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JP5182139B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

内燃機関の排気を冷却する冷却装置がある。冷却装置としては、内燃機関の排気ポートと排気マニホールドとの間に設けられているものや、排気マニホールド周囲に設けられているものがある(特許文献1参照)。冷却装置内部に冷媒が流通することにより、排気が冷却される。   There is a cooling device for cooling the exhaust of an internal combustion engine. Some cooling devices are provided between an exhaust port of an internal combustion engine and an exhaust manifold, and others are provided around the exhaust manifold (see Patent Document 1). As the refrigerant flows through the cooling device, the exhaust is cooled.

特開昭63−208607号公報JP-A 63-208607

冷却装置内を流れる冷媒はラジエータ等によって放熱される。しかしながら、内燃機関の運転状況や条件などに起因して冷却水がラジエータで充分に放熱されない場合には、排気の冷却効率が低下する恐れがある。   The refrigerant flowing in the cooling device is radiated by a radiator or the like. However, if the cooling water is not sufficiently dissipated by the radiator due to the operating conditions and conditions of the internal combustion engine, the cooling efficiency of the exhaust may be reduced.

本発明の目的は、排気の冷却効率の低下が抑制された内燃機関の制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine in which a decrease in exhaust cooling efficiency is suppressed.

上記目的は、冷媒が流通する経路上に設けられ前記冷媒が内部を流通することにより内燃機関の排気を冷却する冷却装置と、前記冷却装置内で前記排気から前記冷却水へと伝達する熱量を推定する熱量推定部と、前記熱量に応じて、前記排気の温度を抑制する排気温度抑制制御の実行の可否を決定する機関制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。   The object is to provide a cooling device that is provided on a path through which the refrigerant flows and that cools the exhaust gas of the internal combustion engine by circulating the refrigerant, and the amount of heat that is transferred from the exhaust gas to the cooling water in the cooling device. This can be achieved by a control device for an internal combustion engine that includes a heat amount estimation unit that estimates and an engine control unit that determines whether or not to execute exhaust temperature suppression control that suppresses the temperature of the exhaust gas according to the heat amount.

冷却装置内で排気から冷却水へと伝達する熱量に応じて、排気温度を抑制する制御の実行の可否を決定するので、例えば、推定された熱量が閾値以上の場合には、排気温度を抑制することにより、排気から冷却水へと伝達される熱量を抑制することができる。これにより、冷却水の温度を低下させることができ、排気の冷却効率の低下を防止することができる。   Depending on the amount of heat transferred from the exhaust gas to the cooling water in the cooling device, whether or not to execute the control for suppressing the exhaust temperature is determined. For example, when the estimated heat amount is equal to or greater than the threshold value, the exhaust temperature is suppressed. By doing so, the amount of heat transferred from the exhaust to the cooling water can be suppressed. As a result, the temperature of the cooling water can be reduced, and a reduction in the cooling efficiency of the exhaust can be prevented.

上記構成において、前記熱量推定部は、前記排気から前記冷却水へと伝達される熱量を所定時間にわたって積算した積算熱量を推定する、構成を採用できる。   The said structure WHEREIN: The said heat quantity estimation part can employ | adopt the structure which estimates the integrated heat amount which integrated | accumulated the heat amount transmitted from the said exhaust_gas | exhaustion to the said cooling water over predetermined time.

上記構成において、前記冷媒の経路上に配置されたラジエータを備え、前記機関制御部は、前記ラジエータで前記冷媒が放熱される放熱許容熱量を推定し、前記熱量と前記放熱許容熱量とに応じて、前記排気温度抑制制御の実行の可否を決定する、構成を採用できる。   In the above-described configuration, a radiator disposed on the refrigerant path is provided, and the engine control unit estimates a heat radiation allowable heat amount that is radiated from the refrigerant by the radiator, and depends on the heat amount and the heat radiation allowable heat amount. A configuration for determining whether or not to execute the exhaust gas temperature suppression control can be adopted.

上記構成において、前記冷媒の経路上に配置されたラジエータを備え、前記機関制御部は、前記ラジエータで前記冷媒が放熱される放熱許容熱量を推定し、前記積算熱量と前記放熱許容熱量とに応じて、前記排気温度抑制制御の実行の可否を決定する、構成を採用できる。   In the above-described configuration, a radiator disposed on the refrigerant path is provided, and the engine control unit estimates a heat radiation allowable heat amount that is radiated from the refrigerant by the radiator, and depends on the integrated heat amount and the heat radiation allowable heat amount. Thus, it is possible to adopt a configuration that determines whether or not to execute the exhaust gas temperature suppression control.

本発明によれば、排気の冷却効率の低下が抑制された内燃機関の制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine by which the fall of the cooling efficiency of exhaust_gas | exhaustion was suppressed can be provided.

