WO2021260999A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2021260999A1
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catalyst
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internal combustion
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広人 石川
邦彦 鈴木
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日立Astemo株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device.
  • the exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a catalyst for purifying the exhaust gas.
  • the temperature of the catalyst may be low, and the catalyst has no effect when the temperature is low. Therefore, immediately after the start of the internal combustion engine, unpurified exhaust gas may be released into the atmosphere. In addition, the temperature of the catalyst cannot be maintained while the internal combustion engine is stopped. Therefore, even in a hybrid vehicle, there is a problem that the internal combustion engine cannot be stopped in order to maintain the temperature of the catalyst.
  • Patent Document 1 discloses an EHC control system.
  • the EHC control system disclosed in Patent Document 1 controls the temperature of EHC using the resistance values obtained from the voltage and current at the time of energization on the premise that the resistance value of EHC has temperature dependence. ..
  • EHCs have a small change in resistance value with respect to changes in temperature depending on the material. Therefore, if voltage / current measurement errors or variations in characteristics occur, it becomes difficult to specify the EHC temperature from the resistance value.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to estimate the temperature of EHC with high accuracy.
  • the electronic control device of the present invention is installed in an internal combustion engine, an electric motor capable of motorizing the internal combustion engine, and an exhaust passage of the internal combustion engine, and is energized. It has a function of heating and controls an engine system equipped with a catalyst for purifying exhaust gas and a downstream temperature sensor installed downstream of the catalyst.
  • the electronic control device includes a control unit that motorizes the internal combustion engine by an electric motor, and an estimation unit that performs a first estimation process for estimating the temperature of the catalyst based on the detection information of the downstream temperature sensor when the internal combustion engine is motorized. And have.
  • the temperature of EHC can be estimated with high accuracy. Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram (No. 3) illustrating an operation related to EHC temperature control by an electronic control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire system controlled by the electronic control device.
  • the systems controlled by the electronic control device are the internal combustion engine 1, the electric generator 2, the transmission 3, the ECU (Electronic Control Unit) 4, the EHC 5, the battery 6, the EHC current cutoff device 7, the electric generator control circuit 8, and the voltage.
  • a current sensor 9, a catalyst downstream temperature sensor 10, a rotation sensor 11, and an intake air temperature sensor 12 are provided.
  • the internal combustion engine 1 is provided with a rotation sensor 11.
  • the rotation sensor 11 detects the rotation and phase of the crankshaft provided in the internal combustion engine 1.
  • the intake flow path 13 and the exhaust flow path 14 communicate with the internal combustion engine 1.
  • An intake pressure sensor 15 and an intake temperature sensor 12 are installed in the intake flow path 13.
  • the intake pressure sensor 15 detects the amount of air flowing into the intake flow path 13 (inflow amount).
  • the intake air temperature sensor 12 detects the temperature of the air flowing into the intake air flow path 13.
  • An EHC 5 and a catalyst downstream temperature sensor 10 are installed in the exhaust flow path 14. Electrodes are installed in the EHC5. The EHC5 generates heat by passing an electric current between the electrodes and purifies harmful substances in the exhaust gas. The catalyst downstream temperature sensor 10 is arranged downstream of the EHC 5. The catalyst downstream temperature sensor 10 detects the temperature of the air that has passed through the EHC 5.
  • the motor generator 2 is provided between the internal combustion engine 1 and the transmission 3.
  • the motor generator 2 is controlled by the motor generator control circuit 8.
  • the motor generator 2 drives the internal combustion engine 1. Further, the motor generator 2 performs a power generation operation after the start of the internal combustion engine 1.
  • the electric power (generated electric power) generated by the motor generator 2 is charged in the high-pressure battery 6.
  • the motor generator 2 generates a driving force by being supplied with electric power from the battery 6.
  • the transmission 3 shifts the driving force of the internal combustion engine 1, the driving force of the motor generator 2, or the driving force of the internal combustion engine 1 and the motor generator 2 to an appropriate torque and rotation speed.
  • the ECU 4 shows a specific example of the electronic control device of the present invention.
  • the ECU 4 is an arithmetic circuit that executes various data processing.
  • the ECU 4 controls the EHC current cutoff device 7 based on the detection information of the rotation sensor 11, the voltage / current sensor 9, the catalyst downstream temperature sensor 10, and the intake air temperature sensor 12.
  • the EHC current cutoff device 7 switches ON / OFF of energization for the EHC 5.
  • the voltage / current sensor 9 detects the voltage and current of the electric power supplied to the EHC 5.
  • the ECU 4 outputs a motoring request to the motor generator control circuit 8.
  • the motor generator control circuit 8 controls the motor generator 2 and rotationally drives the internal combustion engine by the driving force of the motor generator 2.
  • various sensors (not shown) and various actuators (not shown) are connected to the ECU 4.
  • the ECU 4 controls the drive of various actuators (not shown) based on the detection information of various sensors (not shown), and controls the output of the internal combustion engine 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a functional block of the ECU 4.
  • the ECU 4 includes an estimation unit 41 and a control unit 42.
  • the estimation unit 41 acquires the detection information of various sensors (for example, voltage / current sensor 9, catalyst downstream temperature sensor 10, intake air temperature sensor 12, etc.) provided in the engine system, and obtains the temperature of the EHC 5 (hereinafter referred to as “). EHC temperature ”) is estimated.
  • the control unit 42 controls the energization of the EHC 5 based on the EHC temperature estimated by the estimation unit 41. Further, the control unit 42 issues a command for motorizing the internal combustion engine 1. A motoring request is output to the motor generator control circuit 8. Therefore, the control unit 42 outputs a control signal to the EHC current cutoff device 7 and the motor generator control circuit 8.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration example of the ECU 4.
  • the ECU 4 includes an A / D conversion unit 52, a CPU (Central Processing Unit) 53 which is a central processing unit, a ROM (Read Only Memory) 54, a RAM (Random Access Memory) 55, a timer circuit 56, and a driver circuit 57. ..
  • the CPU 53 realizes the above-mentioned function by expanding the program stored in the ROM 54 (an example of the storage unit) into the RAM 55 and executing the program.
  • the ECU 4 is composed of, for example, a microcomputer.
  • the A / D conversion unit 52 converts it into a digital signal and outputs it to the CPU 53.
  • the CPU 53 takes in a digital signal output from the A / D conversion unit 52 and executes a control logic (program) stored in a storage medium such as a ROM 54 to execute a wide variety of calculations, diagnoses, and controls. ..
  • the calculation result of the CPU 53 and the conversion result of the A / D conversion unit 52 are temporarily stored in the RAM 55.
  • ROM 54 a non-volatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) whose contents can be rewritten is used.
  • the ROM 54 stores the last estimated temperature of the EHC 5 before the internal combustion engine 1 is stopped.
  • the calculation result of the CPU 53 is output as a control signal 58 from the driver circuit 57.
  • the calculation result of the CPU 53 is used for controlling the control target of the EHC current cutoff device 7, the motor generator control circuit 8, and the like.
  • the CPU 53 uses a timer circuit 56 to measure the elapsed time (ECU pause time) from when the ECU 4 is paused until the power is turned on.
  • the input signal is a digital signal 51, it is sent directly to the CPU 53.
  • the CPU 53 executes necessary operations, diagnosis, control, and the like.
  • the signals of the rotation sensor 11, the intake cam angle sensor (not shown), and the exhaust cam angle sensor are sent to the CPU 53 as High / Low signals.
  • FIG. 4 is a graph showing the correlation characteristic (temperature-resistance characteristic) between the catalyst temperature T and the catalyst resistance R.
  • the energization control of the EHC 5 is performed using the catalyst temperature T calculated based on the catalyst resistance value R in a region where the inclination is small, the temperature rise of the EHC 5 may be insufficient or excessive.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the power-on processing of the ECU 4.
