JP2017020405A - Control device of exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an exhaust purification device of an internal combustion engine.
内燃機関の排気通路に排気中の粒子状物質(以下、「PM」ともいう。)を捕集するためのフィルタが配置される構成において、フィルタより上流の排気圧力とフィルタより下流の排気圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、該差圧センサの検出値に基づいてフィルタのPM捕集量や異常等を判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a configuration in which a filter for collecting particulate matter (hereinafter also referred to as “PM”) in exhaust gas is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, an exhaust pressure upstream of the filter and an exhaust pressure downstream of the filter There is known a technique for providing a differential pressure sensor for detecting the differential pressure of the filter and determining the amount of PM collected by the filter, abnormality, and the like based on the detected value of the differential pressure sensor (see, for example, Patent Document 1).
ところで、フィルタよりも上流の排気圧力と大気圧との差圧(以下、全体差圧ともいう。)を検出する差圧センサを用いて、フィルタのPM捕集量を算出したりフィルタの異常等を判定したりすることも考えられる。ここで、全体差圧から、フィルタよりも下流に設けられる排気系部材における圧力損失を減算することにより、フィルタよりも上流の圧力とフィルタよりも下流の圧力との差を算出することができる。以下、フィルタよりも下流の排気系部材を圧損部ともいい、圧損部における圧力損失を圧損部圧損ともいい、フィルタにおける圧力損失をフィルタ圧損ともいう。圧損部は、例えば、触媒、マフラ、排気管である。圧損部圧損は排気流量に応じて変化する。そして、圧損部圧損と排気流量との関係は予め実験またはシミュレーション、計算式等により求めて記憶させておくことができる。したがって、差圧センサにより検出される全体差圧から、記憶されている圧損部圧損を減算することにより、フィルタ圧損を算出することができる。 By the way, by using a differential pressure sensor that detects the differential pressure between the exhaust pressure upstream of the filter and the atmospheric pressure (hereinafter also referred to as the total differential pressure), the amount of PM trapped by the filter is calculated, the abnormality of the filter, etc. It is also possible to judge the above. Here, the difference between the pressure upstream of the filter and the pressure downstream of the filter can be calculated by subtracting the pressure loss in the exhaust system member provided downstream of the filter from the overall differential pressure. Hereinafter, the exhaust system member downstream from the filter is also referred to as a pressure loss part, the pressure loss in the pressure loss part is also referred to as pressure loss part pressure loss, and the pressure loss in the filter is also referred to as filter pressure loss. The pressure loss part is, for example, a catalyst, a muffler, or an exhaust pipe. The pressure loss pressure loss changes according to the exhaust gas flow rate. The relationship between the pressure loss pressure loss and the exhaust flow rate can be obtained and stored in advance by experiments, simulations, calculation formulas, or the like. Therefore, the filter pressure loss can be calculated by subtracting the stored pressure loss part pressure loss from the total differential pressure detected by the differential pressure sensor.
しかし、圧損部には公差があるため、実際の圧損部圧損が、記憶されている圧損部圧損からずれている場合がある。全体圧損から圧損部圧損を減算してフィルタ圧損を算出する場合に、圧損部圧損の精度が低いと、フィルタ圧損の算出精度も低くなってしまう。フィルタ圧損の算出精度が低いと、PM捕集量やフィルタ圧損に基づいたフィルタの異常判定の精度も低下する虞がある。 However, since the pressure loss part has a tolerance, the actual pressure loss part pressure loss may deviate from the stored pressure loss part pressure loss. When calculating the filter pressure loss by subtracting the pressure loss pressure loss from the total pressure loss, if the pressure loss pressure loss accuracy is low, the filter pressure loss calculation accuracy is also low. If the calculation accuracy of the filter pressure loss is low, the accuracy of the filter abnormality determination based on the amount of collected PM and the filter pressure loss may be lowered.
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタより上流の排気圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサを用いてフィルタの圧力損失を精度良く求めることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to accurately measure the pressure loss of the filter by using a differential pressure sensor that detects the differential pressure between the exhaust pressure upstream of the filter and the atmospheric pressure. There is to ask well.
上記課題を解決するために、内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタよりも下流の前記排気通路において排気の圧力損失を生じさせる圧損部と、前記フィルタより上流の排気の圧力と大気圧との実際の差である実差圧を検出する差圧センサと、を備える内燃機関の排気浄化装置を制御する制御装置であって、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報を用いて前記圧損部の圧損を算出する内燃機関の排気浄化装置の制御装置において、前記フィルタを通過する排気の流量を取得する流量取得部と、前記相関情報を複数保持する相関情報保持
部と、前記相関情報保持部により保持される相関情報の夫々について、前記流量取得部により取得される排気の流量が第一排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、前記流量取得部により取得される排気の流量が前記第一排気流量とは異なる流量である第二排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、の差である圧損比差を算出する圧損比差算出部と、前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として、前記圧損比差が所定の条件を満たしている前記相関情報を選択する選択部と、を備えるようにした。
In order to solve the above problems, a filter that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and collects particulate matter in the exhaust, a pressure loss portion that causes an exhaust pressure loss in the exhaust passage downstream of the filter, A control device for controlling an exhaust gas purification device of an internal combustion engine comprising: a differential pressure sensor that detects an actual differential pressure that is an actual difference between an exhaust pressure upstream of the filter and an atmospheric pressure; A flow rate acquisition unit for acquiring a flow rate of exhaust gas that passes through the filter in a control device of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that calculates pressure loss of the pressure loss unit using correlation information that is information relating to correlation with pressure loss in the pressure loss unit The flow rate of the exhaust gas acquired by the flow rate acquisition unit for each of the correlation information holding unit for holding a plurality of correlation information and the correlation information held by the correlation information holding unit. The ratio of the pressure loss in the pressure loss portion calculated using the correlation information to the differential pressure detected by the differential pressure sensor at the exhaust flow rate and the exhaust flow rate acquired by the flow rate acquisition portion are The difference between the pressure loss ratio in the pressure loss portion calculated using the correlation information with respect to the differential pressure detected by the differential pressure sensor when the second exhaust flow rate is a flow rate different from the one exhaust flow rate. A pressure loss ratio difference calculating unit that calculates a certain pressure loss ratio difference; and a selection unit that selects the correlation information in which the pressure loss ratio difference satisfies a predetermined condition as the correlation information for calculating the pressure loss of the pressure loss part; , Was prepared.
差圧センサにより検出される実差圧は、フィルタにおける圧損(以下、フィルタ圧損ともいう。)と、圧損部における圧損(以下、圧損部圧損ともいう。)と、を含んでいる。したがって、フィルタ圧損を求めるには、実差圧から圧損部圧損を減算すればよい。ここでいう「圧損部」は、フィルタより下流に配置される排気系部材であり、例えば、排気管、マフラ、又は排気浄化用触媒等である。相関情報保持部に保持されている相関情報は、圧損部の公差等によって排気の流量と圧損部圧損との相関が変化し得る範囲で複数存在する。各相関情報に対応する相関は、夫々異なる傾向を示す。なお、特に断らない限りは、相関といえば、排気の流量と圧損部圧損との相関を指すものとする。 The actual differential pressure detected by the differential pressure sensor includes pressure loss in the filter (hereinafter also referred to as filter pressure loss) and pressure loss in the pressure loss portion (hereinafter also referred to as pressure loss portion pressure loss). Therefore, in order to obtain the filter pressure loss, the pressure loss pressure loss may be subtracted from the actual differential pressure. The “pressure loss part” referred to here is an exhaust system member disposed downstream of the filter, such as an exhaust pipe, a muffler, or an exhaust purification catalyst. There are a plurality of pieces of correlation information held in the correlation information holding unit within a range in which the correlation between the flow rate of the exhaust gas and the pressure loss part pressure loss can be changed due to the tolerance of the pressure loss part. The correlation corresponding to each correlation information shows a different tendency. Unless otherwise specified, the correlation refers to the correlation between the exhaust gas flow rate and the pressure loss pressure loss.
