JP2010031725A - Abnormality detection system of particulate filter - Google Patents

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Daisuke Shibata
大介 柴田
Yutaka Sawada
裕 澤田
Koichi Kitaura
浩一 北浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an abnormality of a particulate filter with a high degree of accuracy even in an engine operating condition of a small intake air flow in the engine. <P>SOLUTION: The abnormality detection system includes a predicted pressure difference calculating means for calculating a predicted pressure difference between upstream and downstream sides of an exhaust gas in the particulate filter based on the intake air flow rate in the engine and an area of a part through which the exhaust gas can pass in an exhaust gas passing surface of the particulate filter, and a blocking means for blocking off a part of the exhaust gas passing surface of the particulate filter based on the predicted pressure difference calculated by the predicted pressure difference calculating means. When the predicted pressure difference calculated by the predicted pressure difference calculating means is not more than a given value, the part of the exhaust gas passing surface of the particulate filter is blocked off. Then, based on a predicted pressure difference after the part of the exhaust gas passing surface has been blocked off and an actual pressure difference between the upstream and downstream sides of the exhaust gas in the particulate filter, the presence or absence of the abnormality of the particulate filter is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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 Patent Document 1, for example. The apparatus discloses a first accumulation amount calculation means for calculating a PM accumulation amount from a differential pressure before and after the DPF, that is, a differential pressure between the exhaust upstream and downstream of the DPF, and calculates the PM emission amount from the engine operating state. Second accumulation amount calculation means for calculating the PM accumulation amount by integrating the PM discharge amount, and utilizing that the PM accumulation amount immediately before and after the accumulation calculation means is switched is substantially the same. Thus, the presence / absence of abnormality of the DPF is determined based on the consistency between the two types of calculation results of the deposition amount immediately before and after the deposition calculation means is switched.

特開2005−344619号公報JP-A-2005-344619

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 Patent Document 1, the amount of engine intake air immediately before and after the switching of the deposition calculation means for determining whether there is an abnormality in the DPF is small, and the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF and the exhaust downstream is small. In some cases, accurate diagnosis may not be possible in consideration of variations (errors) in the differential pressure.

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 claim 1, wherein the shielding portion of the exhaust gas passage surface is changed based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating means after a part of the surface is shielded. An apparatus is provided.

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 claim 1, wherein a part of the particulate filter is shielded.

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. Reference numeral 1 denotes an internal combustion engine, in which high-pressure fuel is injected from the injector 2 into the combustion chamber 3. 4 is an intake passage, and 5 is an exhaust passage. An air flow meter 7 for detecting the engine intake air amount is disposed upstream of the intake passage 4, a throttle 8 is disposed in the intake passage 4, and an intake pressure or intake temperature in the intake passage 4 is disposed downstream thereof. An intake air pressure sensor 9 and an intake air temperature sensor 10 are provided. A DPF 6 is disposed in the exhaust passage 5.

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 air temperature sensor 10 is always sent to an electronic control unit 16 (hereinafter referred to as an ECU) that controls the entire internal combustion engine system. It is output. In addition to the above sensors, the rotation angle sensor 11 that outputs a signal in synchronization with the rotation angle of the internal combustion engine 1, the water temperature sensor 13 that detects the coolant temperature of the internal combustion engine 1, and the accelerator pedal 15 based on the depression amount of the accelerator pedal 15 An accelerator opening sensor 14 for detecting the opening is provided, and internal combustion engine operating condition information detected from each sensor is output to the ECU 16. The ECU 16 outputs fuel injection amount information calculated based on various internal combustion engine operating condition information to the internal combustion engine 1, and fuel is injected from the injector 2 into the combustion chamber 3 based on this information. The fuel injection amount information constitutes one of important elements of the internal combustion engine operating condition information.

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 differential pressure sensor 17 serving as an actual differential pressure detecting means for detecting an actual differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream is provided on the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the DPF 6. Is provided with a temperature sensor 18 for detecting the temperature of the DPF 6. The differential pressure sensor 17 and the temperature sensor 18 are connected to the ECU 16.

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 DPF 6 and the exhaust downstream based on the amount of engine intake air and the area of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 through which the exhaust gas can pass. The calculating means 19 and the shielding means 20 disposed on the exhaust gas passage surface of the DPF 6 to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means 19. Have.

