(57)【要約】【課題】より精度の高い排気温度推定を行い得る排気温度推定装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気温度推定装置において、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、抵抗体を有し該抵抗体への電力の供給による発熱で酸素濃度検出手段を加熱する加熱手段と、抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、内燃機関が機関始動前状態にあるときの抵抗体の抵抗値に基づいて、基準抵抗値に対する抵抗体の抵抗値のばらつきを算出するばらつき算出手段（Ｓ１０５）と、ばらつき算出手段によって算出された抵抗値のばらつきに基づいて抵抗値検出手段によって検出された抵抗値を補正する抵抗値補正手段（Ｓ１０９）と、抵抗値補正手段によって補正された抵抗値に基づいて排気通路を流れる排気の温度を推定する排気温度推定手段（Ｓ１１０）と、を備える。【選択図】  図５
2005351106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路を流れる排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
抵抗体を有し、該抵抗体への電力の供給による発熱で前記酸素濃度検出手段を加熱する加熱手段と、
前記抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、
前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータに基づいて、基準抵抗値に対する前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出するばらつき算出手段と、
前記ばらつき算出手段によって算出された抵抗値のばらつきに基づいて、前記抵抗値検出手段によって検出された抵抗値を補正する抵抗値補正手段と、
前記抵抗値補正手段によって補正された抵抗値に基づいて、前記排気通路を流れる排気の温度を推定する排気温度推定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気温度推定装置。
【請求項２】
前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータは、該内燃機関が機関始動される前の状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気温度推定装置。
【請求項３】
前記ばらつき算出手段は、前記内燃機関が機関始動される前の状態にあるときの、前記内燃機関の機関冷却水温度と前記抵抗体の抵抗値との関係に基づいて、前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出す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度推定装置。
【請求項４】
前記ばらつき算出手段は、前記機関冷却水温度が所定温度以下のときに前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気温度推定装置。
【請求項５】
前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータは、該内燃機関がアイドル運転状態にあるときの前記抵抗体での消費電力であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気温度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気温度推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排気の浄化を行うための排気浄化触媒として、いわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、三元触媒、酸化触媒等が利用されている。これらの排気浄化触媒の触媒機能が発揮されるためには、排気中の酸素濃度を各々の触媒に適した酸素濃度とする必要がある。そこで、排気通路に酸素濃度センサを設置し、そのセンサからの信号に基づいて排気中の酸素濃度を制御する技術が広く利用されている。
【０００３】
ここで、一般に利用される酸素濃度センサは、センサ温度が低温の状態にあるときはセンサ出力が弱く正確な酸素濃度の検出が困難であるため、酸素濃度センサを昇温させるヒータを設け、該ヒータの加熱によって酸素濃度センサを早期に酸素濃度を検出可能な状態とする。
【０００４】
