JP5246152B2 - 排気温度推定装置および排気温度推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、排気温度推定装置および排気温度推定方法に関する。

従来、この種の排気温度推定装置としては、燃料噴射量および吸入空気量に基づいて定常排気温度（エンジン本体での排気温度の推定値の基準値）を設定し、設定した定常排気温度になまし処理を施して第１排気温度推定値（エンジン本体での排気温度の推定値）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）。この装置では、このように第１排気温度推定値を算出することにより、第１排気温度推定値の推定精度の向上を図っている。

特開２００６−２９１８２８号公報

しかしながら、上述の排気温度推定装置では、エンジンへの燃料噴射が停止された状態でエンジンが回転しているときに、エンジンが運転されているときと同様に定常排気温度を設定して第１排気温度推定値を算出すると、実際の排気温度を十分に反映した定常排気温度を設定できず、実際の排気温度と第１排気温度推定値とが大きく乖離する場合が生じる。

本発明の排気温度推定装置および排気温度推定方法は、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。

本発明の排気温度推定装置および排気温度推定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の排気温度推定装置は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車に搭載されて前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定装置であって、
前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する現在排気温度推定手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明の排気温度推定装置では、内燃機関への燃料噴射が停止された状態で内燃機関が回転している燃料カット回転時には、内燃機関の運転時に比して低い範囲内で内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、設定した将来排気温度になまし処理を施して内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する。これにより、内燃機関の運転時か燃料カット回転時かに拘わらず同様に将来排気温度を設定するものに比して将来排気温度をより適正なものとすることができるから、現在排気温度をより適正に推定することができる。

こうした本発明の排気温度推定装置において、前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の回転数が高いほど高くなる傾向に前記将来排気温度を設定する手段である、ものとすることもできるし、前記内燃機関の排気系から見て上流側の温度が高いほど高くなる傾向に前記将来排気温度を設定する手段である、ものとすることもできる。なお、内燃機関の排気系から見て上流側の温度としては、例えば、内燃機関の吸気系に取り付けられた吸気温センサにより検出される吸気温などがある。また、現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、該燃料カット回転時の継続時間が長いほど低くなる傾向や前記燃料カット回転時が継続しているときの吸入空気量の積算値が大きいほど低くなる傾向に前記将来排気温度を設定する手段である、ものとすることもできる。

また、本発明の排気温度推定装置において、前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の回転数が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定する手段である、ものとすることもできるし、前記内燃機関の排気系から見て上流側の温度が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定する手段である、ものとすることもできる。また、現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、該燃料カット回転時の継続時間が長いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理や前記燃料カット回転時が継続しているときの吸入空気量の積算値が大きいほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の排気温度推定装置において、前記燃料カット回転時は、前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機によって前記内燃機関がモータリングされるときを含む、ものとすることもできる。

本発明の排気温度推定方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車における前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定方法であって、
前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する、
ことを特徴とする。

この本発明の排気温度推定方法では、内燃機関への燃料噴射が停止された状態で内燃機関が回転している燃料カット回転時には、内燃機関の運転時に比して低い範囲内で内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、設定した将来排気温度になまし処理を施して内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する。これにより、内燃機関の運転時か燃料カット回転時かに拘わらず同様に将来排気温度を設定するものに比して将来排気温度をより適正なものとすることができるから、現在排気温度をより適正に推定することができる。

本発明の一実施例としての排気温度推定装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される排気温度推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 燃料カット回転時将来排気温度設定用マップの一例を示す説明図である。 燃料カット回転時なまし定数設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の燃料カット回転時将来排気温度設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の燃料カット回転時なまし定数設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

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。

図１は、本発明の一実施例としての排気温度推定装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、シフトレバー８１のポジション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やアクセルペダル８３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，ブレーキペダル８５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からのブレーキポジション，車速センサ８８からの車速などを入力すると共にエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。なお、エンジン２２の排気温度を推定する排気温度推定装置としては、主として、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサや、エンジンＥＣＵ２４が該当する。