  • the ECU 4 reads the pause time of the ECU 4 (S301).
  • the ECU 4 uses a timer circuit 56 to measure the elapsed time from when the ECU 4 is stopped until the power is turned on (hereinafter, referred to as “ECU pause time”), and acquires the timed result. ..
  • the ECU 4 reads the estimated temperature of the EHC 5 last estimated during the operation of the previous ECU 4 (hereinafter referred to as "previous final estimated value") (S302). Last time the final estimate was stored, for example in non-volatile storage.
  • non-volatile storage for example, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), flexible disk, optical disk, optical magnetic disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, non-volatile memory and the like are used. ..
  • the ECU 4 estimates the EHC temperature Te from the ECU pause time and the previous final estimated value (S303).
  • the estimation of the EHC temperature Te in S303 corresponds to the second estimation process according to the present invention. Further, the EHC temperature Te estimated in S303 corresponds to the initial estimated temperature according to the present invention.
  • the estimation of the EHC temperature Te in S303 is calculated from the relationship between the previous final estimated value, the ECU pause time, and the EHC temperature.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the estimation of the EHC temperature by the previous final estimated value and the ECU pause time. As shown in FIG. 6, the higher the previous final estimated value, the higher the estimated EHC temperature Te. Further, the shorter the ECU pause time, the higher the estimated EHC temperature Te.
  • the ECU 4 determines whether or not energization for temperature measurement is possible based on the EHC temperature Te estimated in S303 (S304). In this process, the ECU 4 determines that the temperature measurement energization is possible (YES) when the estimated EHC temperature Te is within a predetermined temperature range. Further, when the estimated EHC temperature is out of a predetermined temperature range, the ECU 4 determines that energization for temperature measurement is not possible (NO).
  • the predetermined temperature range is determined according to the region having a large inclination described with reference to FIG. That is, in the process of S304, when the error of the catalyst temperature T calculated based on the catalyst resistance value R becomes small, it is determined to energize the EHC 5 and calculate the catalyst temperature T based on the catalyst resistance value R. .. On the other hand, when the error of the catalyst temperature T calculated based on the catalyst resistance value R becomes large, it is determined not to calculate the catalyst temperature T based on the catalyst resistance value R (perform another estimation).
  • the ECU 4 When it is determined in S304 that the energization for temperature measurement is possible (when the determination in S304 is YES), the ECU 4 starts energizing the EHC 5 (S305). When this process is completed, the ECU 4 ends the power-on process. On the other hand, when it is determined in S304 that energization for temperature measurement is not possible (when the determination in S304 is NO), the ECU 4 requests the motor generator control circuit 8 for temperature measurement motoring (S306). After the processing of S306, the ECU 4 ends the power-on processing.
  • the EHC temperature Te is estimated to be outside the predetermined temperature range.
  • S304 is determined to be NO, energization for temperature measurement is prohibited, and temperature estimation by motoring is performed. As a result, it is possible to prevent the EHC5 from being overheated and to suppress the melting damage of the EHC5.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing periodically performed by the ECU 4.
  • the periodic processing of the ECU 4 is performed, for example, every 0.1 seconds.
  • the ECU 4 acquires the detection information of various sensors (S501).
  • the detection information of the various sensors includes the rotation speed Ne detected by the rotation sensor 11, the intake pipe pressure Pm detected by the intake pressure sensor 15, and the intake air temperature Ta detected by the intake air temperature sensor 12. Further, the detection information of the various sensors includes the EHC downstream temperature Td detected by the catalyst downstream temperature sensor 10, the voltage Vb detected by the voltage / current sensor 9, and the current Ie.
  • the ECU 4 performs the EHC temperature estimation process (S502).
  • the ECU 4 estimates the temperature of the EHC 5 based on the resistance value of the EHC 5, or estimates the temperature of the EHC 5 based on the EHC downstream temperature Td.
  • the EHC temperature estimation process will be described in detail later with reference to FIG.
  • the ECU 4 performs the EHC energization control process (S503).
  • the ECU 4 controls the energization of the EHC 5 (turns on / off the energization) based on the estimated temperature of the EHC 5 (estimated temperature of the EHC) estimated in the processing of the S502 and the target temperature of the EHC 5.
  • the EHC energization control process will be described in detail later with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of EHC temperature estimation processing by the ECU 4.
  • the ECU 4 calculates the resistance value (EHC resistance value Re) of the EHC 5 from the voltage Vb and the current Ie (S601). Next, the ECU 4 determines whether or not the temperature of the EHC 5 can be estimated from the calculated EHC resistance value Re (S602).
  • the temperature of the ECU 4 is from the EHC resistance value Re to the EHC5. Is presumable (YES).
  • the ECU 4 determines that the temperature of the EHC 5 cannot be estimated (NO) from the EHC resistance value Re.
  • the ECU 4 estimates the EHC temperature Te from the EHC resistance value Re (S603).
  • the estimation of the EHC temperature Te in S603 corresponds to the third estimation process according to the present invention.
  • the estimation of the EHC temperature Te is performed by storing a table of temperature-resistance characteristics in the ROM 54 in advance and searching for the table. After the processing of S603, the ECU 4 performs the processing of S611 described later.
  • the ECU 4 determines whether or not motoring is in progress (S604). When it is determined in S604 that the motor is not in progress (when the determination in S604 is NO), the ECU 4 performs the process of S608 described later.
  • the ECU 4 determines whether or not the rotation speed Ne is equal to or higher than a predetermined value and the fluctuation of the rotation speed Ne is small (S605). .. When it is determined in S605 that the rotation speed Ne is equal to or higher than a predetermined value and the fluctuation of the rotation speed Ne is not small (when the determination in S605 is NO), the ECU 4 performs the process of S608 described later.
  • the ECU 4 estimates the EHC temperature Te from the EHC downstream temperature Td (S606). ..
  • the estimation of the EHC temperature Te in S606 corresponds to the first estimation process according to the present invention.
  • the estimation of the EHC temperature Te is calculated from the relationship between the EHC downstream temperature Td, the intake air temperature Ta, and the EHC temperature Te stored in the ROM 54 in advance.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the EHC downstream temperature Td, the intake air temperature Ta, and the EHC temperature Te. As shown in FIG. 7, the lower the intake air temperature Ta, the higher the estimated EHC temperature Te. Further, the higher the EHC downstream temperature Td, the higher the estimated EHC temperature Te. After the process of S606, the ECU 4 cancels the temperature measurement motoring request (S607).
  • the ECU 4 estimates the EHC temperature Te from the temperature change of the EHC 5 (S608).
  • the estimation of the EHC temperature Te in S608 corresponds to the fourth estimation process according to the present invention.
  • To estimate the EHC temperature Te first, the temperature change of EHC5 is estimated. Specifically, the temperature change of EHC is heat exchange with exhaust gas, heat dissipation to the outside air, reaction heat of the catalyst, and heating by energization. Next, the EHC temperature Te is estimated by adding these EHC temperature changes to the already estimated EHC temperature Te (previously estimated EHC temperature Te).
  • the temperature change of the EHC 5 while the internal combustion engine 1 is stopped is only heat dissipation to the outside air and heating by energization.
  • the EHC temperature Te may be corrected by estimating the EHC downstream temperature Td and comparing it with the measured value.
  • the estimation of the EHC downstream temperature Td is calculated based on the temperature of the exhaust gas before entering the EHC 5 and the previously estimated EHC temperature Te.
  • the ECU 4 determines whether or not the stop duration of the internal combustion engine 1 has reached a predetermined value (S609).
  • the ECU 4 performs the process of S611 described later.
