(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路(7)に配置される排気浄化装置(9)よりも上流または下流に配置されて前記排気通路(7)を流れる排気ガスの流量を制御する排気絞り弁(10)と、前記排気浄化装置(9)の温度を検出する温度検出手段(23)と、前記排気絞り弁(10)の開度を制御する開度制御手段(30)とを備え、前記排気絞り弁(10)の開度を制御することにより前記排気浄化装置(9)の温度を制御する温度制御装置において、
排気ガスの流量を検出する排気流量検出手段(24)を備え、
前記開度制御手段(30)は、前記排気浄化装置(9)が活性状態にあるときの温度または再生可能状態にあるときの温度である目標温度(To)と前記温度検出手段(23)により検出された実温度(T)との差(To-T)の絶対値である温度差(|To-T|)と、前記排気流量検出手段(24)により検出された排気流量(Qe)とに基づいて前記排気絞り弁(10)の必要開度(β)を算出し、前記排気絞り弁(10)を前記必要開度(β)に制御し、
前記開度制御手段(30)は、前記温度差(|To-T|)と前記排気流量(Qe)とに基づいて温度変更量(Tc)を算出する温度変更量算出手段(31)と、前記温度変更量(Tc)に基づいて前記必要開度(β)を算出する開度算出手段(32)とから構成され、
前記実温度(T)が前記目標温度(To)以下のとき、前記温度変更量算出手段(31)は、前記温度差(|To-T|)が低温側所定値(ΔTL)以上であるときに前記温度変更量(Tc)である温度上昇量(Tu)を最大値(Tum)とし、前記温度差(|To-T|)が前記低温側所定値(ΔTL)未満であるときに前記温度差(|To-T|)の減少に応じて前記温度上昇量(Tu)を連続的に減少する値とし、
前記開度算出手段(32)は、前記温度上昇量(Tu)の減少に応じて連続的に前記必要開度(β)を増加させ、
前記低温側所定値(ΔTL)は、前記排気流量(Qe1,Qe2…)が増加するに応じて増加する
ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記実温度(T)が前記目標温度(To)を超えるとき、前記温度変更量算出手段(31)は、前記温度差(|To-T|)が高温側所定値(ΔTH)以上であるときに前記温度変更量(Tc)である温度下降量(Td)を最大値(Tdm)とし、前記温度差(|To-T|)が前記高温側所定値(ΔTH)未満であるときに前記温度差(|To-T|)の減少に応じて前記温度下降量(Td)を連続的に減少する値とし、
前記開度算出手段(32)は、前記温度下降量(Td)の減少に応じて連続的に前記必要開度(β)を減少させることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記高温側所定値(ΔTH)は、前記排気流量(Qe1,Qe2…)が増加するに応じて増加する
ことを特徴とする請求項２記載の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に配置された排気浄化装置を備える内燃機関において、該排気浄化装置の温度を制御するために、前記排気通路に配置された排気絞り弁の開度を制御する温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリン機関およびディーゼル機関を含む内燃機関において、排気ガスを浄化する排気浄化装置として、酸化触媒装置やＮＯｘ触媒装置などの触媒装置、またディーゼル機関において排気微粒子を捕集するフィルタ装置が使用されている。これら排気浄化装置においては、その排気浄化性能を維持・向上させるために、触媒装置では触媒が活性状態になる活性温度に早期に達すると共に浄化率が高い温度を維持するように、また、ＳＯｘ（硫黄酸化物）の付着による浄化性能の低下が生じるＮＯｘ触媒装置や排気微粒子の付着による浄化性能の低下が生じるフィルタ装置では、浄化性能を回復すべく付着したＳＯｘの還元や排気微粒子の燃焼が可能な再生温度に昇温させる必要がある。
