BR112016001303B1 - Sistema de controle de emissão de escapamento para motor de combustão interna e método de controle para sistema de controle de emissão de escapamento para motor de combustão interna - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÃO DE ESCAPAMENTO PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E MÉTODO DE CONTROLE PARA SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÃO DE ESCAPAMENTO Trata-se de um sistema de controle de emissão de escapamento que estima uma quantidade de acumulação de PM em um DPF e executa o controle de queima de PM para queimar o PM acumulado no DPF quando uma quantidade de acumulação de PM estimada tiver atingido um limiar predefinido, que inclui uma primeira unidade de estimativa para estimar a quantidade de acumulação de PM com base em uma quantidade de emissão de PM a partir de um motor e uma segunda unidade de estimativa para estimar a quantidade de acumulação de PM com base em uma pressão diferencial entre um lado a montante e um lado a jusante do DPF a fim de estimar a quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF. Um primeiro limiar para a primeira unidade de estimativa e um segundo limiar para a segunda unidade de estimativa são fornecidos como o limiar predefinido. O segundo limiar é maior do que o primeiro limiar.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se a um sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna, que inclui um filtro que coleta o material particulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna e a um método de controle para o sistema de controle de emissão de escapamento.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] O material particulado (mais adianta neste documento, cha mado de "PM") o qual o componente principal é o carbono está contido em gás de escapamento que é emitido a partir de um motor de combustão interna (principalmente, um motor a diesel). O gás de escapamento é purificado coletando-se o PM no gás de escapamento com um filtro, tal como um filtro de particulado de diesel (DPF), fornecido em uma passagem de escapamento. Quando a quantidade de PM coletado pelo filtro (DPF) (quantidade de acumulação de PM) tiver atingido um valor de determinação predeterminado (limiar), uma obstrução do filtro é suprimida executando-se o controle de queima de PM (controle de regeneração de filtro) para queimar e remover o PM no filtro.

[0003] É conhecido um sistema de controle de emissão de esca- pamento (consulte, por exemplo, a Publicação de Pedido de Patente Japonesa no 2012-132468 (JP 2012-132468 A)). O sistema de controle de emissão de escapamento inclui o primeiro meio de estimativa e o segundo meio de estimativa. O primeiro meio de estimativa estima a quantidade de acumulação de PM de um filtro com base em uma pressão diferencial entre uma pressão de lado a montante e uma pressão de lado a jusante do filtro (uma pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro). O segundo meio de estimativa estima a quantidade de acumulação de PM do filtro com base na quantidade de emissão de PM de um motor de combustão interna. O sistema de controle de emissão de escapamento estima a quantidade de acumulação de PM com o uso do primeiro meio de estimativa e do segundo meio de estimativa seletivamente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] No sistema de controle de emissão de escapamento des crito no documento no JP 2012-132468 A, o mesmo limiar é usado para o primeiro e o segundo meio de estimativa como um limiar para mudar para o controle de queima de PM (limiar de mudança), de modo que haja o seguinte inconveniente. Isto é, é exigido definir o limiar para um valor inferior em consideração a um dentre o primeiro e o segundo meio de estimativa, que tem um erro de estimativa maior. Portanto, há o seguinte inconveniente. Isto é, a precisão de determinação quanto a se deve mudar para o controle de queima de PM com base na estimada quantidade de acumulação de PM estimada pelo primeiro e segundo meio de estimativa se deteriora, com o resultado que a frequência de controle de queima de PM aumenta e a economia de combustível se deteriora.

[0005] A invenção fornece um sistema de controle de emissão de escapamento que tem a capacidade de suprimir a deterioração de economia de combustível suprimindo-se a frequência de controle de queima de PM para remover o PM acumulado em um filtro e um método de controle para o sistema de controle de emissão de escapamento.

[0006] Um primeiro aspecto da invenção fornece um sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna. O sistema de controle de emissão de escapamento inclui: um filtro disposto em uma passagem de escapamento do motor de combustão interna, em que o filtro é configurado para coletar material par- ticulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna; um sensor de pressão diferencial configurado para detectar uma pressão diferencial entre um lado a montante e um lado a jusante do filtro; e uma unidade de controle eletrônico. A unidade de controle eletrônico é configurada para estimar uma quantidade de acumulação de material particulado (quantidade de acumulação de PM) acumulado no filtro, e para executar o controle de queima para queimar o material particulado acumulado no filtro quando a quantidade estimada de acumulação do material particulado (quantidade de acumulação de PM estimada) tiver atingido um limiar predefi- nido. A unidade de controle eletrônico inclui uma primeira porção de estimativa e uma segunda porção de estimativa a fim de estimar a quantidade de acumulação do material particulado acumulado no filtro, em que a primeira porção de estimativa é configurada para estimar a quantidade de acumulação com base em uma quantidade de material particulado emitido a partir do motor de combustão interna, e a segunda porção de estimativa é configurada para estimar a quantidade de acumulação com base na pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro. A unidade de controle eletrônico é configurada para incluir um primeiro limiar para a primeira porção de estimati-va e um segundo limiar para a segunda porção de estimativa como o limiar predefinido, e o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar.

[0007] Com a configuração acima, o primeiro limiar para a primeira porção de estimativa e o segundo limiar para a segunda porção de estimativa, em que o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar, são definidos. Portanto, é possível determinar precisamente se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM estimada pelas primeira e segunda porções de es- timativa. Assim, é possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0008] No primeiro aspecto da invenção, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para permitir que a segunda porção de estimativa estime a quantidade de acumulação quando um tempo acumulado, no qual uma condição para aplicar a pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro é satisfeita, for mais longo ou igual ao limiar predefinido.

[0009] Com a configuração acima, é possível reduzir um desvio entre uma quantidade de acumulação de PM real e uma quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa, de modo a ser possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM. Isto é, quando o tempo acumulado, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro é satisfeita, for curto, existe uma possibilidade de que um desvio entre uma pressão diferencial entre a montante e a jusante detectada pelo sensor de pressão diferencial e uma pressão diferencial real aumente, de modo a haver uma possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa não seja garantida. Entretanto, com a configuração acima, a segunda porção de estimativa estima a quantidade de acumulação de PM somente quando o tempo acumulado, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro é satisfeita, for mais longo ou igual ao limiar. Portanto, é possível reduzir o desvio entre uma quantidade de acumulação de PM real e uma quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa, de modo a ser possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0010] No primeiro aspecto da invenção, a unidade de controle pode ser configurada para permitir que a segunda porção de estimativa estime a quantidade de acumulação quando a quantidade de acumulação for maior ou igual a um limiar predefinido.

[0011] Com a configuração acima, é possível reduzir um desvio entre uma quantidade de acumulação de PM real e uma quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa, de modo a ser possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM. Isto é, quando a quantidade de acumulação de PM no filtro é pequena, existe uma possibilidade de que uma pressão diferencial entre a montante e a jusante detectada pelo sensor de pressão diferencial se altere acen- tuadamente para uma quantidade de acumulação de PM no filtro, de modo a haver uma possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa não seja garantida. Entretanto, com a configuração acima, a segunda porção de estimativa estima a quantidade de acumulação de PM somente quando a quantidade de acumulação de PM no filtro for maior ou igual ao limiar. Portanto, é possível reduzir um desvio entre uma quantidade de acumulação de PM real e uma quantidade de acumulação de PM estimada pela segunda porção de estimativa, de modo a ser possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0012] No primeiro aspecto da invenção, a unidade de controle pode ser configurada para zerar o tempo acumulado quando o controle de queima tiver completado normalmente.