更には、該ヒータの抵抗値とヒータ周囲の排気温度との関係を利用して、ヒータや酸素濃度センサの周囲の排気温度を推定する技術が公開されている。即ち、排気温度によるヒータの抵抗値の変動を利用することで、排気温度センサを設置することなく排気温度を検知する技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】実開昭６３−４５４０２号公報
【特許文献２】実開昭６３−１２３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の排気通路に設置された酸素濃度センサを昇温させるためのヒータを利用して、排気通路を流れる排気の温度を推定する場合、予め測定された排気温度とヒータの抵抗値との関係に基づいて、実際に排気中に置かれたヒータの抵抗値から排気温度の推定が行われる。
【０００６】
しかし、排気温度推定の基準となる排気温度とヒータの抵抗値との関係は一定であるが、実際に製造されるヒータの抵抗値には幾らかの製造公差が含まれている。従って、各々のヒータにおいて製造公差によりその抵抗値がばらつくため、上記の排気温度とヒータの抵抗値との関係に基づいて排気温度を推定すると、その推定排気温度には一定の誤差が含まれる。以て、上記の排気温度推定では、精度の高い推定が困難となる。
【０００７】
本発明では、上記した問題に鑑み、より精度の高い排気温度推定を行い得る排気温度推定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】
【０００８】
本発明においては、排気温度の推定にあたり、推定に利用する加熱手段の有する抵抗体の抵抗値の基準抵抗値に対するばらつきに着目し、更に該ばらつきを算出するための条件にも着目した。排気温度の推定において該ばらつきを加味することでより精度の高い排気温度推定が可能となり、また、該ばらつき自体をより正確に算出することが排気温度の推定精度向上には不可欠だからである。
【０００９】
そこで、本発明は、内燃機関の排気温度推定装置において、内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路を流れる排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、抵抗体を有
し、該抵抗体への電力の供給による発熱で前記酸素濃度検出手段を加熱する加熱手段と、前記抵抗体の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータに基づいて、基準抵抗値に対する前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出するばらつき算出手段と、前記ばらつき算出手段によって算出された抵抗値のばらつきに基づいて、前記抵抗値検出手段によって検出された抵抗値を補正する抵抗値補正手段と、前記抵抗値補正手段によって補正された抵抗値に基づいて、前記排気通路を流れる排気の温度を推定する排気温度推定手段と、を備える。
【００１０】
上記の内燃機関においては、酸素濃度検出手段によって検出される排気中の酸素濃度に基づいて、排気浄化触媒に流入する排気の空燃比の制御等が行われる。また、上記加熱手段によって、酸素濃度検出手段の検出特性が安定するために酸素濃度検出手段の温度の昇温が行われる。
【００１１】
ここで、加熱手段による酸素濃度検出手段の加熱は、加熱手段が有する抵抗体への電力の供給によって行われる。即ち、抵抗体に電流が流されることで発生する熱エネルギーを酸素濃度検出手段に伝播させることで、酸素濃度検出手段が昇温せしめられる。
【００１２】
一方で、加熱手段によって酸素濃度検出手段の加熱が行われていないときは、加熱手段および抵抗体の温度は排気通路を流れる排気温度の影響を受け、排気温度が強く反映された温度となることから、抵抗体の抵抗値と排気温度との基準関係とに基づいて、排気温度を推定することが可能となる。しかし、実際には抵抗体の抵抗値はその製造過程において製造公差を含むため、該実際の抵抗体に基づいて排気温度の推定を行うと、排気温度の推定誤差が大きくなる虞がある。
【００１３】
そこで、上記の内燃機関の排気温度推定装置では、ばらつき算出手段によって、内燃機関が所定状態にあるときの抵抗体の抵抗値に関するパラメータに基づいて、基準抵抗値に対する前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出する。ここで、基準抵抗値とは、排気温度推定の基準となる抵抗体の抵抗値と排気温度との関係を満たす抵抗値、即ち理想値である。ここで、実際の抵抗体の抵抗値が基準抵抗値に対してばらつきを有することは、その抵抗体の抵抗値に基づいて排気温度を推定しても正確な排気温度の推定は困難であることを意味する。
【００１４】