そこで、内燃機関の排気通路に配置される触媒装置よりも下流に配置されて排気ガスの流量を制御する排気絞り弁と、触媒装置の温度を検出する温度検出手段とを備え、排気絞り弁を閉じ気味して排圧を高めることで、排気ガスの温度が上昇することを利用して、該温度検出手段により検出された温度に基づいて排気絞り弁の開度を制御することにより、触媒装置が早期に活性温度に達するようにした排気制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、排気通路に配置される触媒装置を備える内燃機関において、温度センサによる触媒装置の温度の検出精度を高めるために、排気通路を流れる排気ガスの流量と温度センサの出力とに基づいて、触媒装置の温度を推定することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２８１７８５２号公報
【特許文献２】特開２００７−１６６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
触媒装置の温度に応じて排気絞り弁の開度を制御することにより触媒装置の温度が制御される場合、触媒装置の温度が目標温度（例えば活性温度）に達するまでは、排気絞り弁が閉じ気味の一定の開度に保持され、該目標温度に達したときに、排気絞り弁が開き気味の中間開度に変更され、さらに触媒装置の温度が触媒の劣化を早める温度に達したときは、排気絞り弁が全開にされるなど、排気絞り弁の開度が段階的に制御されると、触媒装置の温度の上昇制御時には、温度が目標温度よりも上昇するオーバシュートや、下降制御時には、温度が目標温度よりも下降するオーバシュートを生じる。
そして、このようにオーバシュートが生じると、浄化率が高い温度範囲から外れて浄化性能の低下を招来したり、過度の昇温やその頻度が高まる場合には、触媒装置の劣化を生じやすくなって、触媒装置の耐久性の低下を招来することがある。また、浄化性能を回復するための再生処理が必要な排気浄化装置においても、再生処理の効率の低下や、過度の温度上昇に起因する排気浄化装置の耐久性の低下を招来することがある。
また、排気絞り弁の開度が同一の場合でも、排気ガスの流量が異なる場合には、排気ガスの温度上昇率、したがって排気浄化装置の温度の上昇率や下降率も異なるため、オーバシュートが一層発生しやすくなる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、排気絞り弁の開度制御を通じて排気浄化装置の温度を制御する温度制御装置において、排気ガスの流量を考慮することにより、排気浄化装置の目標温度への早期到達を可能にしながら、目標温度に対するオーバシュートを抑制して、目標温度の安定維持を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、内燃機関の排気通路(7)に配置される排気浄化装置(9)よりも上流または下流に配置されて前記排気通路(7)を流れる排気ガスの流量を制御する排気絞り弁(10)と、前記排気浄化装置(9)の温度を検出する温度検出手段(23)と、前記排気絞り弁(10)の開度を制御する開度制御手段(30)とを備え、前記排気絞り弁(10)の開度を制御することにより前記排気浄化装置(9)の温度を制御する温度制御装置において、排気ガスの流量を検出する排気流量検出手段(24)を備え、前記開度制御手段(30)は、前記排気浄化装置(9)が活性状態にあるときの温度または再生可能状態にあるときの温度である目標温度(To)と前記温度検出手段(23)により検出された実温度(T)との差(To-T)の絶対値である温度差(|To-T|)と、前記排気流量検出手段(24)により検出された排気流量(Qe)とに基づいて前記排気絞り弁(10)の必要開度(β)を算出し、前記排気絞り弁(10)を前記必要開度(β)に制御し、前記開度制御手段(30)は、前記温度差(|To-T|)と前記排気流量(Qe)とに基づいて温度変更量(Tc)を算出する温度変更量算出手段(31)と、前記温度変更量(Tc)に基づいて前記必要開度(β)を算出する開度算出手段(32)とから構成され、前記実温度(T)が前記目標温度(To)以下のとき、前記温度変更量算出手段(31)は、前記温度差(|To-T|)が低温側所定値(ΔTL)以上であるときに前記温度変更