[0013] Com a configuração acima, é possível impedir um aumento infinito no tempo acumulado zerando-se o tempo acumulado cada vez que o controle de queima de PM se complete normalmente, de modo a ser possível aprimorar a precisão de detecção da pressão diferencial en- tre a montante e a jusante detectada pelo sensor de pressão diferencial.

[0014] No primeiro aspecto da invenção, a unidade de controle pode ser configurada para zerar o tempo acumulado quando pelo menos uma dentre (i) uma condição em que uma velocidade média de veículo é mais baixa do que um valor predeterminado, (ii) uma condição em que uma distância de percurso em uma viagem é mais curta do que um valor predeterminado e (iii) uma condição em que uma frequência na qual a pressão diferencial é detectada pelo sensor de pressão diferencial é menor do que um valor predeterminado for satisfeita.

[0015] Com a configuração acima, quando existir uma possibilida de em que a correspondência entre a pressão diferencial entre a montante e a jusante e a quantidade de acumulação de PM se deteriore (quando a velocidade média de veículo for menor do que o valor predeterminado, quando a distância de percurso em uma viagem for mais curta do que o valor predeterminado ou quando a frequência na qual a pressão diferencial é detectada pelo sensor de pressão diferencial for menor do que o valor predeterminado), é possível reduzir um desvio entre uma quantidade de acumulação de PM real e uma quantidade de acumulação de PM estimada zerando-se o tempo acumulado, de modo a ser possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência do controle de queima de PM.

[0016] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, o primeiro limiar para a primeira porção de estimativa e o segundo limiar para a segunda porção de estimativa, em que o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar, são definidos. Portanto, é possível determinar precisamente se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM estimada pelas primeira e segunda porções de estimativa. Assim, é possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0017] Um segundo aspecto da invenção fornece um método de controle para um sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna. O sistema de controle de emissão de escapamento inclui: um filtro disposto em uma passagem de esca- pamento do motor de combustão interna, em que o filtro é configurado para coletar material particulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna; e um sensor de pressão diferencial configurado para detectar uma pressão diferencial entre um lado a montante e um lado a jusante do filtro. O método de controle inclui: (a) estimar uma quantidade de acumulação de material particulado acumulado no filtro; (b) executar o controle de queima para queimar o material particulado acumulado no filtro quando a quantidade estimada de acumulação do material particulado tiver atingido um limiar predefinido; e (c) executar um primeiro processo de estimativa para estimar a quantidade de acumulação do material particulado com base em uma quantidade de material particulado emitido a partir do motor de combustão interna e um segundo processo de estimativa para estimar a quantidade de acumulação com base na pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro a fim de estimar a quantidade de acumulação do material particulado acumulado no filtro. Um primeiro limiar para o primeiro processo de estimativa e um segundo limiar para o segundo processo de estimativa são fornecidos como o limiar predefinido, e o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] As características, vantagens e significância técnica e in dustrial de modalidades exemplificativas da invenção serão descritas abaixo em referência aos desenhos anexos, em que números similares denotam elementos similares, e em que: A Figura 1 é uma vista de configuração esquemática que mostra um exemplo de um motor a diesel de acordo com uma modalidade da invenção; A Figura 2 é um diagrama de blocos que mostra a configuração de um sistema de controle, tal como uma ECU; A Figura 3 é uma vista que mostra um exemplo de um mapa que é consultado no momento em que uma quantidade de emissão de PM for obtida; A Figura 4 é um gráfico que mostra a correspondência entre um tempo acumulado no qual uma condição para aplicar a pressão diferencial de um DPF é satisfeita e uma pressão diferencial entre a montante e a jusante do DPF; A Figura 5 é um gráfico que mostra a correspondência entre uma quantidade de acumulação de PM no DPF e uma pressão diferencial entre a montante e a jusante do DPF; A Figura 6 é um fluxograma que mostra um exemplo de controle para calcular um sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, que é executado pela ECU; A Figura 7 é um fluxograma que mostra um exemplo de controle para comutar entre um primeiro processo de estimativa e um segundo processo de estimativa, que é executado pela ECU; e A Figura 8 é um fluxograma que mostra uma modalidade al-ternativa de controle para calcular o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, que é executado pela ECU.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0019] Uma modalidade exemplificativa da invenção será descrita em referência aos desenhos anexos. Mais adiante neste documento, a invenção é aplicada a um motor a diesel de múltiplos cilindros de injeção direta em cilindro de trilho comum (motor de combustão interna de autoignição por compressão) montado em um veículo.

[0020] A configuração esquemática do motor a diesel (mais adian- te neste documento, simplesmente chamado de "motor") ao qual a invenção é aplicada será descrita em referência à Figura 1. Conforme mostrado na Figura 1, o motor 1 é um motor de quatro cilindros em série. Um injetor (válvula de injeção de combustível) 2 está disposto em uma câmara de combustão 1a de cada cilindro do motor 1. Cada injetor 2 injeta o combustível que é submetido à combustão em uma câmara correspondente dentre as câmaras de combustão 1a. O injetor 2 de cada cilindro é conectado a um trilho comum 11. Uma bomba de abastecimento 10 é conectada ao trilho comum 11.

[0021] A bomba de abastecimento 10 recolhe o combustível a par tir de um tanque de combustível, pressuriza o combustível recolhido e, então, abastece o combustível de alta pressão para o trilho comum 11 através de uma passagem de combustível 10a. O trilho comum 11 serve como um acumulador que mantém (acumula) o combustível de alta pressão abastecido a partir da bomba de abastecimento 10, a uma pressão predeterminada, e distribui o combustível acumulado para os injetores 2. Cada injetor 2 é uma válvula de ligar e desligar acionada eletromagneticamente que, quando uma tensão predeterminada é aplicada, se abre para injetar e abastecer o combustível para uma câmara correspondente dentre as câmaras de combustão 1a. O estado aberto/fechado (quantidade de injeção de combustível e tempo de injeção) de cada injetor 2 é controlado por uma unidade de controle eletrônico (ECU) 100 através de uma razão de direito.

[0022] Uma passagem de admissão 3 e uma passagem de esca- pamento 4 são conectadas ao motor 1. Na passagem de admissão 3, um purificador de ar 9, um medidor de fluxo de ar 33, um impulsor de compressor 63 de um turboalimentador 6, um intercooler 8 e uma válvula de estrangulador 5 estão dispostos em ordem a partir do lado a montante do fluxo de ar de admissão para o lado a jusante do mesmo. A válvula de estrangulador 5 é uma válvula que ajusta uma taxa de fluxo de ar de admissão. Um grau de abertura de estrangulamento que é um grau de abertura da válvula de estrangulador 5 que é ajustado por um mecanismo motor de estrangulador 51. O grau de abertura de estrangulamento da válvula de estrangulador 5 é detectado por um sensor de grau de abertura de estrangulador 41. A passagem de ad- missão3 é ramificada em um coletor de admissão 3a em correspondência com os cilindros. O coletor de admissão 3a está disposto a jusante da válvula de estrangulador 5.

