JP2003083150A - 内燃機関の温度推定装置 - Google Patents

内燃機関の温度推定装置

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JP2003083150A JP2001269332A JP2001269332A JP2003083150A JP 2003083150 A JP2003083150 A JP 2003083150A JP 2001269332 A JP2001269332 A JP 2001269332A JP 2001269332 A JP2001269332 A JP 2001269332A JP 2003083150 A JP2003083150 A JP 2003083150A
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Eiji Yamazaki
英治 山崎
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正浩 佐藤
Yoshihisa Iwaki
喜久 岩城
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温条件下での内燃機関の始動の際でも、排
気デバイスの温度を正確に算出でき、推定できる内燃機
関の温度推定装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関２の排気系３の炭化水素吸着材
１６の温度を算出により推定する温度推定装置１は、Ｅ
ＣＵ２０を備える。ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷＸ、吸気
温ＴＡＸ、および排気ガスの検出湿度ＶＨＵＭＤに応じ
て、吸着材１６の吸着材推定温度ＴＴＲＳを算出する
（ステップ４０〜４８，６０〜６３）。この算出は、吸
気管５内で結露が発生した後、結露が解消されたとき
（ステップ４１がＹＥＳのとき）に、開始される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気系に設けられ
た触媒装置などの排気デバイスの温度を算出によって推
定する内燃機関の温度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の温度推定装置として、排
気系の排気デバイスの温度を熱力学的に算出するものが
知られている。より具体的には、排気デバイスを熱力学
的にモデリングすることにより、排気ガスとの間の熱交
換状態を推定し、それにより、排気デバイスの温度が算
出される。このようにする理由は、温度センサなどの検
出機器を用いた場合、その応答性が低いことに加えて、
比較的高価であることにより製造コストの上昇を招いて
しまうので、それらを回避し、温度検出の応答性を高め
るとともに製造コストを削減するためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の温
度推定装置によれば、低温条件下での内燃機関の始動の
際、排気デバイスの温度を正確に算出できないおそれが
ある。これは以下の理由による。すなわち、内燃機関の
始動時、外気温が低く、排気系の排気管の温度が低い場
合には、排気ガスが排気デバイス内を通過する際の温度
低下に伴って、排気ガスの飽和水蒸気圧が低下すること
により、排気ガス中の水分が排気デバイスの壁面に結露
することがある。その場合、排気ガスから結露水に加え
られた熱は、気化潜熱として結露水を水蒸気に相変化さ
せるのに費やされるため、排気デバイスの温度は変化し
ないので、排気デバイスの温度の算出を、発生した結露
水の影響を考慮して行う必要がある。しかし、そのよう
な結露水の発生量および発生状況は、外的環境条件や内
燃機関の始動時の運転状態によって変化するため、測定
や算出が困難であり、そのため、結露水の影響を熱力学
的モデルに正しく反映させるのは困難である。したがっ
て、低温条件下での内燃機関の始動の際、排気デバイス
の温度の算出が不正確になってしまう。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、低温条件下での内燃機関の始動の際でも、
排気デバイスの温度を正確に算出でき、推定できる内燃
機関の温度推定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、内燃機関２の排気系３に設
けられ、排気ガスを浄化する排気デバイス（炭化水素吸
着材１６）の温度（吸着材推定温度ＴＴＲＳ）を算出に
よって推定する内燃機関２の温度推定装置１であって、
内燃機関２の吸入空気の状態を含む運転状態を検出する
運転状態検出手段（ＥＣＵ２０、水温センサ２２、クラ
ンク角センサ２３、吸気管内絶対圧センサ２４、吸気温
センサ２５）と、排気ガスの湿度（検出湿度ＶＨＵＭ
Ｄ）を検出する湿度検出手段（湿度センサ２１）と、検
出された内燃機関２の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、
吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷＸ、吸気温Ｔ
ＡＸ）および検出された排気ガスの湿度（検出湿度ＶＨ
ＵＭＤ）に応じて、排気デバイスの温度（吸着材推定温
度ＴＴＲＳ）を算出するデバイス温度算出手段（ＥＣＵ
２０、ステップ４０〜４８，６３）と、を備えることを
特徴とする。
【０００６】前述したように、排気デバイスを熱力学的
にモデリングする手法などによってその温度を算出する
場合、外気温が低いために排気系の温度が低いときに
は、排気ガス中の水分の結露が原因となって、排気デバ
イスの温度の算出が不正確になってしまうおそれがあ
る。これに対して、この内燃機関の温度推定装置によれ
ば、検出された内燃機関の吸入空気の状態を含む運転状
態、および排気系内の排気ガスの湿度に応じて、排気デ
バイスの温度が算出されるので、外気温が低いために結
露が生じやすい場合でも、排気ガスの湿度が低い状態で
結露を生じていないときにのみ、排気デバイスの温度を
算出するようにすることによって、結露による影響を回
避しながら、排気デバイスの温度を算出することが可能
になる。その結果、低温条件下での内燃機関の始動の際
でも、排気デバイスの温度を正確に算出でき、正確に推
定することができる。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
内燃機関２の温度推定装置１において、排気ガスの湿度
（検出湿度ＶＨＵＭＤ）に応じて、排気系３内で結露が
生じているか否かを判定する結露判定手段（ＥＣＵ２
０、ステップ４３，４６）をさらに備え、デバイス温度
算出手段（ＥＣＵ２０）は、結露判定手段の判定結果に
さらに応じて、排気デバイスの温度（吸着材推定温度Ｔ
ＴＲＳ）を算出する（ステップ４０〜４８）ことを特徴
とする。
【０００８】この内燃機関の温度推定装置によれば、結
露判定手段の判定結果に応じて、排気デバイスの温度
を、結露が排気系内に生じていないときにのみ算出する
ことによって、結露による影響を確実に回避しながら、
排気デバイスの温度を正確に推定することができる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
内燃機関２の温度推定装置１において、結露判定手段の
判定結果に応じて、デバイス温度算出手段による排気デ
バイスの温度の算出開始タイミングを決定する算出開始
タイミング決定手段（ＥＣＵ２０、ステップ４１，４