  • the ECU 4 When it is determined in S609 that the stop duration of the internal combustion engine 1 has reached a predetermined value (when the determination in S609 is YES), the ECU 4 requests the motoring for temperature measurement from the motor generator control circuit 8 (when it is determined that S609 is YES). S610). While the internal combustion engine 1 is stopped, the detection information of the catalyst downstream temperature sensor 10 cannot be reflected in the estimated temperature of the EHC 5, and an error is accumulated. Therefore, temperature measurement motoring is performed to prevent the accumulation of errors.
  • the ECU 4 After processing S603, S607, and S610, or when S609 is determined to be NO, the ECU 4 stores the estimated EHC temperature Te in the non-volatile storage (S611).
  • the EHC temperature Te stored in the non-volatile memory is used as the last estimated value in the process when the power of the ECU 4 is turned on. After the processing of S611, the ECU 4 ends the EHC temperature estimation processing.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of EHC energization control processing by the ECU 4.
  • the ECU 4 sets the target temperature of the EHC 5 (S801).
  • the target temperature of EHC5 may be set to a temperature at which the catalytic function is activated.
  • the target temperature is desirable to set the target temperature higher than the temperature at which the catalytic function is activated.
  • the ECU 4 determines whether or not the temperature measurement motoring is being requested (S802). When it is determined in S802 that the temperature measuring motoring is being requested (when the determination in S802 is YES), the ECU 4 performs the process of S805 described later.
  • the ECU 4 determines that the EHC temperature Te estimated in the EHC temperature estimation process (see FIG. 8) is higher than the target temperature. It is determined whether it is low or not (S803). When it is determined in S803 that the estimated EHC temperature Te is equal to or higher than the target temperature (when the determination in S803 is NO), the ECU 4 performs the process of S805 described later.
  • the ECU 4 controls the EHC current cutoff device 7 and energizes the EHC 5 (S804). After the processing of S804, the ECU 4 ends the EHC energization control processing.
  • the ECU 4 controls the EHC current cutoff device 7 and stops energization of the EHC 5 (S805). After the processing of S805, the ECU 4 ends the EHC energization control processing. As described above, during the temperature measurement motoring request (S802 determines YES), the estimated EHC temperature Te may include an error, so the energization of the EHC 5 is stopped to prevent melting damage.
  • the target temperature of the EHC5 may be configured to have hysteresis so that energization and energization stop are not repeated in a short period of time. Further, the voltage applied to the EHC may be changed according to the difference between the estimated EHC temperature and the target temperature. Further, as the EHC energization control, the duty control may be adopted and the duty value may be changed.
  • FIG. 11 is a diagram (No. 1) for explaining the operation related to the temperature control of the EHC 5.
  • the temperature of the EHC 5 is estimated from the ECU pause time and the previous final estimated value. Then, it is determined whether or not the temperature of the EHC 5 can be estimated by energization based on the estimated temperature of the EHC 5. When it is determined that the temperature estimation of the EHC 5 by energization is impossible, the temperature measurement motoring is started as shown in FIG. 11 (time a).
  • the temperature of the EHC 5 is estimated based on the detection information of the catalyst downstream temperature sensor 10 (time b).
  • time b there is a step in the estimated temperature of EHC5. This is because the estimated temperature of EHC5 at time b is more accurate than the estimated temperature of EHC5 at time a.
  • the estimated temperature of EHC5 does not reach the target EHC temperature at time b, energization of EHC5 is started.
  • the target EHC temperature is set in a predetermined range from the upper limit of the target EHC temperature to the lower limit of the target EHC temperature.
  • the EHC temperature is estimated by integrating the temperature change of EHC5.
  • the energization of EHC5 is terminated (time c). As a result, the estimated temperature of EHC5 gradually decreases.
  • FIG. 12 is a diagram (No. 2) for explaining the operation related to the temperature control of the EHC5.
  • the temperature of the EHC 5 is estimated from the ECU pause time and the previous final estimated value. Then, it is determined whether or not the temperature of the EHC 5 can be estimated by energization based on the estimated temperature of the EHC 5.
  • energization of EHC5 is started (time a2) as shown in FIG.
  • the catalyst resistance R is calculated from the voltage / current obtained from the voltage / current sensor 9, and the temperature of the EHC 5 is estimated from the catalyst resistance R (time b2). If the estimated temperature of the EHC 5 does not reach the target EHC temperature at time b2, the energization of the EHC 5 is maintained. When the estimated temperature of EHC5 reaches the upper limit of the target EHC temperature, the energization of EHC5 is terminated (time c). After the time c, the operation is the same as that described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a diagram (No. 3) for explaining the operation related to the temperature control of the EHC 5.
  • the temperature of the EHC 5 is estimated from the ECU pause time and the previous final estimated value. Then, it is determined whether or not the temperature of the EHC 5 can be estimated by energization based on the estimated temperature of the EHC 5.
  • the temperature measurement motoring is started as shown in FIG. 13 (time a).
  • the temperature of the EHC 5 is estimated based on the detection information of the catalyst downstream temperature sensor 10 (time b). After time b, feedback control is executed based on the estimated temperature of EHC5 and the target EHC temperature (upper limit / lower limit). As a result, energization and de-energization of the EHC 5 are repeated, and the estimated temperature of the EHC 5 falls within a predetermined range.
  • the catalyst downstream temperature sensor 10 cannot detect the temperature of the air that has passed through the EHC 5. Therefore, the detection information of the catalyst downstream temperature sensor 10 cannot be reflected in the temperature estimation of the EHC 5. Therefore, when the internal combustion engine 1 is stopped, the estimated temperature of the EHC 5 is calculated by integrating the heating by energization of the EHC 5 and the heat radiation to the outside air.
  • the estimated temperature of EHC5 is calculated by integrating the heating by energization of EHC5 and the heat radiation to the outside air
  • the estimated temperature of EHC5 (solid line) and the actual temperature of EHC5 (broken line) are as shown by the solid line and the broken line in the figure.
  • errors gradually accumulate. Therefore, when the internal combustion engine 1 is stopped (time i) and a predetermined time has elapsed (time j), the temperature measuring motoring is started. Then, the temperature of the EHC 5 is estimated based on the detection information of the catalyst downstream temperature sensor 10 (time k). This makes the estimated temperature of EHC5 match or approach the actual temperature.
  • the electronic control device (ECU 4) of the above-described embodiment includes an internal combustion engine (internal engine 1), an electric motor capable of motorizing the internal combustion engine (electric generator 2), and an internal combustion engine.
  • the electronic control device has a control unit (control unit 42) for motorizing the internal combustion engine by an electric motor, and a first estimation process for estimating the temperature of the catalyst based on the detection information of the downstream temperature sensor when the internal combustion engine is motorized.
  • estimation unit 41 estimation unit 41 for carrying out the above.
  • the air that has passed through the catalyst can be supplied to the downstream temperature sensor, so that the temperature of the catalyst can be estimated with high accuracy from the detection information of the downstream temperature sensor.
  • the rotation of the internal combustion engine is a motoring that does not supply fuel, there is no risk of releasing unburned gas to the atmosphere even when the temperature of the catalyst is low and the purification capacity is low.
  • the estimation unit (estimation unit 41) in the electronic control device (ECU 4) of the above-described embodiment is used for the previous power supply before starting the internal combustion engine (internal combustion engine 1) and before performing the first estimation process.
  • a second estimation process is performed in which the temperature of the catalyst is estimated from the estimated temperature of the catalyst (EHC5) at the time of shutoff and the elapsed time from the previous power cutoff. This makes it possible to estimate the temperature of the catalyst before starting the internal combustion engine and before performing the first estimation process (at the time of turning on the power).
  • the temperature of the catalyst can be estimated without energizing the catalyst.
