JP2018204517A - Exhaust treatment device for engine - Google Patents

Exhaust treatment device for engine Download PDF

Info

Publication number
JP2018204517A
JP2018204517A JP2017109832A JP2017109832A JP2018204517A JP 2018204517 A JP2018204517 A JP 2018204517A JP 2017109832 A JP2017109832 A JP 2017109832A JP 2017109832 A JP2017109832 A JP 2017109832A JP 2018204517 A JP2018204517 A JP 2018204517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
estimated
rate
deposition
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017109832A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6787255B2 (en
Inventor
義 豊田
Tadashi Toyoda
義 豊田
郁夫 保田
Ikuo Yasuda
郁夫 保田
誠 勝田
Makoto Katsuta
誠 勝田
琢也 菱田
Takuya Hishida
琢也 菱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2017109832A priority Critical patent/JP6787255B2/en
Publication of JP2018204517A publication Critical patent/JP2018204517A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6787255B2 publication Critical patent/JP6787255B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To accurately estimate PM accumulation amount in a PM sensor even in a transient state.SOLUTION: An exhaust treatment device for an engine includes: a filter for collecting particulate matters in exhaust gas; a PM sensor provided in a portion downstream of the filter in an exhaust passage; and an ECU. The ECU calculates estimated PM accumulation speed Ve (estimated value of PM accumulation speed to the PM sensor) by using flow speed of the exhaust gas, a soot concentration in the exhaust gas and a temperature difference between the exhaust gas and the PM sensor, and calculates estimated PM accumulation amount (estimated value of PM accumulation amount in the PM sensor) by using the estimated PM accumulation speed Ve. The ECU makes a transient correction for correcting the estimated PM accumulation speed Ve by using change speed ΔVg of the flow speed of the exhaust gas when the change speed ΔVg of the flow speed of the exhaust gas exceeds a reference value Vth.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本開示は、エンジンの排気中に含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するフィルタの異常の有無を判定する技術に関する。   The present disclosure relates to a technique for determining whether there is an abnormality in a filter that collects particulate matter (PM) contained in engine exhaust.

一般に、ディーゼルエンジンの排気通路には、排気中に含まれるPMを捕集するフィルタ(Diesel Particulate Filter)を有する排気処理装置が設けられている。このような排気処理装置においては、フィルタの異常(割れ、溶損等)の有無を判定するために、PMセンサが設けられるものが存在する。PMセンサは、排気通路におけるフィルタよりも下流の部分に設けられたセンサ素子を有する。センサ素子は、電気を流さないセラミック素子と、セラミック素子の表面上に所定距離を隔てて配置された2つの電極とを有する。PMセンサは、センサ素子上に堆積されたPMの量(以下「PM堆積量」ともいう)が許容値を超えて2つの電極間に電気パスが形成された場合に、電極間の電気抵抗に応じた電流信号を出力する。   In general, an exhaust treatment device having a filter (Diesel Particulate Filter) for collecting PM contained in exhaust gas is provided in an exhaust passage of a diesel engine. Some exhaust treatment apparatuses are provided with a PM sensor in order to determine the presence or absence of a filter abnormality (such as cracking or melting). The PM sensor has a sensor element provided in a portion downstream of the filter in the exhaust passage. The sensor element includes a ceramic element that does not conduct electricity and two electrodes that are arranged on the surface of the ceramic element at a predetermined distance. The PM sensor has an electrical resistance between electrodes when the amount of PM deposited on the sensor element (hereinafter also referred to as “PM deposition amount”) exceeds an allowable value and an electrical path is formed between two electrodes. A corresponding current signal is output.

特開2015−135078号公報(特許文献1)には、PMセンサを用いてフィルタの異常判定を行なう異常判定システムが開示されている。この異常判定システムは、センサ素子に堆積しているPMの量を推定し、推定されたPMの堆積量が判定値に達した場合に、PMセンサの出力に基づいてフィルタの異常の有無を判定するフィルタ異常判定を行なう。さらに、この異常判定システムは、PMセンサが設置された排気通路を流れる排気の流速の変化速度(単位時間当たりの変動量)を算出し、排気流速の変化速度が基準値を超える場合には、排気流速の変動に起因してセンサ素子へのPMの堆積が良好に行なわれない場合があることに鑑み、それまでに推定されたPM堆積量をリセットして、PMセンサの出力に基づくフィルタ異常判定を行なわないようにしている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2015-135078 (Patent Document 1) discloses an abnormality determination system that performs filter abnormality determination using a PM sensor. This abnormality determination system estimates the amount of PM accumulated on the sensor element, and determines whether there is a filter abnormality based on the output of the PM sensor when the estimated amount of PM accumulation reaches a determination value. Perform filter abnormality determination. Furthermore, this abnormality determination system calculates the change speed (variation amount per unit time) of the exhaust gas flowing through the exhaust passage where the PM sensor is installed, and when the change speed of the exhaust gas flow exceeds the reference value, In view of the fact that PM accumulation on the sensor element may not be performed satisfactorily due to fluctuations in the exhaust flow velocity, the PM accumulation amount estimated so far is reset, and a filter abnormality based on the output of the PM sensor Judgment is not made.