[0023] A passagem de escapamento 4 é configurada para ser co letada a partir de um estado, ramificado nos cilindros, para um em um coletor de escapamento 4a. O coletor de escapamento 4a é conectado às câmaras de combustão 1a dos cilindros do motor 1. O gás de esca- pamento produzido através de combustão de combustível nas câmaras de combustão 1a é entregue à passagem de escapamento 4. Um conversor catalítico de oxidação (CCO) 21 e um filtro (DPF) 22 estão dispostos na passagem de escapamento 4 em ordem a partir do lado a montante de fluxo de gás de escapamento em direção ao lado a jusante do mesmo. O CCO 21 oxida e purifica os hidrocarbonetos (HC) e o monóxido de carbono (CO) contidos em gás de escapamento. O DPF 22 coleta o PM. O DPF 22 é formado de, por exemplo, uma estrutura de cerâmica porosa. O DPF 22 coleta o PM contido em gás de esca- pamento no momento em que o gás de escapamento passa através de uma parede porosa. Um catalisador (por exemplo, um catalisador de oxidação que contém principalmente metais preciosos, tal como platina) para queimar e remover o PM coletado no momento de controle de queima de PM é sustentado no DPF 22.

[0024] Uma válvula de adição de combustível 23 está disposta na passagem de escapamento 4 em uma porção a montante do CCO 21 (lado a montante de fluxo de gás de escapamento) e a jusante de uma turbina 62 do turboalimentador 6 (descrita posteriormente). O combus- tível é abastecido a partir da bomba de abastecimento 10 para a válvula de adição de combustível 23 através de uma passagem de combustível aditivo 24. A válvula de adição de combustível 23 é formada de uma válvula de ligar e desligar controlada eletronicamente. A ECU 100 controla o estado aberto/fechado da válvula de adição de combustível 23 para controlar a quantidade e o tempo de adição de combustível para a passagem de escapamento 4. O combustível não queimado injetado a partir da válvula de adição de combustível 23 para a passagem de escapamento 4 oxida no CCO 21 para aquecer o gás de es- capamento através do calor de reação. Além disso, o combustível não queimado injetado a partir da válvula de adição de combustível 23 também oxida no DPF 22, aquece o gás de escapamento através do calor de reação para queimar e remover o PM coletado no DPF 22. A válvula de adição de combustível 23 pode ser fornecida no coletor de escapamento 4a.

[0025] Um sensor de A/F 36 e um primeiro sensor de temperatura de escapamento 37 estão dispostos na passagem de escapamento 4 em uma porção a montante (lado a montante de fluxo de gás de esca- pamento) do CCO 21. O sensor de A/F 36 detecta a razão ar combustível (A/F) de gás de escapamento que flui no CCO 21. O primeiro sensor de temperatura de escapamento 37 detecta a temperatura de gás de escapamento que flui no CCO 21. Um segundo sensor de temperatura de escapamento 38 está disposto na passagem de escapa- mento 4 entre o CCO 21 e o DPF 22. O segundo sensor de temperatura de escapamento 38 detecta a temperatura de gás de escapamento que flui no DPF 22 (temperatura de filtro). Um sensor de pressão diferencial 39 está disposto de modo a detectar uma pressão diferencial (pressão diferencial entre a montante e a jusante) ΔP entre uma pressão a montante do DPF 22 e uma pressão a jusante do DPF 22. Os sinais de saída do sensor de A/F 36, do primeiro sensor de temperatu- ra de escapamento 37, do segundo sensor de temperatura de esca- pamento 38 e do sensor de pressão diferencial 39 são inseridos à ECU 100.

[0026] O turboalimentador 6 está disposto para o motor 1. O tur- boalimentador 6 inclui a turbina 62 e o impulsor de compressor 63 que são acoplados um ao outro através de um eixo de rotor 61. O impulsor de compressor 63 está disposto no interior da passagem de admis- são3. A turbina 62 está disposta no interior da passagem de escapa- mento 4. O turboalimentador 6 gira o impulsor de compressor 63 utilizando-se o fluxo de escapamento (pressão de escapamento) recebido pela turbina 62, superalimentando, assim, o ar de admissão. O turboa- limentador 6 é, por exemplo, um turboalimentador de bocal variável no qual um mecanismo de palheta de bocal variável 64 é fornecido adjacente à turbina 62. O turboalimentador 6 tem a capacidade de ajustar a pre- ção de superalimentação do motor 1 ajustando-se o grau de abertura do mecanismo de palheta de bocal variável 64. O ar de admissão aquecido através de superalimentação do turboalimentador 6 é resfriado à força pelo intercooler 8 disposto na passagem de admissão 3.

[0027] Um dispositivo de EGR 7 está disposto no motor 1. O dis positivo de EGR 7 retorna parte de gás de escapamento, que flui através da passagem de escapamento 4, para a passagem de admissão 3, e abastece o gás de escapamento para as câmaras de combustão 1a dos cilindros novamente para reduzir a temperatura de combustão. Assim, a quantidade de geração de NOx é reduzida. O dispositivo de EGR 7 inclui uma passagem de EGR 71 que conecta o coletor de admissão 3a ao coletor de escapamento 4a. Um arrefecedor de EGR 73 e uma válvula de EGR 72 estão dispostos na passagem de EGR 71 em ordem a partir do lado a montante de fluxo de gás de EGR em direção ao lado a jusante do mesmo. O arrefecedor de EGR 73 é usado para resfriar o gás de EGR que passa (retorna) através da passagem de EGR 71. A quantidade de gás de EGR (a quantidade de gás de es- capamento retornado) introduzida a partir da passagem de escapa- mento 4 (coletor de escapamento 4a) para a passagem de admissão 3 (coletor de admissão 3a) é permitida que seja ajustada ajustando-se o grau de abertura da válvula de EGR 72.

[0028] Várias operações do motor assim configurado 1 são contro ladas pela ECU 100. Conforme mostrado na Figura 2, a ECU 100 inclui uma CPU 101, uma ROM 102, uma RAM 103, uma RAM adicional 104 e similares. Vários programas de controle, mapas que são consultados no momento de execução dos vários programas de controle e similares, são armazenados na ROM 102. A CPU 101 executa o processamento aritmético com base nos vários programas de controle e mapas armazenados na ROM 102. A RAM 103 é uma memória que armazena temporariamente os resultados computados da CPU 101, dados inseridos a partir dos sensores e similares. A RAM adicional 104 é uma memória não volátil que armazena dados, e similares, a serem salvos no momento em que o motor 1 é interrompido ou em que a ignição é desligada. A CPU 101, a ROM 102, a RAM 103 e a RAM adicional 104 são conectadas umas às outras através de um barramento bidirecional 107, e são conectadas a uma interface de entrada 105 e a uma interface de saída 106.

[0029] A interface de entrada 105 executa o processamento, tal como uma conversão A/D, sobre os sinais detectados a partir dos sensores e converte os sinais detectados para informações detectadas processáveis pela CPU 101. Um sensor de velocidade de rotação de motor 31, um sensor de temperatura de agente refrigerante 32, um medidor de fluxo de ar 33, um sensor de temperatura de ar de admissão 34, um sensor de pressão de ar de admissão 35, o sensor de A/F 36, o primeiro sensor de temperatura de escapamento 37, o segundo sensor de temperatura de escapamento 38, o sensor de pressão dife- rencial 39, um sensor de pressão no trilho 40, o sensor de grau de abertura de estrangulador 41, um sensor de quantidade de operação de acelerador 42, um sensor de velocidade de veículo 43 e similares, são conectados de modo comunicável à interface de entrada 105.

