JP2014194165A - 排気ガス浄化システム、及びこれを備えたエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＭの燃焼速度を精度良く推定できる構成を提供する。
【解決手段】排気ガス浄化システムは、ＤＯＣ１７と、ＤＰＦ１８と、ＰＭ堆積量推定部２０と、を備えている。ＤＯＣ１７は、エンジン本体２からの排気ガスに含まれるＮＯ_Xを酸化処理する。ＤＰＦ１８は、ＤＯＣ１７で処理された排気ガスに含まれるＰＭを捕集する。ＰＭ堆積量推定部２０は、ＤＰＦ１８へのＰＭの堆積量を推定する。そして、ＰＭ堆積量推定部２０は、ＤＰＦに供給されるＮＯ₂の流量を、ＤＯＣ１７の新品状態からの使用時間に基づいて算出するＮＯ₂流量推定部２７を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＰＦに堆積したＰＭの量を推定する技術に関する。

ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、排気ガスに含まれるＰＭ（パーティキュレート・マター：粒子状物質）を捕集するためのＤＰＦ（ディーゼル・パーティキュレート・フィルタ）が用いられている。ＤＰＦに堆積したＰＭは、Ｏ₂又はＮＯ₂によって酸化（燃焼）させることにより除去できる。これを、ＤＰＦの再生と呼ぶ。この再生には、ＤＰＦに堆積したＰＭがエンジンの通常運転時に自然に燃焼する自然再生と、エンジンの排気温度を高めてＰＭを強制的に燃焼させる強制再生がある。

ＤＰＦにＰＭが過剰に堆積した場合、当該ＤＰＦが目詰まりを起こしてしまうので、ＰＭ堆積量が基準量を超えた場合には強制再生を行ってＰＭを除去する。ところが、エンジンの運転中にはＰＭ堆積量を直接測定することができない。そこで、従来から、エンジン運転中のＰＭ堆積量を推定して、当該推定値が基準値を超えたときに強制再生を行っている。特許文献１から５は、このような構成を開示している。

特許文献１から３は、ＤＰＦの前後の圧力差に基づいてＰＭ堆積量を推定するものである。

これに対し、特許文献４は、ＰＭ再生量等に基づいてＰＭ堆積量を推定する第２推定手段が記載されている（００４１段落）。ただし、特許文献４には、ＰＭ再生量を求める具体的な説明は無い。特許文献５には、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）から出力されると推定されるＮＯ₂発生量を出力するエンジンコントローラが記載されている（００３６段落）。この特許文献５には、ＰＭとＮＯ₂との反応速度を記憶しておいたマップと、推定したＮＯ2の発生量と、に基づいてＰＭの燃焼速度を求める構成が記載されている（００３７段落）。ただし、特許文献５には、ＮＯ₂発生量を推定する具体的な説明は無い。

特開２０１０−２２３１３２号公報 特開２０１１−２０２５７３号公報 特開２０１２−３１７９１号公報 特開２０１２−１３２４６８号公報 特開２０１２−１９７７０５号公報

特許文献５に記載されているように、ＮＯ₂は、ＤＯＣにおけるＮＯの酸化反応によっても発生する。ところが、ＤＯＣは使用によって劣化して酸化反応の効率が低下するので、ＮＯ₂の発生量は時間の経過とともに変化する。この点、特許文献５は、ＤＯＣの劣化を考慮していないので、ＮＯ₂の流量を正確に推定することができない。従って、ＰＭの燃焼速度を精度良く推定するという点で改善の余地がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ＰＭの燃焼速度を精度良く推定できる構成を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本願発明の観点によれば、以下の排気ガス浄化システムが提供される。即ち、この排気ガス浄化システムは、酸化触媒と、フィルタと、ＰＭ堆積量推定部と、を備える。前記酸化触媒は、エンジン本体からの排気ガスに含まれるＮＯ_Xを酸化処理する。前記フィルタは、前記酸化触媒で処理された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する。前記ＰＭ堆積量推定部は、前記フィルタへの前記粒子状物質の堆積量を推定する。そして、前記ＰＭ堆積量推定部は、前記フィルタに供給されるＮＯ₂の流量を、前記酸化触媒の使用時間に基づいて算出するＮＯ₂流量推定部を備える。