量(Tc)である温度上昇量(Tu)を最大値(Tum)とし、前記温度差(|To-T|)が前記低温側所定値(ΔTL)未満であるときに前記温度差(|To-T|)の減少に応じて前記温度上昇量(Tu)を連続的に減少する値とし、前記開度算出手段(32)は、前記温度上昇量(Tu)の減少に応じて連続的に前記必要開度(β)を増加させ、前記低温側所定値(ΔTL)は、前記排気流量(Qe1,Qe2…)が増加するに応じて増加することを特徴とする温度制御装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の温度制御装置において、前記実温度(T)が前記目標温度(To)を超えるとき、前記温度変更量算出手段(31)は、前記温度差(|To-T|)が高温側所定値(ΔTH)以上であるときに前記温度変更量(Tc)である温度下降量(Td)を最大値(Tdm)とし、前記温度差(|To-T|)が前記高温側所定値(ΔTH)未満であるときに前記温度差(|To-T|)の減少に応じて前記温度下降量(Td)を連続的に減少する値とし、前記開度算出手段(32)は、前記温度下降量(Td)の減少に応じて連続的に前記必要開度(β)を減少させることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の温度制御装置において、前記高温側所定値(ΔTH)は、前記排気流量(Qe1,Qe2…)が増加するに応じて増加することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、排気浄化装置の温度を制御するための排気絞り弁の開度が、目標温度と温度検出手段により検出された実温度との温度差のほかに、排気流量検出手段により検出された排気流量にも基づいて制御されるので、排気浄化装置の温度が速やかに目標温度に達するようにでき、しかも排気浄化装置の温度が目標温度に対してオーバシュートすることが抑制されて、目標温度を安定して維持できる。この結果、浄化性能の向上や、浄化性能を回復するための再生処理の効率の向上が可能になり、さらに、過度の温度上昇が防止されて、排気浄化装置の耐久性を向上させることができる。
また、排気絞り弁の開度が、目標温度と実温度との温度差および排気流量に基づいて制御される場合にも、温度変更量算出手段により該温度差が排気流量により補正された温度変更量が設定されるので、温度差のみに基づいて設定される温度変更量算出手段に対して利用可能な開度算出手段をそのまま使用できる。
さらに、排気浄化装置の温度を目標温度まで上昇させるときに、目標温度と実温度との温度差が所定値未満となって小さくなるとき、連続的に減少する温度上昇量と共に排気絞り弁の必要開度が連続的に増加するので、排気浄化装置の温度上昇時における目標温度に対するオーバシュートを効果的に抑制できる。
そして、実温度が目標温度以下の場合、排気流量が増加するときに、温度差が比較的大きい時期から温度変更量が減少し始めるので、目標温度に対するオーバシュートを一層抑制できる。
請求項２記載の事項によれば、排気浄化装置の温度を目標温度まで下降させるときに、目標温度と実温度との温度差が所定値未満となって小さくなるとき、連続的に減少する温度下降量と共に排気絞り弁の必要開度も連続的に減少するので、排気絞り弁の必要開度が大きくなる温度下降時における目標温度に対するオーバシュートおよび該必要開度が小さくなる温度上昇時における目標温度に対するオーバシュートを効果的に抑制できる。
請求項３記載の事項によれば、実温度が目標温度を超える場合、排気流量が増加するときに、温度差が比較的大きい時期から温度変更量が減少し始めるので、目標温度に対するオーバシュートを一層抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された温度制御装置は、車両に搭載されるディーゼル機関である内燃機関Ｅに備えられる。
内燃機関Ｅは、燃焼室と該燃焼室内の燃焼ガスの圧力により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンとが設けられる機関本体１と、エアクリーナ３を備えると共に吸入空気を前記燃焼室に導く吸気通路４を形成する吸気装置２と、該燃焼室内の吸入空気に燃料を噴射して混合気を形成する燃料噴射弁５と、前記燃焼室内での前記混合気の燃焼により発生した燃焼ガスを排気ガスとして内燃機関Ｅの外部に導く排気通路７を形成する排気装置６とを備える。