６，４７）をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】この内燃機関の温度推定装置によれば、結
露が排気系内に生じていない状態のときに、デバイス温
度算出手段による排気デバイスの温度の算出を開始する
ことが可能になるので、最適なタイミングで排気デバイ
スの温度算出を開始することができる。
【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の内燃機関２の温度推定装置１におい
て、デバイス温度算出手段（ＥＣＵ２０）は、内燃機関
２の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡ、エンジン水温ＴＷＸ、吸気温ＴＡＸ）および排気
ガスの湿度（検出湿度ＶＨＵＭＤ）に応じて、排気系の
排気デバイスよりも上流側の部分の上流側温度（排気管
壁温度ＴＥＸＰＷ［ｊ］）を算出するとともに、算出さ
れた上流側温度（排気管壁温度ＴＥＸＰＷ［ｊ］）に応
じて、排気デバイスの温度（吸着材推定温度ＴＴＲＳ）
を算出する（ステップ６０〜６３）ことを特徴とする。
【００１２】一般に、内燃機関では、排気ポート付近に
おける排気ガスの温度は、内燃機関の運転状態に応じて
正確に算出することが可能であるとともに、排気ガス
は、排気系との熱交換により、熱を奪われながら下流側
に流れる。これに対して、この内燃機関の温度推定装置
によれば、内燃機関の運転状態および排気ガスの湿度に
応じて、排気系の排気デバイスよりも上流側の部分の上
流側温度が算出されるとともに、より正確な排気ポート
付近における排気ガスの温度を基準として算出された上
流側温度に応じて、排気デバイスの温度が算出される。
したがって、排気デバイスの温度を、それよりも上流側
の、排気ガスとの熱交換による排気系の温度変化状態を
加味しながら算出できるので、その算出精度をより一
層、高めることができる。
【００１３】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載の内燃機関２の温度推定装置１におい
て、排気デバイスは、排気ガス中の炭化水素を吸着する
炭化水素吸着材１６であることを特徴とする。
【００１４】この内燃機関の温度推定装置によれば、炭
化水素吸着材の温度を精度よく推定することができ、そ
れにより、炭化水素吸着材における炭化水素の吸着・脱
離の状態を、推定された温度に応じて精度よく推定でき
る。
【００１５】請求項６に係る発明は、請求項５に記載の
内燃機関２の温度推定装置１において、デバイス温度算
出手段により算出された炭化水素吸着材の温度（吸着材
推定温度ＴＴＲＳ）に応じて、炭化水素吸着材からの炭
化水素の脱離が完了したか否かを判定する脱離判定手段
（ＥＣＵ２０、ステップ８１）をさらに備えることを特
徴とする。
【００１６】一般に、炭化水素吸着材は、その温度が所
定値以上になると、炭化水素がほぼ完全に脱離する特性
を有している。したがって、この内燃機関の温度推定装
置によれば、炭化水素吸着材からの炭化水素の脱離が完
了したか否かを正確に判定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る内燃機関の温度推定装置について
説明する。図１は、本実施形態による温度推定装置およ
びこれを適用した内燃機関の概略構成を示している。こ
の温度推定装置１は、後述するように、内燃機関（以下
「エンジン」という）２の排気系３に設けられた排気デ
バイスとしての炭化水素吸着材（以下「吸着材」とい
う）１６の温度を、算出によって推定するものである。
【００１８】エンジン２には、エキゾーストマニホール
ド５ａを介して排気管５が接続されている。この排気管
５の途中には、上流側から順に、排気ガスを浄化するた
めの２つの三元触媒６，６を有する触媒装置７と、炭化
水素（以下「ＨＣ」という）を吸着し、処理するための
ＨＣ吸着装置１０とが設けられている。三元触媒６，６
は、排気管５に沿って互いに隣接して配置されており、
これらが活性化しているときに、触媒装置７を通過する
排気ガス中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）およ
びＮＯｘ（窒素化合物））を、酸化・還元作用によって
浄化する。三元触媒６は、所定の活性化開始温度（例え
ば１００℃）以上で活性化し始め、より高い完全活性化
温度（例えば３００℃）に達すると、完全に活性化す
る。
【００１９】一方、ＨＣ吸着装置１０は、後述するよう
に、エンジン２の始動後、各三元触媒６が上記活性化開
始温度に達するまでの間、排気ガス中のＨＣを吸着し、
それにより、排気ガス中のＨＣが大気側に排出されるの
を防止するものである。
【００２０】図２に示すように、ＨＣ吸着装置１０は、
細長いケース１１と、このケース１１内に形成された断
面環状の主排気通路１４と、主排気通路１４の内側に形
成されるとともに、主排気通路１４から分岐した後、こ
れに合流するバイパス排気通路１５と、バイパス排気通
路１５内に設けられた吸着材１６と、ＨＣ吸着装置１０
内における排気ガスの流路を、主排気通路１４およびバ
イパス排気通路１５のいずれか一方に切り換える流路切
換弁１７とを備えている。
【００２１】ケース１１は、分岐ケース１２と、これよ
りも下流側の合流ケース１３を、並設した状態で一体に
組み立てたものであり、これらの分岐ケース１２および
合流ケース１３は、いずれも金属（例えばステンレス
鋼）で構成されている。また、主排気通路１４は、分岐
ケース１２を貫通して延び、バイパス排気通路１５の上
流端部は、主排気通路１４の上流端部から分岐してい
る。
【００２２】また、流路切換弁１７は、分岐ケース１２
内の主排気通路１４とバイパス排気通路１５との分岐部
に配置され、水平軸線回りに回動自在に設けられてい
る。具体的には、流路切換弁１７は、バイパス排気通路
１５を閉鎖すると同時に主排気通路１４を開放するメイ
ン位置（図２に実線で示す位置）と、主排気通路１４を
閉鎖すると同時にバイパス排気通路１５を開放するバイ
パス位置（図２に２点鎖線で示す位置）との間で回動す
る。
【００２３】さらに、分岐ケース１２には、流路切換弁
１７を切り換え駆動するための電磁アクチュエータ１８
およびねじりコイルばね（図示せず）が取り付けられて
いる。この電磁アクチュエータ１８は、後述するＥＣＵ
２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０からの駆動
信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御されることによって、ねじ
りコイルばねと協動して、流路切換弁１７をメイン位置
とバイパス位置とに切り換え駆動する。すなわち、電磁
アクチュエータ１８は、ＯＦＦ状態のときには、ねじり
コイルばねの付勢力により、流路切換弁１７をメイン位
置に保持する一方、ＯＮされたときには、流路切換弁１
７を、ねじりコイルばねの付勢力に抗しながら、メイン
位置からバイパス位置に駆動する。
【００２４】また、分岐ケース１２のバイパス排気通路
１５の途中の部位には、ＥＧＲ管１９の一端部が接続さ
れており、このＥＧＲ管１９の他端部は、吸気管８に接
続されている。また、ＥＧＲ管１９の途中には、図示し
ないデューティ制御弁が設けられており、このデューテ
ィ制御弁がＥＣＵ２０によって制御されることにより、
吸気管８に環流される排気ガス量（ＥＧＲ量）が制御さ
れる。
【００２５】一方、前記合流ケース１３は、前記バイパ
ス排気通路１５を同心に形成した太円筒部１３ａと、こ
の太円筒部１３ａの上流端部に接続された細円筒部１３
ｂと、を備えている。太円筒部１３ａは、円筒状で、そ