ここで、排気の流量に応じて全体差圧及び圧損部圧損が変化するが、全体差圧に対する実際の圧損部圧損の比は排気の流量に関わらず一定となる。したがって、圧損部圧損が正確であれば、第一排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、が略等しくなる。このため、第一排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対する圧損部圧損の比と、の差(すなわち、圧損比差)が、より小さくなるような相関が、実際の相関に近いと考えられる。そして、圧損比差が所定の条件を満たしている場合には、相関情報から得られる相関が、実際の相関に近くなっているため、このときの相関情報を選択している。ここでいう所定の条件は、相関情報から得られる相関が実際の相関を示していると判断できる条件として設定される。これに代えて、所定の条件は、相関情報から得られる相関が実際の相関に最も近いと判断できる条件として設定されてもよい。すなわち、選択部は、保持されている複数の相関情報の中から、排気の流量と圧損部圧損との実際の相関に近い相関を得ることができる相関情報を選択する。このようにして相関情報を選択することにより、該相関情報を用いてフィルタ圧損をより正確に算出することができる。なお、結果として圧損比差が小さくなる相関情報が選択されればよいため、第一排気流量のときの圧損の比と、第二排気流量のときの圧損の比と、を比較するときには、差に限らず比を用いて比較することもできる。 Here, the total differential pressure and the pressure loss pressure loss change according to the exhaust flow rate, but the ratio of the actual pressure loss pressure loss to the total differential pressure is constant regardless of the exhaust flow rate. Therefore, if the pressure loss pressure loss is accurate, the ratio of the pressure loss pressure loss to the actual differential pressure at the first exhaust flow rate and the ratio of the pressure loss pressure loss to the actual differential pressure at the second exhaust flow rate are substantially equal. Become. For this reason, the difference (that is, the pressure loss ratio difference) between the ratio of the pressure loss part pressure loss to the actual differential pressure at the first exhaust flow rate and the ratio of the pressure loss part pressure loss to the actual differential pressure at the second exhaust flow rate is A correlation that becomes smaller is considered to be close to the actual correlation. When the pressure loss ratio difference satisfies a predetermined condition, the correlation obtained from the correlation information is close to the actual correlation, so the correlation information at this time is selected. The predetermined condition here is set as a condition for determining that the correlation obtained from the correlation information indicates an actual correlation. Instead of this, the predetermined condition may be set as a condition for determining that the correlation obtained from the correlation information is closest to the actual correlation. That is, the selection unit selects correlation information that can obtain a correlation close to the actual correlation between the exhaust gas flow rate and the pressure loss pressure loss from among the plurality of correlation information held. By selecting the correlation information in this way, the filter pressure loss can be calculated more accurately using the correlation information. As a result, it is only necessary to select correlation information that reduces the pressure loss ratio difference. Therefore, when comparing the pressure loss ratio at the first exhaust flow rate with the pressure loss ratio at the second exhaust flow rate, the difference It is also possible to make a comparison using a ratio.
また、前記選択部は、前記圧損比差が最も小さくなる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択することができる。相関情報より得られる相関の中で、圧損比差が最も小さくなるような相関が、実際の相関に最も近いと考えられる。したがって、選択部は、保持されている複数の相関情報の中から、排気の流量と圧損部圧損との実際の相関に最も近い相関を得ることができる相関情報を選択することにより、該相関情報を用いてフィルタ圧損をより正確に算出することができる。 In addition, the selection unit can select the correlation information in which the pressure loss ratio difference is the smallest as the correlation information in which the pressure loss ratio difference satisfies the predetermined condition. Of the correlations obtained from the correlation information, the correlation that minimizes the pressure loss ratio difference is considered to be the closest to the actual correlation. Therefore, the selection unit selects the correlation information that can obtain the correlation closest to the actual correlation between the flow rate of the exhaust gas and the pressure loss part pressure loss from the plurality of correlation information that is held, thereby the correlation information Can be used to calculate the filter pressure loss more accurately.
また、前記選択部は、前記圧損比差が所定値以下になる前記相関情報を、前記圧損比差が前記所定の条件を満たす前記相関情報として選択することができる。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当する相関情報から得られる圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。この場合には、圧損比差が所定値以下になる相関情報が得られた場合には、圧損比差が所定の条件を満たす相関情報として直ぐに選択することができる。したがって、全ての相関情報を評価する必要がない。これにより、相関情報を選択するまでの時間を短縮することができる。なお、圧損比差が所定値以下になる相
関情報が存在しない場合には、圧損比差が最も小さくなる相関情報を選択してもよい。
Further, the selection unit can select the correlation information in which the pressure loss ratio difference is not more than a predetermined value as the correlation information in which the pressure loss ratio difference satisfies the predetermined condition. Here, the predetermined value is a value that is sufficiently small and that can be determined that the pressure loss obtained from the corresponding correlation information substantially matches the actual pressure loss of the pressure loss portion. In this case, when correlation information is obtained in which the pressure loss ratio difference is equal to or less than a predetermined value, the pressure loss ratio difference can be immediately selected as correlation information that satisfies a predetermined condition. Therefore, it is not necessary to evaluate all correlation information. Thereby, it is possible to shorten the time until the correlation information is selected. In addition, when there is no correlation information in which the pressure loss ratio difference is equal to or less than a predetermined value, correlation information in which the pressure loss ratio difference is the smallest may be selected.
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数のマップを、前記相関情報として記憶することができる。すなわち、排気の流量と圧損部圧損との相関を示した複数のマップの中で、圧損比差が所定の条件を満たしているマップが、適正な相関を表すマップであるといえるため、該マップを選択する。これにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。 The correlation information holding unit can store, as the correlation information, a plurality of maps representing the correlation between the exhaust flow rate and the pressure loss in the pressure loss unit. That is, among the maps showing the correlation between the exhaust flow rate and the pressure loss pressure loss, the map in which the pressure loss ratio difference satisfies the predetermined condition can be said to be a map representing an appropriate correlation. Select. Thereby, filter pressure loss can be calculated | required more correctly.
前記相関情報保持部は、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関を表す複数の関数を、前記相関情報として記憶することができる。すなわち、排気の流量と圧損部圧損との相関を示した複数の関数の中で、圧損比差が所定の条件を満たしている関数が、適正な相関を算出することのできる関数であるといえるため、該関数を選択する。これにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。 The correlation information holding unit can store, as the correlation information, a plurality of functions representing the correlation between the exhaust flow rate and the pressure loss in the pressure loss unit. That is, among a plurality of functions showing the correlation between the exhaust flow rate and the pressure loss pressure loss, a function in which the pressure loss ratio difference satisfies a predetermined condition is a function that can calculate an appropriate correlation. Therefore, the function is selected. Thereby, filter pressure loss can be calculated | required more correctly.
また、前記選択部は、選択した前記相関情報を、前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として記憶することができる。この相関情報を記憶させることにより、これ以降は圧損比差算出部による圧損比差の算出を経なくても、排気の流量と記憶された相関情報とから圧損部圧損を求めることができる。このため、実差圧から圧損部圧損を減算してフィルタ圧損を求める場合において、フィルタ圧損をより正確に、且つ、より速やかに得ることができる。 Further, the selection unit can store the selected correlation information as the correlation information for calculating the pressure loss of the pressure loss unit. By storing the correlation information, the pressure loss pressure loss can be obtained from the exhaust gas flow rate and the stored correlation information without calculating the pressure loss ratio difference by the pressure loss ratio difference calculation unit thereafter. For this reason, when subtracting the pressure loss portion pressure loss from the actual differential pressure to obtain the filter pressure loss, the filter pressure loss can be obtained more accurately and more quickly.