【０００８】
吸気装置２は、吸気通路４に配置されて前記燃焼室に吸入される吸入空気の流量を制御する吸気絞り弁８を備える。
排気装置６は、排気通路７に配置されて排気ガスを浄化する排気浄化装置としての触媒装置であるリーンＮＯｘ触媒装置９と、排気通路７を流れる排気ガスの流量を制御する排気絞り弁10とを備える。
蝶形弁から構成される排気絞り弁10は、排気通路７において触媒装置９よりも下流に配置される。
触媒装置９は、例えば白金などを担体に担持させた触媒装置、または金属炭化物または金属窒化物からなる担体にイリジウムおよびアルカリ土類金属を担持させた選択還元型触媒装置である。
【０００９】
内燃機関Ｅは、さらに、内燃機関Ｅの運転状態を制御する運転制御装置11と、吸気絞り弁８を開閉駆動する駆動手段であるアクチュエータ12と、排気絞り弁10を開閉駆動する駆動手段であるアクチュエータ13とを備える。
図２を併せて参照すると、運転制御装置11は、内燃機関Ｅの運転状態など内燃機関Ｅの状態を検出する機関状態検出手段20と、機関状態検出手段20により検出された機関状態に応じて燃料噴射弁５や各アクチュエータ12，13の動作を制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）15とを備える。そして、燃料噴射弁５および各アクチュエータ12，13は、ＥＣＵ15から出力される駆動信号によりその動作が制御される。
ＥＣＵ15は、機関状態検出手段20により検出される機関状態に応じて、燃料噴射弁５および排気絞り弁10をそれぞれ制御する燃料噴射制御手段16および開度制御手段17，30を備える。
ＥＣＵ15は、入出力インターフェース、中央演算処理装置、各種の制御プログラムおよび各種のマップなどが記憶されたＲＯＭおよび各種のデータなどが一時的に記憶されるＲＡＭを有する記憶装置を備えるコンピュータから構成される。そして、前記マップには、後述するマップＭＬ，ＭＨ，Ｍｖ（図６参照）が含まれる。
【００１０】
機関状態検出手段20は、前記クランク軸の回転位置に基づいて内燃機関Ｅの機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度検出手段21と、アクセル操作量Ａを検出するアクセル操作量検出手段22、触媒装置９の温度である実温度Ｔを検出する温度検出手段23と、排気通路７を流れる排気ガスの流量である排気流量Ｑｅを検出する排気流量検出手段24と、吸気通路４において吸気絞り弁８よりも上流に配置されて吸入空気量Ｑａを検出するエアフローメータ25と、燃料噴射弁５から噴射される燃料量Ｑｆを検出する燃料量検出手段26とを備える。
触媒装置９の温度には、触媒装置９における触媒自体の温度、または該触媒を担持する担体の温度、または該触媒または該担体の温度の指標となる温度を有する排気ガスの温度が含まれる。
排気流量検出手段24は、エアフローメータ25により検出された吸入空気量Ｑａおよび燃料量検出手段26により検出された燃料量Ｑｆに基づいて排気流量Ｑｅを算出する。
ここで、回転速度検出手段21、エアフローメータ25、燃料量検出手段26および排気流量検出手段24のそれぞれの検出手段の一部または全部、および、各制御手段は、それぞれＥＣＵ15の機能として、該ＥＣＵ15に備えられる。
【００１１】
燃料噴射制御手段16は、回転速度検出手段21により検出された機関回転速度Ｎｅおよびアクセル操作量検出手段22により検出されたアクセル操作量Ａに応じて燃料噴射弁５から噴射される燃料量Ｑｆおよび噴射時期を制御する。
吸気用開度制御手段17は、アクセル操作量Ａに基づいて駆動信号をアクチュエータ12に対して出力して、吸気絞り弁８の開度を制御する。
【００１２】
排気用開度制御手段30は、触媒装置９が活性状態にあるときの温度である目標温度Ｔｏ（図７参照）と実温度Ｔとの差の絶対値である温度差ΔＴ（図６参照）と、排気流量Ｑｅとに基づいて、排気絞り弁10の必要開度βを算出し、該必要開度βとなるように排気絞り弁10の開度を制御する。