の上流端部および下流端部が先細りに絞られている。ま
た、バイパス排気通路１５は、その通路壁１５ａが熱伝
導性の高い金属（例えばステンレス鋼）で構成され、太
円筒部１３ａと同様に、円筒状で、上流端部および下流
端部が先細りに絞られている。さらに、通路壁１５ａの
上流端部および下流端部は、合流ケース１３の内面に気
密状態で接続されている。また、通路壁１５ａの下流端
部には、周方向に等間隔で長円形状の５つの連通孔１５
ｂが形成されている。
【００２６】合流ケース１３内のバイパス排気通路１５
は、分岐ケース１２のバイパス排気通路１５と下流側の
排気管５とに連続している。一方、合流ケース１３内の
主排気通路１４は、細円筒部１３ｂ内に延びる流入通路
部１４ｂと、この流入通路部１４ｂに連続し、太円筒部
１３ａ内に延び、バイパス排気通路１５を環状に取り囲
む環状通路部１４ａで構成されている。流入通路部１４
ｂの上流端部は、分岐ケース１２の主排気通路１４に連
続し、環状通路部１４ａの下流端部は、上記連通孔１５
ｂを介して、バイパス排気通路１５の下流端部に合流し
ている。
【００２７】前記吸着材１６は、バイパス排気通路１５
内の上下流端部を除く部分に、その断面の全体にわたっ
て設けられている。吸着材１６は、表面にゼオライトを
担持した金属製（例えばステンレス鋼製）のハニカムコ
ア担体（図示せず）で構成されており、バイパス排気通
路１５に沿って貫通して延びる多数の内孔（図示せず）
を備えている。そして、バイパス排気通路１５に流入し
た排気ガスが吸着材１６の内孔を通過する際に、排気ガ
ス中のＨＣおよび水分がゼオライトに吸着される。
【００２８】ゼオライトは、高耐熱性を有しており、そ
の温度が所定の脱離開始温度（例えば１００℃）未満の
ときにＨＣを吸着し、この脱離開始温度以上になると、
吸着したＨＣの脱離を開始するとともに、所定の完全脱
離温度（例えば２００℃）以上になったときに、吸着し
たＨＣを完全に脱離させるという特性を備えている。ゼ
オライトから脱離したＨＣは、ＥＧＲ管１９を介して吸
気管８に還流され、エンジン２で燃焼される。なお、上
記ゼオライトはＨＣを吸着可能であれば良く、その種類
は特に限定されるものではないが、本実施形態では、Ｕ
ＳＹ（Ｙ型）、Ｇａ−ＭＦＩおよびフェリエライトを混
合したものが使用されている。
【００２９】以上のように構成されたＨＣ吸着装置１０
では、後述するように、エンジン２の始動後、電磁アク
チュエータ１８により、流路切換弁１７がメイン位置か
らバイパス位置に駆動される。それにより、触媒装置７
を通過した排気ガスは、バイパス排気通路１５に導入さ
れ、ＨＣおよび水分が吸着材１６に吸着された後、排気
管５を介して外部に排出される。そして、吸着材１６が
そのＨＣ吸着限界温度に達したと推定された時点で、流
路切換弁１７がバイパス位置からメイン位置に駆動され
るとともにＥＧＲ動作が実行され、それにより、排気ガ
スが吸着材１６内を通る際の熱交換によって、吸着材１
６に吸着されていたＨＣが脱離し始める。そして、吸着
材１６から脱離したＨＣは、ＥＧＲガス（環流される排
気ガス）とともにＥＧＲ管１９を介して吸気管８に環流
され、エンジン２により燃焼される。その後、吸着材１
６が完全脱離温度以上に温度上昇することで、吸着材１
６から完全に脱離する。
【００３０】また、吸気管８は、インテークマニホール
ド８ａの複数の分岐部（１つのみ図示）を介してエンジ
ン２の複数の気筒（１つのみ図示）にそれぞれ接続され
ている。この各分岐部には、各気筒の吸気ポートに臨む
ようにインジェクタ９が取り付けられている。各インジ
ェクタ９は、エンジン２の運転時に、ＥＣＵ２０からの
駆動信号によって駆動されることにより、対応する分岐
部内の吸気ポートに燃料を噴射する。
【００３１】一方、温度推定装置１は、湿度センサ２
１、水温センサ２２、クランク角センサ２３、吸気管内
絶対圧センサ２４、吸気温センサ２５およびＥＣＵ２０
などで構成されている（図１参照）。この湿度センサ２
１（湿度検出手段）は、その先端の検出部２１ａが連通
孔１５ｂの１つを介して、バイパス排気通路１５に臨む
ように、合流ケース１３の下流端部に取り付けられてお
り、吸着材１６を通過した排気ガスの相対湿度ＶＨＵＭ
Ｄを検出し、その検出信号をＥＣＵ２０に出力する。な
お、湿度センサ２１は、その詳細な説明はここでは省略
するが、本出願人が既に提案した特願２０００−２３０
８５号のものと同様に構成されている。
【００３２】また、水温センサ２２（運転状態検出手
段）は、エンジン２の本体に取り付けられたサーミスタ
などで構成されており、エンジン２のシリンダブロック
内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷＸを
検出し、その検出信号をＥＣＵ２０に出力する。
【００３３】さらに、クランク角センサ２３（運転状態
検出手段）は、エンジン２のクランクシャフトに設けら
れており、クランクシャフトの回転に伴い、いずれもパ
ルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２
に出力する。
【００３４】ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば
３０゜）ごとに１パルスが出力される。ＥＣＵ２０は、
このＣＲＫ信号に応じ、エンジン２の回転数（以下「エ
ンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ
信号は、各気筒のピストンが吸気行程のＴＤＣ位置より
も若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す
信号であり、所定クランク角ごとに１パルスが出力され
る。
【００３５】また、吸気管内絶対圧センサ２４（運転状
態検出手段）および吸気温センサ２５（運転状態検出手
段）はそれぞれ、吸気管８のスロットル弁よりも下流側
および上流側に設けられている。吸気管内絶対圧センサ
２４は、例えば半導体圧力センサなどで構成され、吸気
管８内の吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号
をＥＣＵ２に出力する。さらに、吸気温センサ２５は、
サーミスタなどで構成され、吸気管８内の吸気温ＴＡＸ
を検出して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。
【００３６】一方、ＥＣＵ２０は、Ｉ／Ｏインターフェ
ース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイク
ロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２０は、前述
した各種のセンサ２１〜２５からの検出信号に応じ、Ｒ
ＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジ
ン２の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態
に応じて、後述するように、エンジン始動後、吸着材１
６の温度の算出や、吸着材１６からのＨＣ脱離判定、吸
着材１６の劣化判定などを実行する。
【００３７】次に、図３〜図５を参照しながら、本実施
形態における吸着材１６の温度を算出（推定）する手法
の原理について説明する。なお、以下、エキゾーストマ
ニホールド５ａおよびケース１１も含めて排気管５とい
う。
【００３８】この算出手法では、まず、図３（ａ），
（ｂ）に示すように、排気管５のうちの排気ポートの付
近から連通孔１５ｂ付近までの部分を、直管と仮定する