また、前記圧損比差算出部は、前記フィルタ及び前記圧損部が新品のときに前記圧損比差を算出することができる。ここで、フィルタにPMが堆積すると、フィルタ圧損が変化するため、実差圧に対する圧損部圧損の比が排気の流量に関わらず一定であるという関係が成り立たなくなる。このため、フィルタにPMが堆積した後では、適切な相関情報を選択することができなくなる虞がある。これに対して、新品時に相関情報を求めておくことにより、フィルタにPMが堆積する前に相関情報を求めることができるため、その後のフィルタ圧損の算出精度を高めることができる。なお、新品とは、全く使用していない状態だけでなく、全く使用していない状態からの各部材の圧損の変化が許容範囲内である状態をも含む。 In addition, the pressure loss ratio difference calculation unit can calculate the pressure loss ratio difference when the filter and the pressure loss part are new. Here, when PM accumulates on the filter, the filter pressure loss changes, so that the relationship that the ratio of the pressure loss portion pressure loss to the actual differential pressure is constant regardless of the flow rate of the exhaust gas does not hold. For this reason, there is a possibility that appropriate correlation information cannot be selected after PM is deposited on the filter. On the other hand, since the correlation information can be obtained before PM is deposited on the filter by obtaining the correlation information when it is new, the subsequent calculation accuracy of the filter pressure loss can be improved. In addition, a new article includes not only a state where it is not used at all, but also a state where a change in pressure loss of each member from a state where it is not used is within an allowable range.
また、前記圧損比差算出部は、前記フィルタの再生後に前記圧損比差を算出することができる。すなわち、フィルタの再生後であれば、フィルタに堆積しているPMの影響を受け難くなるため、より適切な相関情報を選択することができる。 Further, the pressure loss ratio difference calculation unit can calculate the pressure loss ratio difference after regeneration of the filter. In other words, after the filter is regenerated, it is difficult to be affected by the PM accumulated on the filter, so that more appropriate correlation information can be selected.
本発明によれば、フィルタより上流の排気圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサを用いてフィルタの圧力損失を精度良く求めることができる。 According to the present invention, the pressure loss of the filter can be accurately obtained using the differential pressure sensor that detects the differential pressure between the exhaust pressure upstream of the filter and the atmospheric pressure.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、車両に搭載されるガソリン機関であるが、ディーゼル機関であってもよい。内燃機関1には、該内燃機関1の気筒内で燃焼された既燃ガスを流通させるための排気管2が接続されている。排気管2の途中には、触媒3が配置されている。触媒3は、酸化触媒等の排気浄化用触媒である。触媒3より下流の排気管2には、フィルタ4が配置されている。フィルタ4は、排気中に含まれる煤などの粒子状物質(PM)を捕集するものである。フィルタ4よりも下流の排気管2には、排気音を低減させるマフラ5が配置されている。なお、本実施例においてはフィルタ4よりも下流に備わる排気系部材が、本発明における圧損部に相当する。この圧損部には、マフラ5が含まれる。フィルタ4よりも下流に備わる排気系部材には、マフラ5の他に、フィルタ4よりも下流に設けられる触媒、フィルタ4よりも下流の排気管2、などを例示できる。なお、フィルタ4よりも下流に備わる排気系部材の圧損を、以下ではマフラ圧損という。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. The
触媒3よりも下流で且つフィルタ4よりも上流の排気管2には、差圧センサ6が取り付けられている。差圧センサ6は、フィルタ4へ流入する排気の圧力と大気圧との実際の差圧を検出するセンサである。なお、差圧センサ6は、フィルタ4へ流入する排気の圧力と、大気圧と、を夫々検出し、それら2つの圧力の差を演算することで差圧を求めるものであってもよい。フィルタ4へ流入する排気の圧力と大気圧との差圧を、以下では「全体差圧」ともいう。この全体差圧は、排気流量に応じて変化する。そして、差圧センサ6の検出値は、ECU10に入力される。ECU10は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU10は、差圧センサ6に加え、エアフローメータ11等の各種センサと電気的に接続されている。
A
エアフローメータ11は、内燃機関1の吸入空気量に相関する電気信号を出力するセンサである。吸入空気量は排気流量と相関関係にあることから、このエアフローメータ11を用いて、排気流量を求めることができる。
The
ECU10は、前記した各種センサの検出値に基づいて、内燃機関1を制御する。また、ECU10は、フィルタ圧損を算出するために、排気流量と、マフラ圧損と、の相関をマップとして記憶している。このようにECU10に記憶されている排気流量に対応したマフラ圧損を、以下では記憶圧損ともいう。記憶圧損は、排気の流量と圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報といえる。この排気流量に対応した記憶圧損の初期値は、設計時に設定される値であり、例えば、実験またはシミュレーション、計算式等により予め求められる値である。さらに、ECU10は、記憶圧損及び差圧センサ6の検出値を利用してフィルタ4の異常判定処理を実行する。この異常判定処理は、フィルタ4に異常が生じているか否かを判定する処理である。このフィルタ4の異常には、フィルタ4を取り外した場合、フィルタ4に割れが生じた場合、フィルタ4の再生を行ってもフィルタ4に目詰まりがある場合を含むことができる。異常判定処理では、ECU10は、フィルタ圧損とフィルタ4が正常であるといえる所定の圧損範囲とを比較することにより、フィルタ4が異常であるか否か判定する。例えば、フィルタ4が取り外された場合、また
は、大きな割れが生じている場合には、フィルタ圧損が減少して所定の圧損範囲よりも低くなるため、フィルタ圧損が所定の圧損範囲よりも小さくなった場合に、フィルタ4が異常であると判定することができる。一方、フィルタ4の再生を行ってもフィルタ4に目詰まりがある場合には、フィルタ圧損が増加して所定の圧損範囲よりも高くなるため、フィルタ圧損が所定の圧損範囲よりも大きくなった場合に、フィルタ4が異常であると判定することができる。この所定の圧損範囲は、フィルタ4が正常である場合のフィルタ圧損の範囲として予め実験またはシミュレーション等により求めておく。また、フィルタ圧損は排気流量によって変わるため、所定の圧損範囲も排気流量と関連付けて求めておく。
The
ところで、差圧センサ6の検出値から算出されたフィルタ圧損を利用して異常判定処理を実行する場合には、算出されたフィルタ圧損がフィルタ4の状態を正確に反映している必要がある。ここで、マフラ5の公差等により、マフラ5の新品時であっても実際のマフラ圧損が記憶圧損と異なる場合も考えられる。差圧センサ6の検出値から記憶圧損を減算してフィルタ圧損を求めるときには、該記憶圧損が正確でないとフィルタ圧損を正確に求めることができない。このため、この実際のマフラ圧損と記憶圧損とのずれを考慮せずに差圧センサ6の検出値と記憶圧損とに基づいてフィルタ4の異常判定処理を実施すると、異常判定の精度が低下し得る。
By the way, when the abnormality determination process is executed using the filter pressure loss calculated from the detection value of the
そこで本実施例では、実際のマフラ圧損と記憶圧損とのずれが小さくなるように記憶圧損を変更し、さらに変更後の記憶圧損をECU10に記憶させる。これは、記憶圧損を学習しているともいえる。図2は、排気流量と、差圧と、の関係を示した図である。二点鎖線は、変更前の記憶圧損であり、実際にECU10に記憶されているマフラ圧損である。第一排気流量のときの記憶圧損を第一記憶圧損とし、第二排気流量のときの記憶圧損を第二記憶圧損とする。第二排気流量は第一排気流量よりも大きな値である。実線は、フィルタ4よりも上流の排気圧力と大気圧との差圧(すなわち、全体差圧)であって、第一排気流量における差圧センサ6の検出値(以下、第一実差圧ともいう。)と、第二排気流量における差圧センサ6の検出値(以下、第二実差圧ともいう。)と、を含んだ全体差圧である。破線は、記憶圧損に基づいて算出されるフィルタ圧損である。フィルタ圧損は、各排気流量において全体差圧から記憶圧損を減算することにより求められる。一点鎖線は、変更後の記憶圧損である。
Therefore, in this embodiment, the stored pressure loss is changed so that the difference between the actual muffler pressure loss and the stored pressure loss is reduced, and the changed stored pressure loss is stored in the