【００１３】
目標温度Ｔｏは、触媒装置９の活性温度Ｔａ（図７参照）よりも所定温度だけ高い温度である。ここで、活性温度Ｔａは、触媒装置９が活性状態にあるときの最低温度である。したがって、活性温度Ｔａおよび目標温度Ｔｏは、いずれも触媒装置９が活性状態にあるとき温度である。
前記所定温度は、排気ガスの温度変動により触媒装置９の温度が活性温度Ｔａ未満になることなく良好な浄化性能を維持する観点から、浄化率が最も高くなる温度またはその近傍の温度に設定される。
【００１４】
開度制御手段30は、温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに基づいて温度変更量Ｔｃを算出する温度変更量算出手段31と、温度変更量Ｔｃに基づいて排気絞り弁10の開口率α（図５も参照）を算出する開口率算出手段33と、開口率αを必要開度βに換算する換算手段34とから構成される。ここで、開口率算出手段33および換算手段34は、温度変更量Ｔｃに基づいて排気絞り弁10の必要開度βを算出する開度算出手段32を構成する。また、温度変更量Ｔｃは、図５に示されるように、触媒装置９の温度を上昇させる温度上昇量Ｔｕと、触媒装置９の温度を下降させる温度下降量Ｔｄとからなる。
【００１５】
図２〜図４を参照すると、温度変更量算出手段31は、目標温度Ｔｏと実温度Ｔとの差の絶対値である温度差ΔＴを算出し、さらに該温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅを変数とする３次元マップであるマップＭＬ，ＭＨ（図６参照）を検索することにより、温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに基づいた温度変更量Ｔｃを算出する。
具体的には、図３に示されるように、実温度Ｔが目標温度Ｔｏ（図７参照）以下のときに検索される温度上昇量マップＭＬにおいて、温度変更量Ｔｃである温度上昇量Ｔｕは、温度差ΔＴが低温側の所定値ΔＴＬ以上であるときに最大値Ｔｕｍとなり、温度差ΔＴが所定値ΔＴＬ未満であるときに温度差ΔＴの減少に応じて温度上昇量Ｔｕが連続的に減少する値となるように設定されている。
また、図４に示されるように、実温度Ｔが目標温度Ｔｏを超えるときに検索される温度下降量マップＭＨにおいて、温度変更量Ｔｃである温度下降量Ｔｄは、温度差ΔＴが高温側の所定値ΔＴＨ以上であるときに最大値Ｔｄｍとなり、温度差ΔＴが所定値ΔＴＨ未満であるときに温度差ΔＴの減少に応じて温度下降量Ｔｄが連続的に減少する値となるように設定されている。
各所定値ΔＴＬ，ΔＴＨは、目標温度Ｔｏに対する温度上昇時のオーバシュートおよび温度下降時のオーバシュートを抑制する観点から、実験等により適宜設定される。
【００１６】
そして、排気ガスの流量が多いときは、排気ガスと触媒装置９（図１参照）との間での単位時間当たりの熱の移動量が大きくなるので、図３，図４に破線で排気流量Ｑｅ１、Ｑｅ２により例示されるように、排気ガスの流量の増加に応じて各所定値ΔＴＬ，ΔＴＨが増加するように、該所定値ΔＴＬ，ΔＴＨが排気流量Ｑｅに応じて変更される。ここで、排気流量Ｑｅ２は排気流量Ｑｅ１よりも大きい。
なお、図３，図４において、実線で示される特性は、排気流量Ｑｅ１、Ｑｅ２よりも小さい排気流量Ｑｅでの温度差ΔＴと温度上昇量Ｔｕ、温度下降量Ｔｄとの関係を示している。
【００１７】
さらに、温度変更量算出手段31による温度変更量Ｔｃの算出の際に、温度検出手段23により検出される排気ガスの温度による補正を加えることにより、排気絞り弁10の開度制御の精度を高めることができ、ひいては触媒装置９の温度制御の精度を高めることができる。
【００１８】
図２，図５を参照すると、開度算出手段32は、温度変更量算出手段31で算出された温度変更量Ｔｃを変数とする２次元のマップである開口率マップＭｖを検索することにより、温度変更量Ｔｃに対応する開口率αを算出し、該開口率αに相当する排気絞り弁10（図１参照）の必要開度βを算出する。マップＭｖにおいて、開口率αは、温度上昇量Ｔｕの減少（または増加）および温度下降量Ｔｄの増加（または減少）に応じて連続的に増加（または減少）するように設定されている。