従って、基準抵抗値に対する抵抗値のばらつきは、排気温度推定において非常に重要なファクターであるため、排気温度推定のためにはこの抵抗値のばらつきを正確に算出する必要がある。そこで、ばらつき算出手段による抵抗値のばらつきの算出が行われるのは、内燃機関が所定状態にあるときに限られる。所定状態とは、抵抗体の抵抗値に関するパラメータが安定する内燃機関の状態をいい、例えば、抵抗値の変動に大きな影響を及ぼさない、排気温度が急激に変動しない内燃機関の運転状態をいう。このような場合に限って抵抗値のばらつきを算出することで、より正確な抵抗値のばらつきの算出が可能となる。
【００１５】
尚、上記の抵抗体の抵抗値に関するパラメータとは、抵抗値のばらつきを算出するために利用し得る抵抗体の抵抗値に関するパラメータであり、例えば抵抗値そのものでもよく、または抵抗体に供給される電力もしくは抵抗体で消費される電力等であってもよい。即ち、抵抗体の抵抗値と相関関係を有するパラメータであればよい。
【００１６】
そして、ばらつき算出手段によって算出された抵抗値のばらつきを加味して、抵抗値補正手段により抵抗体の抵抗値を補正することで、排気温度推定を行うための抵抗体の抵抗値を、上述の排気温度と抵抗体の抵抗値との関係を満たす値とすることが可能となる。その結果、排気温度推定手段によって、抵抗値補正手段によって補正された抵抗値に基づいて排気温度を推定することで、排気通路を流れる排気の温度をより正確に推定することが
可能となる。
【００１７】
ここで、上記の内燃機関の排気温度推定装置において、前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータは、該内燃機関が機関始動される前の状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値であってもよい。
【００１８】
内燃機関が機関始動される前の状態にあると、内燃機関においては当然ながら燃料の燃焼が行われていない。従って、抵抗体は、内燃機関の機関負荷に応じて温度が変動する排気に曝されず、比較的温度が安定した空気（外気）に曝されるため、抵抗体の抵抗値に関するパラメータである、該抵抗体の抵抗値は大きく変動せずに安定している。よって、このような内燃機関の状態においては、ばらつき算出手段による抵抗体の抵抗値のばらつきの算出が比較的高精度で行うことが可能となり、以て排気温度の高精度推定に寄与することとなる。
【００１９】
更には、前記ばらつき算出手段は、前記内燃機関が機関始動される前の状態にあるときの、前記内燃機関の機関冷却水温度と前記抵抗体の抵抗値との関係に基づいて、前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出してもよい。
【００２０】
内燃機関が機関始動される前の状態にあるときの機関冷却水温度は、外気温度（排気温度）を大きく反映し、その結果、抵抗体の温度は機関冷却水温度と相関関係を有する。従って、機関始動前の該機関冷却水温度と抵抗体の抵抗値との関係から、実際の抵抗体の抵抗値が基準抵抗値からどの程度ばらついているかを推定することが可能である。
【００２１】
そこで、機関始動前の該機関冷却水温度と抵抗体の抵抗値との関係から抵抗体の抵抗値のばらつきを算出する場合、前記ばらつき算出手段は、前記機関冷却水温度が所定温度以下のときに前記抵抗体の抵抗値のばらつきを算出するのがよい。即ち、機関始動前の機関冷却水温度が、抵抗体の温度と相関関係を有している場合においてのみ、機関始動前の該機関冷却水温度と抵抗体の抵抗値との関係から抵抗体の抵抗値のばらつきを算出するのが好ましい。
【００２２】
ここで、上記の所定温度とは、機関冷却水温度が抵抗体の温度と相関関係を有していると判断し得る閾値である。従って、内燃機関が一度機関停止し、その直後に再機関始動した場合等、抵抗体の温度は低いにもかかわらず機関冷却水温度が比較的高温の状態にあるときは、ばらつき算出手段による抵抗体の抵抗値のばらつき算出を禁止することで、不正確な抵抗値のばらつきが算出されるのが防止される。
【００２３】
また、上記の内燃機関の排気温度推定装置において、前記内燃機関が所定状態にあるときの前記抵抗体の抵抗値に関するパラメータは、該内燃機関がアイドル運転状態にあるときの前記抵抗体での消費電力であってもよい。
【００２４】
内燃機関がアイドル運転状態にあると、内燃機関の機関負荷は極めて低く且つ安定している。従って、抵抗体は、内燃機関の機関負荷に応じて温度が変動する排気に曝されず、比較的低温の安定した排気に曝される。従って、抵抗体の抵抗値に関するパラメータである抵抗体での消費電力は、大きく変動せずに安定している。よって、このような内燃機関の状態においては、ばらつき算出手段による抵抗体の抵抗値のばらつきの算出が比較的高精度で行うことが可能となり、以て排気温度の高精度推定に寄与することとなる。
【発明の効果】
【００２５】