図1は、内燃機関の制御装置の一実施形態の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a control device for an internal combustion engine. 図2は、冷却水の経路を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a path of cooling water. 図3は、ECUが実行する制御の一例を示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of control executed by the ECU. 図4は、排気温度抑制制御が実行される場合を示したタイミングチャート図である。FIG. 4 is a timing chart showing a case where the exhaust gas temperature suppression control is executed. 図5は、積算熱量に基づいて排気温度抑制制御が実行される場合を示したタイミングチャート図である。FIG. 5 is a timing chart showing a case where the exhaust gas temperature suppression control is executed based on the integrated heat quantity.

以下、図面を参照して実施例について説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

図1は、内燃機関の制御装置の一実施形態の説明図である。エンジン10は、一対のバンク12L、12Rを有している。バンク12L、12Rは、互いに傾けて配置されている。エンジン10は、いわゆるV型エンジンである。バンク12Lには3つの気筒14Lからなる気筒群を有している。バンク12Rにも同様に気筒14Rを有している。   FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a control device for an internal combustion engine. The engine 10 has a pair of banks 12L and 12R. The banks 12L and 12R are arranged to be inclined with respect to each other. The engine 10 is a so-called V-type engine. The bank 12L has a cylinder group including three cylinders 14L. Similarly, the bank 12R has a cylinder 14R.

また、バンク12Lには、気筒14L内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁15Lが設けられている。同様に、バンク12Rにも、気筒14R内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁15Rが設けられている。バンク12Lに対しては吸気通路4L及び排気マニホールド5Lが接続され、バンク12Rに対しては吸気通路4R及び排気マニホールド5Rが接続されている。吸気通路4L、4Rは、上流側で合流しており、合流した箇所には吸入空気量を調整するためのスロットル弁6、吸入空気量を検出するエアフロメータ18が設けられている。   The bank 12L is provided with a fuel injection valve 15L that directly injects fuel into the cylinder 14L. Similarly, the bank 12R is also provided with a fuel injection valve 15R that directly injects fuel into the cylinder 14R. An intake passage 4L and an exhaust manifold 5L are connected to the bank 12L, and an intake passage 4R and an exhaust manifold 5R are connected to the bank 12R. The intake passages 4L and 4R merge on the upstream side, and a throttle valve 6 for adjusting the intake air amount and an air flow meter 18 for detecting the intake air amount are provided at the merged portion.

排気マニホールド5L、5Rの下端部には、それぞれ触媒20L、20Rが設けられている。触媒20L、20Rは、それぞれバンク12L,12R側の気筒から排出された排気を浄化する。排気マニホールド5L、5Rには、それぞれ空燃比センサ9L、9Rが取り付けられている。   Catalysts 20L and 20R are provided at the lower ends of the exhaust manifolds 5L and 5R, respectively. The catalysts 20L and 20R purify the exhaust discharged from the cylinders on the banks 12L and 12R side, respectively. Air-fuel ratio sensors 9L and 9R are attached to the exhaust manifolds 5L and 5R, respectively.

バンク12Lの排気ポート(不図示)と排気マニホールド5Lとの間には、冷却装置40Lが設けられている。同様に、バンク12Rの排気ポート(不図示)と排気マニホールド5Rとの間には、冷却装置40Rが設けられている。冷却装置40L、40Rは、冷却装置に相当する。   A cooling device 40L is provided between the exhaust port (not shown) of the bank 12L and the exhaust manifold 5L. Similarly, a cooling device 40R is provided between the exhaust port (not shown) of the bank 12R and the exhaust manifold 5R. The cooling devices 40L and 40R correspond to cooling devices.

冷却装置40L、40Rは、それぞれ排気マニホールド5L、5Rの管の周囲を冷却水が流れるように構成されている。冷却装置40L、40Rについては詳しくは後述する。排気マニホールド5Lには、冷却装置40Lを挟むようにして温度センサ9aL、9bLが設けられている。冷却装置40Lよりも上流側に温度センサ9bLが配置され、冷却装置40Lよりも下流側に温度センサ9aLが配置されている。同様に、排気マニホールド5Rには、温度センサ9aR、9bRが配置されている。   The cooling devices 40L and 40R are configured such that cooling water flows around the pipes of the exhaust manifolds 5L and 5R, respectively. The cooling devices 40L and 40R will be described later in detail. Temperature sensors 9aL and 9bL are provided in the exhaust manifold 5L so as to sandwich the cooling device 40L. The temperature sensor 9bL is disposed upstream of the cooling device 40L, and the temperature sensor 9aL is disposed downstream of the cooling device 40L. Similarly, temperature sensors 9aR and 9bR are arranged in the exhaust manifold 5R.

スロットル弁6の開度は、ECU(Electronic Control Unit)7L、7Rにより、バンク12L、12R毎に個別に制御される。また、燃料噴射弁15L、15Rから噴射される燃料量も、ECU7L、7Rにより個別に制御される。ECU7L、7Rは、燃料噴射弁15L、15Rから噴射される燃料をカットすることができる。ECU7L、7Rは、詳しくは後述するが、熱量推定部、機関制御部に相当する。   The opening degree of the throttle valve 6 is individually controlled for each of the banks 12L and 12R by ECUs (Electronic Control Units) 7L and 7R. Further, the amount of fuel injected from the fuel injection valves 15L and 15R is also individually controlled by the ECUs 7L and 7R. The ECUs 7L and 7R can cut the fuel injected from the fuel injection valves 15L and 15R. The ECUs 7L and 7R correspond to a heat quantity estimation unit and an engine control unit, which will be described in detail later.