特開2015−135078号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-135078

しかしながら、特許文献1に開示された異常判定システムにおいては、排気流速の変化速度が基準値を超える過渡状態においては、推定PM堆積量がリセットされてしまう。そのため、過渡状態を多く含むようにエンジンが駆動された場合には、推定PM堆積量が頻繁にリセットされることとなり、PMセンサの出力に基づくフィルタ異常判定を所望のタイミングで実行できなくなることが懸念される。   However, in the abnormality determination system disclosed in Patent Document 1, the estimated PM accumulation amount is reset in a transient state in which the change rate of the exhaust gas flow rate exceeds the reference value. Therefore, when the engine is driven so as to include many transient states, the estimated PM accumulation amount is frequently reset, and the filter abnormality determination based on the output of the PM sensor cannot be executed at a desired timing. Concerned.

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過渡状態においてもPMセンサにおけるPM堆積量を精度よく推定することである。   The present disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and an object thereof is to accurately estimate the PM deposition amount in the PM sensor even in a transient state.

(1) 本開示によるエンジンの排気処理装置は、エンジン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、排気通路におけるフィルタよりも下流の部分に設けられた検出素子を有し、検出素子への粒子状物質の堆積量であるPM堆積量に応じた信号を出力するPMセンサと、制御装置とを備える。制御装置は、排気通路中の排気の流速、排気中の煤濃度、排気と検出素子との温度差の少なくとも1つを用いて検出素子への粒子状物質の堆積速度を示すPM堆積速度を算出し、PM堆積速度を用いて検出素子への粒子状物質の堆積量の推定値である推定PM堆積量を算出可能に構成される。さらに、制御装置は、排気の流速の変化速度、煤濃度の変化速度、温度差の変化速度のうちの少なくとも1つのパラメータを算出し、算出されたパラメータの値が当該パラメータに対応する基準値を超える場合には、対応する基準値を超えるパラメータに対応する補正係数を算出し、算出された補正係数を用いてPM堆積速度を補正する過渡補正を行ない、過渡補正によって補正されたPM堆積速度を用いて推定PM堆積量を算出するように構成される。   (1) An engine exhaust treatment apparatus according to the present disclosure includes a filter that is provided in an exhaust passage of an engine, collects particulate matter in exhaust gas, and a detection element that is provided in a portion downstream of the filter in the exhaust passage. And a PM sensor that outputs a signal corresponding to the PM deposition amount, which is the amount of particulate matter deposited on the detection element, and a control device. The control device calculates a PM deposition rate indicating the deposition rate of the particulate matter on the detection element using at least one of the flow rate of the exhaust gas in the exhaust passage, the soot concentration in the exhaust gas, and the temperature difference between the exhaust gas and the detection element. The estimated PM deposition amount, which is an estimated value of the particulate matter deposition amount on the detection element, can be calculated using the PM deposition rate. Further, the control device calculates at least one parameter among the change rate of the exhaust gas flow rate, the change rate of the soot concentration, and the change rate of the temperature difference, and the calculated parameter value is a reference value corresponding to the parameter. In the case of exceeding, the correction coefficient corresponding to the parameter exceeding the corresponding reference value is calculated, the transient correction for correcting the PM deposition rate is performed using the calculated correction coefficient, and the PM deposition rate corrected by the transient correction is calculated. And configured to calculate an estimated PM deposition amount.

上記構成によれば、排気の流速の変化速度、煤濃度の変化速度、温度差の変化速度の少なくとも1つのパラメータが当該パラメータに対応する基準値を超える場合(すなわち過渡状態である場合)、基準値を超えるパラメータを用いてPM堆積速度を補正する過渡補正が行なわれる。これにより、過渡補正後のPM堆積速度は、過渡補正を行なわない場合に比べて、実際のPM堆積速度により近い値となる。そして、過渡補正後のPM堆積速度を用いて、推定PM堆積量が算出される。その結果、過渡状態においてもPMセンサにおけるPM堆積量を精度よく推定することができる。   According to the above configuration, when at least one of the exhaust gas flow rate change rate, the soot concentration change rate, and the temperature difference change rate exceeds a reference value corresponding to the parameter (that is, in a transient state), the reference Transient correction is performed to correct the PM deposition rate using a parameter exceeding the value. As a result, the PM deposition rate after transient correction is closer to the actual PM deposition rate than when no transient correction is performed. Then, the estimated PM deposition amount is calculated using the PM deposition rate after the transient correction. As a result, the PM accumulation amount in the PM sensor can be accurately estimated even in a transient state.

(2) ある実施の形態においては、過渡補正は、排気の流速の変化速度が対応する基準値を超える場合に、排気の流速の変化速度が対応する基準値を超えない場合よりもPM堆積速度を小さい値に補正する処理を含む。   (2) In an embodiment, the transient correction is performed when the change rate of the exhaust gas flow rate exceeds a corresponding reference value, and the PM deposition rate than when the change rate of the exhaust gas flow rate does not exceed the corresponding reference value. Includes a process of correcting to a small value.