即ち、酸化触媒は使用によって劣化し、酸化効率が変化する。そこで上記のように、酸化触媒の使用時間を考慮することにより、当該酸化触媒におけるＮＯ₂の発生量を精度良く算出できる。これにより、粒子状物質の酸化除去量を精度良く求めることができるので、結果として粒子状物質の堆積量を精度良く求めることができる。

上記の排気ガス浄化システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ＮＯ₂流量推定部は、前記酸化触媒の所定時期におけるＮＯ_XからＮＯ₂への変換効率を記憶した変換効率記憶部と、前記酸化触媒の前記所定時期からの使用時間に基づいて、前記変換効率を補正する変換効率補正部と、を備える。そして、前記ＮＯ₂流量推定部は、前記補正された変換効率に基づいて、ＮＯ₂の流量を算出する。

上記のように、所定時期の（例えば新品状態の）酸化触媒の変換効率を予め記憶しておき、これを使用時間に応じて補正することにより、当該酸化触媒の使用時における変換効率を求めることができる。

上記の排気ガス浄化システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記変換効率補正部は、劣化した酸化触媒の変換効率の低下量を記憶した変換効率低下量記憶部と、前記酸化触媒の劣化割合と前記使用時間の関係を記憶した劣化割合記憶部と、を備える。前記変換効率補正部は、前記劣化割合記憶部の記憶内容に基づいて、前記酸化触媒の使用時における劣化割合を求め、求めた劣化割合を、前記劣化した酸化触媒の変換効率の低下量に乗じることで、当該酸化触媒の使用時における変換効率の低下量を求める。

このように、劣化した酸化触媒の変換効率の低下量を予め記憶しておき、当該低下量に対して酸化触媒の使用時の劣化割合を乗じることで、使用時における変換効率の低下量を精度良く求めることができる。

上記の排気ガス浄化システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記変換効率記憶部は、前記排気ガスの体積流量、及び前記酸化触媒の温度に対して前記変換効率をマッピングしたマップを記憶している。前記変換効率低下量記憶部は、前記排気ガスの体積流量、及び前記酸化触媒の温度に対して前記変換効率の低下量をマッピングしたマップを記憶している。

即ち、酸化触媒の変換効率は、当該酸化触媒の温度と、排気ガスの体積流量と、によって異なる。従って、変換効率と、変換効率の低下量と、をそれぞれ前記温度及び前記体積流量に対してマッピングして記憶しておく。

本発明の別の観点によれば、上記の排気ガス浄化システムを備えたエンジンが提供される。

このエンジンは、本発明の排気ガス浄化システムを備えているので、粒子状物質の堆積量を精度良く算出できる。これにより、適切なタイミングでフィルタの強制再生を行うことができるので、フィルタを常に最適な状態に保つことができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンのブロック図。 ＰＭ堆積量推定部のブロック図。 エンジンにおけるＮＯ₂の流れについて説明するブロック図。 ＮＯ₂の流量推定部のブロック図。 変換効率マップを例示する図。 （ａ）ＤＯＣの劣化によって変換効率が低下することを説明する図。（ｂ）Ｘ時間経過後の変換効率低下量を例示するグラフ。（ｃ）補正係数（劣化割合）とＤＯＣ使用時間との関係を例示するグラフ。

次に、図面を参照して本願発明の実施形態を説明する。図１に示すのは、本願発明の排気ガス浄化システムを有するエンジン１のブロック図である。

エンジン１は、エンジン本体２と、ＥＧＲ（排気ガス再循環）装置３と、排気タービン式過給機４と、排気浄化装置５と、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）６と、などから構成されている。