また、空燃比センサ9L、9Rは、排気の空燃比に応じた検出信号をそれぞれECU7L、7Rに出力する。ECU7L、7Rは、それぞれ空燃比センサ9L、9Rからの出力に基づいて、それぞれ気筒14L、14Rへの燃料噴射量を制御することにより、空燃比をフィードバック制御する。フィードバック制御とは、検出された排気の空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量などを制御することである。ECU7L、7Rは通信回線8を介して双方向に通信可能である。通信回線8を介して情報を交換することにより、ECU7L、7Rは、担当するバンクの運転制御のために、他のバンクの運転状態に関する情報を参照可能である。   The air-fuel ratio sensors 9L and 9R output detection signals corresponding to the exhaust air-fuel ratio to the ECUs 7L and 7R, respectively. The ECUs 7L and 7R perform feedback control of the air-fuel ratio by controlling the fuel injection amounts to the cylinders 14L and 14R based on the outputs from the air-fuel ratio sensors 9L and 9R, respectively. The feedback control is to control the fuel injection amount so that the detected air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio. The ECUs 7L and 7R can communicate bidirectionally via the communication line 8. By exchanging information via the communication line 8, the ECUs 7 </ b> L and 7 </ b> R can refer to information related to operation states of other banks for operation control of the banks in charge.

温度センサ9aL、9bL、9aR、9bRは、排気の温度に応じた検出信号を、それぞれECU7L、7Rに出力する。温度センサ9bLからの信号により、ECU7Lは、冷却装置40Lにより冷却される前の排気の温度、即ち冷却装置40Lに流入前の排気の温度を検出する。また、温度センサ9aLからの信号により、ECU7Lは、冷却装置40Lにより冷却された後の排気の温度、即ち冷却装置40Lから流出後の排気の温度を検出する。ECU7Rについても同様に、冷却装置40Rの流入前後での排気の温度を検出する。   The temperature sensors 9aL, 9bL, 9aR, 9bR output detection signals corresponding to the exhaust temperature to the ECUs 7L, 7R, respectively. Based on the signal from the temperature sensor 9bL, the ECU 7L detects the temperature of the exhaust before being cooled by the cooling device 40L, that is, the temperature of the exhaust before flowing into the cooling device 40L. Further, based on a signal from the temperature sensor 9aL, the ECU 7L detects the temperature of the exhaust after being cooled by the cooling device 40L, that is, the temperature of the exhaust after flowing out of the cooling device 40L. Similarly, the ECU 7R detects the exhaust temperature before and after the inflow of the cooling device 40R.

図2は、冷却水(冷媒)の経路を示した図である。図2に示すように、冷却水の経路上には、ラジエータ72、インレット74、ポンプ76などが配置されている。主経路82は、インレット74、ポンプ76、エンジン10、ラジエータ72の順に冷却水を循環させる。主経路82は、エンジン10のリアジョイント部19からラジエータ72に冷却水を循環させる。補助経路88は、インレット74、ポンプ76、エンジン10、冷却装置40L、40R、Vバンクパイプ60の順に冷却水を循環させる。補助経路88は、リアジョイント部19から分岐して、それぞれ冷却装置40L、40R内に冷却水を流通させる分岐経路86L、86Rを含む。   FIG. 2 is a diagram illustrating a path of cooling water (refrigerant). As shown in FIG. 2, a radiator 72, an inlet 74, a pump 76, and the like are arranged on the cooling water path. The main path 82 circulates cooling water in the order of the inlet 74, the pump 76, the engine 10, and the radiator 72. The main path 82 circulates cooling water from the rear joint portion 19 of the engine 10 to the radiator 72. The auxiliary path 88 circulates cooling water in the order of the inlet 74, the pump 76, the engine 10, the cooling devices 40L and 40R, and the V bank pipe 60. The auxiliary path 88 includes branch paths 86L and 86R that branch from the rear joint portion 19 and allow cooling water to flow through the cooling devices 40L and 40R, respectively.

ポンプ76は電動式であり、ECU7L、7Rからの指令に基づいて作動する。冷却水は、インレット74からエンジン10へと流れる。冷却水は、まずエンジン10のブロック側ウォータジャケット11wに流入し、次に、ヘッド側ウォータジャケット12Lw、12Rwに流入する。ヘッド側ウォータジャケット12Lw、12Rwから排出された冷却水は、リアジョイント部19で合流する。リアジョイント部19には、主経路82と補助経路88とが連結されている。主経路82を流れる冷却水は、リアジョイント部19からラジエータ72に流れ、ラジエータ72で冷却水は放熱する。   The pump 76 is electric and operates based on commands from the ECUs 7L and 7R. The cooling water flows from the inlet 74 to the engine 10. The cooling water first flows into the block-side water jacket 11w of the engine 10, and then flows into the head-side water jackets 12Lw and 12Rw. The cooling water discharged from the head side water jackets 12 </ b> Lw and 12 </ b> Rw joins at the rear joint unit 19. A main path 82 and an auxiliary path 88 are connected to the rear joint portion 19. The cooling water flowing through the main path 82 flows from the rear joint portion 19 to the radiator 72, and the cooling water radiates heat at the radiator 72.