PMセンサのなかには、その形状および配置等によって、排気流速の変化速度が大きいほど、PMセンサ内への排気の取り込みが阻害され、PM堆積速度が小さくなるという特性を有するものが存在する。この点に鑑み、上記構成においては、排気の流速の変化速度が基準値を超える場合、過渡補正によってPM堆積速度が小さい値に補正される。そのため、排気流速の変化速度が大きいほどPM堆積速度が小さくなるという特性を有するPMセンサを採用する場合において、過渡補正後のPM堆積速度を実際のPM堆積速度により近づけることができる。   Some PM sensors have such characteristics that the larger the change rate of the exhaust gas flow rate is, the more the change rate of the exhaust gas flow rate is, the more the intake of exhaust gas into the PM sensor is inhibited, and the PM deposition rate becomes smaller. In view of this point, in the above configuration, when the change rate of the flow rate of the exhaust gas exceeds the reference value, the PM deposition rate is corrected to a small value by the transient correction. Therefore, when a PM sensor having a characteristic that the PM deposition rate decreases as the change rate of the exhaust gas flow rate increases, the PM deposition rate after transient correction can be made closer to the actual PM deposition rate.

(3) ある実施の形態においては、制御装置は、過渡補正を行なう際に、排気の流速の変化速度、煤濃度の変化速度、温度差の変化速度のうちの2つ以上のパラメータを算出し、2つ以上のパラメータにそれぞれ対応する2つ以上の補正係数を算出し、算出された2つ以上の補正係数のうちの最小値あるいは最大値を用いてPM堆積速度を補正する。   (3) In one embodiment, the control device calculates two or more parameters of the exhaust gas flow rate change rate, the soot concentration change rate, and the temperature difference change rate when performing the transient correction. Two or more correction coefficients respectively corresponding to two or more parameters are calculated, and the PM deposition rate is corrected using the minimum value or the maximum value of the two or more calculated correction coefficients.

上記構成によれば、過渡補正を行なう際に、複数のパラメータのそれぞれに対応する補正係数をすべてPM堆積速度の算出に反映させることによる過剰な補正を防止することができる。   According to the above configuration, when performing transient correction, it is possible to prevent excessive correction by reflecting all the correction coefficients corresponding to each of the plurality of parameters in the calculation of the PM deposition rate.

(4) 本開示によるエンジンの排気処理装置は、エンジン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、排気通路におけるフィルタよりも下流の部分に設けられた検出素子を有し、検出素子への粒子状物質の堆積量であるPM堆積量に応じた信号を出力するPMセンサと、制御装置とを備える。制御装置は、排気中の煤濃度、および排気と検出素子との温度差の少なくとも一方を用いて検出素子への粒子状物質の堆積量の推定値である推定PM堆積量を算出可能に構成される。制御装置は、煤濃度の変化速度、温度差の変化速度の少なくとも一方のパラメータが当該パラメータに対応する基準値を超える場合、対応する基準値を超えるパラメータを用いて推定PM堆積量を補正する。   (4) An engine exhaust treatment apparatus according to the present disclosure includes a filter that is provided in an exhaust passage of an engine and collects particulate matter in the exhaust, and a detection element that is provided in a portion downstream of the filter in the exhaust passage. And a PM sensor that outputs a signal corresponding to the PM deposition amount, which is the amount of particulate matter deposited on the detection element, and a control device. The control device is configured to be able to calculate an estimated PM deposition amount, which is an estimated value of the particulate matter deposition amount on the detection element, using at least one of the soot concentration in the exhaust gas and the temperature difference between the exhaust gas and the detection element. The When at least one of the soot concentration change rate and the temperature difference change rate exceeds a reference value corresponding to the parameter, the control device corrects the estimated PM deposition amount using the parameter exceeding the corresponding reference value.

上記構成によれば、煤濃度の変化速度、温度差の変化速度の少なくとも一方のパラメータが当該パラメータに対応する基準値を超える場合(すなわち過渡状態である場合)、基準値を超えるパラメータを用いて推定PM堆積量が補正される。その結果、過渡状態においてもPMセンサにおけるPM堆積量を精度よく推定することができる。   According to the above configuration, when at least one of the change rate of the soot concentration and the change rate of the temperature difference exceeds a reference value corresponding to the parameter (that is, in a transient state), the parameter exceeding the reference value is used. The estimated PM accumulation amount is corrected. As a result, the PM accumulation amount in the PM sensor can be accurately estimated even in a transient state.