  • the estimation unit (estimation unit 41) in the electronic control device (ECU 4) of the above-described embodiment makes a first estimation when the initial estimation temperature estimated by the second estimation process is outside the predetermined temperature range.
  • the temperature of the catalyst (EHC5) is estimated by the treatment.
  • the estimated temperature of the catalyst (EHC5) at the time of the previous power cutoff or the elapsed time from the previous power supply cutoff is undefined.
  • the initial estimated temperature is estimated so as to be outside the predetermined temperature range.
  • the estimation unit (estimation unit 41) in the electronic control device (ECU 4) of the above-described embodiment is a catalyst (EHC5) when the initial estimated temperature estimated by the second estimation process is within a predetermined temperature range.
  • a third estimation process for estimating the temperature of the catalyst based on the resistance value of the above is carried out.
  • the temperature of the catalyst can be estimated from the resistance value of the catalyst when the error of the temperature of the catalyst to be calculated becomes small even if the measurement error or the variation of the resistance value of the catalyst occurs.
  • the estimation unit (estimation unit 41) in the electronic control device (ECU 4) of the above-described embodiment performs the first estimation process or the third estimation process, and then determines the estimated value of the temperature change of the catalyst (EHC5).
  • a fourth estimation process for estimating the temperature of the catalyst by integrating is carried out. Thereby, the temperature of the catalyst can be estimated even after the first estimation process or the third estimation process is performed. As a result, the feedback control can be performed based on the catalyst temperature estimated by the fourth estimation process, and the catalyst temperature can be kept within a predetermined range.
  • the internal combustion engine (internal combustion engine 1) is continuously stopped for a predetermined time after performing the fourth estimation process.
  • the internal combustion engine is motorized, and the estimation unit (estimation unit 41) performs the first estimation process when the internal combustion engine is motorized.
  • the estimated temperature of the catalyst (EHC5) can be matched with or close to the actual temperature of the catalyst.
  • the motor generator 2 is provided between the internal combustion engine 1 and the transmission 3.
  • the engine system controlled by the electronic control device according to the present invention may be provided with an electric motor (motor) capable of motorizing an internal combustion engine.

Abstract

触媒（ＥＨＣ）の温度を高精度に推定する。 本発明の電子制御装置は、内燃機関と、内燃機関をモータリング可能な電動機と、内燃機関の排気通路に設置され、通電することにより加熱する機能を有し、排気ガスを浄化する触媒と、触媒の下流に設置された下流温度センサと、を備えたエンジンシステムを制御する。電子制御装置は、内燃機関を電動機によりモータリングさせる制御部と、内燃機関をモータリングした際の下流温度センサの検出情報に基づいて触媒の温度を推定する第１の推定処理を実施する推定部とを有する。

Description

電子制御装置
　本発明は、電子制御装置に関する。
　内燃機関の排気管には、排気ガスを浄化するための触媒が設けられている。内燃機関の始動直後は、触媒の温度が低いことがあり、触媒は、温度が低いと効果を発揮しない。したがって、内燃機関の始動直後は、浄化されない排気ガスが大気に放出されることがある。また、内燃機関の停止中は、触媒の温度を維持できない。そのため、ハイブリッド車であっても、触媒の温度を維持するために内燃機関を停止できないという問題があった。
　そこで、内燃機関の停止中であっても触媒の温度を維持するために、電流を流して加熱することのできる電気加熱式触媒（Electrically Heated Catalyst、以下、「ＥＨＣ」と称する）の搭載が検討されている。特許文献１には、ＥＨＣの制御システムが開示されている。特許文献１に開示されたＥＨＣの制御システムは、ＥＨＣの抵抗値に温度依存性があることを前提として、通電時の電圧・電流から求めた抵抗値を用いてＥＨＣの温度を制御している。
特開２０１０－２２９９７８号公報
　しかし、ＥＨＣは、材質によって温度の変化に対する抵抗値の変化が小さいものもある。そのため、電圧・電流の測定誤差や特性のばらつきが生じると、抵抗値からＥＨＣの温度を特定することが困難になる。
　本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、ＥＨＣの温度を高精度に推定することを目的とする。
　上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の電子制御装置は、内燃機関と、内燃機関をモータリング可能な電動機と、内燃機関の排気通路に設置され、通電することにより加熱する機能を有し、排気ガスを浄化する触媒と、触媒の下流に設置された下流温度センサと、を備えたエンジンシステムを制御する。電子制御装置は、内燃機関を電動機によりモータリングさせる制御部と、内燃機関をモータリングした際の下流温度センサの検出情報に基づいて触媒の温度を推定する第１の推定処理を実施する推定部とを有する。
　上記構成の電子制御装置によれば、ＥＨＣの温度を高精度に推定できる。
　なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態に係る電子制御装置が制御対象とするシステム全体の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置の機能ブロックの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 触媒温度Ｔと触媒抵抗Ｒとの相関特性（温度－抵抗特性）を示すグラフである。 電子制御装置の電源投入時処理の例を示すフローチャートである。 前回最終推定値とＥＣＵ休止時間によるＥＨＣ温度の推定を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置が周期的に行う処理の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置によるＥＨＣ温度推定処理の例を示すフローチャートである。 吸気温度、ＥＨＣ下流温度、及びＥＨＣ温度の関係を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置によるＥＨＣ通電制御処理の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置によるＥＨＣ温度制御に係る動作を説明する図（その１）である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置によるＥＨＣ温度制御に係る動作を説明する図（その２）である。 本発明の一実施形態に係る電子制御装置によるＥＨＣ温度制御に係る動作を説明する図（その３）である。
１.実施形態
　以下、本発明の一実施形態に係る電子制御装置について、図１～図１２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
［電子制御装置が制御対象とするシステム構成］
　まず、本発明の一実施形態に係る電子制御装置が制御対象とするエンジンシステム全体の構成例について説明する。
　図１は、電子制御装置が制御対象とするシステム全体の概略構成図である。
　電子制御装置が制御対象とするシステムは、内燃機関１、電動発電機２、トランスミッション３、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４、ＥＨＣ５、バッテリ６、ＥＨＣ電流遮断装置７、電動発電機制御回路８、電圧・電流センサ９、触媒下流温度センサ１０、回転センサ１１、吸気温度センサ１２を備えている。
　内燃機関１には、回転センサ１１が設けられている。回転センサ１１は、内燃機関１に設けられたクランクシャフトの回転と位相を検出する。また、内燃機関１には、吸気流路１３および排気流路１４が連通している。吸気流路１３には、吸気圧センサ１５、吸気温度センサ１２が設置されている。吸気圧センサ１５は、吸気流路１３に流入する空気の量（流入量）を検出する。吸気温度センサ１２は、吸気流路１３に流入する空気の温度を検出する。
　排気流路１４には、ＥＨＣ５、触媒下流温度センサ１０が設置されている。ＥＨＣ５には、電極が設置されている。ＥＨＣ５は、電極間に電流を流すことで発熱し、排気ガス中の有害物質を浄化する。触媒下流温度センサ１０は、ＥＨＣ５の下流に配置されている。
触媒下流温度センサ１０は、ＥＨＣ５を通過した空気の温度を検出する。
　電動発電機２は、内燃機関１とトランスミッション３との間に設けられている。電動発電機２は、電動発電機制御回路８により制御される。電動発電機２は、内燃機関１を駆動する。また、電動発電機２は、内燃機関１の始動後に発電運転を行う。電動発電機２により発電された電力（発電電力）は、高圧用のバッテリ６に充電される。電動発電機２は、バッテリ６から電力が供給されることにより、駆動力を発生させる。トランスミッション３は、内燃機関１の駆動力、電動発電機２の駆動力、又は内燃機関１と電動発電機２の駆動力を適切なトルクと回転速度に変速する。
　ＥＣＵ４は、本発明の電子制御装置の一具体例を示す。ＥＣＵ４は、各種のデータ処理を実行する演算回路である。ＥＣＵ４は、回転センサ１１、電圧・電流センサ９、触媒下流温度センサ１０、吸気温度センサ１２の検出情報に基づいて、ＥＨＣ電流遮断装置７を制御する。ＥＨＣ電流遮断装置７は、ＥＨＣ５に対する通電のＯＮ・ＯＦＦを切り替える。電圧・電流センサ９は、ＥＨＣ５に供給する電力の電圧及び電流を検出する。
　ＥＣＵ４は、電動発電機制御回路８にモータリング要求を出力する。電動発電機制御回路８は、モータリング要求を受けると、電動発電機２を制御し、電動発電機２の駆動力によって内燃機関を回転駆動させる。さらに、ＥＣＵ４には、図示しない各種センサと、図示しない各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４は、図示しない各種センサの検出情報に基づいて、図示しない各種アクチュエータの駆動を制御し、内燃機関１の出力を制御する。
［ＥＣＵの機能ブロックの構成例］
　次に、ＥＣＵ４の機能構成例について説明する。
　図２は、ＥＣＵ４の機能ブロックの構成例を示す図である。
　ＥＣＵ４は、推定部４１及び制御部４２を備える。
　推定部４１は、エンジンシステムに設けられた様々なセンサ（例えば、電圧・電流センサ９、触媒下流温度センサ１０、吸気温度センサ１２等）の検出情報を取得して、ＥＨＣ５の温度（以下、「ＥＨＣ温度」と称する）を推定する。
　制御部４２は、推定部４１により推定されたＥＨＣ温度に基づいて、ＥＨＣ５に対する通電を制御する。また、制御部４２は、内燃機関１をモータリングさせるための指令を出す。電動発電機制御回路８にモータリング要求を出力する。このため、制御部４２は、ＥＨＣ電流遮断装置７及び電動発電機制御回路８に制御信号を出力する。
　［ＥＣＵのハードウェア構成］
　次に、ＥＣＵ４のハードウェア構成例について説明する。
　図３は、ＥＣＵ４のハードウェア構成例を示すブロック図である。
　ＥＣＵ４は、Ａ／Ｄ変換部５２、中央演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）５３、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５、タイマ回路５６及びドライバ回路５７を備えている。ＣＰＵ５３は、ＲＯＭ５４（記憶部の一例）に格納されたプログラムをＲＡＭ５５に展開して実行することで前述した機能を実現する。ＥＣＵ４は、例えばマイクロコンピューターにより構成される。
　Ａ／Ｄ変換部５２は、センサ類から出力された信号がアナログ信号５０の場合に、デジタル信号に変換し、ＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３は、Ａ／Ｄ変換部５２から出力されたデジタル信号を取り込み、ＲＯＭ５４等の記憶媒体に記憶された制御ロジック（プログラム）を実行することによって、多種多様な演算、診断及び制御等を実行する。なお、ＣＰＵ５３の演算結果、及びＡ／Ｄ変換部５２の変換結果は、ＲＡＭ５５に一時的に記憶される。
　本実施形態では、ＲＯＭ５４として、内容の書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発メモリを用いている。
ＲＯＭ５４には、内燃機関１が停止する前に最後に推定されたＥＨＣ５の推定温度が記憶される。
　ＣＰＵ５３の演算結果は、ドライバ回路５７から制御信号５８として出力される。これにより、ＣＰＵ５３の演算結果は、ＥＨＣ電流遮断装置７及び電動発電機制御回路８等の制御対象の制御に用いられる。また、ＣＰＵ５３は、タイマ回路５６を用いて、ＥＣＵ４が休止してから電源が投入されるまでの経過時間（ＥＣＵ休止時間）の計時を行う。
　入力信号がデジタル信号５１の場合は、直接ＣＰＵ５３に送られる。ＣＰＵ５３は、必要な演算、診断及び制御等を実行する。例えば、回転センサ１１、不図示の吸気カム角センサ及び排気カム角センサの信号は、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号として、ＣＰＵ５３へ送られる。
［ＥＨＣの温度と触媒抵抗との相関特性］
　次に、触媒温度Ｔと触媒抵抗Ｒとの相関特性について説明する。
　図４は、触媒温度Ｔと触媒抵抗Ｒとの相関特性（温度－抵抗特性）を示すグラフである。
　図４に示すように、ＥＨＣ５の温度である触媒温度Ｔと、ＥＨＣ５の抵抗値である触媒抵抗値Ｒとは相関がある。触媒温度Ｔと触媒抵抗値Ｒの相関特性を示すグラフの傾きは、温度により異なる。傾きの大きい領域では、触媒抵抗値Ｒの測定誤差やばらつきが生じても、算出する触媒温度Ｔの誤差が小さい。したがって、傾きの大きい領域では、触媒抵抗値Ｒに基づいて算出した触媒温度Ｔを用いてＥＨＣ５の通電制御を行うことが可能である。
　一方、傾きの小さな領域では、触媒抵抗値Ｒの測定誤差やばらつきにより、算出する触媒温度Ｔの誤差が大きくなる。したがって、傾きの小さな領域において、触媒抵抗値Ｒに基づいて算出した触媒温度Ｔを用いてＥＨＣ５の通電制御を行うと、ＥＨＣ５の昇温不足や過昇温となる恐れがある。
［電源投入時処理］
　次に、ＥＣＵ４の電源投入時処理について説明する。
　図５は、ＥＣＵ４の電源投入時処理の例を示すフローチャートである。