エンジン本体２はディーゼルエンジンであり、吸気マニホールド７と、排気マニホールド８と、を備えている。吸気マニホールド７には、当該吸気マニホールドに吸気を導入する吸気管１０が接続されている。排気マニホールド８には、当該排気マニホールド８からの排気が排出される排気管１１が接続されている。

ＥＧＲ装置３は、ＥＧＲ管１２と、ＥＧＲ弁１３と、ＥＧＲクーラ１４と、を備えている。ＥＧＲ管１２は、吸気管１０と排気管１１とを接続しており、当該ＥＧＲ管１２を介して排気が吸気に再循環される。ＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ管１２に設けられており、その開度をＥＣＵ６が制御することにより排気の再循環量を調整するように構成されている。ＥＧＲクーラ１４は、ＥＧＲ管１２を流れる排気を冷却する。

過給機４は、排気管１１を流れる排気によって回転するタービン１５と、当該タービン１５と一体回転するコンプレッサ１６とから構成された公知の構成である。コンプレッサ１６は吸気管１０内に配置されており、当該コンプレッサ１６の回転によって吸気が圧縮され、エンジン本体２のシリンダ（図略）に送り込まれる。

排気浄化装置５は、排気管１１の出口に設けられる。排気浄化装置５は、ＤＯＣ１７と、当該ＤＯＣ１７の下流側に配置されたＤＰＦ１８と、から構成されている。ＤＯＣ１７は、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素ＮＯなどを酸化（燃焼）するための触媒である。ＤＰＦ１８は、例えばフォールフロー型のフィルタとして構成されており、ＤＯＣ１７で処理された排気ガスに含まれるＰＭを捕集する。また、排気浄化装置５は、ＤＯＣ１７の温度を検出する温度センサ２２と、ＤＰＦ１８の温度を検出する温度センサ２３と、を備えている。温度センサ２２，２３の検出値は、ＥＣＵ６に出力される。

ＥＵＣ６は、内蔵されたプログラムを実行することにより所定の機能を実現するコンピュータとして構成されている。具体的には、ＥＵＣ６は、ＰＭ堆積量推定部２０と、再生処理実行部２１と、としての機能を有している。

ＰＭ堆積量推定部２０は、ＤＰＦ１８に堆積したＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量）を推定するように構成されている。再生処理実行部２１は、ＰＭ堆積量推定部２０によって推定されたＰＭ堆積量が所定量を超えた場合に、エンジン１の運転条件を変更して排気温度を上昇させる。これにより、ＤＰＦ１８の温度が上昇する結果、排気ガス中に含まれるＮＯ₂及びＯ₂によるＰＭの酸化反応が促進され、当該ＰＭが無害なＣＯ₂ガスとなってＤＰＦから除去される。この処理を「強制再生」と呼ぶ。

以上の構成により、エンジン本体２からの排気ガスに含まれるＰＭを排気浄化装置５で捕集し、排気ガスを浄化することができる。従って、ＰＭ堆積量推定部２０、再生処理実行部２１、及び排気浄化装置５によって排気ガス浄化システムが構成されていると言うことができる。

次に、ＰＭ堆積量推定部２０の構成について、図２を参照して詳しく説明する。

ＰＭ堆積量推定部２０には、エンジン１の運転状態に関する情報（例えば、回転数、燃料噴射量、給気エア流量、排気ガス流量、排気ガス還流量、ＤＯＣ温度、ＤＰＦ温度など）が入力されている。ＰＭ堆積量推定部２０は、これらの情報に基づいて、ＤＰＦ１８へのＰＭの堆積量（ＰＭ堆積量）を推定するように構成されている。