排気処理装置の全体構成図の一例を示す。An example of the whole block diagram of an exhaust-gas treatment apparatus is shown. PMセンサの概略構成およびPMセンサの排気通路への設置状態を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of PM sensor, and the installation state to the exhaust passage of PM sensor. PMセンサのセンサ素子の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of sensor element of PM sensor. PM堆積速度と排気流速Vgとの対応関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the correspondence of PM deposition rate and exhaust flow velocity Vg. PM堆積速度と排気中の煤濃度Csとの対応関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the correspondence of PM deposition rate and soot density | concentration Cs in exhaust_gas | exhaustion. PM堆積速度と、PMセンサと排気との温度差Dtとの対応関係の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the correspondence of PM deposition rate and the temperature difference Dt of PM sensor and exhaust_gas | exhaustion. 従来手法で算出された推定PM堆積量Aeの実際のPM堆積量Aに対するずれ量の割合を、エンジンの複数の運転パターン毎に示した図である。It is the figure which showed the ratio of the deviation | shift amount with respect to the actual PM deposition amount A of the estimated PM deposition amount Ae calculated by the conventional method for every some driving | operation pattern of an engine. 定常状態における、PMセンサ内への排気の取り込み状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the taking-in state of the exhaust_gas | exhaustion in PM sensor in a steady state. 過渡状態における、PMセンサ内への排気の取り込み状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the taking-in state of the exhaust_gas | exhaustion in PM sensor in a transient state. ECUの処理手順の一例を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows an example of the process sequence of ECU. 排気流速の変化速度ΔVgと過渡補正係数Kgとの対応関係を示す図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (No. 1) showing a correspondence relationship between a change rate ΔVg of an exhaust flow velocity and a transient correction coefficient Kg. 急加速が少ない運転パターンにおけるエンジン回転速度Ne、排気流速Vg、推定PM堆積速度Ve、推定PM堆積量Ae、およびPMセンサ出力Iの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the engine speed Ne, the exhaust gas flow velocity Vg, the estimated PM deposition speed Ve, the estimated PM deposition amount Ae, and the PM sensor output I in the operation pattern with few sudden accelerations. 急加速が多い運転パターンにおける、エンジン回転速度Ne、排気流速Vg、推定PM堆積速度Ve、推定PM堆積量Ae、およびPMセンサ出力Iの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the engine rotational speed Ne, the exhaust gas flow velocity Vg, the estimated PM deposition speed Ve, the estimated PM deposition amount Ae, and the PM sensor output I in the operation pattern with many rapid accelerations. 排気流速の変化速度ΔVgと過渡補正係数Kgとの対応関係を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (No. 2) showing a correspondence relationship between the change rate ΔVg of the exhaust flow velocity and the transient correction coefficient Kg. 煤濃度の変化速度ΔCsと過渡補正係数Kcとの対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence of the change rate (DELTA) Cs of soot density, and the transient correction coefficient Kc. 温度差の変化速度ΔDtと過渡補正係数Ktとの対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence of temperature change rate (DELTA) Dt and the transient correction coefficient Kt. ECUの処理手順の一例を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows an example of the process sequence of ECU.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図1は、本実施の形態による排気処理装置の全体構成の一例を模式的に示す図である。この排気処理装置は、エンジン10の排気を浄化する装置であって、酸化触媒13と、フィルタ14と、燃料添加弁30と、PMセンサ80と、電子制御装置(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)100とを含む。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of an exhaust treatment apparatus according to the present embodiment. This exhaust treatment device is a device that purifies exhaust from the engine 10, and includes an oxidation catalyst 13, a filter 14, a fuel addition valve 30, a PM sensor 80, an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU"). 100).

エンジン10は、一般的なディーゼルエンジンである。なお、エンジン10はガソリンエンジンであってもよい。エンジン10には、エンジン回転速度センサ50が設けられている。エンジン回転速度センサ50は、エンジン10の回転速度(以下「エンジン回転速度Ne」という)を検出し、検出結果をECU100に出力する。   The engine 10 is a general diesel engine. The engine 10 may be a gasoline engine. The engine 10 is provided with an engine rotation speed sensor 50. Engine rotation speed sensor 50 detects the rotation speed of engine 10 (hereinafter referred to as “engine rotation speed Ne”), and outputs the detection result to ECU 100.

エンジン10の各気筒には、燃料噴射弁20が設けられる。各燃料噴射弁20には、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクからの燃料が供給されている。各燃料噴射弁20は、ECU100からの制御信号によって作動(開弁)し、各気筒に燃料を噴射する。   Each cylinder of the engine 10 is provided with a fuel injection valve 20. Each fuel injection valve 20 is supplied with fuel from a fuel tank by a fuel pump (not shown). Each fuel injection valve 20 is actuated (opened) by a control signal from the ECU 100 to inject fuel into each cylinder.

エンジン10には、吸気通路11と排気通路12とが接続されている。吸気通路11には、エアフローメータ40が設けられる。エアフローメータ40は、吸気通路11を流通する吸気流量Gaを検出し、検出結果をECU100へ出力する。   An intake passage 11 and an exhaust passage 12 are connected to the engine 10. An air flow meter 40 is provided in the intake passage 11. The air flow meter 40 detects the intake flow rate Ga flowing through the intake passage 11 and outputs the detection result to the ECU 100.

排気通路12には、排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化して浄化する酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)13が設けられている。また、排気通路12における酸化触媒13よりも下流の部分には、排気中のPMを捕集するフィルタ14が設けられている。フィルタ14は、多孔質のセラミック構造体で構成されており、排気中のPMはこの多孔質の壁を通過する際に捕集される。   The exhaust passage 12 is provided with an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 13 that oxidizes and purifies hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust. Further, a filter 14 for collecting PM in the exhaust gas is provided in a portion of the exhaust passage 12 downstream of the oxidation catalyst 13. The filter 14 is composed of a porous ceramic structure, and PM in the exhaust gas is collected when passing through the porous wall.

