JP2010031725A - Abnormality detection system of particulate filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パティキュレートフィルタの異常、特に割れや破れなどの破損を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device for a particulate filter that detects an abnormality of a particulate filter, particularly a breakage such as a crack or a tear.
内燃機関の排気、特にディーゼル機関の排気にはカーボンを主成分とするパティキュレートマター(以下、PMとも称する)が含まれている。これらのPMの大気への放散を防止するために機関排気系にPMを捕集するパティキュレートフィルタ(以下、DPFとも称する)を設ける技術が知られている。DPFは、通常、金属メッシュ、多孔質セラミック等のフィルタエレメントを備えており、このフィルタエレメントに排気中のPMを捕集する。 The exhaust gas from an internal combustion engine, particularly the exhaust gas from a diesel engine, contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM) containing carbon as a main component. A technique for providing a particulate filter (hereinafter also referred to as a DPF) for collecting PM in an engine exhaust system is known in order to prevent these PMs from being diffused into the atmosphere. The DPF usually includes a filter element such as a metal mesh or a porous ceramic, and collects PM in the exhaust gas in the filter element.
ところが、DPFは機関運転による振動や排気の高熱が加わる他、機関の停止、運転の繰り返しによる熱サイクル応力等が作用するため、割れ、破れ等の破損が生じる場合がある。DPFに破損が生じると排気中のPMはDPFに捕集されなくなりそのまま大気に放出されてしまうため、周囲の環境を悪化させる問題がある。また、DPFに破損が生じた場合でも機関の運転自体には何ら悪影響は生じない。このため、運転者はDPFに破損が生じても気がつかずにそのまま運転を継続する場合が多く、環境を更に悪化させる可能性がある。 However, the DPF is subject to vibrations such as engine operation and high exhaust heat, as well as thermal cycle stress due to engine stop and repeated operation, which may cause breakage and breakage. When the DPF is damaged, the PM in the exhaust gas is not collected by the DPF and is released to the atmosphere as it is, which causes a problem of deteriorating the surrounding environment. Further, even if the DPF is damaged, there is no adverse effect on the engine operation itself. For this reason, the driver often keeps driving as it is without noticing even if the DPF is damaged, which may further deteriorate the environment.
このため、機関運転中にDPFの破損等の異常を検出する異常検出装置が従来から提案されている。この種のDPFの異常検出装置としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。同公報装置は、DPF前後の差圧すなわちDPFの排気上流と排気下流との間の差圧からPM堆積量を算出する第1の堆積量演算手段と、機関運転状態からPM排出量を算出し該PM排出量を積算することによりPM堆積量を算出する第2の堆積量演算手段とを具備し、堆積演算手段が切替わる直前直後におけるPM堆積量が実質的に同じであることを利用して、堆積演算手段が切替わる直前直後における堆積量の2種類の演算結果の整合性に基づいてDPFの異常の有無を判断するものである。
For this reason, an anomaly detection device that detects anomalies such as DPF breakage during engine operation has been proposed. An example of this type of DPF abnormality detection apparatus is disclosed in
しかしながら、特許文献1のような装置においては、DPFの異常の有無が判断される堆積演算手段の切替え直前直後における機関吸入空気量が小さくDPFの排気上流と排気下流との間の差圧が小さい場合には、該差圧のバラツキ(誤差)を考慮すると精度良い診断ができない場合がある。
However, in an apparatus such as
ところで、DPFにおいて割れ、破れ等の破損などが生じるとDPFの排気上流と排気下流との間の差圧は、DPFが正常な場合と比較して変化するため、これを利用してDPFの異常検出を実行しうる。例えば、DPFの排気上流と排気下流との間の差圧が所定値以下になった場合にDPFに破損が生じているものと判断する。しかしながら、このような異常検出方法においても、機関吸入空気量が小さい場合には、DPFが正常な場合と破損している場合とのDPFの排気上流と排気下流との間の差圧の変化幅が十分に得られず、該差圧のバラツキを考慮すると精度良い診断ができない場合がある。 By the way, if a breakage such as a crack or a tear occurs in the DPF, the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF and the exhaust downstream changes as compared with the normal case of the DPF. Detection can be performed. For example, it is determined that the DPF is damaged when the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF and the exhaust downstream becomes equal to or less than a predetermined value. However, even in such an abnormality detection method, when the engine intake air amount is small, the range of change in the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF and the downstream of the exhaust when the DPF is normal and damaged Cannot be obtained sufficiently, and there are cases where accurate diagnosis cannot be performed in consideration of the variation in the differential pressure.