ここで、開口率αは、排気絞り弁10の全開時の開口面積に対する全開時以外での開度の開口面積の比であり、最小開度と全開と間で連続した値を有する。最小開度は、内燃機関Ｅの運転を可能とする排気ガスの排出を許容するための開度である。
換算手段34は、排気絞り弁10の開度を必要開度βとするための駆動信号をアクチュエータ13に出力する。
【００１９】
そして、排気絞り弁10の開度が所定開口率αｃ（または排気絞り弁10の開度が所定開度）であるときに、触媒装置９（図１参照）の温度が目標温度Ｔｏ（図７参照）に維持される。このため、所定開口率αｃを境に、排気絞り弁10が閉じ側に移動して開口率αが減少することにより、排気通路７において排気絞り弁10の上流の排気ガスの圧力が上昇して、排気ガスの温度も上昇することにより、触媒装置９の温度が上昇する。一方、所定開口率αｃを境に、排気絞り弁10が開き側に移動して開口率αが増加することにより、排気通路７において排気絞り弁10の上流の排気ガスの圧力が下降して、排気ガスの温度も下降することにより、触媒装置９の温度が下降する。
それゆえ、排気絞り弁10、温度検出手段23、排気流量検出手段24および開度制御手段30は、排気絞り弁10の開度を制御することにより触媒装置９の温度を制御する温度制御装置を構成する。
【００２０】
図２を参照しながら図６を主に参照して、前記温度制御装置により所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に実行される触媒装置９の温度制御の手順および前記温度制御装置の機能について説明する。
内燃機関Ｅの運転開始後、ステップＳ１で、温度検出手段23により検出された触媒装置９（図１参照）の実温度Ｔおよび排気流量検出手段24により検出された排気流量Ｑｅが読み込まれる。次いで、ステップＳ２で、触媒装置９の目標温度Ｔｏと実温度Ｔとが比較されて、ステップＳ２での判定が肯定されて実温度Ｔが目標温度Ｔｏ以下であるとき、ステップＳ３に進んで、目標温度Ｔｏと実温度Ｔとの差の絶対値である温度差ΔＴが算出される。
その後、ステップＳ４で、温度差ΔＴと排気流量Ｑｅとに基づいてマップＭＬが検索されて、温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに応じた温度上昇量Ｔｕが算出される。
【００２１】
次いで、ステップＳ５に進んで、ステップＳ４で得られた温度変更量Ｔｃ（図５参照）である温度上昇量Ｔｕを実現するための排気絞り弁10の開口率αがマップＭｖを検索することにより算出される。そして、開口率αを必要開度βに換算されて、排気絞り弁10の必要開度βが算出される。
その後、ステップＳ６で、必要開度βを得るための駆動信号がアクチュエータ13に出力されて、排気絞り弁10が必要開度βとなるように駆動される。
このステップＳ５，Ｓ６でのＥＣＵ15の機能が開度算出手段32を構成する。
実温度Ｔが目標温度Ｔｏ以下のときは、ステップＳ１〜Ｓ６により構成される制御が、前記所定時間毎に繰り返して実行されて、触媒装置９の活性温度Ｔａへの到達が早められて、浄化性能が向上し、しかもオーバシュートが抑制される。
【００２２】
一方、ステップＳ２での判定が否定されて実温度Ｔが目標温度Ｔｏを超えるとき、ステップＳ７に進んで目標温度Ｔｏと実温度Ｔとの差の絶対値である温度差ΔＴが算出される。その後、ステップＳ８で、温度差ΔＴと排気流量Ｑｅとに基づいてマップＭＨが検索されて、温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに応じた温度下降量Ｔｄが算出される。
それゆえ、このステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８でのＥＣＵ15の機能が、温度変更量算出手段31を構成する。
次いで、ステップＳ５に進んで、ステップＳ７で得られた温度下降量Ｔｄを実現するための排気絞り弁10の開口率αがマップＭｖを検索することにより算出される。そして、開口率αに基づいて必要開度βが算出され、ステップＳ６で、駆動信号がアクチュエータ12，13に出力されて、排気絞り弁10が必要開度βとなるように駆動される。