ＰＭ堆積量推定部２０は、ＰＭ排出速度推定部２４と、ＮＯ₂処理速度推定部２５と、Ｏ₂処理速度推定部２６と、を備えている。

ＰＭ排出速度推定部２４は、エンジン１の運転状態に関する情報に基づいて、エンジン本体２からのＰＭの排出速度を推定する。なお、ＰＭ排出速度は、予め実測して、エンジン１の運転状態ごとにマッピングしたマップとして記憶しておくことができる。この場合、ＰＭ排出速度推定部２４は、前記マップを参照することにより、ＰＭ排出速度を求める。

ＮＯ₂処理速度推定部２５は、ＮＯ₂流量推定部２７と、ＰＭ酸化速度マップ２８と、を備えている。ＮＯ₂流量推定部２７は、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流量を、エンジン１の運転状態に関する情報に基づいて推定するように構成されている。ＰＭ酸化速度マップ２８は、ＤＰＦ１８に堆積したＰＭがＮＯ₂によって酸化（燃焼）する反応速度を、ＮＯ₂流量及びＤＰＦ１８の温度ごとに実測してマップとして記憶したものである。

ＮＯ₂処理速度推定部２５は、ＮＯ₂流量推定部２７によって推定したＮＯ₂流量と、ＤＰＦ１８の温度と、に基づいてＰＭ酸化速度マップ２８を参照することにより、ＮＯ₂によるＰＭの酸化処理速度を求める。

Ｏ₂処理速度推定部２６は、Ｏ₂流量推定部２９と、ＰＭ酸化速度マップ３０と、を備えている。Ｏ₂流量推定部２９は、ＤＰＦ１８に供給されるＯ₂の流量を、エンジン１の運転状態に関する情報に基づいて推定するように構成されている。ＰＭ酸化速度マップ３０は、ＤＰＦ１８に堆積したＰＭがＯ₂によって酸化（燃焼）する反応速度を、Ｏ₂流量及びＤＰＦ１８の温度ごとに実測してマップとして記憶したものである。

Ｏ₂処理速度推定部２６は、Ｏ₂流量推定部２９によって推定したＯ₂流量と、ＤＰＦ１８の温度と、に基づいてＰＭ酸化速度マップ３０を参照することにより、Ｏ₂によるＰＭの酸化処理速度を求める。

ＰＭ堆積量推定部２０は、上記のようにして求めたＰＭ排出速度から、ＮＯ₂及びＯ₂による酸化速度を減算することにより、ＤＰＦ１８へのＰＭの堆積速度を求める。そして、ＰＭ堆積量推定部２０は、求めた堆積速度を時間で積分することによりＤＰＦ１８へのＰＭの堆積量を求め、これを当該ＤＰＦ１８の容量で割ることにより容量あたりのＰＭ堆積量として出力する。

以上のように構成されたＰＭ堆積量推定部２０により、ＤＰＦ１８へのＰＭの堆積量を推定できる。前述のように、再生処理実行部２１は、推定された堆積量に基づいてＤＰＦ１８の強制再生を行う。従って、強制再生を適切なタイミングで行うためには、ＰＭ堆積量推定部２０におけるＰＭ堆積量の推定精度が重要である。

ところで、エンジン本体２の排気温度が高くない通常運転時においては、Ｏ₂によるＰＭの酸化反応はあまり進まず、ＮＯ₂による酸化反応が支配的となる。このため、ＰＭ堆積量の推定精度には、ＮＯ₂による酸化速度の推定精度が大きく影響する。従って、ＮＯ₂流量推定部２７におけるＮＯ₂流量の推定精度を向上させることが重要である。

ここで、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流れについて、図３を参照して簡単に説明する。

エンジン本体２においては、ＮＯ_x（ＮＯ及びＮＯ₂）が発生し、これが排気ガスとして排出される。排気ガスに含まれるＮＯの少なくとも一部は、ＤＯＣ１７によって酸化されてＮＯ₂となる。そして、エンジン本体２からの排気ガスにもともと含まれていたＮＯ₂と、ＤＯＣで発生したＮＯ₂と、がＤＰＦ１８に供給される。そして、ＤＰＦ１８において、供給されたＮＯ₂によってＰＭが酸化（燃焼）除去される。なお、エンジン本体２からの排気ガスに含まれるＮＯ_xは、ほとんどがＮＯであり、ＮＯ₂の割合は少ない。従って、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂は、ほとんどがＤＯＣ１７で生成されたものである。