　まず、ＥＣＵ４に電源が投入されると、ＥＣＵ４は、ＥＣＵ４の休止時間を読み込む（Ｓ３０１）。この処理において、ＥＣＵ４は、タイマ回路５６を用いて、ＥＣＵ４が休止してから電源が投入されるまでの経過時間（以下、「ＥＣＵ休止時間」と称する）の計時し、その計時結果を取得する。
　次に、ＥＣＵ４は、前回のＥＣＵ４の動作中に最後に推定したＥＨＣ５の推定温度（以下、「前回最終推定値」と称する）を読み込む（Ｓ３０２）。前回最終推定値、例えば、不揮発性ストレージに保存されている。不揮発性ストレージとしては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ又は不揮発性のメモリ等が用いられる。次に、ＥＣＵ４は、ＥＣＵ休止時間と前回最終推定値によりＥＨＣ温度Ｔｅを推定する（Ｓ３０３）。
　Ｓ３０３におけるＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、本発明に係る第２の推定処理に対応する。
また、Ｓ３０３において推定されたＥＨＣ温度Ｔｅは、本発明に係る初期推定温度に対応する。Ｓ３０３におけるＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、前回最終推定値、ＥＣＵ休止時間、ＥＨＣ温度の関係から算出する。図６は、前回最終推定値とＥＣＵ休止時間によるＥＨＣ温度の推定を説明する図である。図６に示すように、前回最終推定値が高いほど、推定するＥＨＣ温度Ｔｅが高くなる。また、ＥＣＵ休止時間が短いほど、推定するＥＨＣ温度Ｔｅが高くなる。
　次に、ＥＣＵ４は、Ｓ３０３において推定したＥＨＣ温度Ｔｅに基づいて、測温用の通電が可能であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。この処理において、ＥＣＵ４は、推定したＥＨＣ温度Ｔｅが予め定められた所定の温度範囲内である場合に、測温用の通電が可能である（ＹＥＳ）と判定する。また、ＥＣＵ４は、推定されたＥＨＣ温度が予め定められた所定の温度範囲外である場合に、測温用の通電が可能でない（ＮＯ）と判定する。
　所定の温度範囲は、図４を用いて説明した傾きの大きい領域に応じて決定する。すなわち、Ｓ３０４の処理では、触媒抵抗値Ｒに基づいて算出する触媒温度Ｔの誤差が小さくなる場合は、ＥＨＣ５に通電して、触媒抵抗値Ｒに基づいて触媒温度Ｔを算出することを決定する。一方、触媒抵抗値Ｒに基づいて算出する触媒温度Ｔの誤差が大きくなる場合は、触媒抵抗値Ｒに基づいた触媒温度Ｔの算出を行わない（別の推定を行う）ことを決定する。
　Ｓ３０４において、測温用の通電が可能であると判定したとき（Ｓ３０４がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ５への通電を開始する（Ｓ３０５）。この処理が終了すると、ＥＣＵ４は、電源投入時処理を終了する。一方、Ｓ３０４において、測温用の通電が可能でないと判定したとき（Ｓ３０４がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、電動発電機制御回路８に対して測温用モータリングを要求する（Ｓ３０６）。Ｓ３０６の処理後、ＥＣＵ４は、電源投入時処理を終了する。
　なお、不揮発性ストレージの異常などによって前回最終推定値あるいはＥＣＵ休止時間が不定の場合は、ＥＨＣ温度Ｔｅを所定の温度範囲外となるように推定する。これにより、Ｓ３０４がＮＯ判定となり、測温用の通電が禁止され、モータリングによる温度推定が行われる。その結果、ＥＨＣ５の過昇温を防止して、ＥＨＣ５の溶損を抑制することができる。
［周期処理］
　次に、ＥＣＵ４の周期処理について説明する。
　図７は、ＥＣＵ４が周期的に行う処理の例を示すフローチャートである。
　ＥＣＵ４の周期処理は、例えば０．１秒毎に行われる。まず、ＥＣＵ４は、各種センサの検出情報を取得する（Ｓ５０１）。各種センサの検出情報としては、回転センサ１１により検出される回転速度Ｎｅ、吸気圧センサ１５により検出される吸気管圧力Ｐｍ、吸気温度センサ１２により検出される吸気温度Ｔａがある。さらに、各種センサの検出情報としては、触媒下流温度センサ１０により検出されるＥＨＣ下流温度Ｔｄ、電圧・電流センサ９により検出される電圧Ｖｂ及び電流Ｉｅがある。
　次に、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ温度推定処理を行う（Ｓ５０２）。Ｓ５０２の処理において、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ５の抵抗値に基づいてＥＨＣ５の温度を推定したり、ＥＨＣ下流温度Ｔｄに基づいてＥＨＣ５の温度を推定したりする。ＥＨＣ温度推定処理については、後で図８を参照して詳しく説明する。
　次に、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ通電制御処理を行う（Ｓ５０３）。Ｓ５０３の処理において、ＥＣＵ４は、Ｓ５０２の処理において推定したＥＨＣ５の推定温度（ＥＨＣ推定温度）と、ＥＨＣ５の目標温度に基づいてＥＨＣ５の通電を制御する（通電のＯＮ・ＯＦＦを行う）。ＥＨＣ通電制御処理については、後で図１０を参照して詳しく説明する。
［ＥＨＣ温度推定処理］
　次に、ＥＨＣ温度推定処理について説明する。
　図８は、ＥＣＵ４によるＥＨＣ温度推定処理の例を示すフローチャートである。
　まず、ＥＣＵ４は、電圧Ｖｂ及び電流ＩｅからＥＨＣ５の抵抗値（ＥＨＣ抵抗値Ｒｅ）を算出する（Ｓ６０１）。次に、ＥＣＵ４は、算出したＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ５の温度を推定可能であるか否かを判定する（Ｓ６０２）。
　Ｓ６０２において、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ抵抗値ＲｅがＥＨＣ温度と相関のある所定範囲内であり、且つ、算出したＥＨＣ抵抗値Ｒｅの変動が小さく安定している場合に、ＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ５の温度を推定可能である（ＹＥＳ）と判定する。上記の２つの条件の少なくとも一方を満たせない場合に、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ５の温度を推定可能でない（ＮＯ）と判定する。
　Ｓ６０２において、ＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ５の温度を推定可能であると判定したとき（Ｓ６０２がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ温度Ｔｅを推定する（Ｓ６０３）。Ｓ６０３におけるＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、本発明に係る第３の推定処理に対応する。このＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、温度－抵抗特性のテーブルを予めＲＯＭ５４に記憶しておき、これを検索することで行う。Ｓ６０３の処理後、ＥＣＵ４は、後述のＳ６１１の処理を行う。
　Ｓ６０２において、ＥＨＣ抵抗値ＲｅからＥＨＣ５の温度を推定可能でないと判定したとき（Ｓ６０２がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、モータリング中であるか否かを判定する（Ｓ６０４）。Ｓ６０４において、モータリング中でないと判定したとき（Ｓ６０４がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、後述のＳ６０８の処理を行う。
　Ｓ６０４において、モータリング中であると判定したとき（Ｓ６０４がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、回転速度Ｎｅが所定値以上、且つ、回転速度Ｎｅの変動が小さいか否かを判定する（Ｓ６０５）。Ｓ６０５において、回転速度Ｎｅが所定値以上、且つ、回転速度Ｎｅの変動が小さいではないと判定したとき（Ｓ６０５がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、後述のＳ６０８の処理を行う。
　Ｓ６０５において、回転速度Ｎｅが所定値以上、且つ、回転速度Ｎｅの変動が小さいと判定したとき（Ｓ６０５がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ下流温度ＴｄからＥＨＣ温度Ｔｅを推定する（Ｓ６０６）。Ｓ６０６におけるＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、本発明に係る第１の推定処理に対応する。このＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、予めＲＯＭ５４に記憶したＥＨＣ下流温度Ｔｄ、吸気温度Ｔａ、ＥＨＣ温度Ｔｅの関係から算出する。