分岐経路86Lには、流量センサ34L、冷却装置40Lが配置されている。冷却装置40L内に冷却水が流通する。冷却装置40L内に冷却水が流通することにより、バンク12Lの気筒14Lから排出された排気の温度を低下させることができる。分岐経路86R、流量センサ34R、冷却装置40Rについても同様である。   A flow sensor 34L and a cooling device 40L are arranged on the branch path 86L. Cooling water flows through the cooling device 40L. When the cooling water flows through the cooling device 40L, the temperature of the exhaust discharged from the cylinder 14L of the bank 12L can be lowered. The same applies to the branch path 86R, the flow sensor 34R, and the cooling device 40R.

冷却装置40Lの前後には、水温センサ52L、54Lがそれぞれ配置されている。同様に、冷却装置40Rの前後には、水温センサ52R、54Rがそれぞれ配置されている。水温センサ52L、54Lは、検出信号をECU7Lに出力し、水温センサ52R、54Rは、検出信号をECU7Rに出力する。ECU7Lは、水温センサ52Lからの出力により冷却装置40Lに流入する前の冷却水の温度を検出でき、水温センサ54Lからの出力により冷却装置40Lから流出した冷却水の温度を検出できる。ECU7Rも、同様に、水温センサ52R、54Rからの出力により冷却装置40Rに流入する前の冷却水の温度、流出後の冷却水の温度を検出できる。   Water temperature sensors 52L and 54L are respectively arranged before and after the cooling device 40L. Similarly, water temperature sensors 52R and 54R are arranged before and after the cooling device 40R, respectively. The water temperature sensors 52L and 54L output detection signals to the ECU 7L, and the water temperature sensors 52R and 54R output detection signals to the ECU 7R. The ECU 7L can detect the temperature of the cooling water before flowing into the cooling device 40L based on the output from the water temperature sensor 52L, and can detect the temperature of the cooling water flowing out of the cooling device 40L based on the output from the water temperature sensor 54L. Similarly, the ECU 7R can detect the temperature of the cooling water before flowing into the cooling device 40R and the temperature of the cooling water after flowing out based on the outputs from the water temperature sensors 52R and 54R.

ECU7L、7Rは、水温センサ52L、54L、52R、54Rからの出力に応じて、冷却装置40L、40R内の冷却水の状態を判定し、判定結果に応じてエンジン10の運転状態を変更する。以下に、ECU7L、7Rが実行する制御について説明する。   The ECUs 7L and 7R determine the state of the cooling water in the cooling devices 40L and 40R according to the outputs from the water temperature sensors 52L, 54L, 52R and 54R, and change the operating state of the engine 10 according to the determination result. Below, the control which ECU7L and 7R perform is demonstrated.

図3は、ECU7L、7Rが実行する制御の一例を示したフローチャートである。ECU7L、7Rは、水温センサ52L、54L、52R、54Rからの出力に基づいて、冷却水の温度を検出し、更に流量センサ34L、34Rからの出力に基づいて、冷却水の流量を検出する(ステップS1)。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of control executed by the ECUs 7L and 7R. The ECUs 7L and 7R detect the temperature of the cooling water based on the outputs from the water temperature sensors 52L, 54L, 52R and 54R, and further detect the flow rate of the cooling water based on the outputs from the flow sensors 34L and 34R ( Step S1).

詳細には、ECU7Lは、水温センサ52Lからの出力に基づいて流入前の温度TLin、水温センサ54Lから出力される流出後の温度TLoutを検出する。ECU7Rは、水温センサ52Rからの出力に基づいて流入前の温度TRin、水温センサ54Rから出力される流出後の温度TRoutを検出する。また、ECU7Lは、流量センサ34Lからの出力に基づいて冷却装置40Lに流入する冷却水の流量QLを検出する。ECU7Rは、流量センサ34Rからの出力に基づいて冷却装置40Rに流入する冷却水の流量QRを検出する。   Specifically, the ECU 7L detects the temperature TLin before inflow and the temperature TLout after outflow output from the water temperature sensor 54L based on the output from the water temperature sensor 52L. The ECU 7R detects the temperature TRin before inflow and the temperature TRout after outflow output from the water temperature sensor 54R based on the output from the water temperature sensor 52R. Further, the ECU 7L detects the flow rate QL of the cooling water flowing into the cooling device 40L based on the output from the flow rate sensor 34L. The ECU 7R detects the flow rate QR of the cooling water flowing into the cooling device 40R based on the output from the flow sensor 34R.