ここで、全体差圧に対する実際のマフラ圧損の比は、排気の流量に関わらず一定であると考えられる。したがって、記憶圧損と実際のマフラ圧損との差が十分に小さければ、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、の差は十分に小さくなる。一方、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、に判定閾値以上の差がある場合には、記憶圧損と実際のマフラ圧損とに差があると考えられる。ここでいう判定閾値は、実際のマフラ圧損と記憶圧損とに許容される範囲よりも大きな差がある場合の値として予め実験またはシミュレーション等により求められる。そして、本実施例においては、記憶圧損と実際のマフラ圧損とに差があると判定された場合には、全体差圧に対する実際のマフラ圧損の比が排気の流量に関わらず一定になるという現象を利用して記憶圧損を変更する。なお、記憶圧損を変更するときには、差圧センサ6に異常がないことを予め周知の技術により確認しておく。
Here, the ratio of the actual muffler pressure loss to the total differential pressure is considered to be constant regardless of the exhaust flow rate. Therefore, if the difference between the memory pressure loss and the actual muffler pressure loss is sufficiently small, the difference between the ratio of the first memory pressure loss to the first actual differential pressure and the ratio of the second memory pressure loss to the second actual differential pressure is sufficient. Becomes smaller. On the other hand, if the ratio of the first memory pressure loss to the first actual differential pressure and the ratio of the second memory pressure loss to the second actual differential pressure are greater than the determination threshold, the memory pressure loss and the actual muffler pressure loss are There seems to be a difference. The determination threshold here is obtained in advance by experiment or simulation as a value when there is a larger difference between the actual muffler pressure loss and the memory pressure loss than the allowable range. In the present embodiment, when it is determined that there is a difference between the memory pressure loss and the actual muffler pressure loss, the ratio of the actual muffler pressure loss to the total differential pressure is constant regardless of the exhaust flow rate. To change memory pressure loss. When changing the memory pressure loss, it is confirmed in advance by a well-known technique that there is no abnormality in the
より具体的に説明する。まずは、差圧センサ6の検出値(第一実差圧)を読み込むと共に、該第一実差圧が検出される時点における排気流量(第一排気流量)を検出する。このときに、ECU10に記憶されている記憶圧損から第一記憶圧損も得ることができる。なお、第一排気流量は、予め定められた排気流量であってもよい。この場合、第一排気流量となった時点で第一実差圧を読み込み、第一排気流量に対応する第一記憶圧損を用いればよい。排気流量は、排気管2に流量センサを取り付けることで直接検出してもよく、又はエアフローメータ11から得られる吸入空気量に基づいて求めてもよい。なお、本実施例
においては、エアフローメータ11が、本発明における流量取得部に相当する。また、排気流量をセンサで直接検出する場合には、該センサが、本発明における流量取得部に相当する。
This will be described more specifically. First, the detected value (first actual differential pressure) of the
次に、第一排気流量とは異なる排気流量のときに差圧センサ6の検出値(第二実差圧)を読み込むと共に、該第二実差圧が検出される時点における排気流量(第二排気流量)を検出する。このときに、ECU10に記憶されている記憶圧損から第二記憶圧損も得ることができる。なお、第二排気流量は予め定められた排気流量であってもよい。この場合、第二排気流量となった時点で第二実差圧を読み込み、第二排気流量に対応する第二記憶圧損を用いればよい。そして、第一実差圧に対する第一記憶圧損の比と、第二実差圧に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が判定閾値以上であれば、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているものと判定して、記憶圧損を変更する。
Next, the detected value (second actual differential pressure) of the
記憶圧損の変更は、ECU10に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数のマップの中から、実際の相関に近い相関を示すマップを選択することにより行われる。このときには、実際の相関に最も近い相関を示すマップを選択してもよい。ここで、図3は、ECU10に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数のマップを示した図である。この複数のマップは、マフラ5の公差によりずれが生じ得る範囲の排気の流量とマフラ圧損との相関を示したものである。なお、以下では、特に限定しない限り、マップといえばECU10に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示したマップを指すものとする。本実施例に係るマップは、予め実験、シミュレーション、計算式等により求めてECU10に記憶されている。なお、本実施例においては排気流量とマフラ圧損との相関を示したマップが、本発明における相関情報に相当する。
The memory pressure loss is changed by selecting a map showing a correlation close to the actual correlation from among a plurality of maps showing the correlation between the exhaust flow rate stored in the
ECU10は、図3に示した夫々のマップについて、第一排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、の差の絶対値(以下、圧損比差ともいう。)を算出する。マップに示される相関が、実際の排気流量とマフラ圧損との相関に近いほど、圧損比差が小さくなる。したがって、圧損比差が小さくなるマップが実際の排気流量とマフラ圧損との相関に近い相関を表したマップであると考えられるため、変更後の記憶圧損として選択し、以降に用いる記憶圧損として記憶(更新としてもよい。)する。このときには、圧損比差が最も小さくなるマップ、または、圧損比差が所定値以下になるマップを選択し、記憶してもよい。更新された記憶圧損は、第一排気流量及び第二排気流量以外の排気流量とマフラ圧損との相関も含んでいるため、第一排気流量及び第二排気流量以外の任意の排気流量の場合であっても、全体差圧から記憶圧損を減算することにより、フィルタ圧損を算出することができる。
For each of the maps shown in FIG. 3, the
一方、本実施例では、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているか否か判定せずに、マップの中から最適な記憶圧損を選択するようにしてもよい。例えば、初期状態での記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているか否か判定せずに、初回走行時にマップの中から適正なものを選択して記憶圧損として記憶してもよい。また、初期状態では記憶圧損を設定しておかず、初回走行時にマップの中から適正なものを選択して記憶圧損として記憶してもよい。 On the other hand, in this embodiment, the optimum memory pressure loss may be selected from the map without determining whether or not there is a difference between the memory pressure loss and the actual muffler pressure loss. For example, an appropriate one may be selected from the map during the first run and stored as the stored pressure loss without determining whether or not there is a difference between the stored pressure loss in the initial state and the actual muffler pressure loss. Also, the memory pressure loss may not be set in the initial state, and an appropriate one may be selected from the map during the first run and stored as the memory pressure loss.