DPFの異常検出は、様々な機関吸入空気量が異なる機関運転状態において精度良く検出できることが望ましく、そのためには機関吸入空気量が小さい場合においても精度良くDPFの異常を検出できるようにすることが必要となる。 It is desirable that the abnormality detection of the DPF can be accurately detected in various engine operating states in which various engine intake air amounts are different. For this purpose, it is possible to detect the DPF abnormality accurately even when the engine intake air amount is small. Necessary.
本発明は上記課題に鑑み、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても精度良くDPFの破損等の異常を検出することが可能なDPFの異常検出装置を提供することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a DPF abnormality detection device capable of accurately detecting abnormality such as breakage of the DPF even in an engine operation state in which the engine intake air amount is small.
請求項1に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの破損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置であって、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段と、機関吸入空気量と、前記パティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段と、前記排気ガス通過面に配置され、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する遮蔽手段とを具備し、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧が所定値以下のときに、前記遮蔽手段により前記排気ガス通過面の一部が遮蔽され、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧と前記実差圧検出手段により検出された実際の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの異常の有無を判断する、パティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a particulate filter abnormality detecting device for detecting whether or not the particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine is damaged, wherein the exhaust upstream and the exhaust of the particulate filter are detected. Based on the actual differential pressure detecting means for detecting the actual differential pressure between the downstream, the engine intake air amount, and the area of the exhaust gas passage surface of the particulate filter through which the exhaust gas can pass, A predicted differential pressure calculating means for calculating a predicted differential pressure between the exhaust upstream of the particulate filter and the exhaust downstream; and a predicted differential pressure disposed on the exhaust gas passage surface and calculated by the predicted differential pressure calculating means. Shielding means for shielding a part of the exhaust gas passage surface, and when the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating means is less than a predetermined value, A part of the exhaust gas passage surface is shielded by the means, and a predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means after the part of the exhaust gas passage surface is shielded and detected by the actual differential pressure detection means A particulate filter abnormality detection device is provided that determines whether or not the particulate filter is abnormal based on the actual pressure difference.
すなわち、請求項1の発明では、機関吸入空気量とパティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出されたパティキュレートフィルタの排気ガス通過面が遮蔽されていない場合におけるパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧が所定値以下のときには、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部を遮蔽する。このような遮蔽の前後において、パティキュレートフィルタの排気下流側の圧力は略大気圧であり変化は無いが、パティキュレートフィルタの排気上流側の圧力は、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽されるとパティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な面積が減少されるために増大する。よって、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部を遮蔽することにより、機関吸入空気量が小さい場合であってもパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の差圧を拡大させることができ、パティキュレートフィルタの排気ガス通過面の一部が遮蔽された後のパティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の拡大された差圧に基づいてパティキュレートフィルタの異常の有無を判断することにより、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても正確にDPFの破損等の異常を検出することが可能となる。 That is, in the first aspect of the invention, the exhaust gas passage surface of the particulate filter calculated based on the engine intake air amount and the area of the exhaust gas passage surface of the particulate filter through which the exhaust gas can pass is shielded. If the estimated differential pressure between the exhaust upstream of the particulate filter and the exhaust downstream of the particulate filter is not more than a predetermined value, a part of the exhaust gas passage surface of the particulate filter is shielded. Before and after such shielding, the pressure on the exhaust gas downstream side of the particulate filter is substantially atmospheric pressure and does not change, but the pressure on the exhaust gas upstream side of the particulate filter is a part of the exhaust gas passage surface of the particulate filter. When the is shielded, the area through which the exhaust gas can pass on the exhaust gas passage surface of the particulate filter is reduced, which increases. Therefore, by blocking a part of the exhaust gas passage surface of the particulate filter, the differential pressure between the exhaust upstream of the particulate filter and the exhaust downstream can be increased even when the engine intake air amount is small. And determining whether there is an abnormality in the particulate filter based on an enlarged differential pressure between the exhaust upstream and downstream of the particulate filter after a part of the exhaust gas passage surface of the particulate filter is shielded. As a result, even when the engine intake air amount is small, an abnormality such as a DPF breakage can be accurately detected.