とともに、以下の〜の条件で、熱力学的にモデリン
グする。 排気ガス要素が、排気管５の壁（以下「排気管壁」と
いう）５ｂとの間で熱交換を行いながら、dt時間にｚ方
向にＶdzだけ移動するとともに、その際に排気ガス要素
の温度がdTだけ変化する。 排気ガス温度および排気管壁５ｂの温度（以下「排気
管壁温度」という）は、時間ｔと場所ｚの関数である。 排気ガスと排気管壁５ｂとの間の熱伝達率、および排
気管壁５ｂと外気との間の熱伝達率は、互いの間の温度
差に比例する（ニュートンの冷却則）。 排気管壁５ｂの半径方向の熱伝導率は、無限大である
と仮定する（すなわち半径方向の温度分布はないと仮定
する）。 排気管壁５ｂの長さ方向の熱伝導率は値０であると仮
定する（すなわち隣り合う排気管壁５ｂの要素間の熱伝
達はないと仮定する）。
【００３９】以上の〜の条件を考慮して、排気管５
内の排気ガスと排気管壁５ｂとの間の熱交換を表す数式
を求めると、排気ガスについては図４に示す式（１）に
なり、排気管壁５ｂについては図４に示す式（２）にな
る。これらの式（１），（２）をそれぞれ無次元化して
整理すると、図５に示す式（３），（４）となる。
【００４０】次に、これらの式（３），（４）に相当す
る差分方程式を考慮して、差分法により両式（３），
（４）を解くと、図５に示す式（５），（６）がそれぞ
れ求められる。さらに、これらの式（５），（６）をθ
G(ｔ＋Δｔ,ｘ)，θw(ｔ＋Δｔ,ｘ)について解き直す
と、図５に示す式（７），（８）がそれぞれ求められ
る。これらの式（７），（８）は、偏微分方程式
（３），（４）の近似差分方程式である。
【００４１】両式（７），（８）を参照すると、任意の
時刻ｔでのすべての位置ｘにおける排気ガス温度ＴGお
よび排気管壁温度ＴWの無次元温度換算値θG(ｔ,ｘ)，
θw(ｔ,ｘ)を求めれば、時刻ｔ＋Δｔにおいて、すべて
の位置ｘにおける両無次元温度換算値θG(ｔ＋Δｔ,
ｘ)，θw(ｔ＋Δｔ,ｘ)を算出できることが判る。した
がって、両無次元温度換算値θG(ｔ,ｘ)，θw(ｔ,ｘ)の
初期値（例えば両者のエンジン始動時用の所定値）を適
切に設定すれば、それ以降、すべての位置ｘにおける排
気ガス温度ＴGおよび排気管壁温度ＴWの無次元温度換算
値θG(ｔ,ｘ)，θw(ｔ,ｘ)をそれぞれ算出できる。
【００４２】さらに、詳細な説明は省略するが、吸着材
１６内の排気ガス温度である吸着材内ガス温度、および
吸着材１６の温度である吸着材温度も、以上と同様の手
法により算出できる。その場合、連通孔１５ｂ付近の排
気ガス温度ＴG および排気管壁温度ＴW の無次元温度換
算値θG(ｔ,ｘ)，θw(ｔ,ｘ)を初期値として用いること
により、吸着材１６の連通孔１５ｂ側の端部からＥＧＲ
管１９側の端部までの間のすべての位置において、吸着
材内ガス温度および吸着材温度の無次元温度換算値をそ
れぞれ算出できる。
【００４３】以下、ＥＣＵ２０が実行する各種の制御の
内容について説明する。最初に、図６を参照しながら、
始動モード処理について説明する。この始動モード処理
は、イグニッション・スイッチ（図示せず）がＯＮされ
た直後に１回のみ実行される。まず、ステップ１（図で
は「Ｓ１」と略す。以下同じ）において、吸着材１６に
よる排気ガス中のＨＣの吸着動作を実行する条件、すな
わち流路切換弁１７をバイパス位置側に切り換える条件
が成立しているか否かを判定する。この処理の詳細につ
いては後述する。
【００４４】次いで、ステップ２に進み、排気系３の温
度推定（温度算出）で用いる各種の初期値を設定する。
この処理の詳細についても後述する。
【００４５】次に、ステップ３に進み、吸着材１６の劣
化判定を実行する条件が成立しているか否かを判定す
る。この処理の詳細についても後述する。
【００４６】次いで、ステップ４に進み、各種のフラグ
を初期化した後、本処理を終了する。具体的には、後述
する結露発生フラグＦ＿ＣＯＮＤＮＳおよび温度推定開
始フラグＦ＿ＣＡＬＴＴＲＳをそれぞれ「０」にセット
する。
【００４７】次に、図７を参照しながら、上記ステップ
１の吸着動作の実行条件を判定する処理の内容について
説明する。この処理では、まず、ステップ１０におい
て、エンジン水温ＴＷＸが、所定の下限値ＴＷＴＲＳＬ
（例えば−２０℃）以上でかつ所定の上限値ＴＷＴＲＳ
Ｈ（例えば５０℃）以下の範囲にあるか否かを判別す
る。
【００４８】この判別結果がＹＥＳで、ＴＷＴＲＳＬ≦
ＴＷＸ≦ＴＷＴＲＳＨのときには、ステップ１１に進
み、後述する熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑを値０に設定する。
【００４９】次に、ステップ１２に進み、吸着材１６に
よるＨＣ吸着動作の実行条件が成立していることを表す
ために、吸着実行フラグＦ＿ＴＲＳＲＵＮを「１」にセ
ットする。
【００５０】次いで、ステップ１３に進み、エンジン水
温ＴＷＸに応じて、図８に示すテーブルを検索すること
により、流路切換判定用のしきい値ＴＭＴＲＳＴＩＭを
算出した後、本処理を終了する。この流路切換判定用の
しきい値ＴＭＴＲＳＴＩＭは、後述する流路切換弁制御
（図１５のステップ７１）において用いられるものであ
り、具体的には、流路切換弁１７をバイパス位置側に切
り換えた状態を継続し、吸着材１６のＨＣ吸着限界温度
に達するまでの、吸着材１６によるＨＣ吸着動作の実行
時間を決定するのに用いられるものである。
【００５１】同図に示すように、このテーブルでは、流
路切換判定用のしきい値ＴＭＴＲＳＴＩＭは、エンジン
水温ＴＷＸが第１格子点ＴＷＸ１以下では第１所定値Ｔ
ＭＴ１に、第１格子点ＴＷＸ１よりも高い第２格子点Ｔ
ＷＸ２以上では第１所定値ＴＭＴ１よりも小さな第２所
定値ＴＭＴ２にそれぞれ設定され、これらの間では、エ
ンジン水温ＴＷＸが低いほど、より大きい値に設定され
ている。これは、エンジン水温ＴＷＸが低いほど、吸着
材１６の温度がより低い状態にあることで、吸着材１６
がＨＣ吸着限界温度に達するのに要する時間が長くなる
ことによる。
【００５２】一方、ステップ１０の判別結果がＮＯのと
きには、吸着材１６によるＨＣ吸着動作の実行条件が成
立していないとして、ステップ１４に進み、それを表す
ために吸着実行フラグＦ＿ＴＲＳＲＵＮを「０」にセッ
トした後、本処理を終了する。
【００５３】次に、図９を参照しながら、前述した図６
のステップ２の温度推定の初期値を設定する処理の内容
について説明する。この処理では、まず、ステップ２０
において、エンジン水温ＴＷＸおよび吸気温ＴＡＸを絶
対温度に換算した値である絶対温度換算値ＴＷ＿Ｋ，Ｔ
Ａ＿Ｋをそれぞれ算出する。
【００５４】次に、ステップ２１，２２において、排気
管内ガス温度ＴＥＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度ＴＥ
ＸＰＷ［ｊ］をいずれも、エンジン水温ＴＷＸの絶対温
度換算値ＴＷ＿Ｋに設定する。これらの排気管内ガス温
度ＴＥＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度ＴＥＸＰＷ
［ｊ］については後述する。
【００５５】次いで、ステップ２３，２４において、吸
着材内ガス温度ＴＴＲＳＧ［ｊ］および吸着材温度ＴＴ
ＲＳＷ［ｊ］をいずれも、所定値ＴＴＲＩＮＩ（例えば
３３８．１５゜Ｋ）に設定した後、本処理を終了する。
この所定値ＴＴＲＩＮＩは、排気管５内における結露解
消時の温度に基づいて予め設定される。また、吸着材内
ガス温度ＴＴＲＳＧ［ｊ］および吸着材温度［ｊ］につ
いては後述する。
【００５６】次に、図１０を参照しながら、前述した図
６のステップ３における劣化判定の実行条件を判定する