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 DPF 6. The shielding means 20 shown in FIG. 2 shields a part of the exhaust gas passage surface 22 of the DPF 6 based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means 19, and is a part of the exhaust gas passage surface 22 of the DPF 6. The shielding portion of the exhaust gas passage surface 22 of the DPF 6 is changed based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means 19 after the portion is shielded. Specifically, the shielding unit 20 shown in FIG. 2 has a single semicircular lid 21, and the lid 21 is based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating unit 19. A part of the exhaust gas passage surface 22 is configured to be shielded. When it is not necessary to shield part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the cover body 21 has an exhaust gas so as not to obstruct the flow of the exhaust gas. It is arranged in parallel with the flow direction. On the other hand, when it is necessary to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, as shown in FIG. 2 (c), the lid 21 prevents the exhaust gas from flowing so as to hinder the flow of the exhaust gas. It is arranged at right angles to the flow direction, and is configured to be capable of rotating around the rotation center 23 in the exhaust gas passage surface of the DPF 6. The lid 21 of the shielding means 20 shown in FIG. 2 is configured to be disposed on the exhaust gas passage surface on the upstream side of the DPF 6, but is disposed on the exhaust gas passage surface on the downstream side of the DPF 6. May be.

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 DPF 6 using the shielding means 20 shown in FIG. Based on FIG. 3, the flow of determination of the presence or absence of abnormality of the DPF 6 will be described.

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 step 101, it is confirmed whether there is an abnormality detection request for the DPF 6. When it is confirmed that the abnormality detection request is present, in step 102, the predicted differential pressure calculation means 19 determines that the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is not shielded by the lid 21 and the exhaust upstream of the DPF 6 The predicted differential pressure ΔP ′ between the exhaust downstream and the exhaust downstream is calculated based on the engine intake air amount and the area of the portion of the DPF 6 through which the exhaust gas can pass. Since the movement of the particulate matter (PM) in the DPF 6 depends on the temperature of the DPF 6, and the movement of the particulate matter affects the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream, the exhaust upstream of the DPF 6 The differential pressure difference ΔP ′ between the exhaust gas and the downstream side of the exhaust gas may be calculated based on the amount of engine intake air, the area of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 through which the exhaust gas can pass, and the DPF temperature. When it is confirmed in step 101 that there is no abnormality detection request for the DPF 6, a time counter tw described later is set to zero in step 117, and the flowchart shown in FIG.

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 step 103 subsequent to step 102, the exhaust gas passage surface of the DPF 6 needs to be shielded by the lid 21 in order to detect the abnormality of the DPF 6 with high accuracy based on the predicted differential pressure ΔP ′ calculated in step 102. A determination is made whether or not there is. Specifically, it is determined whether or not the predicted differential pressure ΔP ′ calculated in step 102 exceeds a predetermined value (R1) that is a threshold value for determining whether or not the cover 21 needs to be shielded. .

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 step 102 exceeds a predetermined value (R1), it is determined that shielding by the lid body 21 is unnecessary, and is calculated in step 102 in subsequent step 104. The difference dΔP between the predicted differential pressure ΔP ′ and the actual differential pressure ΔPs between the exhaust upstream and downstream of the DPF 6 detected by the differential pressure sensor 17 is calculated. Is judged. Specifically, it is determined whether or not the difference dΔP calculated in step 104 exceeds a predetermined value (R2) that is a threshold for determining whether there is an abnormality in the DPF 6. If the difference dΔP calculated in step 104 exceeds the predetermined value (R2), it is determined that there is an abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to step 106, and if the difference dΔP does not exceed the predetermined value (R2) Therefore, it is determined that there is no abnormality in the DPF 6, and the process proceeds to Step 107.

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 step 102 does not exceed the predetermined value (R1), it is determined that the cover 21 needs to be shielded, and the process proceeds from step 108 to step 110. In steps 108 and 109, when the predicted differential pressure ΔP ′ exceeding the predetermined value (R1) is not obtained for a certain period after the DPF abnormality detection request is confirmed, shielding by the lid 21 is executed. Thus, steps 102 and 103 are executed until the standby counter tw exceeds a predetermined value (R3). Then, when the predetermined differential pressure ΔP ′ calculated in step 102 does not exceed the predetermined value (R1) even if the predetermined period has elapsed, that is, even if the standby counter tw exceeds the predetermined value (R3), the step At 110, a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is shielded by the lid 21. When the shielding is executed, the pressure on the downstream side of the DPF 6 is substantially atmospheric pressure and does not change. However, the pressure on the upstream side of the DPF 6 is such that when a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is shielded, the DPF 6 This increases because the area through which the exhaust gas can pass on the exhaust gas passage surface is reduced. Therefore, the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream can be increased, and the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream is sufficient when the DPF is normal and damaged. Even when the engine differential air pressure is small and the estimated differential pressure ΔP ′ calculated in step 102 does not exceed the predetermined value (R1), the DPF is cracked or broken. It is possible to accurately detect an abnormality caused by damage such as.