排気通路12における酸化触媒13よりも上流の部分には、燃料添加弁30が設けられる。燃料添加弁30は、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクからの燃料が供給されている。燃料添加弁30は、ECU100からの制御信号によって作動(開弁)し、排気通路12における酸化触媒13よりも上流の部分に燃料を噴射する。   A fuel addition valve 30 is provided in the exhaust passage 12 upstream of the oxidation catalyst 13. The fuel addition valve 30 is supplied with fuel from a fuel tank by a fuel pump (not shown). The fuel addition valve 30 is actuated (opened) by a control signal from the ECU 100 and injects fuel into a portion of the exhaust passage 12 upstream of the oxidation catalyst 13.

さらに、排気通路12には、3つの温度センサ60,61,62が設けられる。温度センサ60は、酸化触媒13の入口付近を流れる排気の温度Taを検出し、検出結果をECU100に出力する。温度センサ61は、フィルタ14の入口付近を流れる排気の温度Tbを検出し、検出結果をECU100に出力する。温度センサ62は、フィルタ14の出口付近を流れる排気の温度Tcを検出し、検出結果をECU100に出力する。   Furthermore, three temperature sensors 60, 61, 62 are provided in the exhaust passage 12. The temperature sensor 60 detects the temperature Ta of the exhaust gas flowing near the entrance of the oxidation catalyst 13 and outputs the detection result to the ECU 100. The temperature sensor 61 detects the temperature Tb of the exhaust flowing near the inlet of the filter 14 and outputs the detection result to the ECU 100. The temperature sensor 62 detects the temperature Tc of the exhaust flowing near the outlet of the filter 14 and outputs the detection result to the ECU 100.

PMセンサ80は、排気通路12におけるフィルタ14よりも下流の部分に設けられる。PMセンサ80の構造については後述する。   The PM sensor 80 is provided in a portion downstream of the filter 14 in the exhaust passage 12. The structure of the PM sensor 80 will be described later.

ECU100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、およびメモリ101を内蔵する。ECU100は、メモリ101に記憶された情報および各種センサからの情報などに基づいて、エンジン10に係る各種制御を実行する。   The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory 101 (not shown). The ECU 100 executes various controls related to the engine 10 based on information stored in the memory 101 and information from various sensors.

上記のように構成されるエンジン10においては、排気中に含まれるPMはフィルタ14によって捕集され、外部への放出が抑制される。しかしながら、フィルタ14の基材にクラック(割れ)あるいは溶損が生じると、PM捕集機能が低下し、十分なPM捕集が行なえない異常状態に陥る場合がある。   In the engine 10 configured as described above, PM contained in the exhaust gas is collected by the filter 14 and the release to the outside is suppressed. However, if cracks or erosion occurs in the base material of the filter 14, the PM trapping function is lowered, and an abnormal state may occur in which sufficient PM trapping cannot be performed.

そこで、ECU100は、フィルタ14の下流側に配置されたPMセンサ80の出力を利用して、フィルタ14の異常の有無を判定する処理(以下「フィルタ異常判定処理」ともいう)を行なう。フィルタ異常判定処理について説明するにあたり、先ず、PMセンサ80の構造について説明する。   Therefore, ECU 100 uses the output of PM sensor 80 disposed on the downstream side of filter 14 to perform processing for determining whether filter 14 is abnormal (hereinafter also referred to as “filter abnormality determination processing”). In describing the filter abnormality determination process, first, the structure of the PM sensor 80 will be described.

図2は、PMセンサ80の概略構成およびPMセンサ80の排気通路12への設置状態を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the PM sensor 80 and a state in which the PM sensor 80 is installed in the exhaust passage 12.

PMセンサ80は、排気中のPMが付着して堆積するセンサ素子81と、該センサ素子81を覆う内カバー82と、該内カバー82を覆う外カバー83とを有する。内カバー82と外カバー83との間には、両カバーの長手方向(センサ素子81の長手方向)に沿って、排気が流れる排気流路80aが形成されている。この排気流路80aは、一方の端部80bが排気通路12に連通され、他方が内カバー82内に形成される排気流路80eと繋がっている。排気流路80eの排気通路12側の端部80cは、排気通路12に連通されている。   The PM sensor 80 includes a sensor element 81 on which PM in exhaust gas adheres and accumulates, an inner cover 82 that covers the sensor element 81, and an outer cover 83 that covers the inner cover 82. Between the inner cover 82 and the outer cover 83, an exhaust passage 80a through which exhaust flows is formed along the longitudinal direction of both covers (the longitudinal direction of the sensor element 81). The exhaust passage 80 a has one end 80 b communicating with the exhaust passage 12 and the other connected to an exhaust passage 80 e formed in the inner cover 82. An end 80 c of the exhaust passage 80 e on the exhaust passage 12 side is communicated with the exhaust passage 12.