処理の内容について説明する。この処理では、まず、ス
テップ３０において、ＨＣ脱離完了フラグＦ＿ＨＣＰＧ
が「１」であるか否かを判別する。このＨＣ脱離完了フ
ラグＦ＿ＨＣＰＧは、後述するように、エンジン始動後
に実行されるＨＣ脱離完了判定処理（図１６参照）にお
いて、吸着材１６からのＨＣの脱離が完了したときに
「１」に、それ以外のときに「０」にそれぞれセットさ
れる。また、ＨＣ脱離完了フラグＦ＿ＨＣＰＧの値は、
バックアップ電源付きのＲＡＭに記憶され、それによ
り、イグニッション・スイッチがＯＦＦされた以降もＲ
ＡＭ内に保持される。
【００５７】ステップ３０の判別結果がＹＥＳのとき、
すなわち前回のエンジン始動後において、吸着材１６か
らのＨＣの脱離が完了していたときには、ステップ３１
に進み、前記ステップ１０と同様に、ＴＷＴＲＳＬ≦Ｔ
ＷＸ≦ＴＷＴＲＳＨが成立しているか否かを判別する。
【００５８】この判別結果がＹＥＳのときには、吸着材
１６の劣化判定の実行条件が成立しているとして、ステ
ップ３２に進み、それを表すために劣化判定実行フラグ
Ｆ＿ＭＣＮＤＴＲＳを「１」にセットする。
【００５９】次に、ステップ３３，３４において、湿度
センサ２１の出力、すなわち検出された排気ガスの相対
湿度（以下「検出湿度」という）ＶＨＵＭＤを、検出湿
度の最小値ＶＨＵＭＤ＿ＭＩＮおよび前回値ＶＨＵＭＤ
＿ＰＲＥとして設定する。
【００６０】次いで、ステップ３５に進み、エンジン水
温ＴＷＸに応じて、図１１に示すテーブルを検索するこ
とにより、劣化判定用のしきい値ＴＲＳＴＤを算出した
後、本処理を終了する。この劣化判定用のしきい値ＴＲ
ＳＴＤは、後述する吸着材１６の劣化判定処理（図１８
参照）において、吸着材１６が劣化しているか否かを判
定するのに用いられるものである。同図に示すように、
このテーブルでは、劣化判定用のしきい値ＴＲＳＴＤ
は、エンジン水温ＴＷＸが低いほど、より大きい値に設
定されている。これは、エンジン始動時のエンジン水温
ＴＷＸが低いほど、吸着材１６がより低温状態にあるこ
とで、そのＨＣ吸着能力がより高い状態にあるととも
に、吸着材１６がＨＣ吸着限界温度まで上昇しにくいた
めである。
【００６１】一方、ステップ３０の判別結果がＮＯで、
前回のエンジン始動後、吸着材１６からのＨＣの脱離が
未完であったとき、またはステップ３１の判別結果がＮ
Ｏで、エンジン水温ＴＷＸが高過ぎるかまたは低過ぎる
ときには、吸着材１６の劣化判定の実行条件が不成立で
あるとして、ステップ３６に進み、それを表すために劣
化判定実行フラグＦ＿ＭＣＮＤＴＲＳを「０」にセット
した後、本処理を終了する。
【００６２】次に、図１２を参照しながら、排気系３の
温度を推定する排気系温度推定処理について説明する。
本処理は、所定周期（例えば５０ｍｓｅｃ）で実行され
る。
【００６３】この処理では、まず、ステップ４０におい
て、排気管５の温度を推定する処理を実行する。この処
理の内容については後述する。
【００６４】次に、ステップ４１に進み、温度推定開始
フラグＦ＿ＣＡＬＴＴＲＳが「１」であるか否かを判別
する。この判別結果がＮＯのときには、吸着材１６の温
度推定の実行条件が成立していないとして、ステップ４
２に進み、結露発生フラグＦ＿ＣＯＮＤＮＳが「０」で
あるか否かを判別する。
【００６５】この判別結果がＹＥＳで、エンジン始動
後、結露が発生していないときには、ステップ４３に進
み、検出湿度ＶＨＵＭＤが結露発生判定用のしきい値Ｖ
ＷＥＴ（例えば９５％）よりも大きいか否かを判別す
る。この判別結果がＮＯのときには、後述するステップ
４５に進む。一方、判別結果がＹＥＳのときには、結露
が発生したとして、ステップ４４に進み、それを表すた
めに結露発生フラグＦ＿ＣＯＮＤＮＳを「１」に設定し
た後、ステップ４５に進む。これにより、以降のループ
においてステップ４２の判別結果がＮＯとなり、その場
合には、ステップ４５に進む。
【００６６】以上のステップ４２〜４４のいずれかに続
くステップ４５では、結露発生フラグＦ＿ＣＯＮＤＮＳ
が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯ
で、エンジン始動後、結露が一度も発生していないとき
には、そのまま本処理を終了する。
【００６７】一方、ステップ４５の判別結果がＹＥＳ
で、エンジン始動後、結露が発生したときには、ステッ
プ４６に進み、検出湿度ＶＨＵＭＤが結露解消判定用の
しきい値ＶＤＲＹ（例えば２０％）よりも小さいか否か
を判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま
本処理を終了する一方、この判別結果がＹＥＳで、結露
が解消したときには、吸着材１６の温度推定の実行条件
が成立したとして、ステップ４７に進み、それを表すた
めに温度推定開始フラグＦ＿ＣＡＬＴＴＲＳを「１」に
設定した後、本処理を終了する。これにより、以降のル
ープにおいてステップ４１の判別結果がＹＥＳとなり、
その場合には、ステップ４８に進み、後述する吸着材１
６の温度推定処理を実行した後、本処理を終了する。
【００６８】次に、図１３を参照しながら、前記ステッ
プ４０の排気管５の温度を推定する処理について説明す
る。この処理では、以下に述べるように、排気管内ガス
温度ＴＥＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度ＴＥＸＰＷ
［ｊ］（上流側温度）をそれぞれ算出する。これらの排
気管内ガス温度ＴＥＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度Ｔ
ＥＸＰＷ［ｊ］は、排気ポートの付近から連通孔１５ｂ
付近までの間の排気管５の７箇所における値をそれぞれ
表しており、ｊの値が大きいほど、排気管５のより下流
側であることを表している。すなわち、ＴＥＸＰＧ
［７］およびＴＥＸＰＷ［７］は、連通孔１５ｂ付近の
値をそれぞれ表している。なお、排気管内ガス温度ＴＥ
ＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度ＴＥＸＰＷ［ｊ］の算
出部位は、７箇所に限らず、適宜、増減してもよいこと
は言うまでもない。
【００６９】この処理では、まず、ステップ５０におい
て、排気流速ＫＥＸＰＶを算出する。この排気流速ＫＥ
ＸＰＶは、前述した図５の式（７）の右辺第２項の係数
（ｖ・Δｔ／Δｘ）に相当するものであり、具体的に
は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、図示しないマップを検索することにより算出さ
れる。このマップでは、排気流速ＫＥＸＰＶの値は、エ
ンジン回転数ＮＥが高いほど、または吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが高いほど、大きい値に設定されている。なお、排
気流速ＫＥＸＰＶは、上記のようなマップ検索に代え
て、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、所定の算出式により算出してもよい。
【００７０】次に、ステップ５１に進み、前記ステップ
２０，５０でそれぞれ算出した吸気温の絶対温度換算値
ＴＡ＿Ｋおよび排気流速ＫＥＸＰＶを用い、下式
（９），（１０）により、排気管内ガス温度の今回値Ｔ
ＥＸＰＧ［ｊ］および排気管壁温度の今回値ＴＥＸＰＷ
［ｊ］をそれぞれ算出する。これらの式（９），（１
０）はそれぞれ、前述した図５の式（７），（８）に相