図4は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ECU10によりフィルタ4及びマフラ5の新品時に1回だけ実施される。ここで、フィルタ4にPMが堆積している場合には、PMによる圧損の増加分が第一実差圧及び第二実差圧に含まれていることになる。このようにフィルタ4にPMが堆積している場合、排気の流量に関わらず実差圧に対するマフラ圧損の比が一定であるという関係が成り立たなくなる。このため、本実施例では、フィルタ4及びマフラ5の新品時において記憶圧損を変更している。なお、新品とは、全く使用していない状態だけでなく、
全く使用していない状態からの各部材の圧損の変化が許容範囲内である状態をも含む。例えば、内燃機関1の積算運転時間が所定時間以内の場合、または、内燃機関1を搭載する車両の積算走行距離が所定距離以内の場合には、新品としてもよい。この所定時間または所定距離は、各部材の圧損の変化が許容範囲内となる値として予め実験またはシミュレーション等により求めておく。一方、フィルタ4にPMが所定量以上堆積する前であれば新品と考えてもよい。ここでいう所定量は、変更後の記憶圧損の誤差が許容範囲を超えるときのPM堆積量として予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、内燃機関1を搭載する車両の初回走行時には、フィルタ4及びマフラ5が新品であるとして、記憶圧損を変更してもよい。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow for changing the memory pressure loss according to the present embodiment. This flowchart is executed only once by the
It also includes a state in which the change in pressure loss of each member from a state where it is not used at all is within an allowable range. For example, when the accumulated operation time of the
ステップS101では、未評価マップが設定される。未評価マップとは、複数のマップの中で、本フローチャートによる評価がなされていないマップである。本フローチャートは、ECU10に記憶されている全てのマップの夫々に対して以下のステップS102からステップS108の処理を実行する。本ステップS101では、以下の処理で評価を行うマップとして、未評価マップの中から1つのマップが設定される。ステップS101の処理が終了するとステップS102へ進む。
In step S101, an unevaluated map is set. An unevaluated map is a map that has not been evaluated by this flowchart among a plurality of maps. In this flowchart, the following processing from step S102 to step S108 is executed for each of all maps stored in the
ステップS102では、排気流量が第一排気流量であるか否か判定される。なお、第一排気流量は、固定値であってもよいが、任意の値であってもよい。第一排気流量が任意の値である場合には、現時点の排気の流量を第一排気流量とする。そして、ステップS102で肯定判定がなされた場合にはステップS103へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS102へ戻る。 In step S102, it is determined whether the exhaust flow rate is the first exhaust flow rate. The first exhaust flow rate may be a fixed value or an arbitrary value. When the first exhaust flow rate is an arbitrary value, the current exhaust flow rate is set as the first exhaust flow rate. If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, whereas if a negative determination is made, the process returns to step S102.
ステップS103では、ステップS101で設定されたマップについて、第一排気流量における差圧センサ6の検出値、すなわち第一実差圧と、ステップS101において設定されたマップにより求まる第一排気流量のときのマフラ圧損(以下、第一マップ圧損ともいう。)と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第一排気流量における実差圧に対するマフラ圧損の比(以下、第一圧損比ともいう。)が算出される。本ステップS103では、第一実差圧に対する第一マップ圧損の比が、第一圧損比となる。ステップS103の処理が終了するとステップS104へ進む。
In step S103, for the map set in step S101, the detected value of the
ステップS104では、排気流量が第二排気流量であるか否か判定される。なお、第二排気流量は固定値であってもよいが、任意の値であってもよい。第二排気流量が任意の値である場合には、現時点の排気流量と、第一排気流量と、の差が所定流量以上であるか否か判定される。所定流量は、第二排気流量を決めるために用いる値であり、記憶圧損の変更を精度よく行うために設定される。すなわち、第一排気流量と第二排気流量との差が小さいと、例えマフラ圧損が正確でないとしても圧損比差が生じ難くなるため、適切なマップを選択することが困難となり得る。したがって、第一排気流量と第二排気流量とにはある程度の差があったほうが良いため、現時点の排気流量と、第一排気流量と、の差が所定流量以上である場合に、現時点の排気流量が第二排気流量とされる。所定流量は、記憶圧損を変更した後の記憶圧損の誤差が許容範囲内となるように、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。そして、ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS104へ戻る。 In step S104, it is determined whether the exhaust flow rate is the second exhaust flow rate. The second exhaust flow rate may be a fixed value or an arbitrary value. When the second exhaust flow rate is an arbitrary value, it is determined whether or not the difference between the current exhaust flow rate and the first exhaust flow rate is greater than or equal to a predetermined flow rate. The predetermined flow rate is a value used to determine the second exhaust flow rate, and is set to accurately change the memory pressure loss. That is, if the difference between the first exhaust flow rate and the second exhaust flow rate is small, even if the muffler pressure loss is not accurate, a pressure loss ratio difference is unlikely to occur, and it may be difficult to select an appropriate map. Therefore, since it is better that there is a certain difference between the first exhaust flow rate and the second exhaust flow rate, if the difference between the current exhaust flow rate and the first exhaust flow rate is greater than or equal to a predetermined flow rate, The flow rate is the second exhaust flow rate. The predetermined flow rate is obtained in advance by experiment or simulation so that the error of the memory pressure loss after changing the memory pressure loss is within the allowable range. If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105. On the other hand, if a negative determination is made, the process returns to step S104.
ステップS105では、ステップS101で設定されたマップについて、第二排気流量における差圧センサ6の検出値、すなわち第二実差圧と、ステップS101において設定されたマップにより求まる第二排気流量のときのマフラ圧損(以下、第二マップ圧損ともいう。)と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第二排気流量における実差圧に対するマフラ圧損の比(以下、第二圧損比ともいう。)が算出される。本ステップS105では、第二実差圧に対する第二マップ圧損の比が、第二圧損比となる。ステップS
105の処理が終了するとステップS106へ進む。
In step S105, for the map set in step S101, the detected value of the
When the process of 105 ends, the process proceeds to step S106.
ステップS106では、第一圧損比と第二圧損比との差の絶対値、すなわち、圧損比差が既得値よりも小さいか否か判定される。既得値は、ステップS101からステップS109までの処理が繰り返される中で算出された圧損比差の中で最も小さな値である。既得値の初期値は十分に大きな値に設定しておく。本ステップS106では、現時点の圧損比差が、以前に算出された圧損比差の最小値よりも小さいか否か判定している。そして、ステップS106で肯定判定がなされるとステップS107へ進み、一方、否定判定がなされるとステップS109へ進む。 In step S106, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the first pressure loss ratio and the second pressure loss ratio, that is, the pressure loss ratio difference is smaller than the already obtained value. The acquired value is the smallest value among the pressure loss ratio differences calculated while the processing from step S101 to step S109 is repeated. The initial value of the acquired value is set to a sufficiently large value. In this step S106, it is determined whether or not the current pressure loss ratio difference is smaller than the previously calculated minimum value of the pressure loss ratio difference. If an affirmative determination is made in step S106, the process proceeds to step S107. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S109.
ステップS107では、現時点の圧損比差が既得値とされる。そして、ステップS108へ進み、現時点で設定されているマップが既得値に対応するマップとして記憶される。すなわち、本ステップS108では、現時点で圧損比差が最も小さくなるマップを記憶している。ステップS108の処理が終了するとステップS109へ進む。 In step S107, the current pressure loss ratio difference is set as an already obtained value. Then, the process proceeds to step S108, and the map set at the present time is stored as a map corresponding to the acquired value. That is, in this step S108, a map having the smallest pressure loss ratio difference at the present time is stored. When the process of step S108 ends, the process proceeds to step S109.