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 step 111 following step 110, the exhaust upstream and downstream of exhaust of the DPF 6 are determined based on the area of the exhaust gas passing surface of the DPF 6 that is shielded by the lid 21 and the amount of engine intake air. The predicted differential pressure ΔP′h is calculated by the predicted differential pressure calculating means 19.

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 DPF 6 with higher accuracy, the predicted differential pressure ΔP′h calculated in step 111 does not exceed a predetermined value (R4) set in advance by design specifications or the like. The high-precision abnormality detection described later is executed.

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 step 112 following step 111, the predicted differential pressure ΔP′h calculated in step 111 is high so as to determine whether or not it is necessary to perform high-precision abnormality detection. It is determined whether or not a predetermined value (R4) that is a threshold value for determining whether or not accuracy abnormality detection is necessary is exceeded.

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 step 111 exceeds a predetermined value (R4), it is determined that it is not necessary to perform high-accuracy abnormality detection. A difference dΔPh between the calculated predicted differential pressure ΔP′h and the actual differential pressure ΔPsh between the exhaust upstream and downstream of the DPF 6 detected by the differential pressure sensor 17 is calculated. The presence or absence of abnormality is determined. Specifically, it is determined whether or not the difference dΔPh calculated in step 113 exceeds a predetermined value (R5) that is a threshold for determining whether there is an abnormality in the DPF 6. If the difference dΔPh calculated in step 113 exceeds the predetermined value (R5), it is determined that there is an abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to step 106, and if the difference dΔPh does not exceed the predetermined value (R5) Therefore, it is determined that there is no abnormality in the DPF 6, and the process proceeds to Step 107.

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 step 111 does not exceed the predetermined value (R4), it is determined that high-precision abnormality detection is necessary, and the process proceeds to subsequent steps 115 and 116. In step 115, it is determined whether the DPF 6 is clearly abnormal before executing the high-precision abnormality detection in step 116. If it is determined that there is an obvious abnormality, the process proceeds to step 106. Specifically, the divergence ratio of the actual differential pressure ΔPsh between the exhaust upstream and the exhaust downstream of the DPF 6 detected by the differential pressure sensor 17 with respect to the predicted differential pressure ΔP′h calculated in step 111 (ΔPsh / If ΔP′h) does not exceed the predetermined value (R6), which is a threshold value that clearly indicates that the DPF 6 is abnormal, it is determined that the DPF 6 is clearly abnormal and the routine proceeds to step 106, and the predetermined value (R6) is reached. ), The process proceeds to step 116 where high-precision abnormality detection is executed.

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 DPF 6 through which the exhaust gas can pass is changed in the shielding by the lid 21, the differential pressure between the exhaust upstream and the exhaust downstream of the DPF 6 is broken or broken. Unlike the case where the exhaust gas passes through the portion and the case where the exhaust gas does not pass through, the pressure difference between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream is lower when the exhaust gas passes through the damaged portion. This high-precision abnormality detection is utilized, and if there is an abnormality in the DPF 6 when the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream changes before and after the passage of the exhaust gas is changed. to decide. The flow of determining whether there is an abnormality in the DPF 6 based on such high-precision abnormality detection will be described with reference to FIG.

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 step 201, as in step 111 of FIG. 3, the DPF 6 is based on the area of the portion through which the exhaust gas can pass on the exhaust gas passage surface of the DPF 6 that is shielded by the lid 21, the amount of engine intake air, and the like. A predicted differential pressure ΔP′h between the exhaust upstream and the exhaust downstream is calculated by the predicted differential pressure calculating means 19. In the subsequent step 202, the actual differential pressure ΔP1 between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream when the shielding portion of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 by the lid 21 is in the first state is the differential pressure sensor 17. Is detected. In the subsequent step 203, the deviation ratio (KΔP1 = ΔP1 / ΔP′h) of the actual differential pressure ΔP1 with respect to the predicted differential pressure ΔP′h in the first state is calculated.