排気温度を推定する排気温度推定装置において、より精度の高い排気温度推定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ここで、本発明に係る内燃機関の排気温度推定装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明に係る内燃機関の排気温度推定装置の第１の実施例について、図１〜７に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関の排気浄化装置の概略構成を表すブロック図である。ここで、内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関である。内燃機関１の燃焼室には吸気通路２が接続されている。また、内燃機関１において燃焼により生成された排気は、内燃機関１から排気通路３へと排出される。排気通路３の途中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「触媒」という）４が設けられている。尚、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒にはその成分に白金が含まれているため、触媒４は酸化能を有する触媒として作用する。また、触媒４の上流側の排気通路３には、排気通路３を流れる排気に、還元剤である内燃機関１の燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。燃料添加弁６から排気へ添加された燃料は触媒４に供給されて、触媒４に対して還元剤として作用するとともに、触媒４の酸化能によって酸化されて酸化熱が発生する。
【００２８】
また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００２９】
ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ９、アクセル開度センサ１０等、内燃機関１の運転状態を検出する種々のセンサが電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。更に、ＥＣＵ２０には、水温センサ１１が電気的に接続され、水温センサ１１によって内燃機関１の機関冷却水温度Ｔｈｗが検出される。
【００３０】
また、ＥＣＵ２０には、触媒４の下流側の排気通路３に設けられた空燃比センサ７と電気的に接続されている。空燃比センサ７が排気中の酸素濃度を検出することで、ＥＣＵ２０は排気の空燃比を検出することが可能となる。この空燃比センサ７からの信号を基に、排気の空燃比が所望の空燃比となるべく、例えば触媒４に流入する排気の空燃比が触媒４の触媒作用に適した空燃比となるべく、燃料添加弁６からの燃料の添加量等が制御される。
【００３１】
ここで、空燃比センサ７には、ヒータ８が備えられている。ヒータ８は主に抵抗体で構成され、ヒータ８に電力が供給されることでその抵抗体で熱エネルギーが発生する。そして、その熱エネルギーが空燃比センサ７に伝播することで、空燃比センサ７の温度が上昇せしめられる。空燃比センサ７は、自身の温度が比較的低いときセンサ素子が活性状態とならないため、正確な排気中の酸素濃度の検出が困難となる。そこで、そのような場合には、ヒータ８に通電し、そこで発生する熱エネルギーによって空燃比センサ７を加熱することで、より早期に排気中の酸素濃度を検出することが可能となる。
【００３２】
図２、図３に基づいて、空燃比センサ７の詳細について説明する。図２は、空燃比センサ７の概略的な構造を示す図である。空燃比センサ７は積層型の空燃比センサであって、遮蔽層７ｄで覆われた拡散抵抗層７ａ内に電極７ｇが設けられ、更に拡散抵抗層７ａに対してジルコニア層７ｂを挟んで設けられた基板７ｃ内の外気通路７ｅに電極７ｆが設けられている。拡散抵抗層７ａには、排気通路３を流れる排気が導かれ、外気通路７ｅには内燃機関１の外気が導かれる。その結果、外気と排気とのそれぞれに含まれる酸素濃度差に
応じた電圧が、電極７ｇと電極７ｆとの間に生じ、該電圧より排気中の酸素濃度が検出される。そして、基板７ｃ内には、ヒータ８が埋め込まれており、該ヒータに電力が供給されることで、熱エネルギーが発生し、空燃比センサ７の温度が上昇せしめられる。
【００３３】
図３には、空燃比センサ７の周囲の排気温度と、空燃比センサ７の昇温のためのヒータ８への供給電力との関係が示されている。内燃機関１から排出される排気温度が上昇するに従い、排気の熱エネルギーが空燃比センサ７に伝播することで空燃比センサ７が昇温していくため、図中線Ｌ１に示されるように、排気温度上昇に従いヒータ８への供給電力は低下していく。そして、空燃比センサ７の温度が酸素濃度の検出のために十分な温度まで上昇したときは、ヒータ８への電力の供給は停止される。
【００３４】
このように構成される空燃比センサ７において、ヒータ８の抵抗値を利用することで排気通路３を流れる排気の温度を推定することが可能となる。図４に、ヒータ８の温度とヒータ８の抵抗体の抵抗値（以下、「ヒータ８の抵抗値」という）との関係を示す。一般に、図４（線Ｌ２、Ｌ２ｕｐｐｅｒ、Ｌ２ｌｏｗｅｒ）に示すように、金属で構成される抵抗体は、その温度が上昇するとその抵抗値は増加する。そこで、排気温度の影響を受けたヒータ８の温度によってヒータ８の抵抗値が変化することを利用して、ヒータ８の抵抗値から、ヒータ８の周囲の雰囲気温度である排気温度を推定することが可能である。