請求項2に記載の発明によれば、前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽し、且つ、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽部分を変化させる、請求項1に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。
According to a second aspect of the present invention, the shielding means shields a part of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means, and the exhaust gas passage. 2. The particulate filter abnormality detection according to
請求項3に記載の発明によれば、前記遮蔽手段は、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の遮蔽面積を調節するように前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する、請求項1に記載のパティキュレートフィルタの異常検出装置が提供される。
According to a third aspect of the present invention, the shielding means adjusts the shielding area of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means. The particulate filter abnormality detection device according to
各請求項の記載によれば、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの割れや破れなどによる破損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検出装置であって、機関吸入空気量が小さい機関運転状態においても正確にパティキュレートフィルタの異常を検出することが可能となる共通の効果を奏する。 According to the description of each claim, the particulate filter abnormality detection device detects whether or not the particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine is broken or broken, and the engine intake air amount is small. There is a common effect that the abnormality of the particulate filter can be accurately detected even in the engine operating state.
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明のパティキュレートフィルタ(以下、DFPと称す)の異常検出装置が適用される内燃機関(ディーゼルエンジン)のシステム全体を示す全体構成図である。1は内燃機関であり、インジェクタ2より高圧燃料が燃焼室3に噴射される。4は吸気通路であり、5は排気通路である。吸気通路4の上流側には機関吸入空気量を検出するエアフロメータ7が配設され、吸気通路4内にはスロットル8が配設され、その下流には吸気通路4内の吸気圧あるいは吸気温を検出する吸気圧センサー9及び吸気温センサー10が配設されている。排気通路5にはDPF6が配設される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an entire system of an internal combustion engine (diesel engine) to which an abnormality detection device for a particulate filter (hereinafter referred to as DFP) of the present invention is applied.
エアフロメータ7、吸気圧センサー9及び吸気温センサー10で検出される各種の空気系の内燃機関運転条件情報は、内燃機関全体のシステムを制御する電子制御ユニット16(以下、ECUと称す)に常時出力されている。また、上記センサーの外に、内燃機関1の回転角に同期して信号を出力する回転角センサー11、内燃機関1の冷却水の水温を検出する水温センサー13、アクセルペダル15の踏み込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサー14が配設されており、それぞれのセンサーから検出された内燃機関運転条件情報はECU16に出力される。なお、ECU16からは、各種内燃機関運転条件情報に基づき算出される燃料噴射量情報が内燃機関1に出力され、この情報に基づきインジェクタ2から燃焼室3内に燃料が噴射される。燃料噴射量情報は内燃機関運転条件情報の重要な要素の一つを構成する。
Various air system internal combustion engine operating condition information detected by the air flow meter 7, the intake pressure sensor 9, and the intake
また、DPF6の排気上流側と排気下流側とにはDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段となる差圧センサー17が設けられ、また、DPF6にはDPF6の温度を検出するための温度センサー18が設けられる。これら差圧センサー17および温度センサー18は、ECU16に接続される。
Further, a
本発明においては、機関吸入空気量とDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいてDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段19と、該予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいてDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽すべくDPF6の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段20とを有する。
In the present invention, the predicted differential pressure for calculating the predicted differential pressure between the exhaust upstream of the