以上を鑑みれば、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流量を正確に推定するためには、ＤＯＣ１７におけるＮＯ₂発生量の推定精度が重要であることがわかる。

図４に示すように、本実施形態のＮＯ2流量推定部２７は、変換効率マップ（変換効率記憶部）３１を備えている。変換効率マップ３１は、ＤＯＣ１７におけるＮＯ_xの酸化反応効率（変換効率）を、排気ガスの体積流量およびＤＯＣ１７の温度に応じて実測して記録したものであり、例えば図５のような３次元のマップとなる。なお、ＤＯＣ１７は使用によって劣化し、変換効率が低下するものである。本実施形態の変換効率マップ３１には、新品状態のＤＯＣ１７の変換効率を記録している。

ＮＯ₂流量推定部２７には、エンジン１の運転状態に関する情報（具体的には、排気ガス体積流量と、ＤＯＣ１７の温度と、ＤＯＣ１７へのＮＯ_x流量）が入力されている。

ＮＯ₂流量推定部２７は、現時点での排気ガス体積流量と、ＤＯＣ１７の温度と、に基づいて変換効率マップ３１を参照することにより、ＤＯＣ１７におけるＮＯ_xの変換効率を求める。そして、ＮＯ₂流量推定部２７は、求めた変換効率を、現時点でのＤＯＣ１７へのＮＯ_x流量に乗算することにより、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流量を算出することができる。

次に、本実施形態の特徴的な構成について説明する。

前述のように、ＤＯＣ１７は使用により劣化し、変換効率が低下する。この点、変換効率マップ３１は、新品状態のＤＯＣ１７についての変換効率を測定したものである。従って、ＤＯＣ１７の劣化が進んでいる場合には、変換効率マップ３１だけでは変換効率を正しく推定できない。

そこで本実施形態のＮＯ₂流量推定部２７は、変換効率補正部３４を備えている。変換効率補正部３４は、変換効率マップ３１から求めた（新品状態のＤＯＣ１７による）変換効率を、ＤＯＣ１７の使用時間（新品の状態から使用した時間）に基づいて補正するように構成されている。

続いて、変換効率補正部３４の構成について詳しく説明する。

前述のように、本実施形態では、新品状態のＤＯＣ１７の変換効率を予め実測して、変換効率マップ３１に記憶しておくように構成されている。新品状態のＤＯＣ１７の変換効率を、図６（ａ）に例示する。なお前述のように、変換効率マップ３１は、排気ガスの体積流量およびＤＯＣ１７の温度にマッピングされた三次元のマップであるが、図６では分かり易くするために、ＤＯＣ１７の温度を横軸にとった二次元のグラフとして示している。

前述のように、ＤＯＣ１７は使用により劣化し、変換効率が低下する。例として、新品の状態から所定の時間（以下、「Ｘ時間」とする）ＤＯＣ１７を使用して劣化させた後で、その劣化後の変換効率を実測した結果を、図６（ａ）に点線で示す。新品のＤＯＣ１７の変換効率（図６（ａ）の実線）と、Ｘ時間使用後（劣化後）のＤＯＣ１７の変換効率（図（ａ）の点線）と、の差分を、Ｘ時間使用後の変換効率低下量とする。図６（ｂ）に、Ｘ時間使用後（劣化後）のＤＯＣ１７の変換効率低下量を例示する。