当する。 TEXPG[j]＝TEXPG[j]n-1−KEXPV・(TEXPG[j]n-1−TEXPG[j-1]n-1) ＋KEXPA・(TEXPW[j]n-1−TEXPG[j]n-1) …… （９） TEXPW[j]＝TEXPW[j]n-1＋KEXPB・(TEXPG[j]n-1−TEXPW[j]n-1) ＋KEXPC・(TA_K−TEXPW[j]n-1) …… （１０） ここで、ｊは２〜７の整数であり、ＴＥＸＰＧ［ｊ］n-
1 ，ＴＥＸＰＷ［ｊ］n-1 はそれぞれ、排気管内ガス温
度および排気管壁温度の前回値である。さらに、ＫＥＸ
ＰＡ，ＫＥＸＰＢ，ＫＥＸＰＣはそれぞれ、予め設定さ
れた定数であり、式（７）の右辺第３項の係数（ａ・Δ
ｔ）、式（８）の右辺第２項の係数（ｂ・Δｔ）、およ
び式（８）の右辺第３項の係数（ｃ・Δｔ）に相当す
る。
【００７１】次に、ステップ５２に進み、ＲＡＭに記憶
されているエンジン出口ガス温度（排気ポート付近の排
気ガス温度）ＴＥＸを、エンジン出口ガス温度の前回値
ＴＥＸ＿ＰＲＥとして設定する。
【００７２】次いで、ステップ５３に進み、エンジン回
転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて、図示し
ないマップを検索することにより、エンジン出口ガス温
度のマップ値ＴＥＸ＿ＭＡＰを算出する。
【００７３】次に、ステップ５４に進み、ステップ５
２，５３で算出したＴＥＸ＿ＰＲＥ，ＴＥＸ＿ＭＡＰを
用いて、下式（１１）によりエンジン出口温度の今回値
ＴＥＸを算出する。
【００７４】 ＴＥＸ＝ＣＫＴＥＸ・ＴＥＸ＿ＭＡＰ＋（１−ＣＫＴＥＸ）・ＴＥＸ＿ＰＲＥ ……（１１） ここで、ＣＫＴＥＸは、重み係数であり、値０より大き
く値１未満の所定値に設定される。
【００７５】次いで、ステップ５５に進み、ステップ５
４で算出したエンジン出口温度の今回値ＴＥＸを、排気
管内ガス温度ＴＥＸＰＧ［１］（排気管５の排気ポート
付近の排気ガス温度）として設定した後、本処理を終了
する。
【００７６】次に、図１４を参照しながら、前記ステッ
プ４８の吸着材１６の温度を推定する処理について説明
する。この処理では、以下に述べるように、吸着材内ガ
ス温度ＴＴＲＳＧ［ｊ］および吸着材温度ＴＴＲＳＷ
［ｊ］を、前述した排気管内ガス温度ＴＥＸＰＧ［ｊ］
および排気管壁温度ＴＥＸＰＷ［ｊ］と同様の手法によ
り、それぞれ算出する。これらの吸着材内ガス温度ＴＴ
ＲＳＧ［ｊ］および吸着材温度ＴＴＲＳＷ［ｊ］は、吸
着材１６の連通孔１５ｂ側の端部からＥＧＲ管１９側の
端部までの間の７箇所の値をそれぞれ表しており、ｊの
値が大きいほど、より下流側すなわちＥＧＲ管１９側で
あることを表している。すなわち、ＴＴＲＳＧ［７］，
ＴＴＲＳＷ［７］は、吸着材１６のＥＧＲ管１９側端部
の値をそれぞれ表している。なお、吸着材内ガス温度Ｔ
ＴＲＳＧ［ｊ］および吸着材温度ＴＴＲＳＷ［ｊ］の算
出部位は、７箇所に限らず、適宜、増減してもよいこと
は言うまでもない。
【００７７】この処理では、まず、ステップ６０におい
て、吸着材１６内の排気流速ＫＴＲＳＶを算出する。こ
の排気流速ＫＴＲＳＶは、吸着材１６内を流れるＥＧＲ
ガスの流速であり、排気ガス流量を表すパラメータ（例
えば、エンジン回転数ＮＥや吸気管内絶対圧ＰＢＡな
ど）、燃料噴射量およびＥＧＲ還流率などに応じて、マ
ップ検索または算出式（いずれも図示せず）により算出
される。
【００７８】次に、ステップ６１に進み、前記ステップ
５１，６０でそれぞれ算出した排気ガス温度ＴＥＸＰＷ
［７］および排気流速ＫＴＲＳＶを用い、前述した式
（９），（１０）とほぼ同様の下式（１２），（１３）
により、吸着材内ガス温度の今回値ＴＴＲＳＧ［ｊ］お
よび吸着材温度の今回値ＴＴＲＳＷ［ｊ］をそれぞれ算
出する。
【００７９】 TTRSG[j]＝TTRSG[j]n-1−KTRSV・(TTRSG[j]n-1−TTRSG[j-1]n-1) ＋KTRSA・(TTRSW[j]n-1−TTRSG[j]n-1) …… （１２） TTRSW[j]＝TTRSW[j]n-1＋KTRSB・(TTRSG[j]n-1−TTRSW[j]n-1) ＋KTRSC・(TEXPW[7]−TTRSW[j]n-1) …… （１３） ここで、ｊは２〜７の整数であり、ＴＴＲＳＧ［ｊ］n-
1，ＴＴＲＳＷ［ｊ］n-1はそれぞれ、吸着材内ガス温度
および吸着材温度の前回値である。さらに、ＫＴＲＳ
Ａ，ＫＴＲＳＢ，ＫＴＲＳＣはそれぞれ、予め設定され
た定数である。
【００８０】次に、ステップ６２に進み、前記ステップ
５１で算出したＴＥＸＰＧ［７］（連通孔１５ｂ付近の
排気ガス温度）を、ＴＴＲＳＧ［１］（吸着材１６の連
通孔１５ｂ側端部の付近の吸着材内ガス温度）として設
定する。
【００８１】次いで、ステップ６３に進み、上記ステッ
プ５１で算出したＴＴＲＳＷ［７］（吸着材１６のＥＧ
Ｒ管１９側端部の吸着材温度）を、最終的な吸着材推定
温度ＴＴＲＳ（排気デバイスの温度）として設定した
後、本処理を終了する。
【００８２】以下、図１５を参照しながら、ＨＣ吸着装
置１０の制御処理のメインルーチンについて説明する。
この処理は、所定周期（例えば１００ｍｓｅｃ）で実行
される。
【００８３】この処理では、まず、ステップ７０におい
て、吸着実行フラグＦ＿ＴＲＳＲＵＮが「１」であるか
否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、本処
理を終了する一方、判別結果がＹＥＳで、吸着材１６に
よるＨＣの吸着動作の実行条件が成立しているときに
は、ステップ７１に進み、流路切換弁制御を実行する。
【００８４】この流路切換弁制御の内容は図示しない
が、この処理では、熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑに基づいて、
流路切換弁１７が以下のように切り換え制御される。こ
の熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑは、エンジン始動後に排気系３
に供給された熱量の積算値（総和）を表すものであり、
インジェクタ９から噴射された燃料噴射量の積算値に基
づいて算出される。この処理では、熱量積算値ＳＧＭ＿
Ｑが、前記ステップ１３で算出された流路切換判定用の
しきい値ＴＭＴＲＳＴＩＭに達するまでの間（すなわち
吸着材１６がＨＣ吸着限界温度に達するまでの間）、流
路切換弁１７がバイパス位置側に切り換えられ、それに
より、排気ガス中のＨＣが吸着材１６に吸着される。そ
して、熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑが流路切換判定用のしきい
値ＴＭＴＲＳＴＩＭに達すると、流路切換弁１７がメイ
ン位置側に切り換えられ、それ以降、吸着材１６による
ＨＣの吸着が行われない。
【００８５】次に、ステップ７２に進み、吸着材１６か
らのＨＣの脱離完了を判定する処理を実行する。この処
理については後述する。
【００８６】次いで、ステップ７３に進み、吸着材１６
の劣化を判定する処理を実行した後、本処理を終了す
る。この処理についても後述する。
【００８７】以下、図１６を参照しながら、上記ステッ
プ７２の処理、すなわち吸着材１６からのＨＣ脱離が完
了したか否かを判定する処理について説明する。
【００８８】この処理では、まず、ステップ８０におい
て、脱離完了判定用のしきい値ＴＴＲＳＨＣＰＧを、始
動後タイマのタイマ値ＴＭＡＣＲに応じて、図１７に示
すテーブルを検索することにより算出する。この始動後
タイマは、アップカウント式のものであり、エンジン始
動後すなわちイグニッション・スイッチのＯＮ後の時間
を計時するものである。
【００８９】同図に示すように、このテーブルでは、脱
離完了判定用のしきい値ＴＴＲＳＨＣＰＧは、タイマ値