ステップS109では、未評価マップが存在しないか否か判定される。すなわち、本ステップS109では、ECU10に記憶されているマップの全てにおいてステップS109よりも前の処理が終了したか否か判定される。ステップS109で肯定判定がなされた場合にはステップS110へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS101へ戻る。これにより、未評価マップが存在しなくなるまで、繰り返しステップS101からステップS109が処理される。
In step S109, it is determined whether or not an unevaluated map exists. That is, in this step S109, it is determined whether or not the processing prior to step S109 has been completed for all the maps stored in the
そして、ステップS110では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップS108で記憶されたマップが、新たな記憶圧損として選択されてECU10に記憶される。このようにして、複数のマップの中から圧損比差が最も小さいマップが選択され、その後の処理に利用される。
In step S110, the memory pressure loss is changed. That is, the map stored in step S108 is selected as a new stored pressure loss and stored in the
なお、上記のフローチャートの例では、マップを全て評価し、圧損比差が最も小さくなるマップを選択している。別の例では、マップの評価時に、圧損比差を予め設定した所定値と比較し、圧損比差が所定値以下である場合にすぐに記憶圧損を変更し、処理を終了してもよい。この場合には、未評価のマップが残っていてもよい。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当するマップにより求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。これにより、マップの評価を行う時間を短縮し、より早いタイミングで記憶圧損を変更することができる。 In the example of the above flowchart, all the maps are evaluated, and the map with the smallest pressure loss ratio difference is selected. In another example, when the map is evaluated, the pressure loss ratio difference may be compared with a predetermined value, and if the pressure loss ratio difference is equal to or less than the predetermined value, the stored pressure loss may be changed immediately and the process may be terminated. In this case, an unevaluated map may remain. Here, the predetermined value is a value that can be determined to have a sufficiently small value and that the pressure loss pressure loss determined by the corresponding map substantially matches the actual pressure loss of the pressure loss portion. Thereby, it is possible to shorten the time for evaluating the map and change the memory pressure loss at an earlier timing.
図5は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。本フローチャートは、ECU10により図4に示したフローチャートに代えて実施される。図4に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is another flowchart showing a flow for changing the memory pressure loss according to the present embodiment. This flowchart is executed by the
図5に示したフローチャートでは、ステップS105の処理が終了すると、ステップS201へ進む。ステップS201では、圧損比差が所定値以下であるか否か判定される。所定値は、値が十分に小さく、該当するマップにより求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値であり、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップS201で肯定判定がなされて場合にはステップS202へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS109へ進む。 In the flowchart shown in FIG. 5, when the process of step S105 ends, the process proceeds to step S201. In step S201, it is determined whether the pressure loss ratio difference is equal to or less than a predetermined value. The predetermined value is a value that is sufficiently small so that it can be determined that the pressure loss part pressure loss obtained from the corresponding map substantially matches the actual pressure loss of the pressure loss part, and is obtained in advance by experiments or simulations. If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S109.
ステップS202では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップS101で設定されたマップが、新たな記憶圧損として選択されてECU10に記憶される。このようにして、複数のマップの中から圧損比差が所定値以下となるマップが選択され、その後の処理
に利用される。一方、ステップS109で肯定判定がなされた場合には本フローチャートが終了される。ステップS109で肯定判定がなされた場合には、記憶圧損が変更されなかったため、その後に図4に示したフローチャートを実行して記憶圧損を変更してもよく、現時点での記憶圧損をその後の処理に用いてもよい。一方、図4に示したフローチャートにおいて、全てのマップの評価が完了する前に、圧損比差が所定値以下になるマップがあれば、該マップを記憶圧損として変更して、フローチャートを終了させることができる。
In step S202, the memory pressure loss is changed. That is, the map set in step S101 is selected as a new memory pressure loss and stored in the
次に、異常判定処理のフローについて説明する。図6は、本実施例に係るフィルタ4の異常判定処理のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ECU10により所定の時間毎に実施される。図6のフローチャートは、図4のフローチャートを実行した後に実行する。
Next, the flow of the abnormality determination process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the abnormality determination process of the
ステップS301では、フィルタ圧損が算出される。フィルタ圧損は、現時点での実差圧から、図4に示したフローチャートで変更された記憶圧損のうち、現時点での排気流量に対応するマフラ圧損を減算することにより算出することができる。 In step S301, the filter pressure loss is calculated. The filter pressure loss can be calculated by subtracting the muffler pressure loss corresponding to the current exhaust flow rate from the memory pressure loss changed in the flowchart shown in FIG. 4 from the actual differential pressure at the current time.
ステップS302では、上限閾値及び下限閾値が取得される。この上限閾値及び下限閾値は、ステップS301でフィルタ圧損が算出された時点での排気流量において、フィルタ4が正常であるといえるフィルタ圧損の所定の圧損範囲の上限値及び下限値である。ECU10は、予めECU10に記憶されている上限閾値及び下限閾値を、排気流量に基づいて取得する。
In step S302, an upper limit threshold and a lower limit threshold are acquired. The upper limit threshold and the lower limit threshold are the upper limit value and the lower limit value of a predetermined pressure loss range of the filter pressure loss at which the
ステップS303では、フィルタ圧損が下限閾値以上且つ上限閾値以下であるか否か判定される。本ステップS303では、フィルタ4が正常であるか否か判定される。ステップS303で肯定判定がなされた場合にはステップS304へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS305へ進む。そして、ステップS304では、フィルタ4が正常であると判定され、ステップS305では、フィルタ4が異常であると判定される。
In step S303, it is determined whether or not the filter pressure loss is not less than the lower limit threshold and not more than the upper limit threshold. In step S303, it is determined whether or not the
このように、変更後の記憶圧損に基づいてフィルタ4の異常判定処理を実施することにより、フィルタ4の異常判定処理の精度を高めることができる。
Thus, by performing the abnormality determination process of the
なお、上記説明においては、フィルタ4及びマフラ5が新品のときに記憶圧損を変更しているが、これに代えて、フィルタ4に堆積した粒子状物質(PM)を除去するフィルタ4の再生を行った後に記憶圧損を変更してもよい。このときには、予め周知の技術によりフィルタ4に異常がないことを確認しておいてもよい。ここで、フィルタ4の再生を行った直後であれば、フィルタ4にPMが堆積していない状態となるため、このときに第一実差圧及び第二実差圧を検出することにより、フィルタ4に堆積しているPMの影響を受けることなく記憶圧損を変更することができる。このため、記憶圧損を適切に変更することができる。このときには、マフラ5の公差だけでなく、経年変化による影響も含めて記憶圧損を変更することができる。
In the above description, the memory pressure loss is changed when the
また、上記説明では、圧損比差に基づいて記憶圧損を変更しているが、これに代えて、第一圧損比と第二圧損比との比に基づいて記憶圧損を変更することもできる。例えば、第一排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、第二排気流量のときの実差圧に対するマフラ圧損の比と、の比を夫々のマップについて算出し、この値が1に近くなるマップを、変更後の記憶圧損として選択してもよい。この場合であっても、圧損比差が小さくなる相関情報を選択しているといえる。 In the above description, the memory pressure loss is changed based on the pressure loss ratio difference. Alternatively, the memory pressure loss can be changed based on the ratio between the first pressure loss ratio and the second pressure loss ratio. For example, the ratio of the ratio of the muffler pressure loss to the actual differential pressure at the first exhaust flow rate and the ratio of the muffler pressure loss to the actual differential pressure at the second exhaust flow rate is calculated for each map, and this value is 1 You may select the map close | similar to as memory pressure loss after a change. Even in this case, it can be said that the correlation information that reduces the pressure loss ratio difference is selected.