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２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６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１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０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１３２の往復運動をクランクシャフト２６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装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４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２６の回転位置を検出する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やエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８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１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４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１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８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１４９からの吸気温Ｔｉｎ，排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比，同じく排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４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１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６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１３８への制御信号、吸気バルブ１２８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１５０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。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４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２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、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と車速センサ８８からの車速とに応じて走行のために駆動軸３６に要求される要求トルクを設定し、要求トルクに駆動軸３６の回転数（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速に換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーを計算すると共に計算した走行用パワーからバッテリ５０の残容量に応じて得られるバッテリ５０を充放電するための補正パワー（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしてのエンジン指令パワーを設定し、エンジン指令パワーを効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数とトルクとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数と目標トルクとを設定し、バッテリ５０を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で、エンジン２２の回転数が目標回転数となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令を設定すると共に、モータＭＧ１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクから減じて得られるトルクをモータＭＧ２のトルク指令として設定し、設定したエンジン２２の目標回転数と目標トルクとについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数と目標トルクとを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数と目標トルクとによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。

モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセル開度と車速とに応じて要求トルクを設定し、モータＭＧ１のトルク指令に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限の範囲内で要求トルクをモータＭＧ２のトルク指令に設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２が回転しているときにアクセルオフされているときには、車速Ｖに応じて要求トルクを設定し、エンジン２２への燃料噴射が停止されるよう燃料カット指令をエンジンＥＣＵ２４に送信し、燃料噴射を停止したエンジン２２のモータＭＧ１によるモータリングによって駆動軸３６に作用するトルク（いわゆるエンジンブレーキ）やモータＭＧ２から駆動軸３６に出力されるトルクによって要求トルクが駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令をモータＥＣＵ４０に送信する。燃料カット指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２への燃料噴射を停止する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０に搭載される排気温度推定装置の動作について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４により実行される排気温度推定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、エンジン２２が回転しているときに所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

排気温度推定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でエンジン２２が回転している燃料カット回転時であるか否かを示す燃料カット回転時フラグＦを入力すると共に（ステップＳ１００）、入力した燃料カット回転時フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、燃料カット回転時フラグＦは、燃料カット回転時に値１が設定され、燃料カット回転時でなくエンジン２２の運転時（エンジン２２で爆発燃焼が行なわれるとき）に値０が設定されるフラグである。なお、燃料カット回転時には、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でモータＭＧ１によってエンジン２２がモータリングされているときや、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でエンジン２２が惰性で回転しているときが含まれる。

燃料カット回転時フラグＦが値０のとき、即ち、エンジン２２の運転時には、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Ｑｆ，点火時期，回転数Ｎｅなど）を入力すると共に（ステップＳ１２０）、入力したエンジン２２の運転状態に基づいて、エンジン２２を現在の運転状態で定常運転するときの将来の排気温度として想定される将来排気温度Ｔｉ＊と、エンジン２２の現在の排気温度としての現在排気温度Ｔｉｅｓｔの計算に用いるなまし定数ｎと、を設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、設定した将来排気温度Ｔｉ＊となまし定数ｎと前回このルーチンが実行されたときに計算された現在排気温度（前回Ｔｉｅｓｔ）とを用いて次式（１）によって表わされるなまし処理の式により現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。実施例では、エンジン２２の運転時には、将来排気温度Ｔｉ＊は、エンジン２２の運転状態と将来排気温度Ｔｉ＊との関係を予め実験などにより定めてマップとして記憶しておきエンジン２２の運転状態が与えられると記憶したマップから対応する将来排気温度Ｔｉ＊を導出して設定するものとし、なまし定数ｎは、エンジン２２の運転状態となまし定数ｎとの関係を予め実験などにより定めてマップとして記憶しておきエンジン２２の運転状態が与えられると記憶したマップから対応するなまし定数ｎを導出して設定するものとした。将来排気温度Ｔｉ＊は、例えば、燃料噴射量Ｑｆや吸入空気量Ｑａが大きいほど高くなる傾向に設定され、なまし定数ｎは、例えば、燃料噴射量Ｑｆが大きいほど大きくなる傾向で吸入空気量Ｑａが大きいほど小さくなる傾向に設定される。なお、式（１）から明らかなように、現在排気温度Ｔｉｅｓｔは、なまし定数ｎが小さいほど迅速に変化する。なお、エンジン２２の運転時には、こうして計算された現在排気温度Ｔｉｅｓｔが排気系の部品（例えば、空燃比センサ１３５ａ，酸素センサ１３５ｂなど）の耐熱温度を超えない範囲でエンジン２２が運転される。

Tiest=前回Tiest+(Ti*-前回Tiest)/n (1)