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 steps 201 to 203 are completed, the lid body 21 is rotated by 90 °, 180 ° and 270 ° around the rotation center 23 on the exhaust passage surface of the DPF 6 in the following steps 204 and 205. The shielding part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 by 21 is changed to the second, third and fourth states. Then, in each of the second, third, and fourth states, as in step 203, the exhaust of the DPF 6 detected by the differential pressure sensor 17 with respect to the predicted differential pressure ΔP′h calculated in step 201. The respective deviation ratios (KΔP2, KΔP3, KΔP4) of the actual differential pressures ΔP2, ΔP3, ΔP4 between the upstream and the exhaust downstream are calculated.

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 steps 206 to 208 following step 205, the divergence ratios of the actual differential pressures ΔP1, ΔP2, ΔP3, and ΔP4 with respect to the predicted differential pressure ΔP′h in the first to fourth states calculated in steps 203 to 205, respectively. Among (KΔP1, KΔP2, KΔP3, KΔP4), a maximum deviation ratio (KΔPmax) and a minimum deviation ratio (KΔPmin) are determined, and a difference between the maximum deviation ratio (KΔPmax) and the minimum deviation ratio (KΔPmin) is calculated. Then, a relative differential pressure index (KΔP = KΔPmax−KΔPmin) is calculated.

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 step 209 following step 208, it is determined whether or not the relative differential pressure index (KΔP) calculated in step 208 exceeds a predetermined value (R7) serving as a threshold for determining whether or not there is an abnormality in the DPF 6. Done. When the relative differential pressure index (KΔP) calculated in step 208 exceeds the predetermined value (R7), it is determined that there is an abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to step 210, and the relative differential pressure index (KΔP) ) Does not exceed the predetermined value (R7), it is determined that there is no abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to step 211.

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 DPF 6 by the single lid body 21 and the shielding area is constant. A part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 may be shielded by the single lid. According to the shielding means having a plurality of lids, the shielding area can be adjusted, and the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream is determined as the minimum differential pressure required for detecting the abnormality of the DPF 6. It is possible to control the deterioration of fuel consumption accompanying the increase in the differential pressure to a minimum. Furthermore, every time the abnormality of the DPF 6 is detected, it is possible to change the selection of the lid that shields a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, and it is possible to always prevent the abnormal part from being covered by the lid, Therefore, it is possible to prevent an error in detecting the abnormality of the DPF 6.

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 DPF 6. The shielding means shown in FIG. 5 is configured to shield a part of the exhaust gas passage surface so as to adjust the shielding area of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation means 19. Is done. Specifically, the shielding means 30 shown in FIG. 5 includes four quadrant-shaped first lid bodies 31, second lid bodies 32, third lid bodies 33, and fourth lid bodies 34. And each lid body is configured to be able to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating means 19. When it is not necessary to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, as shown in FIG. 5 (a), each cover body has an exhaust gas flow direction so as not to hinder the exhaust gas flow. Arranged in parallel. On the other hand, when it is necessary to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, it was selected to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6, as shown in FIG. The lid is disposed at right angles to the flow direction of the exhaust gas so as to hinder the flow of exhaust gas. 5 is configured to be disposed on the exhaust gas passage surface on the upstream side of the DPF 6, but is disposed on the exhaust gas passage surface on the downstream side of the DPF 6. May be. Further, the number of lids is not limited to four, and is appropriately determined according to design specifications.

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 DPF 6 using the shielding means 30 shown in FIG. Based on FIG. 6, the flow of determination of the presence or absence of abnormality of the DPF 6 will be described.

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 DPF 6 and the exhaust downstream calculated by the predicted differential pressure calculating means 19 when the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is not shielded by each lid. Thus, it is assumed that the process is started when it is determined that a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 needs to be shielded by the lid 21 in order to accurately detect the abnormality of the DPF 6.

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 step 301, a differential pressure ΔPrq is set for enabling the abnormality of the DPF 6 to be detected stably. The differential pressure ΔPrq is set in advance based on design specifications and the like. In the subsequent step 302, the predicted differential pressure calculation means 19 calculates the predicted differential pressure ΔP ′ between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream when the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is not shielded by the lids. It is calculated based on the intake air amount and the area of the portion through which the exhaust gas can pass on the exhaust gas passage surface of the DPF 6. Since the movement of the particulate matter (PM) in the DPF 6 depends on the temperature of the DPF 6 and the movement of the particulate matter affects the differential pressure between the exhaust upstream of the DPF and the exhaust downstream, the exhaust upstream of the DPF 6 The differential pressure difference ΔP ′ between the exhaust gas and the downstream side of the exhaust gas may be calculated based on the amount of engine intake air, the area of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 through which the exhaust gas can pass, and the DPF temperature.