次に、ECU7L、7Rは、それぞれ冷却装置40L、40R内で排気から冷却水に伝達する熱量Qaを推定する(ステップS2)。ECU7L、7Rは、熱量推定部に相当する。熱量Qaの推定は以下の式を用いて行う。   Next, the ECUs 7L and 7R estimate the amount of heat Qa to be transferred from the exhaust gas to the cooling water in the cooling devices 40L and 40R, respectively (step S2). The ECUs 7L and 7R correspond to a heat quantity estimation unit. The amount of heat Qa is estimated using the following equation.

Qa=kL*(TLout−TLin)*QL+kR*(TRout−TRin)*QR・・・(1)   Qa = kL * (TLout−TLin) * QL + kR * (TRout−TRin) * QR (1)

上記式(1)において、kL、kRは補正係数である。補正係数kL、kRは、それぞれ、排気系の表面積、熱伝達率、熱伝導率、排気管の厚さ、を考慮して定められた値である。排気系の表面積とは、例えば、冷却装置40L内で冷却水に晒される排気マニホールド5Lの管の表面積である。熱伝達率とは、例えば、排気マニホールド5Lの熱伝達率である。熱伝導率とは、例えば、冷却水の熱伝達率である。排気管の厚さとは、例えば、冷却装置40L内での排気マニホールド5Lの管の厚さである。   In the above equation (1), kL and kR are correction coefficients. The correction coefficients kL and kR are values determined in consideration of the surface area, heat transfer coefficient, heat conductivity, and exhaust pipe thickness of the exhaust system, respectively. The surface area of the exhaust system is, for example, the surface area of the pipe of the exhaust manifold 5L exposed to the cooling water in the cooling device 40L. The heat transfer coefficient is, for example, the heat transfer coefficient of the exhaust manifold 5L. The heat conductivity is, for example, the heat transfer coefficient of cooling water. The thickness of the exhaust pipe is, for example, the thickness of the pipe of the exhaust manifold 5L in the cooling device 40L.

次に、ECU7L、7Rは、放熱許容熱量Qmaxを推定する(ステップS3)。放熱許容熱量Qmaxは以下の式を用いて行う。   Next, the ECUs 7L and 7R estimate the heat radiation allowable heat amount Qmax (step S3). The heat radiation allowable heat amount Qmax is determined using the following equation.

Qmax=k*(Tα−Ta)*S・・・(2)   Qmax = k * (Tα−Ta) * S (2)

上記式(2)において、Tαは、エンジン10の運転状態から求められる冷却水の上限温度である。上限温度Tαは、例えばECU7L、7Rの何れかのROMに予め記憶されたマップに基づいて算出する。このマップは、例えば、機関回転数や機関負荷等に、冷却水の上限温度Tαが関連付けされている。冷却水の上限温度Tαは、エンジン10の運転に支障がでない程度の上限に設定されている。   In the above formula (2), Tα is the upper limit temperature of the cooling water obtained from the operating state of the engine 10. The upper limit temperature Tα is calculated based on, for example, a map stored in advance in one of the ECUs 7L and 7R. In this map, for example, the upper limit temperature Tα of the cooling water is associated with the engine speed, the engine load, and the like. The upper limit temperature Tα of the cooling water is set to an upper limit that does not hinder the operation of the engine 10.

Taは、外気温度である。外気温度Taは、例えば、車両に搭載された外気温センサ(不図示)に基づいて算出してもよいし、その他公知の推定方法によって推定してもよい。Sは、ラジエータ72が外気に晒されて冷却水が放熱される放熱面積である。kは、熱伝達率、熱伝導率、車速等を考慮して定められた補正係数である。補正係数kは、車速に応じて変更するものであってもよい。例えば、車速が速いほど補正係数kは大きな値となるようにしてもよい。放熱許容熱量Qmaxは、ラジエータ72にて冷却水が外気へ放熱可能な熱量である。ラジエータ72により放熱可能な熱量は車速などによって変動する。上記式(2)によれば、外気温度Taが高いほど、又はラジエータ72の放熱面積Sが小さいほど、放熱許容熱量Qmaxは小さくなる。   Ta is the outside air temperature. The outside air temperature Ta may be calculated based on, for example, an outside air temperature sensor (not shown) mounted on the vehicle, or may be estimated by other known estimation methods. S is a heat dissipation area where the radiator 72 is exposed to the outside air and the cooling water is dissipated. k is a correction coefficient determined in consideration of heat transfer coefficient, heat conductivity, vehicle speed, and the like. The correction coefficient k may be changed according to the vehicle speed. For example, the correction coefficient k may be increased as the vehicle speed increases. The heat radiation allowable heat quantity Qmax is the heat quantity that the cooling water can radiate to the outside air by the radiator 72. The amount of heat that can be radiated by the radiator 72 varies depending on the vehicle speed and the like. According to the above equation (2), the higher the outside air temperature Ta or the smaller the heat radiation area S of the radiator 72, the smaller the heat radiation allowable heat amount Qmax.