図2は、DPF6の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の一実施形態を示す図である。図2に示す遮蔽手段20は、予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいてDPF6の排気ガス通過面22の一部を遮蔽し、且つ、DPF6の排気ガス通過面22の一部が遮蔽された後の予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいてDPF6の排気ガス通過面22の遮蔽部分を変化させるように構成される。具体的には、図2に示される遮蔽手段20は、1枚の半円形状の蓋体21を有し、予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいて蓋体21がDPF6の排気ガス通過面22の一部を遮蔽することができるように構成される。DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がない場合においては、図2(a)及び(b)に示されるように、蓋体21は排気ガスの流れの妨げとならないように排気ガスの流れ方向と平行に配置される。一方で、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がある場合には、図2(c)に示されるように、蓋体21は排気ガスの流れの妨げとなるように排気ガスの流れ方向に対して直角に配置され、更に、DPF6の排気ガス通過面内を回転中心23まわりに回転移動可能に構成される。尚、図2に示される遮蔽手段20の蓋体21は、DPF6の上流側の排気ガス通過面に配設されるように構成されているが、DPF6の下流側の排気ガス通過面に配設されてもよい。
FIG. 2 is a view showing an embodiment of the shielding means arranged on the exhaust gas passage surface of the
図3は、図2に示す遮蔽手段20を使用したDPF6の異常の有無を判断するためのフローチャートである。図3に基づいて、DPF6の異常の有無の判断の流れを説明する。
FIG. 3 is a flowchart for determining whether there is an abnormality in the
まず、ステップ101において、DPF6の異常検出要求の有無が確認される。そして、該異常検出要求が有ることが確認されると、ステップ102にて、予測差圧算出手段19により、DPF6の排気ガス通過面が蓋体21により遮蔽されていない際におけるDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’が、機関吸入空気量と、DPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出される。尚、DPF6内におけるパティキュレートマター(PM)の動きはDPF6の温度に依存し、パティキュレートマターの動きはDPF6の排気上流と排気下流との間の差圧に影響を及ぼすため、DPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’は、機関吸入空気量及びDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とDPF温度とに基づいて算出されてもよい。尚、ステップ101において、DPF6の異常検出要求がないことが確認された場合には、ステップ117にて後述するタイムカウンタtwがゼロにされ図2に示すフローチャートは終了される。
First, in
ステップ102に続くステップ103においては、ステップ102にて算出された予測差圧ΔP’に基づいて、DPF6の異常を精度良く検出するために蓋体21によりDPF6の排気ガス通過面を遮蔽する必要があるか否かの判断が行われる。具体的には、ステップ102にて算出された予測差圧ΔP’が、蓋体21による遮蔽の必要性の有無を判断する閾値となる所定値(R1)を越えているか否かが判断される。
In
ステップ102にて算出された予測差圧ΔP’が所定値(R1)を越えている場合には、蓋体21による遮蔽は不必要と判断され、続くステップ104にて、ステップ102にて算出された予測差圧ΔP’と差圧センサー17にて検出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔPsとの差分dΔPが算出され、続くステップ105にてDPF6の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ104にて算出された差分dΔPが、DPF6の異常の有無を判断する閾値となる所定値(R2)を越えているか否かの判断が行われる。ステップ104にて算出された差分dΔPが所定値(R2)を越えている場合にはDPF6に異常があると判断されステップ106に進み、また、差分dΔPが所定値(R2)を越えていない場合にはDPF6に異常はないと判断されステップ107に進む。
If the predicted differential pressure ΔP ′ calculated in
一方で、ステップ102にて算出された予測差圧ΔP’が所定値(R1)を越えていない場合には、蓋体21による遮蔽が必要と判断され、続くステップ108から110に進む。ステップ108及び109においては、DPFの異常検出要求が確認された後の一定期間の間に所定値(R1)を越える予測差圧ΔP’が得られなかった場合に蓋体21による遮蔽を実行するように、待機カウンタtwが所定値(R3)を越えるまでステップ102及び103が実行される。そして、一定期間を経過しても、すなわち待機カウンタtwが所定値(R3)を越えてもステップ102にて算出された予測差圧ΔP’が所定値(R1)を越えなかった場合に、ステップ110にて、蓋体21によるDPF6の排気ガス通過面の一部の遮蔽が実行される。該遮蔽が実行されると、DPF6の下流側の圧力は略大気圧であり変化は無いが、DPFの6の上流側の圧力は、DPF6の排気ガス通過面の一部が遮蔽されるとDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な面積が減少されるために増大する。よって、DPF6の排気上流と排気下流との間の差圧を拡大させることができ、DPFが正常な場合と破損している場合とにおけるDPF6の排気上流と排気下流との間の差圧の十分な変化幅を得ることができ、機関吸入空気量が小さくステップ102にて算出された予測差圧ΔP’が所定値(R1)を越えない機関運転状態にある場合においても、DPFの割れや破れなどの破損による異常を精度良く検出することが可能となる。
On the other hand, if the predicted differential pressure ΔP ′ calculated in