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 DPF 6 and the exhaust downstream when the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is not shielded by the respective lids is calculated in the subsequent step 303 at step 301. By calculating the difference between the calculated differential pressure ΔPrq and the predicted differential pressure ΔP ′ calculated in step 302, the differential pressure dΔPrq desired to be corrected in order to detect the abnormality of the DPF 6 with high accuracy is calculated.

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 DPF 6 based on the differential pressure dΔPrq to be corrected calculated in step 303, the engine intake air amount, and the like. Ncl is determined. When the number Ncl of lids that need to be closed is determined, in subsequent steps 305 and 306, a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 is shielded by the Ncl lids that need to be closed. In order to determine the lid that is initially closed when the abnormality of the DPF 6 is detected, the lid that is closed last is stored in order to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 this time. Specifically, the lid that is first closed when the next abnormality of the DPF 6 is detected is different from the lid that was closed last when the abnormality of the DPF 6 was detected this time. Thereby, it is possible to always prevent the abnormal part from being covered with the lid, and it is possible to prevent an error in detecting the abnormality of the DPF 6. The closing order of the Ncl lids that need to be closed to shield a part of the exhaust gas passage surface of the DPF 6 may be sequentially closed clockwise or counterclockwise, or may be randomly closed. May be.

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 DPF 6 are closed, the exhaust gas on the exhaust gas passage surface of the DPF 6 after being shielded by the lid passes in the subsequent step 307. The predicted differential pressure ΔP′h between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream of the DPF 6 is calculated by the predicted differential pressure calculating means 19 based on the area of the possible portion, the engine intake air amount, etc., and the process proceeds to the next step 308.

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 step 308, the deviation ratio (KΔP = ΔPsh) of the actual differential pressure ΔPsh between the exhaust upstream of the DPF 6 and the exhaust downstream detected by the differential pressure sensor 17 with respect to the predicted differential pressure ΔP′h calculated in step 307. / ΔP′h) is calculated, and in the subsequent step 309, it is determined whether there is an abnormality in the DPF 6. Specifically, it is determined whether or not the deviation ratio KΔP calculated in step 308 exceeds a predetermined value (R8) that is a threshold value for determining whether there is an abnormality in the DPF 6. If the deviation ratio KΔP calculated in step 308 exceeds the predetermined value (R8), it is determined that there is no abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to step 310, and the deviation ratio KΔP exceeds the predetermined value (R8). If not, it is determined that there is an abnormality in the DPF 6 and the process proceeds to Step 311.

本発明のパティキュレートフィルタの異常検出装置が適用される内燃機関のシステム全体を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an entire system of an internal combustion engine to which a particulate filter abnormality detection device of the present invention is applied. パティキュレートフィルタ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。It is a figure which shows one Embodiment of the shielding means arrange | positioned at the exhaust-gas passage surface of a particulate filter. 図2に示す遮蔽手段を使用したパティキュレートフィルタの異常の有無を判断するためのフローチャートである。It is a flowchart for judging the presence or absence of abnormality of the particulate filter using the shielding means shown in FIG. パティキュレートフィルタの高精度異常検出のフローチャートである。It is a flowchart of the highly accurate abnormality detection of a particulate filter. パティキュレートフィルタ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。It is a figure which shows another one Embodiment of the shielding means arrange | positioned at the exhaust-gas passage surface of a particulate filter. 図5に示す遮蔽手段を使用したパティキュレートフィルタの異常の有無を判断するためのフローチャートである。It is a flowchart for judging the presence or absence of abnormality of the particulate filter using the shielding means shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 Internal combustion engine 4 Intake passage 5 Exhaust passage 17 Differential pressure sensor 18 Temperature sensor 19 Predicted differential pressure calculation means 20 Shielding means

Claims (3)

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。
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.
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。   The shielding unit shields a part of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation unit, and the part after the part of the exhaust gas passage surface is shielded The particulate filter abnormality detection device according to claim 1, wherein the shielding portion of the exhaust gas passage surface is changed based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculating means. 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。   The said shielding means shields a part of said exhaust gas passage surface so as to adjust the shielding area of the exhaust gas passage surface based on the predicted differential pressure calculated by the predicted differential pressure calculation device. The particulate filter abnormality detection device described.
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