【００３５】
ここで、図４中線Ｌ２は、排気温度推定の基準となるヒータ８の抵抗値（以下、「基準抵抗値」という）とヒータ８の温度との関係を示している。基準抵抗値とは、ヒータ８の抵抗値を利用して排気温度を推定する場合の、ヒータ８の抵抗値と排気温度との関係を形成する抵抗値である。従って、ヒータ８の抵抗体は、常に線Ｌ２に示す基準抵抗値と排気温度との関係を有しているとの仮定のもと、ヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度が推定される。
【００３６】
しかし、ヒータ８の抵抗値には製造の際に生じる製造誤差が含まれるため、抵抗体毎に個体差を有する。従って、実際には、ヒータ８の抵抗値と排気温度との関係は、基準抵抗値と排気温度との関係を示す線Ｌ２に一致せず、上限抵抗値と排気温度との関係を示す線Ｌ２ｕｐｐｅｒと、加減抵抗値と排気温度との関係を示す線Ｌ２ｌｏｗｅｒとの間の領域に属することになる。そのため、図４に示すように、ヒータ８の抵抗値が特定の値に決定されても、それから推定される排気温度はＴ０であるにもかかわらず、線Ｌ２ｕｐｐｅｒで示される特性を有する抵抗体が利用される場合の実際の排気温度はＴ１であり、また線Ｌ２ｌｏｗｅｒで示される特性を有する抵抗体が利用される場合の実際の排気温度はＴ２であり、実際の排気温度と推定排気温度との間に誤差が生じる。
【００３７】
そこで、ヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定する際の誤差を可及的に除去するための排気温度推定制御について、図５に基づいて説明する。尚、図５に示す排気温度推定制御は、ＥＣＵ２０によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
【００３８】
Ｓ１０１では、内燃機関１の運転状態が機関始動前の状態となっているか、即ち、内燃機関１において燃料の燃焼が行われていない状態であるか否かが判定される。内燃機関１の運転状態が機関始動前の状態であることで、空燃比センサ７が急激な温度変化を生じている排気に曝されず外気に曝された状態となる。その結果、後述するＳ１０４において、ヒータ８の抵抗値を安定的に検出することが可能となる。Ｓ１０１で内燃機関１の運転状態が機関始動前の状態であると判定されると、Ｓ１０２へ進む。一方で、Ｓ１０１で内燃機関１の運転状態が機関始動前の状態でないと判定されると、Ｓ１０６へ進む。
【００３９】
Ｓ１０２では、水温センサ１１によって内燃機関１の機関冷却水温度Ｔｈｗを検出する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４０】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で検出された機関冷却水温度Ｔｈｗが所定温度Ｔｈｗ０以下であるか否かが判定される。所定温度Ｔｈｗ０とは、後述するＳ１０５での抵抗値のばらつきΔＲの算出を行うか否かの判定をするための閾値である。機関冷却水温度Ｔｈｗが所定温度Ｔｈｗ０を超えることは、空燃比センサ７の周囲の外気温度（排気温度）は低いにもかかわらず空燃比センサ７、ヒータ８の温度は内燃機関１の余熱等でまだ暖まっている状態を意味する。従って、ヒータ８の抵抗値と排気温度との関係が図４中線Ｌ２に示す関係から大きく外れた状態となり、Ｓ１０５での抵抗値のばらつきΔＲを正確に算出することが困難となる。そこで、Ｓ１０３においては、以降の処理において抵抗値のばらつきを算出するか否かが判定される。Ｓ１０３で機関冷却水温度Ｔｈｗが所定温度Ｔｈｗ０以下であると判定されるとＳ１０４へ進む。一方で、機関冷却水温度Ｔｈｗが所定温度Ｔｈｗ０を超えると判定されると本制御を終了する。
【００４１】
Ｓ１０４では、ヒータ８に電力を供給してその抵抗値Ｒａを検出する。即ち、内燃機関１が機関始動前の状態にあるときのヒータ８の抵抗値を検出する。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００４２】
Ｓ１０５では、Ｓ１０２で検出された機関冷却水温度ＴｈｗとＳ１０４で検出されヒータ８の抵抗値Ｒａとに基づいて、ヒータ８の抵抗値のばらつきΔＲを算出する。この抵抗値のばらつきΔＲは、抵抗体の基準抵抗値に対する誤差であり、その原因は上述した製造誤差であって、抵抗体個々に生じる誤差である。
【００４３】
抵抗値のばらつきΔＲの算出について、図６に基づいて説明する。図６中の線Ｌ３は、機関冷却水温度Ｔｈｗとヒータ８の抵抗値との関係を示す。ここで、機関冷却水温度Ｔｈｗは、排気温度もしくは排気温度とほぼ同温度であるヒータ８の温度に代わるパラメータである。従って、線Ｌ３に示す機関冷却水温度Ｔｈｗとヒータ８の抵抗値との関係は、図４の線Ｌ２に示す関係に類似する。