[0030] O sensor de velocidade de rotação de motor 31 detecta a velocidade de rotação de um virabrequim que é um eixo de saída do motor 1. O sensor de temperatura de agente refrigerante 32 detecta uma temperatura de agente refrigerante de motor (temperatura de agente refrigerante). O medidor de fluxo de ar 33 detecta uma taxa de fluxo de ar de admissão. O sensor de temperatura de ar de admissão 34 está disposto no coletor de admissão 3a, e detecta a temperatura de ar de admissão. O sensor de pressão de ar de admissão 35 está disposto no coletor de admissão 3a, e detecta a pressão de ar de admissão. O sensor de pressão no trilho 40 detecta a pressão de combustível de alta pressão no trilho comum 11. O sensor de quantidade de operação de acelerador 42 detecta a quantidade de depressão do condutor de um pedal de acelerador. O sensor de velocidade de veículo 43 detecta a velocidade do veículo.

[0031] A interface de saída 106 executa o processamento, tal co mo uma conversão D/A, sobre as informações, tal como informações de comando, saídas a partir da CPU 101, e converta as informações para sinais de comando, e similares, recebíveis pelas unidades (ou dispositivos). Os injetores 2, a bomba de abastecimento 10, a válvula de adição de combustível 23, o mecanismo motor de estrangulador 51, o mecanismo de palheta de bocal variável 64, a válvula de EGR 72 e similares são conectados de modo comunicável à interface de saída 106, e são controlados com base no estado de operação e similares, do motor 1. Isto é, vários controles sobre o motor 1 são executados com base nos sinais de saída dos vários sensores. Os vários controles incluem o controle sobre o grau de abertura da válvula de estrangula- dor 5 do motor 1, o controle de abrir/fechar sobre os injetores 2 (controle de quantidade de injeção de combustível e controle de tempo de injeção de combustível). Além disso, o controle de queima de PM (controle de regeneração de filtro) é executado conforme será descrito abaixo.

[0032] A ECU 100 estima a quantidade de PM acumulado no DPF 22, e define um sinalizador de queima de PM para um estado ligado e muda para um modo de queima de PM quando a quantidade estimada tiver atingido um limiar predeterminado (um valor no qual um processo de queima de PM é exigido para o DPF 22). No modo de queima de PM, o controle de queima de PM é executado a fim de remover o PM acumulado no DPF 22. Nesse controle de queima de PM, a fim de queimar e remover o PM acumulado no DPF 22, o combustível é injetado a partir da válvula de adição de combustível 23 para a passagem de escapamento 4. Uma temperatura de leito de catalisador do DPF 22 aumenta como um resultado de injeção de combustível (adição de combustível) a partir da válvula de adição de combustível 23, e o PM acumulado no DPF 22 é queimado e removido. Quando a quantidade estimada de PM acumulado no DPF 22 é menor do que o limiar predeterminado, a ECU 100 define o sinalizador de queima de PM para um estado desligado, e não muda para o modo de queima de PM.

[0033] O combustível é adicionado a partir da válvula de adição de combustível 23 para a passagem de escapamento 4 controlando-se o grau de abertura da válvula de adição de combustível 23. Mais especificamente, uma quantidade de aditivo exigida e o tempo de aditivo são calculados consultando-se um mapa criado através de um experimento, cálculo ou similares, em avanço com base na velocidade de rotação de motor NE que é obtida a partir do sinal de saída do sensor de velocidade de rotação de motor 31, e o grau de abertura da válvula de adição de combustível 23 é controlado com base no resultado calculado.

[0034] No momento de determinar se é exigido mudar para o con trole de queima de PM descrito acima, a ECU 100 estima a quantidade de PM acumulado no DPF 22 com base no estado de operação do motor 1. Nessa modalidade, a ECU 100 executa dois processos de estimativa como o processo de estimar a quantidade de acumulação de PM no DPF 22.

1) PROCESSO PARA ESTIMAR A QUANTIDADE DE ACUMULAÇÃO DE PM COM BASE EM QUANTIDADE DE EMISSÃO DE PM

[0035] Inicialmente, uma quantidade de acumulação de PM esti mada PMe no DPF 22 é calculada com base em uma quantidade de emissão de PM pme a partir do motor 1 como um primeiro processo de estimativa (primeira porção de estimativa). A quantidade de emissão de PM pme é a quantidade de PM que é emitido a partir de todas as câmaras de combustão do motor 1 por unidade de tempo (por exemplo, em um intervalo de controle do processo de estimativa). Por exemplo, é permitido que seja calculada a quantidade de emissão de PM pme com base em uma velocidade de rotação de motor NE e em uma quantidade de injeção de combustível Qv (valor de comando). A velocidade de rotação de motor NE é obtida a partir do sinal de saída do sensor de velocidade de rotação de motor 31. Por exemplo, consul-tando-se o mapa mostrado na Figura 3, é possível obter a quantidade de emissão de PM pme com base na velocidade de rotação de motor NE e na quantidade de injeção de combustível Qv. O mapa mostrado na Figura 3 é obtido mapeando-se valores da quantidade de emissão de PM pme através de um experimento, cálculo ou similares, com o uso da velocidade de rotação de motor NE e da quantidade de injeção de combustível Qv como parâmetros, e é armazenado na ROM 102 da ECU 100. No mapa da Figura 3, em que a velocidade de rotação de motor NE ou a quantidade de injeção de combustível Qv é um valor entre ponto no mapa, a quantidade de emissão de PM pme é calcula- da através de processo de interpolação. Acumulando-se a quantidade de emissão de PM pme calculada com base na velocidade de rotação de motor NE e na quantidade de injeção de combustível Qv, a quantidade de acumulação de PM estimada PMe no DPF 22 é calculada. A quantidade de acumulação de MP estimada PMe no DPF 22 é redefinida para um valor inicial (por exemplo, 0) quando o controle de queima de PM sobre o DPF 22 tiver completado normalmente. (

2) PROCESSO PARA ESTIMAR A QUANTIDADE DE ACUMULAÇÃO DE PM COM BASE EM PRESSÃO DIFERENCIAL ENTRE A MONTANTE EA JUSANTE

[0036] A seguir, uma quantidade de acumulação de PM estimada PMd no DPF 22 é calculada com base na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22 como um segundo processo de estimativa (segunda porção de estimativa). Com o progresso de acumulação de PM no DPF 22, o PM acumulado no DPF 22 interfere com o fluxo de gás de escapamento, e a resistência de fluxo de gás de es- capamento aumenta. A pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP aumenta com um aumento na quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF 22. Por outro lado, a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP diminui conforme a quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF 22 diminui com o progresso de queima e remoção de PM acumulado no DPF 22. Dessa maneira, visto que existe uma correspondência entre a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22 e a quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF 22, é possível estimar a quantidade de acumulação de PM no DPF 22 com base na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP.