　図７は、ＥＨＣ下流温度Ｔｄ、吸気温度Ｔａ、及びＥＨＣ温度Ｔｅの関係を説明する図である。図７に示すように、吸気温度Ｔａが低いほど、推定するＥＨＣ温度Ｔｅが高くなる。また、ＥＨＣ下流温度Ｔｄが高いほど、推定するＥＨＣ温度Ｔｅが高くなる。Ｓ６０６の処理後、ＥＣＵ４は、測温用モータリング要求を解除する（Ｓ６０７）。
　一方、Ｓ６０４、Ｓ６０５がＮＯ判定の場合、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ５の温度変化からＥＨＣ温度Ｔｅを推定する（Ｓ６０８）。Ｓ６０８におけるＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、本発明に係る第４の推定処理に対応する。このＥＨＣ温度Ｔｅの推定は、まず、ＥＨＣ５の温度変化分を推定する。ＥＨＣの温度変化分は、具体的には、排気ガスとの熱交換、外気への放熱、触媒の反応熱、通電による加熱である。次に、これらＥＨＣの温度変化分を既に推定されたＥＨＣ温度Ｔｅ（前回推定したＥＨＣ温度Ｔｅ）に対して加算することでＥＨＣ温度Ｔｅを推定する。
　なお、内燃機関１の停止中におけるＥＨＣ５の温度変化分は、外気への放熱、及び通電による加熱のみとなる。また、同時にＥＨＣ下流温度Ｔｄを推定し、実測値と比較することで、ＥＨＣ温度Ｔｅを修正してもよい。ＥＨＣ下流温度Ｔｄの推定は、ＥＨＣ５に入る前の排気ガスの温度と、前回推定したＥＨＣ温度Ｔｅに基づいて算出する。
　次いで、ＥＣＵ４は、内燃機関１の停止継続時間が所定値に達したか否かを判定する（Ｓ６０９）。Ｓ６０９において、内燃機関１の停止継続時間が所定値に達してないと判定したとき（Ｓ６０９がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、後述のＳ６１１の処理を行う。
　Ｓ６０９において、内燃機関１の停止継続時間が所定値に達したと判定したとき（Ｓ６０９がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、測温用モータリングを電動発電機制御回路８に対して要求する（Ｓ６１０）。内燃機関１の停止中は、触媒下流温度センサ１０の検出情報をＥＨＣ５の推定温度に反映できず、誤差が積算されてしまう。そのため、測温用モータリングを行い、誤差の積算を防止する。
　Ｓ６０３、Ｓ６０７、Ｓ６１０の処理後、又はＳ６０９がＮＯ判定の場合、ＥＣＵ４は、推定したＥＨＣ温度Ｔｅを不揮発性ストレージに保存する（Ｓ６１１）。不揮発メモリに保存されたＥＨＣ温度Ｔｅは、ＥＣＵ４の電源投入時の処理において前回最終推定値として使用される。Ｓ６１１の処理後、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ温度推定処理を終了する。
［ＥＨＣ通電制御処理］
　次に、ＥＨＣ通電制御処理について説明する。
　図１０は、ＥＣＵ４によるＥＨＣ通電制御処理の例を示すフローチャートである。
　まず、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ５の目標温度を設定する（Ｓ８０１）。ＥＨＣ５の目標温度は、触媒機能が活性化する温度を設定すればよい。なお、内燃機関１の温度が低く、排気ガスの温度が低いことが見込まれる場合には、目標温度を、触媒機能が活性化する温度よりも高めに設定することが望ましい。
　次に、ＥＣＵ４は、測温用モータリングを要求中であるか否かを判定する（Ｓ８０２）。Ｓ８０２において、測温用モータリングを要求中であると判定したとき（Ｓ８０２がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、後述のＳ８０５の処理を行う。
　一方、Ｓ８０２において、測温用モータリングを要求中でないと判定したとき（Ｓ８０２がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ温度推定処理（図８参照）において推定したＥＨＣ温度Ｔｅが目標温度よりも低いか否かを判定する（Ｓ８０３）。Ｓ８０３において、推定したＥＨＣ温度Ｔｅが目標温度以上であると判定したとき（Ｓ８０３がＮＯ判定の場合）、ＥＣＵ４は、後述のＳ８０５の処理を行う。
　一方、Ｓ８０３において、推定したＥＨＣ温度Ｔｅが目標温度よりも低いと判定したとき（Ｓ８０３がＹＥＳ判定の場合）、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ電流遮断装置７を制御し、ＥＨＣ５の通電を行う（Ｓ８０４）。Ｓ８０４の処理後、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ通電制御処理を終了する。
　Ｓ８０２がＹＥＳ判定、又はＳ８０３がＮＯ判定の場合、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ電流遮断装置７を制御し、ＥＨＣ５の通電を停止する（Ｓ８０５）。Ｓ８０５の処理後、ＥＣＵ４は、ＥＨＣ通電制御処理を終了する。このように、測温用モータリング要求中（Ｓ８０２がＹＥＳ判定）は、推定するＥＨＣ温度Ｔｅに誤差を含む場合があるため、溶損防止のためにＥＨＣ５の通電を停止する。
　なお、ＥＨＣ５の目標温度としては、ヒステリシスをもたせるようにして、通電と通電停止が短期間に繰り返されないように構成してもよい。また、ＥＨＣ推定温度と目標温度の差に応じてＥＨＣに印加する電圧を変更してもよい。また、ＥＨＣ通電制御としては、Ｄｕｔｙ制御を採用し、Ｄｕｔｙ値を変更する構成であってもよい。
［ＥＨＣの温度制御］
　次に、ＥＨＣ５の温度制御に係る動作について説明する。
　図１１は、ＥＨＣ５の温度制御に係る動作を説明する図（その１）である。
　ＥＣＵ４に電源が投入されると、ＥＣＵ休止時間と前回最終推定値によりＥＨＣ５の温度を推定する。そして、推定したＥＨＣ５の温度によって通電によるＥＨＣ５の温度推定が可能であるか否かを判定する。通電によるＥＨＣ５の温度推定が不可能であると判定されると、図１１に示すように、測温用モータリングが開始される（時刻ａ）。
　測温用モータリングにより、内燃機関１の回転速度が安定した時点で触媒下流温度センサ１０の検出情報を基にして、ＥＨＣ５の温度を推定する（時刻ｂ）。時刻ｂにおいて、ＥＨＣ５の推定温度には、段差が生じている。これは、時刻ａにおけるＥＨＣ５の推定温度よりも、時刻ｂにおけるＥＨＣ５の推定温度の方が高精度であるためである。
　時刻ｂにおいて、ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度に達していない場合は、ＥＨＣ５に通電が開始される。なお、目標ＥＨＣ温度は、目標ＥＨＣ温度上限から目標ＥＨＣ温度下限までの所定の範囲に設定されている。時刻ｂの後は、ＥＨＣ５の温度変化分を積算することでＥＨＣ温度を推定する。ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度上限に達すると、ＥＨＣ５への通電を終了する（時刻ｃ）。これにより、ＥＨＣ５の推定温度は、徐々に下がる。
　そして、ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度下限に達すると、ＥＨＣ５に通電が開始される（時刻ｄ）。その後、ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度上限に達すると、ＥＨＣ５への通電を終了する（時刻ｅ）。このように、ＥＨＣ５の推定温度と目標ＥＨＣ温度（上限・下限）に基づいて、フィードバック制御が実行される。なお、運転者の要求やバッテリの残量不足などにより内燃機関１が始動した（時刻ｆ）後においても、逐次、ＥＨＣ５の温度の推定と、ＥＨＣ５への通電の判定を行う。
　図１２は、ＥＨＣ５の温度制御に係る動作を説明する図（その２）である。
　ＥＣＵ４に電源が投入されると、ＥＣＵ休止時間と前回最終推定値によりＥＨＣ５の温度を推定する。そして、推定したＥＨＣ５の温度によって通電によるＥＨＣ５の温度推定が可能であるか否かを判定する。通電によるＥＨＣ５の温度推定が可能であると判定されると、図１２に示すように、ＥＨＣ５に通電が開始される（時刻ａ２）。
　そして、電圧・電流センサ９から得られる電圧・電流により触媒抵抗Ｒを算出し、触媒抵抗ＲからＥＨＣ５の温度を推定する（時刻ｂ２）。時刻ｂ２において、ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度に達していない場合は、ＥＨＣ５への通電が維持される。ＥＨＣ５の推定温度が目標ＥＨＣ温度上限に達すると、ＥＨＣ５への通電を終了する（時刻ｃ）。
時刻ｃ以降は、図１１を用いて説明した動作と同じである。
　図１３は、ＥＨＣ５の温度制御に係る動作を説明する図（その３）である。
　ＥＣＵ４に電源が投入されると、ＥＣＵ休止時間と前回最終推定値によりＥＨＣ５の温度を推定する。そして、推定したＥＨＣ５の温度によって通電によるＥＨＣ５の温度推定が可能であるか否かを判定する。通電によるＥＨＣ５の温度推定が不可能であると判定されると、図１３に示すように、測温用モータリングが開始される（時刻ａ）。
　測温用モータリングにより、内燃機関１の回転速度が安定した時点で触媒下流温度センサ１０の検出情報を基にして、ＥＨＣ５の温度を推定する（時刻ｂ）。時刻ｂ以降は、ＥＨＣ５の推定温度と目標ＥＨＣ温度（上限・下限）に基づいて、フィードバック制御が実行される。これにより、ＥＨＣ５への通電と通電停止が繰り返され、ＥＨＣ５の推定温度が所定の範囲内に収まる。