この温度制御装置による触媒装置９の温度制御により、図７に示されるように、実温度Ｔが目標温度Ｔｏ以下の場合である触媒装置９の昇温過程では、温度差ΔＴが大きいときには、排気絞り弁10の必要開度βが最小開度（図５も参照）に維持されて、触媒装置９の温度が速やかに上昇して、活性温度Ｔａへの早期到達を実現し、温度差ΔＴの減少に応じて排気絞り弁10の開度の必要開度βが連続的に増加されて、目標温度Ｔｏに達した後のオーバシュートが抑制される。また、触媒装置９の温度が目標温度Ｔｏに達した後の目標温度維持過程では、目標温度Ｔｏに対する温度下降時および温度上昇時のオーバシュートが抑制される。
【００２３】
実温度Ｔが目標温度Ｔｏを超えるときは、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ５，Ｓ６により構成される制御が、前記所定時間毎に繰り返して実行されて、目標温度Ｔｏに対して触媒装置９の温度のオーバシュートが抑制されて、温度が目標温度Ｔｏに安定して維持される。
【００２４】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
排気絞り弁10の開度を制御する開度制御手段30により排気絞り弁10の開度を制御することで触媒装置９の温度を制御する前記温度制御装置が排気ガスの流量を検出する排気流量検出手段24を備え、開度制御手段30は、触媒装置９が活性状態にあるときの温度である目標温度Ｔｏと温度検出手段23により検出された実温度Ｔとの差の絶対値である温度差ΔＴと、排気流量検出手段24により検出された排気流量Ｑｅとに基づいて排気絞り弁10の必要開度βを算出し、排気絞り弁10を必要開度βに制御することにより、触媒装置９の温度を制御するための排気絞り弁10の開度が、目標温度Ｔｏと温度検出手段23により検出された実温度Ｔとの温度差ΔＴのほかに、排気流量検出手段24により検出された排気流量Ｑｅにも基づいて制御されるので、触媒装置９の温度が速やかに目標温度Ｔｏに達するようにでき、しかも触媒装置９の温度が目標温度Ｔｏに対してオーバシュートすることが抑制されて、目標温度Ｔｏを安定して維持できる。この結果、浄化性能の向上が可能になり、さらに、過度の温度上昇が防止されて、触媒装置９の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
開度制御手段30は、温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに基づいて温度変更量Ｔｃを算出する温度変更量算出手段31と、温度変更量Ｔｃに基づいて必要開度βを算出する開度算出手段32とから構成されることにより、排気絞り弁10の開度が、目標温度Ｔｏと実温度Ｔとの温度差ΔＴおよび排気流量Ｑｅに基づいて制御される場合にも、温度変更量算出手段31により該温度差ΔＴが排気流量Ｑｅにより補正された温度変更量Ｔｃが設定されるので、温度差ΔＴのみに基づいて設定される温度変更量算出手段31に対して利用可能な開度算出手段32をそのまま使用できる。
【００２６】
実温度Ｔが目標温度Ｔｏ以下のとき、温度変更量算出手段31は、温度差ΔＴが低温側の所定値ΔＴＬ以上であるときに温度変更量Ｔｃである温度上昇量Ｔｕを最大値Ｔｕｍとし、温度差ΔＴが所定値ΔＴＬ未満であるときに温度差ΔＴの減少に応じて温度上昇量Ｔｕを連続的に減少する値とし、開度算出手段32は、温度上昇量Ｔｕの減少に応じて連続的に必要開度βを増加させることにより、触媒装置９の温度を目標温度Ｔｏまで上昇させるときに、温度差ΔＴが所定値ΔＴＬ未満となって小さくなるとき、連続的に減少する温度上昇量Ｔｕと共に排気絞り弁10の必要開度βが連続的に増加するので、触媒装置９の温度上昇時における目標温度Ｔｏに対するオーバシュートを効果的に抑制できる。
【００２７】