ステップ110に続くステップ111においては、蓋体21による遮蔽後のDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいて、DPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’hが予測差圧算出手段19により算出される。
In
本実施形態においては、更に精度良くDPF6の異常を検出するために、ステップ111で算出された予測差圧ΔP’hが、設計仕様などにより予め設定された所定値(R4)を越えていない場合には後述する高精度異常検出を実行する。
In the present embodiment, in order to detect an abnormality of the
このことに基づいて、ステップ111に続くステップ112においては、高精度異常検出を実行する必要があるか否かの判断を行うべく、ステップ111にて算出された予測差圧ΔP’hが、高精度異常検出の実行の必要性の有無を判断する閾値となる所定値(R4)を越えているか否かが判断される。
Based on this, in
ステップ111にて算出された予測差圧ΔP’hが所定値(R4)を越えている場合には、高精度異常検出の実行は不必要と判断され、続くステップ113にて、ステップ111にて算出された予測差圧ΔP’hと差圧センサー17にて検出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔPshとの差分dΔPhが算出され、続くステップ114にてDPF6の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ113にて算出された差分dΔPhが、DPF6の異常の有無を判断する閾値となる所定値(R5)を越えているか否かの判断が行われる。ステップ113にて算出された差分dΔPhが所定値(R5)を越えている場合にはDPF6に異常があると判断されステップ106に進み、また、差分dΔPhが所定値(R5)を越えていない場合にはDPF6に異常はないと判断されステップ107に進む。
If the predicted differential pressure ΔP′h calculated in
一方で、ステップ111にて算出された予測差圧ΔP’hが所定値(R4)を越えていない場合には、高精度異常検出が必要であると判断され、続くステップ115及び116に進む。ステップ115においては、ステップ116における高精度異常検出を実行する前に、明らかにDPF6に異常があるか否かの判断を行い、明らかに異常があると判断される場合にはステップ106に進む。具体的には、ステップ111にて算出された予測差圧ΔP’hに対する差圧センサー17にて検出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔPshの乖離割合(ΔPsh/ΔP’h)が、明らかにDPF6が異常であることを示す閾値となる所定値(R6)を越えていない場合にはDPF6は明らかに異常があると判断されステップ106に進み、所定値(R6)を越えている場合にはステップ116に進み高精度異常検出が実行される。
On the other hand, if the predicted differential pressure ΔP′h calculated in
図4は、DPFの高精度異常検出のフローチャートである。蓋体21による遮蔽においてDPF6の排気ガス通過面の排気ガスが通過可能な部分を変化させる場合、DPF6の排気上流と排気下流との間の差圧は、割れや破れ等の破損が生じている部分を排気ガスが通過する場合と通過しない場合とでは異なり、破損を生じている部分を排気ガスが通過する場合のほうが、DPF6の排気上流と排気下流との間の差圧は低い。このことを本高精度異常検出は利用するものであり、排気ガスの通過部分を変化させた前後においてDPF6の排気上流と排気下流との間の差圧が変化した場合にDPF6に異常があると判断する。このような高精度異常検出によるDPF6の異常の有無の判断の流れを図4に基づいて説明する。
FIG. 4 is a flowchart of DPF high-precision abnormality detection. When the portion of the exhaust gas passage surface of the
まず、ステップ201においては、図3のステップ111と同様に、蓋体21による遮蔽後のDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいてDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’hが予測差圧算出手段19により算出される。そして続くステップ202において、蓋体21によるDPF6の排気ガス通過面の遮蔽部分が第1の状態にある際の、DPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔP1が差圧センサー17により検出される。続くステップ203においては、第1の状態における予測差圧ΔP’hに対する実際の差圧ΔP1の乖離割合(KΔP1=ΔP1/ΔP’h)が算出される。
First, in
ステップ201から203の各ステップが終了されると、続くステップ204及び205にて、蓋体21がDPF6の排気通過面上で回転中心23まわりに90°、180°及び270°回転され、蓋体21によるDPF6の排気ガス通過面の遮蔽部分が第2、第3及び第4の状態に変化される。そして、第2、第3及第4の状態のそれぞれの状態において、ステップ203と同様に、ステップ201にて算出された予測差圧ΔP’hに対する差圧センサー17にて検出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔP2、ΔP3、ΔP4のそれぞれの乖離割合(KΔP2、KΔP3、KΔP4)が算出される。
When the
ステップ205に続くステップ206から208においては、ステップ203から205において算出された第1から第4のそれぞれの状態における予測差圧ΔP’hに対する実際の差圧ΔP1、ΔP2、ΔP3、ΔP4の乖離割合(KΔP1、KΔP2、KΔP3、KΔP4)の中での、最大乖離割合(KΔPmax)と最小乖離割合(KΔPmin)が決定され、最大乖離割合(KΔPmax)と最小乖離割合(KΔPmin)との差を算出し、相対差圧指標(KΔP=KΔPmax−KΔPmin)が算出される。
In
ステップ208に続くステップ209においては、ステップ208にて算出された相対差圧指標(KΔP)が、DPF6の異常の有無を判断する閾値となる所定値(R7)を越えているか否かの判断が行われる。そして、ステップ208にて算出された相対差圧指標(KΔP)が所定値(R7)を越えている場合にはDPF6に異常があると判断されステップ210に進み、また、相対差圧指標(KΔP)が所定値(R7)を越えていない場合にはDPF6に異常はないと判断されステップ211に進む。
In