本実施形態の変換効率補正部３４は、ＤＯＣ１７のＸ時間使用後の変換効率低下量を記憶した変換効率低下量マップ（変換効率低下量記憶部）３２を備えている。変換効率低下量マップ３２は、実際にＸ時間使用した後の（劣化後の）ＤＯＣ１７の変換効率を測定し、前述の変換効率マップ３１（新品状態の変換効率）との差分を取ることにより、求めることができる。

なお、図６（ｂ）には、変換効率低下量を、ＤＯＣ１７の温度に対してプロットした二次元のグラフとして示しているが、これは図面で分かり易く説明するためのものである。Ｘ時間使用した後の（劣化後の）ＤＯＣ１７の変換効率は、排気ガスの体積流量およびＤＯＣ１７の温度に応じて実測することにより、変換効率マップ３１と同様に三次元のマップとして求めることができる。従って、本実施形態の変換効率低下量マップ３２は、排気ガスの体積流量およびＤＯＣ１７の温度にマッピングされた三次元のマップとして記憶している。

以上のように、Ｘ時間使用した後の（劣化後の）ＤＯＣ１７の変換効率の低下量を予め記憶しておくことにより、ＮＯ₂流量推定部２７は、ＤＯＣ１７の劣化を考慮してＮＯ₂の流量を推定することが可能になる。

さて、ＤＯＣ１７の劣化を考慮してＮＯ₂の流量を推定するためには、当該ＤＯＣ１７を任意の時間使用した後の変換効率の低下量を求める必要がある。そこで、ＤＯＣ１７の使用時間ごとに変換効率低下量マップを記憶しておくことが考えられる。ところが、変換効率低下量マップは三次元のマップであるから、データ量が多い。このため、仮に、ＤＯＣ１７の使用時間ごとに変換効率低下量マップを記憶した場合、必要な記憶容量が膨大になる。

そこで本実施形態の変換効率補正部３４は、補正係数記憶部（劣化割合記憶部）３３を備えている。補正係数記憶部３３には、ＤＯＣ１７の使用時間に応じた補正係数が記憶されている。

補正係数記憶部３３に記憶されている補正係数の例を、図６（ｃ）に示す。この補正係数は、新品状態を基準としたＤＯＣ１７の劣化割合を示すものである。図６（ｃ）に示すように、補正係数記憶部３３には、補正係数（劣化割合）と、当該ＤＯＣ１７の使用時間と、の関係が記憶されている。即ち、図６（ｃ）に示すように、ＤＯＣ１７の使用時間がゼロのとき（新品状態のとき）は、当該ＤＯＣ１７は劣化していないので、補正係数はゼロとする。また、ＤＯＣ１７の使用時間がＸ時間のときは、補正係数を１とする。補正係数は、ＤＯＣ１７の使用時間に応じて滑らかに変化するように設定されている。

変換効率補正部３４は、ＤＯＣ１７の使用時間に基づいて、現時点での補正係数（劣化割合）を補正係数記憶部３３から読み出す。これとともに、変換効率補正部３４は、現時点での排気ガスの体積流量およびＤＯＣ１７の温度に基づいて、（Ｘ時間使用後の）変換効率低下量を、変換効率低下量マップ３２から読み出す。そして、変換効率補正部３４は、上記のようにして読み出した（Ｘ時間使用後の）変換効率低下量に、現時点での補正係数（劣化割合）を乗算して補正することにより、現時点での変換効率低下量とする。

このように、本実施形態の変換効率補正部３４は、予め測定しておいたＸ時間使用後の（劣化後の）変換効率低下量に、ＤＯＣ１７の現時点で劣化割合（補正係数）を乗じることにより、現時点での変換効率低下量を求めるように構成されている。この構成によれば、任意の使用時間でのＤＯＣ１７の変換効率の低下量を、１つの（Ｘ時間使用後の）変換効率低下量マップに基づいて推定できる。従って、使用時間ごとに変換効率低下量マップを記憶する場合に比べて、必要な記憶容量を大幅に削減することができる。