　しかし、内燃機関１が停止している場合には、排気流路１４に空気が流れない。そのため、触媒下流温度センサ１０は、ＥＨＣ５を通過した空気の温度を検出できない。したがって、触媒下流温度センサ１０の検出情報をＥＨＣ５の温度推定に反映できない。このため、内燃機関１が停止している場合は、ＥＨＣ５の通電による加熱と、外気への放熱を積算してＥＨＣ５の推定温度を算出する。
　ＥＨＣ５の通電による加熱と、外気への放熱を積算してＥＨＣ５の推定温度を算出すると、図の実線と破線に示すように、ＥＨＣ５の推定温度（実線）とＥＨＣ５の実温度（破線）との間には、徐々に誤差が蓄積してしまう。そこで、内燃機関１が停止して（時刻ｉ）から所定時間が経過した時点（時刻ｊ）において、測温用モータリングを開始する。そして、触媒下流温度センサ１０の検出情報を基にして、ＥＨＣ５の温度を推定する（時刻ｋ）。これにより、ＥＨＣ５の推定温度を実温度に一致させる或いは近づける。
２.まとめ
　以上説明したように、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）は、内燃機関（内燃機関１）と、内燃機関をモータリング可能な電動機（電動発電機２）と、内燃機関の排気通路（排気流路１４）に設置され、通電することにより加熱する機能を有し、排気ガスを浄化する触媒（ＥＨＣ５）と、触媒の下流に設置された下流温度センサ（触媒下流温度センサ１０）と、を備えたエンジンシステムを制御する。電子制御装置は、内燃機関を電動機によりモータリングさせる制御部（制御部４２）と、内燃機関をモータリングした際の下流温度センサの検出情報に基づいて触媒の温度を推定する第１の推定処理を実施する推定部（推定部４１）とを有する。これにより、下流温度センサに触媒を通過した空気を供給できるため、下流温度センサの検出情報から触媒の温度を高精度に推定することができる。また、内燃機関の回転は、燃料を供給しないモータリングであるため、触媒の温度が低くて浄化能力が低い場合であっても、未燃ガスを大気に放出する恐れがない。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における推定部（推定部４１）は、内燃機関（内燃機関１）の始動前、且つ、第１の推定処理を実施する前に、前回の電源遮断時の触媒（ＥＨＣ５）の推定温度と前回の電源遮断時からの経過時間から触媒の温度を推定する第２の推定処理を実施する。これにより、内燃機関の始動前であり、第１の推定処理を実施する前（電源投入時）の触媒の温度を推定することができる。また、触媒への通電を行わずに触媒の温度を推定することができる。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における推定部（推定部４１）は、第２の推定処理により推定した初期推定温度が、所定の温度範囲外であるときは、第１の推定処理により触媒（ＥＨＣ５）の温度を推定する。これにより、触媒の抵抗値の測定誤差やばらつきが生じることで算出する触媒の温度の誤差が大きくなる場合に、触媒の抵抗値から触媒の温度を推定しなくても、下流温度センサの検出情報から触媒の温度を高精度に推定することができる。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における推定部（推定部４１）は、前回の電源遮断時の触媒（ＥＨＣ５）の推定温度、又は、前回の電源遮断時からの経過時間が不定の場合は、初期推定温度を所定の温度範囲外となるように推定する。これにより、触媒の抵抗値から触媒の温度を推定しないため、触媒への通電を停止することができる。その結果、触媒の過昇温を防止して、触媒の溶損を抑制することができる。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における推定部（推定部４１）は、第２の推定処理により推定した初期推定温度が、所定の温度範囲内であるときは、触媒（ＥＨＣ５）の抵抗値に基づいて触媒の温度を推定する第３の推定処理を実施する。これにより、触媒の抵抗値の測定誤差やばらつきが生じても算出する触媒の温度の誤差が小さくなる場合に、触媒の抵抗値から触媒の温度を推定することができる。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における推定部（推定部４１）は、第１の推定処理または第３の推定処理を実施した後、触媒（ＥＨＣ５）の温度変化の推定値を積算することで触媒の温度を推定する第４の推定処理を実施する。これにより、第１の推定処理または第３の推定処理を実施した後も触媒の温度を推定することができる。
その結果、第４の推定処理により推定した触媒の温度を基にしてフィードバック制御を行うことができ、触媒の温度を所定の範囲内に収めることができる。
　また、上述した実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ４）における制御部（制御部４２）は、第４の推定処理を実施した後、内燃機関（内燃機関１）が所定時間連続して停止している場合に、内燃機関をモータリングし、推定部（推定部４１）は、内燃機関をモータリングした際に第１の推定処理を実施する。これにより、触媒（ＥＨＣ５）の推定温度を触媒の実温度に一致させる或いは近づけることができる。
　以上、本発明の電子制御装置の実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の電子制御装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。また、上述した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　例えば、上述した実施形態では、内燃機関１とトランスミッション３との間に電動発電機２を設ける構成とした。しかし、本発明に係る電子制御装置が制御対象とするエンジンシステムとしては、内燃機関をモータリング可能な電動機（モータ）を備えていればよい。
　１…内燃機関、　２…電動発電機、　３…トランスミッション、　４…ＥＣＵ（電子制御装置）、　５…ＥＨＣ、　６…バッテリ、　７…ＥＨＣ電流遮断装置、　８…電動発電機制御回路、　９…電圧・電流センサ、　１０…触媒下流温度センサ、　１１…回転センサ、　１２…吸気温度センサ、　１３…吸気流路、　１４…排気流路、　１５…吸気圧センサ、　４１…推定部、　４２…制御部、　５０…アナログ信号、　５１…デジタル信号、　５２…Ａ／Ｄ変換部、　５３…ＣＰＵ、　５４…ＲＯＭ、　５５…ＲＡＭ、　５６…タイマ回路、　５７…ドライバ回路、　５８…制御信号 
 

Claims (7)

  1. 　内燃機関と、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、前記内燃機関の排気通路に設置され、通電することにより加熱する機能を有し、排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒の下流に設置された下流温度センサと、を備えたエンジンシステムを制御する電子制御装置において、
    　前記内燃機関を前記電動機によりモータリングさせる制御部と、
    　前記内燃機関をモータリングした際の前記下流温度センサの検出情報に基づいて前記触媒の温度を推定する第１の推定処理を実施する推定部と、を有する
    　電子制御装置。
  2. 　前記推定部は、前記内燃機関の始動前、且つ、前記第１の推定処理を実施する前に、前回の電源遮断時の前記触媒の推定温度と前回の電源遮断時からの経過時間から前記触媒の温度を推定する第２の推定処理を実施する
    　請求項１に記載の電子制御装置。
  3. 　前記推定部は、前記第２の推定処理により推定した初期推定温度が、所定の温度範囲外であるときは、前記第１の推定処理により前記触媒の温度を推定する
    　請求項２に記載の電子制御装置。
  4. 　前記推定部は、前回の電源遮断時の前記触媒の推定温度、又は、前回の電源遮断時からの経過時間が不定の場合は、前記初期推定温度を所定の温度範囲外となるように推定する
    　請求項３に記載の電子制御装置。
  5. 　前記推定部は、前記第２の推定処理により推定した初期推定温度が、所定の温度範囲内であるときは、前記触媒の抵抗値に基づいて前記触媒の温度を推定する第３の推定処理を実施する
    　請求項２に記載の電子制御装置。
  6. 　前記推定部は、前記第１の推定処理または前記第３の推定処理を実施した後、前記触媒の温度変化の推定値を積算することで前記触媒の温度を推定する第４の推定処理を実施する
    　請求項５に記載の電子制御装置。
  7. 　前記制御部は、前記第４の推定処理を実施した後、前記内燃機関が所定時間連続して停止している場合に、前記内燃機関をモータリングし、
    　前記推定部は、当該内燃機関をモータリングした際に前記第１の推定処理を実施する
    　請求項６に記載の電子制御装置。
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