ところで、図2に示す遮蔽手段においては、1枚の蓋体21によりDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成され遮蔽面積は一定とされるように構成されているが、複数枚の蓋体によりDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成されてもよい。複数枚の蓋体を有する遮蔽手段によれば、遮蔽面積を調節させることができ、DPF6の排気上流と排気下流との間の差圧を、DPF6の異常の検出に必要な最低限の差圧に制御することができ、このことは、該差圧上昇に伴う燃費の悪化を最低限に抑制することが可能となる。さらに、DPF6の異常検出のたびに、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する蓋体の選択を変えることができ、常に異常部位が蓋体により覆われないようにすることが可能となり、よって、DPF6の異常検出のミスを防止することが可能となる。
By the way, the shielding means shown in FIG. 2 is configured so as to shield a part of the exhaust gas passage surface of the
図5は、DPF6の排気ガス通過面に配置された遮蔽手段の別の一実施形態を示す図である。図5に示される遮蔽手段は、予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいて排気ガス通過面の遮蔽面積を調節するように排気ガス通過面の一部を遮蔽するように構成される。具体的には、図5に示される遮蔽手段30は、4枚の四分円形状の第1の蓋体31、第2の蓋体32、第3の蓋体33及び第4の蓋体34を有し、予測差圧算出手段19により算出された予測差圧に基づいて各蓋体がDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽することができるように構成される。DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がない場合においては、図5(a)に示されるように、各蓋体は排気ガスの流れの妨げとならないように排気ガスの流れ方向と平行に配置される。一方で、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要がある場合には、図5(b)に示されるように、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために選択された蓋体は排気ガスの流れの妨げとなるように排気ガスの流れ方向に対して直角に配置される。尚、図5に示される遮蔽手段30の各蓋体は、DPF6の上流側の排気ガス通過面に配設されるように構成されているが、DPF6の下流側の排気ガス通過面に配設されてもよい。また、蓋体の数量は4枚に限られることはなく、設計仕様に応じて適宜決定されるものとする。
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the shielding means arranged on the exhaust gas passage surface of the
図6は、図5に示す遮蔽手段30を使用したDPF6の異常の有無を判断するためのフローチャートである。図6に基づいて、DPF6の異常の有無の判断の流れを説明する。
FIG. 6 is a flowchart for determining whether there is an abnormality in the
図6に示すフローチャートは、DPF6の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際において予測差圧算出手段19により算出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧に基づいて、DPF6の異常を精度良く検出するために蓋体21によりDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽する必要があると判断された時点から開始されるものとする。
The flowchart shown in FIG. 6 is based on the predicted differential pressure between the exhaust upstream of the
まず、ステップ301において、DPF6の異常を安定して検出可能とするための差圧ΔPrqが設定される。該差圧ΔPrqは、設計仕様などに基づいて予め設定されているものとする。続くステップ302においては、予測差圧算出手段19により、DPF6の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際におけるDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’が、機関吸入空気量と、DPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて算出される。尚、DPF6内におけるパティキュレートマター(PM)の動きはDPF6の温度に依存し、パティキュレートマターの動きはDPFの排気上流と排気下流との間の差圧に影響を及ぼすため、DPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’は、機関吸入空気量及びDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とDPF温度とに基づいて算出されてもよい。
First, in
DPF6の排気ガス通過面が各蓋体により遮蔽されていない際におけるDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’が算出されると、続くステップ303において、ステップ301にて設定された差圧ΔPrqと、ステップ302にて算出された予測差圧ΔP’との差分を算出することにより、DPF6の異常を精度良く検出するために補正したい差圧dΔPrqが算出される。
When the predicted differential pressure ΔP ′ between the exhaust upstream of the
続くステップ304においては、ステップ303にて算出された補正したい差圧dΔPrqや機関吸入空気量などに基づいて、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のある蓋体の個数Nclが決定される。該閉じる必要のある蓋体の個数Nclが決定されると、続くステップ305及び306において、閉じる必要のあるNcl個の蓋体によりDPF6の排気ガス通過面の一部が遮蔽され、また、次回のDPF6の異常検出の際に最初に閉じる蓋体を決定するために、今回のDPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために最後に閉じられた蓋体を記憶する。具体的には、次回のDPF6の異常検出の際に最初に閉じる蓋体は、今回のDPF6の異常検出の際に最後に閉じられた蓋体と異なる蓋体とされる。これにより、常に異常部位が蓋体により覆われないようにすることができ、DPF6の異常の検出ミスを防止することが可能となる。尚、DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のあるNcl個の蓋体の閉じる順序は、時計回りあるいは反時計まわりに順次閉じられてもよく、また、ランダムに閉じられても良い。