[0037] Com o uso desse ponto, a quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF 22 (quantidade de acumulação de PM estimada PMd) é estimada consultando-se o mapa com base na pressão di- ferencial entre a montante e a jusante ΔP que é obtida a partir do sinal de saída do sensor de pressão diferencial 39 fornecido na passagem de escapamento 4. O mapa que é usado para calcular a quantidade de acumulação de PM estimada PMd é obtido mapeando-se os valores adaptados através de um experimento, cálculo ou similares, em consideração da correspondência descrita acima entre a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP e a quantidade de acumulação de PM, e é armazenado na ROM 102 da ECU 100.

[0038] Nessa modalidade, a quantidade de acumulação de PM no DPF 22 é estimada pelos dois processos de estimativa descritos acima, e um limiar (limiar de mudança) para determinar se deve mudar para o controle de queima de PM é definido para cada processo de estimativa. Isto é, um primeiro limiar Th1 para o primeiro processo de estimativa (o processo para estimar a quantidade de acumulação de PM com base na quantidade de emissão de PM) e um segundo limiar Th2 para o segundo processo de estimativa (o processo para estimar a quantidade de acumulação de PM com base na pressão diferencial entre a montante e a jusante) são definidos para valores diferentes. O segundo limiar Th2 para o segundo processo de estimativa é maior do que o primeiro limiar Th1 para o primeiro processo de estimativa (Th1 < Th2).

[0039] Consequentemente, em uma situação em que existe uma grande diferença entre uma pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, e uma pressão diferencial real, existe uma possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriore. Nessa modalidade, em uma situação em que é possível garantir a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, o segundo proces- so de estimativa é permitido, e é determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMd estimada pelo segundo processo de estimativa. Por outro lado, em uma situação em que não é possível garantir a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22 estimada pelo segundo processo de estimativa, o segundo processo de estimativa é proibido, e é determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMe estimada pelo primeiro processo de estimativa. Com tal comutação entre o primeiro e segundo processos de estimativa, o limiar que é usado como o limiar de mudança também comuta entre o primeiro limiar Th1 e o segundo limiar Th2. Mais adiante neste documento, o controle de queima de PM nessa modalidade será descrito em referência às Figuras 4 a 7.

[0040] A situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriora, em outras palavras, a situação em que existe uma grande variação na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, é como se segue. Essa situação é, por exemplo, o caso em que um tempo acumulado Tsum (consulte a Figura 4) no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita é mais curto do que um tempo predeterminado Ta, o caso em que uma quantidade de acumulação de PM PM1 (consulte a Figura 5) no DPF 22 é menor do que um valor predeterminado PMa, ou similares. Mais adiante neste documento, a descrição será feita para cada caso.

[0041] A condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é uma precondição para garantir a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa. Quando essa precondição (a condição para apli- car a pressão diferencial do DPF 22) não for satisfeita, existe uma grande variação na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, e existe uma alta possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriore. Mesmo quando a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 for satisfeita, mas quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial é satisfeita, for mais curto do que o tempo predeterminado, existe uma grande variação na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, e existe uma alta possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriore.

[0042] A condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 inclui, por exemplo, as seguintes condições [a1] a [a7]. Quando todas as condições [a1] a [a7] forem satisfeitas, é determinado que a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita. Por outro lado, quando pelo menos uma dentre as condições [a1] a [a7] não for satisfeita, é determinado que a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 não é satisfeita. As condições [a1] a [a7] são somente ilustrativas, e somente parte das condições [a1] a [a7] podem ser empregadas como a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22. Uma condição diferente das condições [a1] a [a7] pode ser empregada como a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22.

[0043] A condição [a1] é uma condição em que a taxa de fluxo de gás de escapamento que é detectada pelo detector de taxa de fluxo de gás de escapamento é mais alta ou igual a um valor predeterminado. A condição [a2] é uma condição em que a taxa de alteração (por uni dade de tempo) na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, que é detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, é mais baixa ou igual a um valor predeterminado. A condição [a3] é uma condição em que a temperatura de gás de escapamento que flui no DPF 22, que é detectada pelo segundo sensor de temperatura de escapamento 38, é mais alta ou igual a um valor predeterminado. A condição [a4] é a condição em que não há influência de um aumento na pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP devido à entrada de água no DPF 22. A condição [a5] é a condição em que o DPF 22 e seus componentes associados (a válvula de adição de combustível 23, o medidor de fluxo de ar 33, o segundo sensor de temperatura de escapamento 38, o sensor de pressão diferencial 39 e similares) não têm anormalidades. A condição [a6] é a condição em que controle de adição de combustível que usa a válvula de adição de combustível 23 não é executado atualmente. A condição [a7] é a condição em que aprendizagem zero do sensor de pressão diferencial 39 foi completada recentemente.

[0044] Quando for determinado que a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita (por exemplo, quando todas as condições [a1] a [a7] descritas acima forem satisfeitas), o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, é contado. Quando o controle de queima de PM sobre o DPF 22 tiver completado normalmente, o tempo acumulado Tsum é redefinido para um valor inicial (por exemplo, 0 [s]).

[0045] Existe a correspondência mostrada na Figura 4 entre o tempo acumulado Tsum no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita e a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22. Na Figura 4, a razão de uma pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, para uma pressão diferencial real entre a mon- tante e a jusante ΔP do DPF 22 é indicada por linha tracejada. Conforme mostrado na Figura 4, existe a correspondência entre o tempo acumulado Tsum e a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22 como se segue. À medida que o tempo acumulado Tsum se estende, o valor da razão se aproxima de 1 (indicada pela linha contínua na Figura 4), e a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se aproxima (converge) da pressão diferencial real. Por exemplo, quando o tempo acumulado Tsum for 0 [s], a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, é somente um valor de cerca de um terço da pressão diferencial real, e a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se desvia sig-nificativamente da pressão diferencial real. Entretanto, à medida que o tempo acumulado Tsum se estende, a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se aproxima gradualmente da pressão diferencial real. Quando o tempo acumulado Tsum for mais longo ou igual a 1200 [s], o valor da razão descrita acima é substancialmente 1, e a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, coincide substancialmente com a pressão diferencial real.

[0046] Quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais curto do que o tempo predeterminado Ta (por exemplo, 1200 [s]), é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriora. Por outro lado, quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais longo ou igual ao tempo predetermi- nado Ta, é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é garantida.

[0047] Subsequentemente, existe a correspondência mostrada na Figura 5 entre uma quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 e uma pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39. Nesse caso, a quantidade de acumulação de PM PMd estimada pelo segundo processo de estimativa é permitida que seja usada como a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22. Conforme mostrado na Figura 5, quando a quantidade de acumulação de PM PM1 (a quantidade de acumulação de PM PMd estimada pelo segundo processo de estimativa) no DPF 22 for menor do que 2 [g/unid], a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se altera acentuadamente para a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22. Entretanto, quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual a 2 [g/unid], a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se altera substancialmente linearmente para a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22.

[0048] Portanto, quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for menor do que um valor predeterminado PMa (por exemplo, 2 [g/unid]), é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriora. Por outro lado, quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa, é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é garantida.

[0049] Dessa maneira, quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais curto do que o tempo predeterminado Ta ou quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for menor do que o valor predeterminado PMa, é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriora. Nesse caso, o segundo processo de estimativa é proibido, e é determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMe no DPF 22, estimada pelo primeiro processo de estimativa. Nesse momento, o limiar de mudança para determinar se deve mudar para o controle de queima de PM é definido para o primeiro limiar Th1. Quando a quantidade de acumulação de PM PMe no DPF 22, estimada pelo primeiro processo de estimativa, for maior ou igual ao primeiro limiar Th1, o sinalizador de queima de PM é definido para um estado ligado, a ECU 100 muda para o modo de queima de PM e executa o controle de queima de PM.