次に、ECU7L、7Rは、熱量Qaが放熱許容熱量Qmaxを超えたか否かを判定する(ステップS4)。熱量Qaが放熱許容熱量Qmax未満の場合には、ECU7L、7Rは、この一連の制御を終了する。熱量Qaが放熱許容熱量Qmaxを超えている場合には、ECU7L、7Rは、排気温度抑制制御を実行する(ステップS5)。   Next, the ECUs 7L and 7R determine whether or not the heat quantity Qa exceeds the heat radiation allowable heat quantity Qmax (step S4). When the heat quantity Qa is less than the heat radiation allowable heat quantity Qmax, the ECUs 7L and 7R end this series of controls. When the heat quantity Qa exceeds the heat radiation allowable heat quantity Qmax, the ECUs 7L and 7R execute exhaust temperature suppression control (step S5).

排気温度抑制制御とは、燃料噴射量を制御することにより、通常のフィードバック制御時での空燃比と比較して、リッチ側に制御することである。これにより、排気温度の上昇が抑制される。また、排気温度抑制制御は、吸入空気量を制限することによって、排気温度の上昇を抑制する制御であってもよい。例えば、スロットル弁6の開度が一定値未満となるように、吸入空気量を制御する。これにより、燃焼される酸素量が減るため、排気の温度上昇が抑制される。   The exhaust gas temperature suppression control is to control to the rich side by controlling the fuel injection amount as compared with the air-fuel ratio at the time of normal feedback control. Thereby, the rise in exhaust temperature is suppressed. Further, the exhaust temperature suppression control may be control that suppresses an increase in the exhaust temperature by limiting the intake air amount. For example, the intake air amount is controlled so that the opening degree of the throttle valve 6 is less than a certain value. Thereby, since the amount of oxygen burned decreases, the temperature rise of exhaust gas is suppressed.

排気温度が抑制されることにより、冷却装置40L、40R内にて排気から冷却水へと伝達する熱量を抑制することができる。これにより、冷却水はラジエータ72にて放熱可能な熱量に維持することができる。以上のようにして、排気の冷却効率の低下が抑制される。   By suppressing the exhaust gas temperature, it is possible to suppress the amount of heat transferred from the exhaust gas to the cooling water in the cooling devices 40L and 40R. As a result, the cooling water can be maintained at a heat quantity that can be radiated by the radiator 72. As described above, a reduction in exhaust cooling efficiency is suppressed.

図4は、排気温度抑制制御が実行される場合を示したタイミングチャート図である。放熱許容熱量Qmaxは、運転状態により変動するが、熱量Qaが放熱許容熱量Qmaxを超えた場合にのみ、排気温度抑制制御が実行される。これにより、排気温度抑制制御の実行に伴うエミッションの悪化などを抑制できる。   FIG. 4 is a timing chart showing a case where the exhaust gas temperature suppression control is executed. Although the heat radiation allowable heat amount Qmax varies depending on the operation state, the exhaust temperature suppression control is executed only when the heat amount Qa exceeds the heat radiation allowable heat amount Qmax. Thereby, the deterioration of the emission accompanying execution of exhaust temperature suppression control can be suppressed.

次に、排気から冷却水へ伝達する熱量の推定の変形例について説明する。ECU7L、7Rは、上記式(1)で推定した熱量Qaを所定時間にわたって積算することにより、積算熱量ΣQaを推定する。ECU7L、7Rは、積算熱量ΣQaが放熱許容熱量Qmaxを超えた場合にのみ、排気温度抑制制御を実行する。図5は、積算熱量に基づいて排気温度抑制制御が実行される場合を示したタイミングチャート図である。積算した熱量に基づいて、排気温度抑制制御の実行の可否を決定することにより、短期間で排気温度抑制制御の実行及び停止が繰り返されることが防止される。これにより、ドライバビリティの悪化が抑制される。   Next, a modified example of estimating the amount of heat transferred from the exhaust to the cooling water will be described. The ECUs 7L and 7R estimate the integrated heat quantity ΣQa by integrating the heat quantity Qa estimated by the above equation (1) over a predetermined time. The ECUs 7L and 7R execute the exhaust temperature suppression control only when the integrated heat quantity ΣQa exceeds the heat radiation allowable heat quantity Qmax. FIG. 5 is a timing chart showing a case where the exhaust gas temperature suppression control is executed based on the integrated heat quantity. By determining whether or not the exhaust temperature suppression control can be executed based on the integrated heat quantity, it is possible to prevent the exhaust temperature suppression control from being repeatedly executed and stopped in a short period of time. Thereby, deterioration of drivability is suppressed.

次に、熱量Qaの推定方法の変形例について説明する。以下に、熱量Qaを推定する式の変形例を記載する。   Next, a modification of the method for estimating the heat quantity Qa will be described. Below, the modification of the type | formula which estimates calorie | heat amount Qa is described.