一方、燃料カット回転時フラグＦが値１のとき、即ち、燃料カット回転時には、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力すると共に（ステップＳ１５０）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅに基づいて、将来排気温度Ｔｉ＊となまし定数ｎとを設定し（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、設定した将来排気温度Ｔｉ＊となまし定数ｎとを用いて式（１）により現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。実施例では、燃料カット回転時には、将来排気温度Ｔｉ＊は、エンジン２２の回転数Ｎｅと将来排気温度Ｔｉ＊との関係を予め実験などにより定めて燃料カット回転時将来排気温度設定用マップとして記憶しておきエンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると記憶したマップから対応する将来排気温度Ｔｉ＊を導出して設定するものとし、なまし定数ｎは、エンジン２２の回転数Ｎｅとなまし定数ｎとの関係を予め実験などにより定めて燃料カット回転時なまし定数設定用マップとして記憶しておきエンジン２２の回転数Ｎｅが与えられると記憶したマップから対応するなまし定数ｎを導出して設定するものとした。燃料カット回転時将来排気温度設定用マップの一例を図４に示し、燃料カット回転時なまし定数設定用マップの一例を図５を示す。燃料カット回転時の将来排気温度Ｔｉ＊は、エンジン２２の運転時（例えば、７００〜９００℃程度など）に比して十分に低い範囲内（例えば、１００℃〜２００℃程度など）で、図４に例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど高くなる傾向に設定される。これは、燃料カット回転時にはエンジン２２で爆発燃焼が行なわれるときに比して排気温度が十分に低くなるという理由と、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほどエンジン２２での摩擦熱が大きくなるという理由と、に基づく。また、燃料カット回転時のなまし定数ｎは、図５に例示するように、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど小さくなる傾向に設定される。これは、燃料カット回転時には、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほどエンジン２２内を多くの空気が流れてエンジン２２の排気温度が低下しやすいという理由に基づく。このように、エンジン２２の運転時か燃料カット回転時かに応じて将来排気温度Ｔｉ＊やなまし定数ｎを設定して現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算するから、エンジン２２の運転時か燃料カット回転時かに拘わらず一律に将来排気温度Ｔｉ＊やなまし定数ｎを設定するものに比して現在排気温度Ｔｉｅｓｔをより適正に計算することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載される排気温度推定装置によれば、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でエンジン２２が回転している燃料カット回転時には、エンジン２２の運転時に比して低い範囲内で将来排気温度Ｔｉ＊を設定し、設定した将来排気温度Ｔｉ＊になまし処理を施して現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算するから、エンジン２２の運転時か燃料カット回転時かに拘わらず一律に将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものに比して将来排気温度Ｔｉ＊をより適正に設定することができ、現在排気温度Ｔｉｅｓｔをより適正に計算することができる。しかも、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど高くなる傾向に設定した将来排気温度Ｔｉ＊に対して、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど現在排気温度Ｔｉｅｓｔが迅速に変化する傾向のなまし処理を施して現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算するから、現在排気温度Ｔｉｅｓｔをより精度よく計算することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載される排気温度推定装置では、燃料カット回転時には、エンジン２２の回転数Ｎｅに応じて将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしたが、これに代えて又は加えて、エンジン２２の排気系から見て上流側の温度（例えば、吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔｉｎなど、以下、上流側温度という）Ｔｕｐや、燃料カット回転時の継続時間（以下、燃料カット回転時間という）ｔｆｃ，燃料カット回転時が継続しているときの吸入空気量Ｑａの積算値（以下、積算吸入空気量という）Ｑａｓｕｍなどを考慮して将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしてもよい。これらを考慮して将来排気温度Ｔｉ＊を設定する場合でも、実施例と同様に、予め行なった実験などに基づいて将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしてもよく、例えば、上流側温度Ｔｕｐが高いほど高くなる傾向に将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしてもよいし、燃料カット回転時間ｔｆｃが長いほど低くなる傾向に将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしてもよいし、積算吸入空気量Ｑａｓｕｍが大きいほど低くなる傾向に将来排気温度Ｔｉ＊を設定するものとしてもよい。上流側温度Ｔｕｐと燃料カット回転時間ｔｆｃと将来排気温度Ｔｉ＊との関係の一例を図６に示す。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載される排気温度推定装置では、燃料カット回転時には、エンジン２２の回転数Ｎｅに応じてなまし定数ｎを設定するものとしたが、これに代えて又は加えて、上流側温度Ｔｕｐや燃料カット回転時間ｔｆｃ，積算吸入空気量Ｑａｓｕｍ，前回に推定した現在排気温度Ｔｉｅｓｔなどを考慮してなまし定数ｎを設定するものとしてもよい。これらを考慮してなまし定数ｎを設定する場合でも、実施例と同様に、予め行なった実験などに基づいてなまし定数ｎを設定するものとしてもよく、例えば、上流側温度Ｔｕｐが高いほど小さくなる傾向になまし定数ｎを設定するものとしてもよいし、燃料カット回転時間ｔｆｃが長いほど小さくなる傾向になまし定数ｎを設定するものとしてもよいし、積算吸入空気量Ｑａｓｕｍが大きいほど小さくなる傾向になまし定数ｎを設定するものとしてもよい。上流側温度Ｔｕｐと燃料カット回転時間ｔｆｃとなまし定数ｎとの関係の一例を図７に示す。また、燃料カット回転時には、エンジン２２の回転数Ｎｅなどに拘わらずに一律の値をなまし定数ｎとして用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載される排気温度推定装置では、エンジン２２と、モータＭＧ１と、エンジン２２のクランクシャフト２６とモータＭＧ１の回転軸と駆動軸３６とに接続されたプラネタリギヤ３０と、駆動軸３６に動力を入出力するよう取り付けたモータＭＧ２と、を備える自動車に搭載されてエンジン２２の排気温度を推定するものとしたが、走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車に搭載されて内燃機関の排気温度を推定するものであればよいから、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図８における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に動力を入出力するようモータＭＧ２を取り付けるハイブリッド自動車１２０においてエンジン２２の排気温度を推定するものとしてもよいし、図９に例示するハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するハイブリッド自動車２２０においてエンジン２２の排気温度を推定するものとしてもよいし、エンジンからの動力だけを用いて走行する自動車においてエンジンの排気温度を推定するものとしてもよい。