ＴＭＡＣＲが第１所定値ＴＭＡＣＲ１（例えば２００ｓ
ｅｃ）以下では第１所定温度ＴＴＲＳＨＣＰＧ１（例え
ば２２０℃）に、第１所定値ＴＭＡＣＲ１よりも大きな
第２所定値ＴＭＡＣＲ２（例えば６００ｓｅｃ）以上で
は第１所定温度ＴＴＲＳＨＣＰＧ１よりも低い第２所定
温度ＴＴＲＳＨＣＰＧ２（例えば１７０℃）にそれぞれ
設定されており、さらに、これらの間では、タイマ値Ｔ
ＭＡＣＲが小さいほど、脱離完了判定用のしきい値ＴＴ
ＲＳＨＣＰＧが大きい値に設定されている。これは、エ
ンジン始動後の経過時間が短いほど、吸着材１６の径方
向への熱伝達が進まないので、それを補償しながらＨＣ
の脱離完了を確実に判定するためである。
【００９０】次に、ステップ８１に進み、前記ステップ
６３で算出した吸着材推定温度ＴＴＲＳが、上記ステッ
プ８０で算出したしきい値ＴＴＲＳＨＣＰＧよりも大き
いか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、
吸着材１６からのＨＣ脱離が未完であるとして、ステッ
プ８２に進み、それを表すためにＨＣ脱離完了フラグＦ
＿ＨＣＰＧを「０」にセットした後、本処理を終了す
る。
【００９１】一方、ステップ８１の判別結果がＹＥＳの
ときには、吸着材１６からのＨＣ脱離が完了したとし
て、ステップ８３に進み、それを表すためにＨＣ脱離完
了フラグＦ＿ＨＣＰＧを「１」にセットした後、本処理
を終了する。
【００９２】以下、図１８を参照しながら、上記ステッ
プ７３の処理、すなわち吸着材１６が劣化したか否かを
判定する処理について説明する。
【００９３】この処理では、まず、ステップ９０におい
て、劣化判定実行フラグＦ＿ＭＣＮＤＴＲＳが「１」で
あるか否かを判別する。この判別結果がＮＯときには、
そのまま本処理を終了する一方、この判別結果がＹＥＳ
で、劣化判定の実行条件が成立しているときには、ステ
ップ９１に進み、検出湿度ＶＨＵＭＤがその前回値ＶＨ
ＵＭＤ＿ＰＲＥよりも小さいか否かを判別する。
【００９４】この判別結果がＮＯで、検出湿度ＶＨＵＭ
Ｄが上昇したときには、後述するステップ９３に進む。
一方、この判別結果がＹＥＳで、検出湿度ＶＨＵＭＤが
減少したときには、ステップ９２に進み、検出湿度ＶＨ
ＵＭＤをその最小値ＶＨＵＭＤ＿ＭＩＮとして設定した
後、ステップ９３に進む。
【００９５】このステップ９３では、検出湿度ＶＨＵＭ
Ｄを前回値ＶＨＵＭＤ＿ＰＲＥとして設定する。
【００９６】次に、ステップ９４に進み、検出湿度ＶＨ
ＵＭＤが、検出湿度の最小値ＶＨＵＭＤ＿ＭＩＮと所定
の判定用加算項ＶＨＵＭＤ＿ＪＵＤとの和よりも大きい
か否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、検
出湿度ＶＨＵＭＤが立ち上がっていないとして、ステッ
プ９５に進み、それを表すために湿度立ち上がりフラグ
Ｆ＿ＨＵＭＬ２Ｈを「０」にセットした後、本処理を終
了する。
【００９７】一方、ステップ９４の判別結果がＹＥＳの
ときには、検出湿度ＶＨＵＭＤが立ち上がったとして、
ステップ９６に進み、それを表すために湿度立ち上がり
フラグＦ＿ＨＵＭＬ２Ｈを「１」にセットする。
【００９８】次に、ステップ９７に進み、熱量積算値Ｓ
ＧＭ＿Ｑが、前記ステップ３５で算出した劣化判定用の
しきい値ＴＲＳＴＤよりも小さいか否かを判別する。こ
の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち吸着材１６への供
給熱量が少なく、その温度が上昇していないにもかかわ
らず、検出湿度ＶＨＵＭＤが立ち上がったときには、吸
着材１６が劣化したとして、ステップ９９に進み、それ
を表すために劣化確定フラグＦ＿ＴＲＳＤＴを「１」に
セットする。
【００９９】次いで、ステップ１００に進み、劣化判定
実行フラグＦ＿ＭＣＮＤＴＲＳを「０」にセットした
後、本処理を終了する。これにより、以降のループにお
いてステップ９０の判別結果がＮＯとなり、その場合に
は、ステップ９１〜１００が実行されない。
【０１００】一方、ステップ９７の判別結果がＮＯのと
き、すなわち吸着材１６への供給熱量が多く、その温度
が上昇したことで検出湿度ＶＨＵＭＤが立ち上がったと
きには、吸着材１６が劣化していないとして、ステップ
９８に進み、それを表すために劣化確定フラグＦ＿ＴＲ
ＳＤＴを「０」にセットする。次に、上記ステップ１０
０を実行した後、本処理を終了する。
【０１０１】図１９は、以上の制御により得られるエン
ジン始動以降の動作例を示している。同図に示すよう
に、エンジン２が始動された時点で（時刻ｔ０）、エン
ジン水温ＴＷＸがＴＷＴＲＳＬ≦ＴＷＸ≦ＴＷＴＲＳＨ
の範囲にあると、流路切換弁１７がバイパス位置側に切
り換えられ、それにより、吸着材１６によるＨＣの吸着
が開始される。そして、エンジン２の運転の継続に伴
い、熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑが増大し、それに伴う吸着材
１６の温度上昇により、吸着材１６に吸着された水分量
がその吸着能力の限界を超えることで、検出湿度ＶＨＵ
ＭＤが立ち上がる。この検出湿度ＶＨＵＭＤの立ち上が
りの際、前回のエンジン始動時にＨＣ脱離完了フラグＦ
＿ＨＣＰＧが「１」にセットされているとすると、吸着
材１６の劣化判定が実行される。
【０１０２】その後、排気管５内で結露が発生するとと
もに、熱量積算値ＳＧＭ＿Ｑが流路切換判定用のしきい
値ＴＭＴＲＳＴＩＭを上回った時点（時刻ｔ１）で、流
路切換弁１７がバイパス位置からメイン位置に切り換え
られるとともに、ＥＧＲ動作が開始されることによっ
て、ＨＣが吸着材１６から脱離し始めるとともに、排気
管５の温度が上昇することで、結露が解消し始める。
【０１０３】そして、検出湿度ＶＨＵＭＤが結露解消判
定用のしきい値ＶＤＲＹを下回った時点（時刻ｔ２）、
すなわち結露が解消した時点で、吸着材推定温度ＴＴＲ
Ｓの算出が開始される。その後、吸着材推定温度ＴＴＲ
ＳがＨＣ脱離完了判定用のしきい値ＴＴＲＳＨＣＰＧを
上回った時点（ｔ３）、すなわち吸着材１６からのＨＣ
の脱離が完了した時点で、それを表すためにＨＣ脱離完
了フラグＦ＿ＨＣＰＧが「１」にセットされる。これに
より、次回のエンジン始動時において、検出湿度ＶＨＵ
ＭＤの立ち上がりの際、吸着材１６の劣化判定が実行さ
れる。
【０１０４】以上のように、本実施形態の温度推定装置
１によれば、エンジン始動後、少なくとも一度結露が生
じた後、結露が解消された時点で、結露解消温度に基づ
いて予め設定された所定値ＴＴＲＳＩＮＩを用いて吸着
材１６の温度推定を開始するので、低温条件下でのエン
ジン始動の際でも、結露による影響を確実に回避しなが
ら、吸着材１６の温度を正確に算出でき、推定すること
ができる。その算出の際、吸着材１６の上流側のエンジ
ン２との間の排気管５および排気ガスの温度を算出し、
この算出された排気管５および排気ガスの温度に応じ
て、吸着材１６内を流れる排気ガスおよび吸着材１６の
温度がそれぞれ算出されるので、吸着材１６の温度を、
排気ガスとの熱交換による排気管５の温度変化を加味し
ながら算出でき、それにより、算出精度をより一層、高
めることができる。
【０１０５】また、吸着材１６の温度を上記のように正
確に算出できることにより、ＨＣの吸着材１６からの脱
離が完了したか否かを、算出された吸着材１６の温度に
応じて精度よく判定できる。それにより、湿度センサ２
１の劣化判定を、吸着材１６の脱離が未完状態であるこ
とによる排気ガスの湿度への影響を回避しながら、行う
ことができ、その判定精度を向上させることができる。
【０１０６】なお、本発明の温度推定装置１により温度
を推定する対象は、実施形態の吸着材１６に限らず、排