Qa=kvL*(TvLout−TvLin)*QvL+kvR*(TvRout−TvRin)*QvR・・・(3)   Qa = kvL * (TvLout−TvLin) * QvL + kvR * (TvRout−TvRin) * QvR (3)

上記式(3)は、排気温度から熱量Qaを推定する式である。kvL、kvRは、補正係数である。補正係数kvL、kvRは、それぞれ、排気系の表面積、熱伝達率、熱伝導率、排気管の厚さ、を考慮して定められた値である。   The above equation (3) is an equation for estimating the heat quantity Qa from the exhaust gas temperature. kvL and kvR are correction coefficients. The correction coefficients kvL and kvR are values determined in consideration of the exhaust system surface area, heat transfer coefficient, heat conductivity, and exhaust pipe thickness, respectively.

TvLoutは、冷却装置40Lを通過した後の排気の温度であり、温度センサ9aLにより検出される。TvLinは、冷却装置40Lを通過する前の排気の温度であり、温度センサ9bLにより検出される。TvRoutは、冷却装置40Rを通過した後の排気の温度であり、温度センサ9aRにより検出される。TvRinは、冷却装置40Rを通過する前の排気の温度であり、温度センサ9bRにより検出される。QvL、QvRは、それぞれ冷却装置40L、40Rに流入する排気の流量を示している。排気流量QvL、QvRは、それぞれ排気マニホールド5L、5Rに設けられた排気流量センサ(不図示)からの出力に基づいてECU7L、7Rが検出する。排気流量センサは、公知のセンサである。上記式(3)は、冷却装置40L、40R内への流入前後での冷却水の温度を検出する水温センサを設けることが出来ない場合に有用である。   TvLout is the temperature of the exhaust gas that has passed through the cooling device 40L, and is detected by the temperature sensor 9aL. TvLin is the temperature of the exhaust gas before passing through the cooling device 40L, and is detected by the temperature sensor 9bL. TvRout is the temperature of the exhaust gas that has passed through the cooling device 40R, and is detected by the temperature sensor 9aR. TvRin is the temperature of the exhaust gas before passing through the cooling device 40R, and is detected by the temperature sensor 9bR. QvL and QvR indicate the flow rates of the exhaust gas flowing into the cooling devices 40L and 40R, respectively. The exhaust flow rates QvL and QvR are detected by the ECUs 7L and 7R based on outputs from exhaust flow sensors (not shown) provided in the exhaust manifolds 5L and 5R, respectively. The exhaust flow sensor is a known sensor. The above formula (3) is useful when a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water before and after flowing into the cooling devices 40L and 40R cannot be provided.

次に、排気流量を検出せずに熱量Qaを推定する方法について説明する。以下の式を用いることにより、排気流量を検出せずに熱量Qaを推定することができる。   Next, a method for estimating the heat quantity Qa without detecting the exhaust flow rate will be described. By using the following equation, the heat quantity Qa can be estimated without detecting the exhaust flow rate.

Qa=kvL*(TvLout−TvLin)*Ga/2+kvR*(TvRout−TvRin)*Ga/2・・・(4)   Qa = kvL * (TvLout−TvLin) * Ga / 2 + kvR * (TvRout−TvRin) * Ga / 2 (4)

上記式(4)において、Gaは、吸入空気量である。上記式(4)においては、エアフロメータ18で検出される吸入空気量Gaの半分が、バンク12L、12Rにそれぞれ導入され、この吸入空気量Gaと排気流量とが比例すると仮定している。上記式(4)は、排気流量センサを設けることが出来ない場合に有用である。   In the above formula (4), Ga is the amount of intake air. In the above equation (4), it is assumed that half of the intake air amount Ga detected by the air flow meter 18 is introduced into the banks 12L and 12R, respectively, and the intake air amount Ga and the exhaust flow rate are proportional. The above formula (4) is useful when an exhaust flow sensor cannot be provided.

次に、冷却装置40L、40Rへの流入する前の排気温度を検出せずに熱量Qaを推定する方法について説明する。以下の式を用いることにより、冷却装置40L、40Rへの流入する前の排気温度を検出せずに熱量Qaを推定することができる。   Next, a method for estimating the heat quantity Qa without detecting the exhaust temperature before flowing into the cooling devices 40L and 40R will be described. By using the following equation, the heat quantity Qa can be estimated without detecting the exhaust temperature before flowing into the cooling devices 40L and 40R.

Qa=kvL*(TvLout−Tv0)*QvL+kvR*(TvRout−Tv0)*QvR・・・(5)   Qa = kvL * (TvLout−Tv0) * QvL + kvR * (TvRout−Tv0) * QvR (5)

Tv0は、エンジン10の運転条件により推定される排気温度である。例えば、ECU7L、7Rは、エンジン10の回転数、燃料噴射量、負荷等に、排気温度が関連付けられたマップに基づいて、排気温度Tv0を推定する。温度センサ9bL、9bRを設けることが出来ない場合に有用である。   Tv0 is the exhaust temperature estimated from the operating conditions of the engine 10. For example, the ECUs 7L and 7R estimate the exhaust gas temperature Tv0 based on a map in which the exhaust gas temperature is associated with the engine speed, the fuel injection amount, the load, and the like. This is useful when the temperature sensors 9bL and 9bR cannot be provided.