また、本実施例では、全体差圧に対するマフラ圧損の比を比較しているが、これに代え
て、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比を比較してもよい。ここで、全体差圧はフィルタ圧損とマフラ圧損との和であるため、全体差圧に対するマフラ圧損の比が排気の流量に関わらず一定になるのであれば、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比も排気の流量に関わらず一定となる。したがって、フィルタ圧損に対するマフラ圧損の比に基づいて記憶圧損を変更することは、全体差圧に対するマフラ圧損の比に基づいて記憶圧損を変更することと等価である。例えば、ECU10は、第一排気流量におけるフィルタ圧損(以下、第一フィルタ圧損ともいう。)に対する第一記憶圧損の比と、第二排気流量におけるフィルタ圧損(以下、第二フィルタ圧損ともいう。)に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が判定閾値以上であれば、記憶圧損と実際のマフラ圧損とにずれが生じているものと判定して、記憶圧損を変更する。そして、ECU10は、第一フィルタ圧損に対する第一記憶圧損の比と、第二フィルタ圧損に対する第二記憶圧損の比と、の差の絶対値が小さくなるマップを選択する。
Further, in this embodiment, the ratio of the muffler pressure loss to the total differential pressure is compared, but instead, the ratio of the muffler pressure loss to the filter pressure loss may be compared. Here, since the total differential pressure is the sum of the filter pressure loss and the muffler pressure loss, if the ratio of the muffler pressure loss to the total differential pressure is constant regardless of the exhaust flow rate, the ratio of the muffler pressure loss to the filter pressure loss is also the exhaust pressure. It becomes constant regardless of the flow rate of. Therefore, changing the memory pressure loss based on the ratio of the muffler pressure loss to the filter pressure loss is equivalent to changing the memory pressure loss based on the ratio of the muffler pressure loss to the total differential pressure. For example, the
なお、本実施例においては、ECU10がマップを複数記憶しているため、本発明における相関情報保持部をECU10が備えているといえる。また、本実施例においては、ECU10が夫々の相関情報について圧損比差を算出するため、ECU10が本発明における圧損比差算出部を備えているといえる。さらに、本実施例においては、ECU10が、圧損部の圧損を算出するための相関情報として圧損比差が所定の条件を満たしているマップを選択するため、ECU10が本発明における選択部を備えているといえる。
In this embodiment, since the
以上説明したように本実施例によれば、実際のマフラ圧損がECU10に記憶されている記憶圧損からずれていたとしても、複数のマップの中から適切なマップを選択して、このマップにより記憶圧損を変更することで、マフラ圧損をより正確に算出することができる。このマフラ圧損に基づいてフィルタ圧損を算出することにより、フィルタ圧損をより正確に求めることができる。したがって、差圧センサ6により検出される差圧に基づいてPM捕集量を算出したりフィルタ4に異常があるか否か判定したりする場合には、より正確なフィルタ圧損を利用して、より正確な判定が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, even if the actual muffler pressure loss deviates from the stored pressure loss stored in the
<実施例2>
実施例1においては、相関情報としてECU10が予め複数のマップを記憶している。一方、本実施例では、ECU10が相関情報として予め複数の関数を記憶している。そして、ECU10は、圧損比差が小さくなる関数を求めて記憶圧損を変更する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
<Example 2>
In the first embodiment, the
ECU10は、フィルタ圧損を算出するために、排気流量と、マフラ圧損と、の相関を関数として記憶している。したがって、本実施例では、記憶圧損が関数として記憶されている。例えば、排気流量とマフラ圧損との関係が二次関数に近いため、本実施例では、排気流量とマフラ圧損との間に以下の関係があるものとする。
Y=A・X2+B・X
ただし、Yはマフラ圧損、Xは排気流量、A,Bは排気系部材の公差の範囲で決定される係数である。なお、AまたはBの初期値は、排気系部材の設計時の値である。
The
Y = A · X 2 + B · X
However, Y is a muffler pressure loss, X is an exhaust flow rate, and A and B are coefficients determined within a tolerance range of exhaust system members. The initial value of A or B is a value at the time of designing the exhaust system member.
本実施例における記憶圧損の変更は、ECU10に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した複数の関数の中から、実際の相関に近い相関を示す関数を選択することにより行われる。このときには、実際の相関に最も近い相関を示す関数を選択してもよい。なお、以下では、特に限定しない限り、関数といえばECU10に記憶されている排気流量とマフラ圧損との相関を示した関数を指すものとする。そして、本実施例では、係数であるAまたはBの何れか一方が異なる複数の関数をECU10に記憶させておく。なお、各関数におけるAまたはBは、夫々が、予め設定された大きさ、または、予め設定された比率だけ異なる値であってもよく、予め設定された条件にしたがって設定された値で
あってもよく、予め定められている値であってもよい。そして、夫々の関数について圧損比差を算出し、圧損比差が小さい関数を新たな記憶圧損とする。これにより、次回以降は、記憶された関数と排気流量とからマフラ圧損を算出することができる。
The memory pressure loss in the present embodiment is changed by selecting a function showing a correlation close to the actual correlation from among a plurality of functions showing the correlation between the exhaust flow rate and the muffler pressure loss stored in the
図7は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ECU10により図4に示したフローチャートに代えてフィルタ4及びマフラ5の新品時に1回だけ実施される。図4に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow for changing the memory pressure loss according to the present embodiment. This flowchart is executed only once by the
ステップS401では、未評価関数が設定される。未評価関数とは、複数の関数の中で、本フローチャートによる評価がなされていない関数である。本フローチャートでは、予め複数の関数がECU10に記憶されており、この複数の関数を順次評価する。本フローチャートは、ECU10に記憶されている全ての関数の夫々に対して以下のステップS102からステップS404の処理を実行する。本ステップS401では、以下の処理で評価を行う関数として、未評価関数の中から1つの関数が設定される。ステップS401の処理が終了するとステップS102へ進む。
In step S401, an unevaluated function is set. An unevaluated function is a function that has not been evaluated by this flowchart among a plurality of functions. In this flowchart, a plurality of functions are stored in advance in the
そして、ステップS102で肯定判定がなされるとステップS402へ進む。ステップS402では、第一排気流量における、第一実差圧と、ステップS401において設定された関数により求まるマフラ圧損(以下、第一関数圧損ともいう。)と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第一圧損比が算出される。本ステップS402では、第一実差圧に対する第一関数圧損の比が、第一圧損比となる。ステップS402の処理が終了するとステップS104へ進む。 If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S402. In step S402, the first actual differential pressure at the first exhaust flow rate and the muffler pressure loss (hereinafter also referred to as first function pressure loss) obtained by the function set in step S401 are read, and these values are further read. Based on this, the first pressure loss ratio is calculated. In step S402, the ratio of the first function pressure loss to the first actual differential pressure is the first pressure loss ratio. When the process of step S402 ends, the process proceeds to step S104.
そして、ステップS104で肯定判定がなされるとステップS403へ進む。ステップS403では、第二排気流量における、第二実差圧と、ステップS401において設定された関数により求まるマフラ圧損(以下、第二マフラ圧損ともいう。)と、が読み込まれ、さらに、これらの値に基づいて、第二圧損比が算出される。本ステップS403では、第二実差圧に対する第二マフラ圧損の比が、第二圧損比となる。ステップS403の処理が終了するとステップS106へ進む。 If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S403. In step S403, the second actual differential pressure at the second exhaust flow rate and the muffler pressure loss (hereinafter also referred to as the second muffler pressure loss) obtained by the function set in step S401 are read, and these values are further read. Based on this, the second pressure loss ratio is calculated. In step S403, the ratio of the second muffler pressure loss to the second actual differential pressure is the second pressure loss ratio. When the process of step S403 ends, the process proceeds to step S106.
そして、ステップS106で肯定判定がなされ、ステップS107で現時点の圧損比差が既得値とされた後、ステップS404へ進み、現時点で設定されている関数が既得値に対応する関数として記憶される。すなわち、本ステップS404では、現時点で圧損比差が最も小さくなる関数を記憶している。ステップS404の処理が終了するとステップS405へ進む。 Then, an affirmative determination is made in step S106, and the current pressure loss ratio difference is set to an already obtained value in step S107. Then, the process proceeds to step S404, and the function set at the current time is stored as a function corresponding to the already obtained value. That is, in this step S404, a function having the smallest pressure loss ratio difference at the present time is stored. When the process of step S404 ends, the process proceeds to step S405.