【００４４】
そこで、線Ｌ３に示す機関冷却水温度Ｔｈｗとヒータ８の抵抗値との関係に基づいて、機関冷却水温度Ｔｈｗに対応するヒータ８の抵抗値をＲ０とする。そして、抵抗値Ｒ０と抵抗値Ｒａとの差が、ヒータ８の抵抗値のばらつきであるΔＲとなる。即ち、機関冷却水温度がＴｈｗのとき本来あるべきヒータ８の抵抗値はＲ０であるが、実際にはＲａであることから、本実施の形態におけるヒータ８はΔＲの製造誤差を有していると考えられる。Ｓ１０５の処理が終了すると、一度本制御を終了する。
【００４５】
次に、Ｓ１０６では、内燃機関１への吸入空気量が所定量以上であるか否かが判定される。吸入空気量は、図示されない吸気通路２に設けられたエアフローメータによって検出される。吸入空気量が所定量以上となることで、排気温度が上昇し、空燃比センサ７が活性状態になり得るか否かが判定される。吸入空気量が所定量以上であると判定されるとＳ１０７へ進み、吸入空気量が所定量未満であると判定されると本制御を終了する。
【００４６】
Ｓ１０７では、空燃比センサ７が昇温制御中か否かが判定される。昇温制御とは、上述したように空燃比センサ７の温度が十分に上昇していないため、正確な排気の酸素濃度の検出が困難であるとき、ヒータ８に電力を供給することで空燃比センサ７の温度上昇させる制御をいう。この昇温制御が行われているときはヒータ８自身が供給された電力によって発熱しているため、ヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定することは困難である。そこで、排気温度空燃比センサ７が昇温制御中であると判定されると本制御を終了し、空燃比センサ７が昇温制御中ではないと判定されるとＳ１０８へ進む。
【００４７】
Ｓ１０８では、ヒータ８に電力を供給してヒータ８の抵抗値Ｒｂを検出する。即ち、現
時点の排気に曝されたヒータ８の抵抗値を検出する。Ｓ１０８の処理が終了すると、Ｓ１０９へ進む。
【００４８】
Ｓ１０９では、既に前回のＳ１０５で算出された抵抗値のばらつきΔＲに基づいて、Ｓ１０８で検出した抵抗値Ｒｂを補正する。具体的には、本実施の形態における抵抗体は基準抵抗値よりばらつきΔＲ分だけ抵抗値が外れていることを考慮し、Ｓ１０８で検出された抵抗値からばらつきΔＲを減じた抵抗値を補正後のヒータ８の抵抗値とする。Ｓ１０９の処理が終了すると、Ｓ１１０へ進む。
【００４９】
Ｓ１１０では、Ｓ１０９で補正された抵抗値Ｒｂに基づいて、空燃比センサ７の周囲の排気温度を推定する。具体的には、図７中線Ｌ４で示されるヒータ８の抵抗値と排気温度との関係から排気温度Ｔｅｘを推定する。尚、図７中の線Ｌ４は、図４中の線Ｌ２と実質的に同様であって、基準となるヒータ８の抵抗値と排気温度との関係を示している。Ｓ１１０の処理が終了すると、本制御を終了する。
【００５０】
本制御によると、ヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定する場合、予め機関始動前にヒータ８の抵抗値のばらつきを算出し、そのばらつきが考慮されたヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定することで、ヒータ８の製造公差による推定排気温度への影響を可及的に排除し得る。その結果、より精度の高い排気温度の推定が可能となる。
【実施例２】
【００５１】
本発明に係る内燃機関の排気温度推定装置の第２の実施例について、図８、９に基づいて説明する。図８は、排気温度を推定する排気温度推定制御のフローを示す図であり、図８に示す排気温度推定制御中の処理において、図５に示す排気温度推定制御の処理と同一のものについては、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態では、先ずＳ２０１において、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であるか否かが判定される。内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であることで、空燃比センサ７が急激な温度変化を生じる排気に曝されず、比較的温度が安定した排気に曝される状態となっている。その結果、後述するＳ２０２において、ヒータ８での消費電力やヒータ８の抵抗値を安定的に検出することが可能となる。Ｓ２０１で内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であると判定されると、Ｓ２０２へ進む。一方で、Ｓ２０１で内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態でないと判定されると、Ｓ１０６へ進む。
【００５３】
