、排気冷却機構３０の冷却管３１に注入される冷却水注入量に応じて変化する触媒温度が適切に補正されることとなり、触媒温度センサをなくしたシステムにおける排気温制御の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置で使用されているＥＣＵにおける排気温制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２の処理に対応する触媒温度に応じた冷却水注入量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図４】図４は図１の排気冷却機構の変形例を示す概略構成図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関の排気温制御装置で使用されているＥＣＵにおける排気温制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は図５の処理に対応する内燃機関の運転パラメータに基づき推定算出される触媒温度に応じた冷却水注入量の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関
１２  排気通路
１３  三元触媒
２６  触媒温度センサ
３０  排気冷却機構
３５  流量制御バルブ
４０  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【図１】
2004308613.tif 000003
【図２】
2004308613.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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