In the subsequent step 304, the number of lids that need to be closed to shield a part of the exhaust gas passage surface of the
DPF6の排気ガス通過面の一部を遮蔽するために閉じる必要のあるNcl個の蓋体が閉られると、続くステップ307において、蓋体による遮蔽後のDPF6の排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積や機関吸入空気量などに基づいてDPF6の排気上流と排気下流との間の予測差圧ΔP’hが予測差圧算出手段19により算出され、続くステップ308に進む。
When the Ncl lids that need to be closed to shield a part of the exhaust gas passage surface of the
ステップ308においては、ステップ307にて算出された予測差圧ΔP’hに対する差圧センサー17により検出されたDPF6の排気上流と排気下流との間の実際の差圧ΔPshの乖離割合(KΔP=ΔPsh/ΔP’h)が算出され、続くステップ309にてDPF6の異常の有無が判断される。具体的には、ステップ308にて算出された乖離割合KΔPが、DPF6の異常の有無を判断する閾値となる所定値(R8)を越えているか否かの判断が行われる。ステップ308にて算出された乖離割合KΔPが所定値(R8)を越えている場合にはDPF6に異常がないと判断されステップ310に進み、また、乖離割合KΔPが所定値(R8)を越えていない場合にはDPF6に異常があると判断されステップ311に進む。
In
1 内燃機関
4 吸気通路
5 排気通路
17 差圧センサー
18 温度センサー
19 予測差圧算出手段
20 遮蔽手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の実際の差圧を検出する実差圧検出手段と、
機関吸入空気量と、前記パティキュレートフィルタの排気ガス通過面における排気ガスが通過可能な部分の面積とに基づいて、前記パティキュレートフィルタの排気上流と排気下流との間の予測差圧を算出する予測差圧算出手段と、
前記排気ガス通過面に配置され、前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧に基づいて前記排気ガス通過面の一部を遮蔽する遮蔽手段とを具備し、
前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧が所定値以下のときに、前記遮蔽手段により前記排気ガス通過面の一部が遮蔽され、前記排気ガス通過面の一部が遮蔽された後の前記予測差圧算出手段により算出された予測差圧と前記実差圧検出手段により検出された実際の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの異常の有無を判断する、パティキュレートフィルタの異常検出装置。 A particulate filter abnormality detection device for detecting the presence or absence of damage to a particulate filter disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An actual differential pressure detection means for detecting an actual differential pressure between the exhaust upstream of the particulate filter and the exhaust downstream;
A predicted differential pressure between the exhaust upstream of the particulate filter and the exhaust downstream is calculated based on the engine intake air amount and the area of the exhaust gas passage surface of the particulate filter through which the exhaust gas can pass. A predicted differential pressure calculating means;
A shielding unit that is disposed on the exhaust gas passage surface and shields a part of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation unit;
After the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating means is less than or equal to a predetermined value, a part of the exhaust gas passage surface is shielded by the shielding means and a part of the exhaust gas passage surface is shielded The particulate filter abnormality is determined based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means and the actual differential pressure detected by the actual differential pressure detection means. Detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008194047A JP2010031725A (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Abnormality detection system of particulate filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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