Ｓ２０２では、ヒータ８に電力を供給して、ヒータ８での消費電力Ｐｗを検出する。ヒータ８での消費電力は、ヒータ８の抵抗値に依存するパラメータである。更に、ヒータ８に電力が供給されているときのヒータ８の抵抗値Ｒａを検出する。即ち、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときのヒータ８の抵抗値を検出する。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００５４】
Ｓ２０３では、Ｓ２０２で検出された消費電力Ｐｗとヒータ８の抵抗値Ｒａとに基づいて、ヒータ８の抵抗値のばらつきΔＲを算出する。この抵抗値のばらつきΔＲは、抵抗体の基準抵抗値に対する誤差であり、該誤差は上述した製造誤差に起因する。
【００５５】
抵抗値のばらつきΔＲの算出について、図９に基づいて説明する。図９中の線Ｌ５は、消費電力Ｐｗとヒータ８の抵抗値との関係を示す。ここで、消費電力Ｐｗは、ヒータ８の抵抗値によって変動するパラメータである。従って、図９に示すように、ヒータ８の抵抗値が高くなるに従い、ヒータ８での消費電力が大きくなる関係が、消費電力Ｐｗとヒータ８の抵抗値との間に存在する。
【００５６】
そこで、線Ｌ５に示す消費電力Ｐｗとヒータ８の抵抗値との関係に基づいて、消費電力Ｐｗに対応するヒータ８の抵抗値をＲ０とする。そして、抵抗値Ｒ０と抵抗値Ｒａとの差が、ヒータ８の抵抗値のばらつきであるΔＲとなる。即ち、消費電力がＰｗのとき本来あるべきヒータ８の抵抗値はＲ０であるが、実際にはＲａであることから、本実施の形態におけるヒータ８はΔＲの製造誤差を有していると考えられる。Ｓ１０５の処理が終了すると、一度本制御を終了する。
【００５７】
そして、図５に示した排気温度推定制御と同様に、Ｓ１０８〜Ｓ１１０の処理によって、補正されたヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度の推定が行われる。
【００５８】
本制御によると、ヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定する場合、予めアイドル運転時にヒータ８の抵抗値のばらつきを算出し、そのばらつきが考慮されたヒータ８の抵抗値に基づいて排気温度を推定することで、ヒータ８の製造公差による推定排気温度への影響を可及的に排除し得る。その結果、より精度の高い排気温度の推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置に備えられる空燃比センサの概略的な構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、排気温度とヒータに供給される電力との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、ヒータ温度とヒータの抵抗値との関係を示す図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、排気温度を推定する排気温度推定制御のフローチャートである。
【図６】本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、機関冷却水温度とヒータの抵抗値との関係を示す図である。
【図７】本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、ヒータの抵抗値と排気温度との関係を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、排気温度を推定する排気温度推定制御のフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施の形態に係る内燃機関の排気温度推定装置において、ヒータでの消費電力とヒータの抵抗値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・・内燃機関
２・・・・吸気通路
３・・・・排気通路
４・・・・ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（触媒）
６・・・・燃料添加弁
７・・・・空燃比センサ
８・・・・ヒータ
９・・・・クランクポジションセンサ
１０・・・・アクセル開度センサ
１１・・・・水温センサ
２０・・・・ＥＣＵ
【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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【図８】
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【図９】
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