したがって、PMセンサ80においては、排気流路80aの開口部である端部80bから排気が排気流路80a内に取り込まれ、更に排気流路80eに流れ込み、排気流路80eの排気通路12側の端部80cから排気通路12へ戻される。そして、このようにPMセンサ80内に取り込まれた排気が排気流路80eを流れる際にセンサ素子81に接触するため、排気中のPMがセンサ素子81に付着、堆積していくことになる。   Therefore, in the PM sensor 80, the exhaust gas is taken into the exhaust flow channel 80a from the end 80b that is the opening of the exhaust flow channel 80a, and further flows into the exhaust flow channel 80e. It returns to the exhaust passage 12 from the end 80c. Since exhaust gas taken into the PM sensor 80 in this way contacts the sensor element 81 when flowing through the exhaust flow path 80e, PM in the exhaust gas adheres to and accumulates on the sensor element 81.

図3は、PMセンサ80のセンサ素子81の一部を拡大した図である。センサ素子81は、電気を通さないセラミック素子Cと、セラミック素子Cの表面に配置される一対の電極T1,T2とを有する。一対の電極T1,T2は、互いに接触しない状態で、互いに一定の間隔を開けて配置されている。   FIG. 3 is an enlarged view of a part of the sensor element 81 of the PM sensor 80. The sensor element 81 includes a ceramic element C that does not conduct electricity and a pair of electrodes T1 and T2 that are disposed on the surface of the ceramic element C. The pair of electrodes T1 and T2 are arranged at a constant interval from each other without being in contact with each other.

セラミック素子Cは、PMを付着させる機能を有する。図示しない電源回路等からの電圧が電極T1,T2間に印加されると、電極T1,T2間に電界が発生し、この電界によって排気中の帯電したPMが引き寄せられ、電極T1,T2間にPMが堆積していく。   The ceramic element C has a function of attaching PM. When a voltage from a power supply circuit or the like (not shown) is applied between the electrodes T1 and T2, an electric field is generated between the electrodes T1 and T2, and the charged PM in the exhaust gas is attracted by the electric field, and the electrodes T1 and T2 are attracted. PM accumulates.

また、セラミック素子Cの内部には、温度センサUおよびヒータHが埋め込まれている。温度センサUは、電極T1,T2近傍の温度をPMセンサ温度として検出し、検出結果をECU100に出力する。ヒータHは、電源回路等を介して通電可能に構成される。ヒータHは、電源回路等からの通電によって、発熱してセンサ素子81を加熱し、電極T1,T2間に堆積したPMを燃焼させて除去する。以下、ヒータHに通電して電極T1,T2間に堆積したPMを除去する処理を「PMセンサ再生処理」ともいう。   A temperature sensor U and a heater H are embedded in the ceramic element C. The temperature sensor U detects the temperature in the vicinity of the electrodes T1 and T2 as the PM sensor temperature, and outputs the detection result to the ECU 100. The heater H is configured to be energized via a power supply circuit or the like. The heater H generates heat and heats the sensor element 81 by energization from a power supply circuit or the like, and burns and removes PM deposited between the electrodes T1 and T2. Hereinafter, the process of energizing the heater H and removing the PM deposited between the electrodes T1 and T2 is also referred to as “PM sensor regeneration process”.

PMセンサ80は、ECU100に電気的に接続されている。そして、PMセンサ80は、電極T1,T2間の電気抵抗に応じた電流IをECU100に出力する。ECU100は、PMセンサ80が出力する電流I(以下「PMセンサ出力I」ともいう)に基づいて、排気中のPM量を検出することができる。具体的には、PMセンサ80によるPM検出は、PMセンサ再生処理を行った直後から開始される。PMセンサ再生処理直後は、電極T1,T2間にPMが堆積していないため、電極T1,T2間は絶縁されており、PMセンサ出力Iはゼロとなる。   PM sensor 80 is electrically connected to ECU 100. PM sensor 80 then outputs to ECU 100 a current I corresponding to the electrical resistance between electrodes T1 and T2. ECU 100 can detect the amount of PM in the exhaust based on current I output from PM sensor 80 (hereinafter also referred to as “PM sensor output I”). Specifically, the PM detection by the PM sensor 80 is started immediately after the PM sensor regeneration process is performed. Immediately after the PM sensor regeneration process, PM is not deposited between the electrodes T1 and T2, so that the electrodes T1 and T2 are insulated, and the PM sensor output I becomes zero.

そして、排気がPMセンサ80内に取り込まれていくことで、電極T1,T2間に徐々にPMが堆積していく。PMセンサ80の電極T1,T2間に堆積するPMの量(以下、単に「PM堆積量A」ともいう)が少ない状態では、電極T1,T2間に堆積したPMによる導通パスがまだ形成されず、したがって、電極T1,T2間はまだ絶縁された状態にあり、PMセンサ出力Iはゼロのままである。その後、電極T1,T2間にPMが更に堆積し、PM堆積量Aが一定量に達すると、堆積したPMによって電極T1,T2間に導通パスが形成される。このような導通パスが形成されると、電極T1,T2間の電気抵抗が下がり、PMセンサ出力Iが増加し始める。そして、PM堆積量Aが多くなるほど、導通パスが大きくなり、電極T1,T2間の電気抵抗が更に下がっていくため、PMセンサ出力Iはより大きくなる。   And exhaust_gas | exhaustion is taken in in the PM sensor 80, and PM accumulates gradually between electrodes T1, T2. In a state where the amount of PM deposited between the electrodes T1 and T2 of the PM sensor 80 (hereinafter also simply referred to as “PM deposition amount A”) is small, a conduction path due to the PM deposited between the electrodes T1 and T2 is not yet formed. Therefore, the electrodes T1 and T2 are still insulated, and the PM sensor output I remains zero. Thereafter, PM is further deposited between the electrodes T1 and T2, and when the PM deposition amount A reaches a certain amount, a conduction path is formed between the electrodes T1 and T2 by the deposited PM. When such a conduction path is formed, the electrical resistance between the electrodes T1 and T2 decreases, and the PM sensor output I begins to increase. As the PM deposition amount A increases, the conduction path increases and the electrical resistance between the electrodes T1 and T2 further decreases, so the PM sensor output I increases.