気系の排気ガスを浄化する排気デバイスであればよく、
例えば、三元触媒などでもよい。
【０１０７】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関の温度
推定装置によれば、低温条件下での内燃機関の始動の際
でも、排気デバイスの温度を正確に算出でき、推定でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る温度推定装置および
これを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】排気系の吸着材付近の概略構成を示す断面図で
ある。
【図３】（ａ）排気管を熱力学的にモデリングした模式
図と（ｂ）その一部を拡大した図である。
【図４】図３のモデリングに基づいて、排気ガスおよび
排気管の壁の温度を算出するための偏微分方程式
（１），（２）を示す図である。
【図５】図３の式（１），（２）を無次元化した式
（３），（４）、両式（３），（４）を差分法により解
いた式（５），（６）および両式（５），（６）をθ
G(ｔ＋Δｔ,ｘ)，θw(ｔ＋Δｔ,ｘ)について解き直した
近似差分方程式（７），（８）をそれぞれ示す図であ
る。
【図６】始動モード処理を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップ１における吸着動作実行条件の
判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】流路切換判定用のしきい値ＴＭＴＲＳＴＩＭの
算出に用いるテーブルの一例を示す図である。
【図９】図６のステップ２における温度推定の初期値設
定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１０】図６のステップ３における劣化判定実行条件
の判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１１】劣化判定用のしきい値ＴＲＳＴＤの算出に用
いるテーブルの一例を示す図である。
【図１２】排気系の温度を推定する処理のメインルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップ４０における排気管温度推
定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】図１２のステップ４８における吸着材温度推
定の内容を示すフローチャートである。
【図１５】ＨＣ吸着装置の制御処理を示すフローチャー
トである。
【図１６】図１５のステップ７２における吸着材のＨＣ
脱離完了判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１７】ＨＣ脱離完了判定用のしきい値ＴＴＲＳＨＣ
ＰＧの算出に用いるテーブルの一例を示す図である。
【図１８】図１５のステップ７３における吸着材の劣化
判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１９】エンジンの始動時の動作例を示すタイミング
チャートである。
【符号の説明】
１ 温度推定装置 ２ 内燃機関 ３ 排気系 ５ 排気管 １６ 炭化水素吸着材（排気デバイス） ２０ ＥＣＵ（運転状態検出手段、デバイス温度算出
手段、結露判定手段、算出開始タイミング決定手段、脱
離判定手段） ２１ 湿度センサ（湿度検出手段） ２２ 水温センサ（運転状態検出手段） ２３ クランク角センサ（運転状態検出手段） ２４ 吸気管内絶対圧センサ（運転状態検出手段） ２５ 吸気温センサ（運転状態検出手段） ＮＥ エンジン回転数（吸入空気の状態を表すパラメ
ータ） ＰＢＡ 吸気管内絶対圧（吸入空気の状態を表すパラ
メータ） ＴＷＸ エンジン水温（運転状態を表すパラメータ） ＴＡＸ 吸気温（運転状態を表すパラメータ） ＴＴＲＳ 吸着材推定温度（排気デバイスの温度） ＶＨＵＭＤ 検出湿度（検出された排気ガスの湿度） ＴＥＸＰＷ［ｊ］ 排気管壁温度（上流側温度）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 岩城 喜久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G084 BA24 CA01 CA02 DA00 DA04 DA10 FA00 FA02 FA11 FA20 FA27 FA33 FA38 3G091 AA02 AA11 AB02 AB03 AB04 AB10 BA14 BA15 EA00 EA06 EA15 EA16 EA17 EA18 EA19 FA01 FA02 FB02 FC07 GA06 GB01X GB01Y GB09X HA36 HA37

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
    を浄化する排気デバイスの温度を算出によって推定する
    内燃機関の温度推定装置であって、 前記内燃機関の吸入空気の状態を含む運転状態を検出す
    る運転状態検出手段と、 排気ガスの湿度を検出する湿度検出手段と、 前記検出された内燃機関の運転状態および前記検出され
    た排気ガスの湿度に応じて、前記排気デバイスの温度を
    算出するデバイス温度算出手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の温度推定装置。
  2. 【請求項２】 前記排気ガスの湿度に応じて、前記排気
    系内で結露が生じているか否かを判定する結露判定手段
    をさらに備え、 前記デバイス温度算出手段は、当該結露判定手段の判定
    結果にさらに応じて、前記排気デバイスの温度を算出す
    ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の温度推
    定装置。
  3. 【請求項３】 前記結露判定手段の判定結果に応じて、
    前記デバイス温度算出手段による前記排気デバイスの温
    度の算出開始タイミングを決定する算出開始タイミング
    決定手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記
    載の内燃機関の温度推定装置。
  4. 【請求項４】 前記デバイス温度算出手段は、前記内燃
    機関の運転状態および前記排気ガスの湿度に応じて、前
    記排気系の前記排気デバイスよりも上流側の部分の上流
    側温度を算出するとともに、当該算出された上流側温度
    に応じて、前記排気デバイスの温度を算出することを特
    徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関
    の温度推定装置。
  5. 【請求項５】 前記排気デバイスは、排気ガス中の炭化
    水素を吸着する炭化水素吸着材であることを特徴とする
    請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の温度推
    定装置。
  6. 【請求項６】 前記デバイス温度算出手段により算出さ
    れた前記炭化水素吸着材の温度に応じて、当該炭化水素
    吸着材からの炭化水素の脱離が完了したか否かを判定す
    る脱離判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項
    ５に記載の内燃機関の温度推定装置。
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