ステップS405では、未評価関数が存在しないか否か判定される。すなわち、本ステップS405では、ECU10に記憶されている関数の全てにおいて評価が終了したか否か判定される。ステップS405で肯定判定がなされた場合にはステップS406へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS401へ戻る。これにより、未評価関数が存在しなくなるまで、繰り返しステップS401からステップS405が処理される。
In step S405, it is determined whether there is no unevaluated function. That is, in this step S405, it is determined whether or not the evaluation has been completed for all the functions stored in the
そして、ステップS406では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップS404において記憶された関数が、新たな記憶圧損として選択されてECU10に記憶される。このようにして、複数の関数の中から圧損比差が最も小さくなる関数が選択され、その後の処理に利用される。
In step S406, the memory pressure loss is changed. That is, the function stored in step S404 is selected as a new stored pressure loss and stored in the
なお、上記のフローチャートの例では、関数を全て評価し、圧損比差が最も小さくなる関数を選択している。別の例では、関数の評価時に、圧損比差を予め設定した所定値と比
較し、圧損比差が所定値以下である場合にすぐに記憶圧損を変更し、処理を終了してもよい。この場合には、未評価の関数が残っていてもよい。ここでいう所定値とは、値が十分に小さく、該当する関数により求まる圧損部圧損が圧損部の実際の圧損と概ね一致していると判断できる値である。これにより、関数の評価を行う時間を短縮し、より早いタイミングで圧損部圧損を変更後の値に変更することができる。
In the example of the above flowchart, all the functions are evaluated, and the function having the smallest pressure loss ratio difference is selected. In another example, when the function is evaluated, the pressure loss ratio difference may be compared with a predetermined value set in advance, and if the pressure loss ratio difference is less than or equal to the predetermined value, the stored pressure loss may be changed immediately and the process may be terminated. In this case, unevaluated functions may remain. Here, the predetermined value is a value that can be determined to have a sufficiently small value and that the pressure loss pressure loss determined by the corresponding function substantially matches the actual pressure loss of the pressure loss portion. Thereby, the time for performing the function evaluation can be shortened, and the pressure loss pressure loss can be changed to the changed value at an earlier timing.
図8は、本実施例に係る記憶圧損を変更するフローを示した他のフローチャートである。本フローチャートは、ECU10により図7に示したフローチャートに代えて実施される。上記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is another flowchart showing a flow for changing the memory pressure loss according to the present embodiment. This flowchart is executed by the
図8に示したフローチャートでは、ステップS201で肯定判定がなされて場合にはステップS501へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS405へ進む。 In the flowchart shown in FIG. 8, if an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S501. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S405.
ステップS501では、記憶圧損が変更される。すなわち、ステップS401で設定された関数が、新たな記憶圧損として選択されてECU10に記憶される。このようにして、複数の関数の中から圧損比差が所定値以下となる関数が選択され、その後の処理に利用される。一方、ステップS405で肯定判定がなされた場合には本フローチャートが終了される。ステップS405で肯定判定がなされた場合には、記憶圧損が変更されなかったため、その後に図7に示したフローチャートを実行して記憶圧損を変更してもよく、現時点での記憶圧損をその後の処理に用いてもよい。一方、図7に示したフローチャートにおいて、全ての関数の評価が完了する前に、圧損比差が所定値以下になる関数があれば、該関数を記憶圧損として変更して、フローチャートを終了させることができる。
In step S501, the memory pressure loss is changed. That is, the function set in step S401 is selected as a new memory pressure loss and stored in the
なお、本実施例においては排気流量とマフラ圧損との相関を示した関数が、本発明における相関情報に相当する。また、本実施例においては、ECU10が、複数の関数を記憶しているため、ECU10が本発明における相関情報保持部を備えているといえる。また、本実施例においては、ECU10が、夫々の関数について圧損比差を算出するため、ECU10が本発明における圧損比差算出部を備えているといえる。さらに、本実施例においては、ECU10が、圧損部の圧損を算出するための相関情報として圧損比差が所定の条件を満たしている関数を選択するため、ECU10が本発明における選択部を備えているといえる。
In the present embodiment, the function indicating the correlation between the exhaust gas flow rate and the muffler pressure loss corresponds to the correlation information in the present invention. In this embodiment, since the
以上説明したように本実施例によれば、排気流量からマフラ圧損を算出する関数を適正化することにより、マフラ圧損をより正確に求めることができる。これにより、フィルタの圧力損失を精度良く求めることができる。なお、本実施例では、二次関数を例に挙げて説明したが、これに限らず、他の関数を用いることもできる。関数は、実験またはシミュレーション等により求めることもできる。 As described above, according to this embodiment, the muffler pressure loss can be obtained more accurately by optimizing the function for calculating the muffler pressure loss from the exhaust flow rate. Thereby, the pressure loss of the filter can be obtained with high accuracy. In the present embodiment, a quadratic function has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other functions can also be used. The function can also be obtained by experiment or simulation.
1 内燃機関
2 排気管
3 触媒
4 フィルタ
5 マフラ
6 差圧センサ
10 ECU
11 エアフローメータ
1
11 Air flow meter
Claims (8)
前記フィルタよりも下流の前記排気通路において排気の圧力損失を生じさせる圧損部と、
前記フィルタより上流の排気の圧力と大気圧との実際の差である実差圧を検出する差圧センサと、
を備える内燃機関の排気浄化装置を制御する制御装置であって、排気の流量と前記圧損部における圧損との相関に関する情報である相関情報を用いて前記圧損部の圧損を算出する内燃機関の排気浄化装置の制御装置において、
前記フィルタを通過する排気の流量を取得する流量取得部と、
前記相関情報を複数保持する相関情報保持部と、
前記相関情報保持部により保持される相関情報の夫々について、前記流量取得部により取得される排気の流量が第一排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、前記流量取得部により取得される排気の流量が前記第一排気流量とは異なる流量である第二排気流量のときの、前記差圧センサにより検出される差圧に対する、前記相関情報を用いて算出される前記圧損部における圧損の比と、の差である圧損比差を算出する圧損比差算出部と、
前記圧損部の圧損を算出するための前記相関情報として、前記圧損比差が所定の条件を満たしている前記相関情報を選択する選択部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置の制御装置。 A filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A pressure loss portion that causes an exhaust pressure loss in the exhaust passage downstream of the filter;
A differential pressure sensor that detects an actual differential pressure that is an actual difference between the pressure of the exhaust gas upstream of the filter and the atmospheric pressure;
An exhaust gas for an internal combustion engine that calculates a pressure loss of the pressure loss portion using correlation information that is information relating to a correlation between the flow rate of exhaust gas and the pressure loss in the pressure loss portion. In the control device of the purification device,
A flow rate acquisition unit for acquiring a flow rate of exhaust gas passing through the filter;
A correlation information holding unit for holding a plurality of the correlation information;
For each of the correlation information held by the correlation information holding unit, the correlation information for the differential pressure detected by the differential pressure sensor when the flow rate of the exhaust gas acquired by the flow rate acquisition unit is the first exhaust gas flow rate. The differential pressure sensor when the ratio of the pressure loss in the pressure loss part calculated using the flow rate and the exhaust flow rate acquired by the flow rate acquisition unit is a second exhaust flow rate different from the first exhaust flow rate A pressure loss ratio difference calculating unit that calculates a pressure loss ratio difference that is a difference between the pressure loss ratio in the pressure loss part calculated using the correlation information with respect to the differential pressure detected by
As the correlation information for calculating the pressure loss of the pressure loss unit, a selection unit that selects the correlation information in which the pressure loss ratio difference satisfies a predetermined condition;
A control device for an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
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JP2015138092A JP2017020405A (en) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | Control device of exhaust emission control device of internal combustion engine |
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---|---|---|---|---|
JP2020033943A (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 株式会社豊田自動織機 | Filter abnormal condition determination apparatus |
JP2020112039A (en) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2015
- 2015-07-09 JP JP2015138092A patent/JP2017020405A/en active Pending
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