変換効率補正部３４は、上記のようにして求めた現時点での変換効率低下量を、変換効率マップ３１に基づいて求めた（新品状態の）変換効率から減算することにより、現時点での変換効率を求める。そして、ＮＯ₂流量推定部２７は、変換効率補正部３４が求めた現時点での変換効率を、ＤＯＣ１７へのＮＯ_x流量に乗じることにより、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流量を算出する。

このように、本実施形態のＮＯ₂流量推定部２７の構成によれば、ＤＰＦ１８に供給されるＮＯ₂の流量を、ＤＯＣ１７の劣化を考慮して精度良く推定することができる。

以上で説明したように、本実施形態の排気ガス浄化システムは、ＤＯＣ１７と、ＤＰＦ１８と、ＰＭ堆積量推定部２０と、を備えている。ＤＯＣ１７は、エンジン本体２からの排気ガスに含まれるＮＯ_xを酸化処理する。ＤＰＦ１８は、ＤＯＣ１７で処理された排気ガスに含まれるＰＭを捕集する。ＰＭ堆積量推定部２０は、ＤＰＦ１８へのＰＭの堆積量を推定する。そして、ＰＭ堆積量推定部２０は、ＤＰＦに供給されるＮＯ₂の流量を、ＤＯＣ１７の使用時間に基づいて算出するＮＯ₂流量推定部２７を備えている。

即ち、ＤＯＣ１７は使用によって劣化し、酸化効率が変化する。そこで本実施形態のように、ＤＯＣ１７の使用時間を考慮することにより、当該ＤＯＣ１７におけるＮＯ₂の発生量を精度良く算出できる。これにより、ＰＭの酸化除去量を精度良く求めることができるので、結果としてＰＭ堆積量を精度良く求めることができる。

また、前述のように、本実施形態の排気ガス浄化システムは、以下のように構成されている。即ち、ＮＯ₂流量推定部２７は、ＤＯＣ１７の新品状態におけるＮＯ_XからＮＯ₂への変換効率を記憶した変換効率マップ３１と、ＤＯＣ１７の新品状態からの使用時間に基づいて、前記変換効率を補正する変換効率補正部３４と、を備える。そして、ＮＯ₂流量推定部２７は、前記補正された変換効率に基づいて、ＮＯ₂の流量を算出する。

上記のように、新品状態のＤＯＣ１７の変換効率を予め記憶しておき、これを使用時間に応じて補正することにより、当該ＤＯＣ１７の使用時における変換効率を求めることができる。

また、前述のように、本実施形態の排気ガス浄化システムは、以下のように構成されている。即ち、変換効率補正部３４は、劣化したＤＯＣ１７の変換効率の低下量を記憶した変換効率低下量マップ３２と、ＤＯＣ１７の劣化割合と使用時間の関係を記憶した補正係数記憶部３３と、を備える。変換効率補正部３４は、補正係数記憶部３３の記憶内容に基づいて、ＤＯＣ１７の使用時における補正係数（劣化割合）を求め、求めた補正係数を、劣化したＤＯＣ１７の変換効率の低下量に乗じることで、当該ＤＯＣ１７の使用時における変換効率の低下量を求める。

このように、劣化した（Ｘ時間経過後の）ＤＯＣ１７の変換効率の低下量を予め記憶しておき、当該低下量に対して現在の劣化割合（補正係数）を乗じることで、使用時における変換効率の低下量を精度良く求めることができる。

また、本実施形態の変換効率マップ３１は、排気ガスの体積流量、及びＤＯＣ１７の温度に対して前記変換効率をマッピングした三次元のマップである。変換効率低下量マップ３２は、排気ガスの体積流量、及びＤＯＣ１７の温度に対して変換効率の低下量をマッピングした三次元のマップである。

即ち、ＤＯＣ１７の変換効率は、当該ＤＯＣ１７の温度と、排気ガスの体積流量と、によって異なる。従って、変換効率と、変換効率の低下量と、をそれぞれ前記温度及び前記体積流量に対してマッピングして記憶しておく。