[0050] Por outro lado, quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais longo ou igual ao tempo predeterminado Ta e a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa, é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é garantida. Nesse caso, o segundo processo de estimativa é permitido, e é determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMd estimada pelo segundo processo de estimativa. Nesse momento, o limiar de mudança para determinar se deve mudar para o controle de queima de PM é definido para o se gundo limiar Th2. Quando a quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, for maior ou igual ao segundo limiar Th2, o sinalizador de queima de PM é definido para o estado ligado, a ECU 100 muda para o modo de queima de PM, e executa o controle de queima de PM.

[0051] A seguir, um exemplo de controle de queima de PM de acordo com a modalidade será descrito em referência aos fluxogramas mostrados na Figura 6 e na Figura 7. A Figura 6 é um fluxograma que mostra um exemplo de controle para calcular um sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, que executado pela ECU 100. A Figura 7 é um fluxograma que mostra um exemplo de controle para comutar entre o primeiro e o segundo processos de estimativa, que é executado pela ECU 100. Os processos dos fluxogramas mostrados na Figura 6 e na Figura 7 podem ser executados coletivamente em um fluxograma único.

[0052] Inicialmente, o controle para calcular um sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, que é mostrado na Figura 6, será descrito. A rotina de processamento mostrada na Figura 6 é executada repetidamente em intervalos de controle predeterminados (por exemplo, cerca de diversos milissegundos para diversas dezenas de milissegundos) na ECU 100.

[0053] Na etapa ST11, é determinado se a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita. Quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST11, o processo prossegue para a etapa ST12. Quando a determinação negativa for feita na etapa ST11, o processo retorna. A condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 inclui as condições [a1] a [a7] descritas acima. Quando todas as condições [a1] a [a7] forem satisfeitas, é determinado que a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita. Por outro lado, quando pelo menos uma dentre as condições [a1] a [a7] não for satisfeita, é determinado que a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 não é satisfeita.

[0054] Na etapa ST12, um contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF é contado. O contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF é usado para contar o tempo acumulado Tsum no qual a condição descrita acima para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita. Conforme é expresso pela seguinte expressão matemática (1), um valor atual de contador dpsum(i) é calculado adicionando-se um intervalo de controle (por exemplo, cerca de diversos milissegundos para diversas dezenas de milissegundos) a um valor anterior de contador dpsum(i-1). Isto é, o valor de contador dpsum(i) calculado pela expressão matemática (1) corresponde ao tempo acumulado Tsum. dpsum(i) ^ dpsum(i-l) + um intervalo de controle (1)

[0055] Subsequentemente, é determinado na etapa ST13 se o controle de queima de PM se completou normalmente. Quando a determinação negativa for feita na etapa ST13, o processo prossegue para a etapa ST15. Por outro lado, quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST13, o processo prossegue para a etapa ST14 e, então, prossegue para a etapa ST15. Na etapa ST14, o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF é zerado (dpsum(i) - 0). Dessa maneira, zerando-se o valor de contador dpsum(i) cada vez que o controle de queima de PM se completa normalmente, é possível impedir o aumento no valor de contador dpsum(i), e é possível aprimorar a precisão para detectar a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22 pelo sensor de pressão diferencial 39.

[0056] Na etapa ST15, é determinado se o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF é maior ou igual a um valor predetermina- do dpa (limiar). A determinação da etapa ST15 é similar à determinação quanto a se o tempo acumulado Tsum descrito acima é mais longo ou igual ao tempo predeterminado Ta. O valor predeterminado dpa na etapa ST15 é definido para um valor correspondente ao tempo predeterminado Ta descrito acima (por exemplo, 1200 [s]).

[0057] Quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST15 (dpsum(i) > dpa), o processo prossegue para a etapa ST16. Quando a determinação negativa for feita na etapa ST15 (dpsum(i) < dpa), o processo prossegue para a etapa ST17.

[0058] Na etapa ST16, o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg é definido para um estado ligado (dpflg ^ 1). Por outro lado, na etapa ST17, o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg é definido para um estado desligado (dpflg ^ 0).

[0059] A seguir, o controle para comutar entre o primeiro e o se gundo processos de estimativa (controle para comutar entre o primeiro e o segundo limiares), mostrado na Figura 7, será descrito. A rotina de processamento mostrada na Figura 7 é executada repetidamente nos intervalos de controle predeterminados (por exemplo, cerca de diversos milissegundos para diversas dezenas de milissegundos) na ECU 100.

[0060] Na etapa ST21, é determinado se o sinalizador de permis são de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg está no estado ligado. Isto é, é determinado se o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg obtido através de controle para calcular o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, mostrado na Figura 6, está no estado ligado. Quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST21 (dpflg = 1), o processo prossegue para a etapa ST22. Quando a determinação negativa for feita na etapa ST21 (dpflg = 0), o processo prossegue para a etapa ST23.

[0061] Na etapa ST22, é determinado se a quantidade de acumu lação de PM gpm no DPF 22 é maior ou igual a um valor predeterminado (limiar) ga. A determinação de etapa ST22 é similar à determinação quanto a se a quantidade de acumulação de PM PM1 descrita acima no DPF 22 é maior ou igual ao valor predeterminado PMa. O valor predeterminado ga na etapa ST22 é definido para um valor correspondente ao valor predeterminado PMa descrito acima (por exemplo, 2 [g/unid]). Nessa determinação, a quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é usada como a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22.

[0062] Quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST22 (gpm > ga), o processo prossegue para a etapa ST24. Quando a de-terminação negativa é feita na etapa ST22 (gpm < ga), o processo prossegue para a etapa ST23.

[0063] Na etapa ST23, o processo para estimar a quantidade de acumulação de PM no DPF 22 para determinar se deve mudar para o controle de queima de PM é comutado para o primeiro processo de estimativa, e o limiar de mudança pm1mt é comutado para o primeiro limiar Th1 (pmlmt ^ Th1). Dessa maneira, quando o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg estiver no estado desligado ou quando a quantidade de acumulação de PM gpm no DPF 22 for menor do que o valor predeterminado ga, o segundo processo de estimativa é proibido. É determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMe no DPF 22, estimada pelo primeiro processo de estimativa.

[0064] O primeiro limiar Th1 é, por exemplo, definido em conside ração aos seguintes fatores [b1] a [b3]. O fator [b1] é variações na quantidade de emissão de PM a partir do motor 1. O fator [b2] é variações na quantidade de PM não queimado remanescente no DPF 22. O fator [b3] é variações devido ao PM que adere aos componentes de sistema de escapamento.

[0065] Na etapa ST24, o processo para estimar a quantidade de acumulação de PM no DPF 22 para determinar se deve mudar para o controle de queima de PM é comutado para o segundo processo de estimativa, e o limiar de mudança pm1mt é comutado para o segundo limiar Th2 (pmlmt ^ Th2). Dessa maneira, quando o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg estiver no estado ligado e a quantidade de acumulação de PM gpm no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado ga, o segundo processo de estimativa é permitido. É determinado se deve mudar para o controle de queima de PM com base na quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa. O primeiro processo de estimativa é permitido que seja executado durante a execução do segundo processo de estimativa.