上述のフィルタ異常判定処理は、PMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きいか否かに基づいて行なわれる。フィルタ異常判定処理を効果的に行なうためには、PMセンサ80に所定期間PMを取り込み、フィルタ14の異常状態をPM堆積量に反映させる必要がある。そこで、ECU100は、エンジン10から排出されフィルタ14を通った排気の一部がPMセンサ80に取り込まれ、その取り込まれた排気に含まれるPMがセンサ素子81に堆積するとの前提で、センサ素子81へのPM堆積量の推定値(以下「推定PM堆積量Ae」ともいう)を算出する。そして、推定PM堆積量Aeが、効果的な異常判定が可能となるPM堆積量として設定された「判定値Ath」に到達したタイミングで、PMセンサ出力Iに基づいたフィルタ異常判定処理を行なう。したがって、フィルタ異常判定処理を精度よく行なうためには、推定PM堆積量Aeを精度よく算出することが重要である。   The filter abnormality determination process described above is performed based on whether or not the PM sensor output I is larger than the threshold value Ith. In order to effectively perform the filter abnormality determination process, it is necessary to capture PM for a predetermined period in the PM sensor 80 and reflect the abnormal state of the filter 14 in the PM accumulation amount. Therefore, the ECU 100 assumes that a part of the exhaust discharged from the engine 10 and passed through the filter 14 is taken into the PM sensor 80, and that the PM contained in the taken-out exhaust is deposited on the sensor element 81. An estimated value (hereinafter also referred to as “estimated PM deposition amount Ae”) of the PM deposition amount is calculated. Then, the filter abnormality determination process based on the PM sensor output I is performed at the timing when the estimated PM accumulation amount Ae reaches the “determination value Ath” set as the PM accumulation amount that enables effective abnormality determination. Therefore, in order to perform the filter abnormality determination process with high accuracy, it is important to calculate the estimated PM accumulation amount Ae with high accuracy.

ここで、単位時間あたりにPMがセンサ素子81に堆積する量(以下「PM堆積速度」ともいう)は、排気流速Vg、排気中の煤濃度Cs、および排気とPMセンサ80(センサ素子81)との温度差Dtに応じて変化する特性があることが、従来より知られている。   Here, the amount of PM deposited on the sensor element 81 per unit time (hereinafter also referred to as “PM deposition rate”) is the exhaust flow velocity Vg, the soot concentration Cs in the exhaust, and the exhaust and PM sensor 80 (sensor element 81). It has been conventionally known that there is a characteristic that changes according to the temperature difference Dt.

図4は、PM堆積速度と排気流速Vgとの対応関係の一例を模式的に示す図である。図4に示すように、排気流速Vgが大きいほど、センサ素子81に接触するPM量が多くなるため、PM堆積速度は大きくなる。   FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the correspondence relationship between the PM deposition rate and the exhaust flow velocity Vg. As shown in FIG. 4, the PM deposition rate increases as the exhaust flow velocity Vg increases, because the amount of PM that contacts the sensor element 81 increases.

図5は、PM堆積速度と排気中の煤濃度Csとの対応関係の一例を模式的に示す図である。図5に示すように、煤濃度Csが高いほど、排気中のPM量が多いため、PM堆積速度は大きくなる。   FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the correspondence relationship between the PM deposition rate and the soot concentration Cs in the exhaust gas. As shown in FIG. 5, the higher the soot concentration Cs, the greater the amount of PM in the exhaust gas, so the PM deposition rate increases.

図6は、PM堆積速度と、排気とPMセンサ80との温度差Dtとの対応関係の一例を模式的に示す図である。図6に示すように、温度差Dtが大きいほど、PMが熱泳動によって高温側の排気から低温側のセンサ素子81に吸い寄せられるため、PM堆積速度は大きくなる。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of the correspondence relationship between the PM deposition rate and the temperature difference Dt between the exhaust gas and the PM sensor 80. As shown in FIG. 6, the PM deposition rate increases as the temperature difference Dt increases, because PM is attracted from the high-temperature exhaust to the low-temperature sensor element 81 by thermophoresis.

従来においては、図4〜6に示される特性を踏まえ、排気流速Vg、煤濃度Cs、および温度差Dtをパラメータとして推定PM堆積速度Veを求め、推定PM堆積速度Veを積算することで推定PM堆積量Aeを求めるのが主流であった。   Conventionally, based on the characteristics shown in FIGS. 4 to 6, an estimated PM deposition rate Ve is obtained by using the exhaust flow velocity Vg, the soot concentration Cs, and the temperature difference Dt as parameters, and the estimated PM deposition rate Ve is integrated to estimate PM. The mainstream is to determine the deposition amount Ae.