実施例では、自動車に搭載される排気温度推定装置として説明したが、内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定方法の形態としてもよい。

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、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でエンジン２２が回転している燃料カット回転時には、エンジン２２の運転時に比して低い範囲内で将来排気温度Ｔｉ＊を設定し、設定した将来排気温度Ｔｉ＊になまし処理を施して現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算する図３の排気温度推定処理ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「現在排気温度推定手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「電動機」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「現在排気温度推定手段」としては、エンジン２２への燃料噴射が停止された状態でエンジン２２が回転している燃料カット回転時には、エンジン２２の運転時に比して低い範囲内で将来排気温度Ｔｉ＊を設定し、設定した将来排気温度Ｔｉ＊になまし処理を施して現在排気温度Ｔｉｅｓｔを計算するものに限定されるものではなく、内燃機関への燃料噴射が停止された状態で内燃機関が回転している燃料カット回転時には、内燃機関の運転時に比して低い範囲内で内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、設定した将来排気温度になまし処理を施して内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関の出力軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。

なお、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は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

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。

本発明は、排気温度推定装置の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車に搭載されて前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定装置であって、
   前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する現在排気温度推定手段、
   を備え、
   前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の回転数が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定する手段である、
   排気温度推定装置。
2. 走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車に搭載されて前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定装置であって、
   前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定する現在排気温度推定手段、
   を備え、
   前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の排気系から見て上流側の温度が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定する手段である、
   排気温度推定装置。
3. 請求項１または２記載の排気温度推定装置であって、
   前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の回転数が高いほど高くなる傾向に前記将来排気温度を設定する手段である、
   排気温度推定装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の排気温度推定装置であって、
   前記現在排気温度推定手段は、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の排気系から見て上流側の温度が高いほど高くなる傾向に前記将来排気温度を設定する手段である、
   排気温度推定装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の排気温度推定装置であって、
   前記燃料カット回転時は、前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で、前記内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電動機によって前記内燃機関がモータリングされるときを含む、
   排気温度推定装置。
6. 走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車における前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定方法であって、
   前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定するステップを含み、
   前記ステップは、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の回転数が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定するステップである、
   ことを特徴とする排気温度推定方法。
7. 走行用の動力を出力可能な内燃機関を備える自動車における前記内燃機関の排気温度を推定する排気温度推定方法であって、
   前記内燃機関への燃料噴射が停止された状態で前記内燃機関が回転している燃料カット回転時には、前記内燃機関の運転時に比して低い範囲内で前記内燃機関の将来の排気温度である将来排気温度を設定し、該設定した将来排気温度になまし処理を施して前記内燃機関の現在の排気温度である現在排気温度を推定するステップを含み、
   前記ステップは、前記燃料カット回転時には、前記内燃機関の排気系から見て上流側の温度が高いほど前記現在排気温度が迅速に変化する傾向のなまし処理を前記設定した将来排気温度に施して前記現在排気温度を推定するステップである、
   ことを特徴とする排気温度推定方法。
   
   
   

Images