[0066] O segundo limiar Th2 é definido em consideração, por exemplo, dos seguintes fatores [c1] a [c9], e é definido para um valor maior do que o primeiro limiar Th1 (Th1 < Th2). O fator [c1] é variações em detecção do sensor de pressão diferencial 39 devido à pulsação da pressão diferencial de gás de escapamento. O fator [c2] é variações em detecção (características de temperatura, degradação e similares) do próprio sensor de pressão diferencial 39. O fator [c3] é variações em pinto zero do sensor de pressão diferencial 39. O fator [c4] é variações em detecção do segundo sensor de temperatura de esca- pamento 38 (quando a correção de temperatura for realizada na pressão diferencial). O fator [c5] é variações na taxa de fluxo de gás de es- capamento. O fator [c6] é as variações de pressão diferencial devido a uma tolerância (espessura de parede, diâmetro de poro, ou similares) do DPF 22. O fator [c7] é variações (variações em resíduo não queimado de PM e porção acumulada de PM) no estado de acumulação de PM do DPF 22. O fator [c8] é variações na quantidade de acumula- ção de cinzas e da porção acumulada no DPF 22. O fator [c9] é variações em PM que adere aos componentes de sistema de escapamento.

[0067] Conforme descrito acima, na modalidade, o primeiro limiar Th1 para o primeiro processo de estimativa e o segundo limiar Th2 para o segundo processo de estimativa, em que o segundo limiar Th2 é maior do que o primeiro limiar Th1, são definidos em consideração às variações nos primeiro e segundo limiares Th1, Th2. Portanto, é possível determinar precisamente se deve mudar para o controle de queima de PM com base nas quantidades de acumulação de PM PMe, PMd respectivamente estimadas pelos primeiro e segundo processos de estimativa. Assim, é possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0068] O segundo processo de estimativa é permitido quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for maior ou igual ao tempo predeterminado Ta (quando o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg estiver no estado ligado). Portanto, é possível reduzir um desvio entre a quantidade de acumulação de PM real e a quantidade de acumulação de PM estimada PMd, de modo que seja possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM. Especificamente, quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais curto do que o tempo predeterminado Ta (quando o sinalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF dpflg estiver no estado desligado), existe um grande desvio entre a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, e a pressão diferencial real conforme mostrado na Figura 4. Portanto, o segundo processo de estimativa é proibido em tal situação. O segundo processo de estimativa é executado somente quando o tem- po acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais longo ou igual ao tempo predeterminado Ta. Portanto, é possível reduzir um desvio entre a quantidade de acumulação de PM real e a quantidade de acumulação de PM estimada PMd, de modo que seja possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0069] O segundo processo de estimativa é permitido quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa. Portanto, é possível reduzir um desvio entre a quantidade de acumulação de PM real e a quantidade de acumulação de PM estimada PMd, de modo que seja possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM. Especificamente, quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for menor do que o valor predeterminado PMa, a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22, detectada pelo sensor de pressão diferencial 39, se altera acentuadamente para a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 conforme mostrado na Figura 5. Portanto, o segundo pro-cesso de estimativa é proibido em tal situação. O segundo processo de estimativa é executado somente quando a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa. Portanto, é possível reduzir um desvio entre a quantidade de acumulação de PM real e a quantidade de acumulação de PM estimada PMd, de modo que seja possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0070] Uma modalidade alternativa de controle para calcular o si nalizador de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF, que é executado pela ECU 100, será descrito em referência ao fluxo- grama mostrado na Figura 8. No fluxograma mostrado na Figura 8, o processo da etapa ST33 difere do processo da etapa ST13 na Figura 6; entretanto, os processos da outra etapa ST31, etapa ST32 e etapa ST34 a etapa ST37 são similares aos processos de etapa ST11, etapa ST12, e etapa ST14 a etapa ST17.

[0071] Especificamente, na etapa ST13 na Figura 6, é determina do se o controle de queima de PM foi completado normalmente como uma determinação para zerar o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF na etapa ST14. Nessa modalidade alternativa, a determinação da etapa ST33 é realizada como uma determinação para zerar o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF na etapa ST34. Isto é, na etapa ST33, é determinado se um sinalizador de anormalidade de correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM está em um estado ligado. Quando a determinação negativa for feita na etapa ST33, o processo prossegue para a etapa ST35. Por outro lado, quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST33, o processo prossegue para a etapa ST34 e, então, prossegue para a etapa ST35.

[0072] O sinalizador de anormalidade de correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM na etapa ST33 é como se segue. Conforme descrito acima, existe uma correspondência entre a pressão diferencial entre a montante e a jusante ΔP do DPF 22 e a quantidade de acumulação de PM acumulada no DPF 22. Entretanto, existe uma possibilidade de que a correspondência entre as mesmas se deteriore quando, por exemplo, qualquer uma dentre as seguintes condições [d1] a [d3] for satisfeita.

[0073] A condição [d1] é o caso em que o veículo percorre repeti damente a uma baixa velocidade, por exemplo, em congestionamento de tráfego em uma região urbana (em outras palavras, a condição em que a velocidade média de veículo é mais baixa do que um valor predeterminado). A condição [d2] é o caso em que o veículo faz uma curta viagem repetidamente, tal como um transporte e entrega de curta distância (em outras palavras, a condição em que uma distância de percurso em uma viagem é mais curta do que um valor predeterminado). A condição [d3] é o caso em que o veículo continua a ser deixado em repouso em um estado inativo ou o veículo continua a percorrer em uma situação em que a detecção da pressão diferencial é difícil (em outras palavras, a condição em que a frequência na qual a pressão diferencial é detectada pelo sensor de pressão diferencial 39 é menor do que um valor predeterminado).

[0074] Quando pelo menos uma dentre as condições [d1] a [d3] descritas acima for satisfeita, mesmo quando o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF for maior ou igual ao valor predeterminado dpa (mesmo quando o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for maior ou igual ao tempo predeterminado Ta), existe uma possibilidade de que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, se deteriore. Portanto, nessa modalidade alternativa, quando pelo menos uma dentre as condições [d1] a [d3] descritas acima for satisfeita, o sinalizador de anormalidade de correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM é definido para o estado ligado; enquanto que, quando nenhuma das condições [d1] a [d3] descritas acima for satisfeita, o sinalizador de anormalidade de correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM é definido para o estado desligado.

[0075] Na etapa ST33, é determinado se o sinalizador de anorma lidade de correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM está no estado ligado. Quando a determinação afirmativa for feita na etapa ST33, o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF é zerado na etapa ST34. Dessa maneira, a condição (padrão de corrida) em que existe uma possibilidade de que a correspondência entre a pressão diferencial de DPF e a quantidade de acumulação de PM se deteriore é empregada como a condição para zerar o valor de contador dpsum(i) do contador de acumulação de permissão de consulta de pressão diferencial de DPF. Assim, é possível reduzir um desvio entre a quantidade de acumulação de PM real e a quantidade de acumulação de PM estimada PMd, de modo que seja possível suprimir a deterioração de economia de combustível reduzindo-se a frequência de controle de queima de PM.