次に、排気流量及び冷却装置40L、40Rへの流入する前の排気温度を検出せずに熱量Qaを推定する方法について説明する。以下の式を用いることにより、排気流量及び冷却装置40L、40Rへの流入する前の排気温度を検出せずに熱量Qaを推定することができる。   Next, a method for estimating the heat quantity Qa without detecting the exhaust gas flow rate and the exhaust gas temperature before flowing into the cooling devices 40L and 40R will be described. By using the following equation, the heat quantity Qa can be estimated without detecting the exhaust gas flow rate and the exhaust gas temperature before flowing into the cooling devices 40L and 40R.

Qa=kvL*(TvLout−Tv0)*Ga/2+kvR*(TvRout−Tv0)*Ga/2・・・(5)   Qa = kvL * (TvLout−Tv0) * Ga / 2 + kvR * (TvRout−Tv0) * Ga / 2 (5)

排気流量を検出するセンサや、温度センサ9bL、9bRを設けることが出来ない場合に有用である。   This is useful when the sensor for detecting the exhaust flow rate or the temperature sensors 9bL and 9bR cannot be provided.

尚、ECU7L、7Rは、上記の式(3)〜(5)を用いて所定期間にわたって積算することにより積算熱量ΣQaを推定し、上記式(2)により推定された放熱許容熱量Qmaxと比較することにより、排気温度抑制制御の実行の可否を決定してもよい。   The ECUs 7L and 7R estimate the integrated heat quantity ΣQa by integrating over a predetermined period using the above equations (3) to (5), and compare with the heat radiation allowable heat amount Qmax estimated by the above equation (2). Accordingly, it may be determined whether or not the exhaust temperature suppression control can be executed.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定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された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

7L、7R ECU
12L、12R バンク
5L、5R 排気マニホールド
6 スロットル弁
9L、9R 空燃比センサ
9aL、9bL、9aR、9bR 温度センサ
10 エンジン
14L、14R 気筒
15L、15R 燃料噴射弁
18 エアフロメータ
20L、20R 触媒
40L、40R 冷却装置
52L、52R、54L、54R 水温センサ
82 主経路
88 補助経路
7L, 7R ECU
12L, 12R Bank 5L, 5R Exhaust manifold 6 Throttle valve 9L, 9R Air-fuel ratio sensor 9aL, 9bL, 9aR, 9bR Temperature sensor 10 Engine 14L, 14R Cylinder 15L, 15R Fuel injection valve 18 Air flow meter 20L, 20R Catalyst 40L, 40R Cooling Equipment 52L, 52R, 54L, 54R Water temperature sensor 82 Main path 88 Auxiliary path

Claims (4)

冷媒が流通する経路上に設けられ前記冷媒が内部を流通することにより内燃機関の排気を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置内で前記排気から前記冷却水へと伝達する熱量を推定する熱量推定部と、
前記熱量に応じて、前記排気の温度を抑制する排気温度抑制制御の実行の可否を決定する機関制御部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A cooling device that is provided on a path through which the refrigerant flows and that cools the exhaust of the internal combustion engine by circulating the refrigerant inside;
A heat quantity estimating unit for estimating a heat quantity transferred from the exhaust to the cooling water in the cooling device;
An internal combustion engine control apparatus comprising: an engine control unit that determines whether or not to execute exhaust temperature suppression control that suppresses the temperature of the exhaust gas according to the amount of heat.
前記熱量推定部は、前記排気から前記冷却水へと伝達される熱量を所定時間にわたって積算した積算熱量を推定する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the heat quantity estimation unit estimates an integrated heat quantity obtained by integrating a heat quantity transmitted from the exhaust gas to the cooling water over a predetermined time. 前記冷媒の経路上に配置されたラジエータを備え、
前記機関制御部は、前記ラジエータで前記冷媒が放熱される放熱許容熱量を推定し、前記熱量と前記放熱許容熱量とに応じて、前記排気温度抑制制御の実行の可否を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
A radiator disposed on the refrigerant path;
The engine control unit estimates a heat radiation allowable heat amount to which the refrigerant is radiated by the radiator, and determines whether or not to execute the exhaust temperature suppression control according to the heat amount and the heat radiation allowable heat amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記冷媒の経路上に配置されたラジエータを備え、
前記機関制御部は、前記ラジエータで前記冷媒が放熱される放熱許容熱量を推定し、前記積算熱量と前記放熱許容熱量とに応じて、前記排気温度抑制制御の実行の可否を決定する、ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。

A radiator disposed on the refrigerant path;
The engine control unit estimates a heat radiation allowable heat amount to which the refrigerant is radiated by the radiator, and determines whether or not to execute the exhaust temperature suppression control according to the integrated heat amount and the heat radiation allowable heat amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control apparatus is an internal combustion engine.

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