そして、本実施形態のエンジン１は、上記のように構成された排気ガス浄化システムを備えている。

このエンジン１は、本発明の排気ガス浄化システムを備えているので、ＰＭの堆積量を精度良く算出できる。これにより、適切なタイミングでＤＰＦ１８の強制再生を行うことができるので、ＤＰＦ１８を常に最適な状態に保つことができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

変換効率マップ３１には、新品状態のＤＯＣ１７の変換効率を記憶しておくものとしたが、これに限らず、基準となる状態のＤＯＣ１７の変換効率を記憶しておけば良い。例えば、ある程度の期間使用した後のＤＯＣ１７の変換効率を、変換効率マップ３１に記憶しておくこともできる。

本実施形態において、変換効率記憶部と変換効率低下量記憶部はそれぞれ３次元のマップを記憶するものとしたが、これに限らず、変換効率と変換効率低下量は適宜の形態で記憶しておくことができる。

十分な記憶容量を確保できる場合は、使用時間ごとに変換効率低下量マップを記憶しても良い。この場合、ＮＯ₂流量推定部２７は、現時点でのＤＯＣ１７の使用時間に応じて、該当する変換効率低下量マップを参照することにより、現時点での変換効率低下量を取得することができる。

１ エンジン
２ エンジン本体
１７ ＤＯＣ（酸化触媒）
１８ ＤＰＦ（フィルタ）
２７ ＮＯ₂流量推定部
３１ 変換効率マップ（変換効率記憶部）
３２ 変換効率低下量マップ（変換効率低下量記憶部）
３３ 補正係数記憶部（劣化割合記憶部）
３４ 変換効率補正部

Claims (5)

1. エンジン本体からの排気ガスに含まれるＮＯ_Xを酸化処理する酸化触媒と、
   前記酸化触媒で処理された前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタへの前記粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定部と、
   を備え、
   前記ＰＭ堆積量推定部は、前記フィルタに供給されるＮＯ₂の流量を、前記酸化触媒の使用時間に基づいて算出するＮＯ₂流量推定部を備えることを特徴とする排気ガス浄化システム。
2. 請求項１に記載の排気ガス浄化システムであって、
   前記ＮＯ₂流量推定部は、
   前記酸化触媒の所定時期におけるＮＯ_XからＮＯ₂への変換効率を記憶した変換効率記憶部と、
   前記酸化触媒の前記所定時期からの使用時間に基づいて、前記変換効率を補正する変換効率補正部と、
   を備え、
   前記補正された変換効率に基づいて、ＮＯ₂の流量を算出することを特徴とする排気ガス浄化システム。
3. 請求項２に記載の排気ガス浄化システムであって、
   前記変換効率補正部は、
   劣化した酸化触媒の変換効率の低下量を記憶した変換効率低下量記憶部と、
   前記酸化触媒の劣化割合と前記使用時間の関係を記憶した劣化割合記憶部と、
   を備え、
   前記劣化割合記憶部の記憶内容に基づいて、前記酸化触媒の使用時における劣化割合を求め、
   求めた劣化割合を、前記劣化した酸化触媒の変換効率の低下量に乗じることで、当該酸化触媒の使用時における変換効率の低下量を求めることを特徴とする排気ガス浄化システム。
4. 請求項３に記載の排気ガス浄化システムであって、
   前記変換効率記憶部は、前記排気ガスの体積流量、及び前記酸化触媒の温度に対して前記変換効率をマッピングしたマップを記憶しており、
   前記変換効率低下量記憶部は、前記排気ガスの体積流量、及び前記酸化触媒の温度に対して前記変換効率の低下量をマッピングしたマップを記憶していることを特徴とする排気ガス浄化システム。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の排気ガス浄化システムを備えたことを特徴とするエンジン。

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