実温度Ｔが目標温度Ｔｏを超えるとき、温度変更量算出手段31は、温度差ΔＴが高温側の所定値ΔＴＨ以上であるときに温度変更量Ｔｃである温度下降量Ｔｄを最大値Ｔｄｍとし、温度差ΔＴが所定値ΔＴＨ未満であるときに温度差ΔＴの減少に応じて温度下降量Ｔｄを連続的に減少する値とし、開度算出手段32は、温度下降量Ｔｄの減少に応じて連続的に前記必要開度βを減少させることにより、触媒装置９の温度を目標温度Ｔｏまで下降させるときに、目標温度Ｔｏと実温度Ｔとの温度差ΔＴが所定値ΔＴＨ未満となって小さくなるとき、連続的に減少する温度下降量Ｔｄと共に排気絞り弁10の必要開度βも連続的に減少するので、排気絞り弁10の必要開度βが大きくなる温度下降時における目標温度Ｔｏに対するオーバシュートおよび該必要開度βが小さくなる温度上昇時における目標温度Ｔｏに対するオーバシュートを効果的に抑制できる。
【００２８】
所定値ΔＴＬ，ΔＴＨは、排気流量Ｑｅが増加するに応じて増加することにより、排気流量Ｑｅが増加するときに、温度差ΔＴが比較的大きい時期から温度変更量Ｔｃが減少し始めるので、目標温度Ｔｏに対するオーバシュートを一層抑制できる。
【００２９】
以下、前述した実施形態の一部が変更された形態について、変更された部分を中心に説明する。
排気絞り弁10は、前記実施形態では触媒装置９（つまり排気浄化装置）よりも下流に配置されたが、排気通路７において触媒装置９よりも上流に配置されてもよい。すなわち、排気絞り弁10が触媒装置９よりも上流に配置された場合、排気絞り弁10の開度が小さいときは、排気通路７と排気絞り弁10との隙間を通ることで増速された排気ガスが触媒装置９を流れる位置に該触媒装置９を配置することにより、排気ガスから触媒装置９への単位時間当たりの熱の移動量が増加して、触媒装置９の温度上昇を促進することができる。
温度変更量算出手段31は、複数の排気流量Ｑｅをパラメータとして、温度差ΔＴに対する温度変更量Ｔｃが設定された２次元のマップに基づいて、温度差ΔＴに対する排気流量Ｑｅに応じた温度変更量Ｔｃを補間により算出するものであってもよく、さらに、離散値を有する温度差ΔＴおよび温度変更量Ｔｃに関しても補間により温度変更量Ｔｃが算出されてもよい。
排気浄化装置は、ＳＯｘ（硫黄酸化物）の付着による浄化性能の低下が生じるＮＯｘ触媒装置、または排気微粒子の付着による浄化性能の低下が生じるフィルタ装置であってもよく、これらの場合には、目標温度は、浄化性能を回復すべく付着したＳＯｘの還元や排気微粒子の燃焼が可能な再生温度である。そして、このときの温度制御装置により、浄化性能を回復するための再生処理の効率の向上が可能になり、さらに、過度の温度上昇が防止されて、排気浄化装置の耐久性を向上させることができる。
排気浄化装置は、触媒装置としての酸化触媒であってもよい。
内燃機関は、火花点火式内燃機関であってもよく、排気浄化装置は、触媒装置としての三元触媒装置であってもよい。
目標温度は活性温度であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が適用された温度制御装置を備える内燃機関の模式図である。
【図２】図１の内燃機関の運転制御装置のブロック図である。
【図３】温度制御装置において温度上昇量の算出に使用されるマップを説明する図である。
【図４】温度制御装置において、温度下降量の算出に使用されるマップを説明する図である。
【図５】温度制御装置において、排気絞り弁の開口率の算出に使用されるマップを説明する図である。
【図６】温度制御装置の制御手順および機能を説明するフローチャートである。
【図７】温度制御装置による排気絞り弁の開度および触媒装置の温度の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
７…排気通路、９…触媒装置、10…排気絞り弁、11…運転制御装置、15…ＥＣＵ、23…温度検出手段、24…排気流量検出手段、30…開度制御手段、31…温度変更量算出手段、32…開度算出手段、
Ｅ…内燃機関、Ｔ…実温度、Ｔｏ…目標温度、Ｔａ…活性温度、ΔＴ…温度差、Ｔｕ…温度上昇量、Ｔｄ…温度下降量、ΔＴＬ，ΔＴＨ…所定値。
【図１】
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【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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