[0076] Na modalidade descrita acima, o DPF 22 é usado como um filtro que coleta o PM contido em gás de escapamento. Em vez disso, outro filtro (por exemplo, um catalisador DPNR, ou similar) pode ser usado.

[0077] Na modalidade descrita acima, quando tanto a condição em que o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for maior ou igual ao tempo predeterminado Ta quanto a condição em que a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa são satisfeitas, é determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é garantida. Entretanto, não limitada a essa condição, quando pelo menos uma dentre a condição em que o tempo acumulado Tsum, no qual a condição para aplicar a pressão diferencial do DPF 22 é satisfeita, for mais longo ou igual ao tempo predeterminado Ta, e a condição em que a quantidade de acumulação de PM PM1 no DPF 22 for maior ou igual ao valor predeterminado PMa é satisfeita, pode ser determinado que essa é a situação em que a precisão de estimativa da quantidade de acumulação de PM PMd no DPF 22, estimada pelo segundo processo de estimativa, é garantida.

[0078] Na modalidade descrita acima, a válvula de adição de com bustível 23 é fornecida a montante do DPF 22, e o controle de queima de PM é executado adicionando-se o combustível com a válvula de adição de combustível 23; entretanto, o controle de queima de PM não é limitado a essa configuração. O controle de queima de PM pode ser executado de modo que a injeção de combustível principal (injeção principal) que é a injeção de combustível para operar o motor (injeção de combustível a partir do injetor 2 para a câmara de combustão correspondente 1a) é realizada e, então, a injeção de combustível (pós-injeção) é realizada a partir do injetor 2 para a câmara de combustão correspondente, 1a. Alternativamente, o controle de queima de PM pode ser executado combinando- se a adição de combustível a partir da válvula de adição de combustível 23 com a pós-injeção a partir do injetor 2.

[0079] A descrição acima fornece um exemplo no qual o sistema de controle de emissão de escapamento de acordo com a invenção é aplicado ao motor a diesel de quatro cilindros de injeção direta em cilindro; entretanto, a invenção não é limitada a essa configuração. A invenção também é aplicável a um motor a diesel que tenha qualquer número de cilindros, tal como um motor a diesel de seis cilindros de injeção direta em cilindro. Além disso, o sistema de controle de emissão de escapamento de acordo com a invenção também é aplicável a um motor a gasolina de queima pobre no qual uma faixa de operação para realizar a operação de motor submetendo-se a mistura de ar com combustível de uma alta razão ar combustível (atmosfera pobre) para a combustão ocupa quase toda a faixa de operação.

[0080] A invenção é útil em um sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna que inclui um filtro que coleta o material particulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna (principalmente, um motor a diesel).

Claims (8)

1. Sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna (1), o sistema de controle de emissão de escapamento compreendendo: um filtro (22) disposto em uma passagem de escapamento (4) do motor de combustão interna (1), em que o filtro (22) é configurado para coletar material particulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna (1); um sensor de pressão diferencial (39) configurado para detectar uma pressão diferencial entre um lado a montante e um lado a jusante do filtro (22); e uma unidade de controle eletrônico (100) que inclui uma primeira porção de estimativa e uma segunda porção de estimativa a fim de estimar uma quantidade de acumulação do material particulado acumulado no filtro (22), em que a primeira porção de estimativa é configurada para estimar a quantidade de acumulação com base em uma quantidade de material particulado emitido a partir do motor de combustão interna (1), em que a segunda porção de estimativa é configurada para estimar a quantidade de acumulação com base na pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro (22), caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (100) é configurada para: (a) estimar uma quantidade de acumulação de material par- ticulado acumulado no filtro (22), (b) executar o controle de queima para queimar o material particulado acumulado no filtro (22) quando a quantidade estimada de acumulação do material particulado tiver atingido um limiar predefinido, (c) incluir um primeiro limiar para a primeira porção de estimativa e um segundo limiar para a segunda porção de estimativa como o limiar predefinido, em que o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar, e (d) permitir que a segunda porção de estimativa estime a quantidade de acumulação quando um tempo acumulado, no qual uma condição para aplicar a pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro (22) é satisfeita, for mais longo ou igual a um limiar predefinido.

2. Sistema de controle de emissão de escapamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (100) é configurada para permitir que a segunda porção de estimativa estime a quantidade de acumulação quando a quantidade de acumulação for maior ou igual ao limiar predefinido.

3. Sistema de controle de emissão de escapamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (100) é configurada para zerar o tempo acumulado quando o controle de queima tiver completado normalmente.

4. Sistema de controle de emissão de escapamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (100) é configurada para zerar o tempo acumulado quando pelo menos uma das seguintes condições (i) a (iii) for satisfeita, (i) uma condição em que uma velocidade média de veículo é mais baixa do que um valor predeterminado, (ii) uma condição em que uma distância de percurso em uma viagem é mais curta do que um valor predeterminado, e (iii) uma condição em que uma frequência na qual a pressão diferencial é detectada pelo sensor de pressão diferencial (39) é menor do que um valor predeterminado for satisfeita.

5. Método de controle para um sistema de controle de emissão de escapamento para um motor de combustão interna (1), em que o sistema de controle de emissão de escapamento inclui: um filtro (22) disposto em uma passagem de escapamento (4) do motor de combustão interna (1), em que o filtro (22) é configurado para coletar o material particulado contido em gás de escapamento que é emitido a partir do motor de combustão interna (1); e um sensor de pressão diferencial (39) configurado para detectar uma pressão diferencial entre um lado a montante e um lado a jusante do filtro (22), em que o método de controle é caracterizado pelo fato de que compreende: (a) estimar uma quantidade de acumulação de material par- ticulado acumulado no filtro (22); (b) executar o controle de queima para queimar o material particulado acumulado no filtro (22) quando a quantidade estimada de acumulação do material particulado tiver atingido um limiar predefinido; e (c) executar um primeiro processo de estimativa para estimar a quantidade de acumulação do material particulado com base em uma quantidade de material particulado emitido a partir do motor de combustão interna (1) e um segundo processo de estimativa para es-timar a quantidade de acumulação com base na pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro (22) a fim de estimar a quantidade de acumulação do material particulado acumulado no filtro (22), em que um primeiro limiar para o primeiro processo de estimativa e um segundo limiar para o segundo processo de estimativa são fornecidos como o limiar predefinido, e em que o segundo limiar é maior do que o primeiro limiar; em que é permitido que o segundo processo de estimativa estime a quantidade de acumulação quando um tempo acumulado, no qual uma condição para aplicar a pressão diferencial entre o lado a montante e o lado a jusante do filtro (22) é satisfeita, for mais longo ou igual a um limiar predefinido.

6. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizado pelo fato de que é permitido que o segundo processo de estimativa estime a quantidade de acumulação quando a quantidade de acumulação for maior ou igual ao limiar predefinido.

7. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizado pelo fato de que o tempo acumulado é zerado quando o controle de queima tiver completado normalmente.

8. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, ca-racterizado pelo fato de que o tempo acumulado é zerado quando pelo menos uma das seguintes condições for satisfeita, (i) uma condição em que uma velocidade média de veículo é mais baixa do que um valor predeterminado, (ii) uma condição em que uma distância de percurso em uma viagem é mais curta do que um valor predeterminado, e (iii) uma condição em que uma frequência na qual a pressão diferencial é detectada pelo sensor de pressão diferencial (39) for menor do que um valor predeterminado.

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