しかしながら、本願の発明者等は、上述の図4〜6に示される特性は各パラメータが安定している定常状態における特性であり、各パラメータが変動する過渡状態においては、上述の図4〜6に示される特性を示さず、従来手法で算出された推定PM堆積量Aeは実際のPM堆積量Aからずれる可能性があることを実験等によって見出した。   However, the inventors of the present application have shown that the characteristics shown in FIGS. 4 to 6 are characteristics in a steady state where each parameter is stable, and in the transient state where each parameter fluctuates, the characteristics shown in FIGS. It was found by experiments and the like that the estimated PM deposition amount Ae calculated by the conventional method may deviate from the actual PM deposition amount A.

図7は、従来手法で算出された推定PM堆積量Aeが実測されたPM堆積量Aに対してずれている量の割合を、エンジン10の複数の運転パターンP1〜P8毎に示した図である。ここで、運転パターンP1〜P4は加速が比較的多く過渡状態の多い(定常走行の少ない)運転パターンであり、運転パターンP5〜P8は加速が比較的少なく定常走行の多い(過渡状態の多い)運転パターンである。図7から明らかであるように、過渡状態を多く含む運転パターンP1〜P4では、定常状態を多く含む運転パターンP5〜P8と比べて、従来手法で算出された推定PM堆積量Aeが実測されたPM堆積量Aからかなりずれていることが理解できる。   FIG. 7 is a diagram showing the ratio of the amount of deviation of the estimated PM accumulation amount Ae calculated by the conventional method with respect to the actually measured PM accumulation amount A for each of a plurality of operation patterns P1 to P8 of the engine 10. is there. Here, the driving patterns P1 to P4 are driving patterns with a relatively large acceleration and a large transient state (less steady running), and the driving patterns P5 to P8 have a relatively small acceleration and a lot of steady running (many transient states). It is a driving pattern. As is clear from FIG. 7, in the operation patterns P1 to P4 including many transient states, the estimated PM deposition amount Ae calculated by the conventional method was actually measured as compared with the operation patterns P5 to P8 including many steady states. It can be understood that there is a considerable deviation from the PM deposition amount A.

図8は、排気流速Vgが所定値V1で安定している定常状態における、PMセンサ80内への排気の取り込み状態を模式的に示す図である。定常状態においては、排気の取り込み量が比較的安定して確保される。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of intake of exhaust gas into the PM sensor 80 in a steady state where the exhaust gas flow velocity Vg is stable at the predetermined value V1. In a steady state, the intake amount of exhaust is relatively stably ensured.

図9は、排気流速Vgの増加中に一時的に所定値V1となった過渡状態(加速状態)における、PMセンサ80内への排気の取り込み状態を模式的に示す図である。過渡状態においては、排気流速Vgの変動によってPMセンサ80内への排気の取り込みが阻害され、その影響で、排気の取り込み量が定常状態に比べて少なくなる傾向にある。その結果、過渡状態においては、定常状態に比べて、センサ素子81でのPM堆積が良好に行なわれず、PM堆積速度が小さくなる。   FIG. 9 is a diagram schematically showing the state of intake of exhaust gas into the PM sensor 80 in a transient state (accelerated state) that temporarily becomes the predetermined value V1 while the exhaust flow velocity Vg is increasing. In the transient state, the intake of the exhaust gas into the PM sensor 80 is hindered by the fluctuation of the exhaust gas flow velocity Vg, and the intake amount of the exhaust gas tends to be smaller than that in the steady state due to the influence. As a result, in the transient state, the PM deposition on the sensor element 81 is not performed well and the PM deposition rate is lower than in the steady state.

そこで、本実施の形態によるECU100は、排気流速の変化速度ΔVgを算出し、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超える場合、排気流速の変化速度ΔVgを用いて推定PM堆積速度Veを補正する「過渡補正」を行なう。これにより、過渡補正を行なわない場合に比べて、推定PM堆積速度Veが実際のPM堆積速度により近い値となる。その結果、過渡状態においても、推定PM堆積量Aeを精度よく算出することができる。   Therefore, the ECU 100 according to the present embodiment calculates the exhaust flow rate change rate ΔVg, and corrects the estimated PM deposition rate Ve using the exhaust flow rate change rate ΔVg when the exhaust flow rate change rate ΔVg exceeds the reference value Vth. Perform “transient correction”. As a result, the estimated PM deposition rate Ve becomes closer to the actual PM deposition rate than when no transient correction is performed. As a result, the estimated PM accumulation amount Ae can be accurately calculated even in a transient state.

図10は、ECU100がフィルタ異常判定処理を行なう際に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば、エンジン10の運転開始時に開始される。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure executed when the ECU 100 performs the filter abnormality determination process. This flowchart is started at the start of operation of the engine 10, for example.

まず、ECU100は、上述の「PMセンサ再生処理」を実行する(ステップS10)。これにより、PMセンサ80のセンサ素子81の電極T1,T2間に堆積しているPMが除去される。   First, the ECU 100 executes the “PM sensor regeneration process” described above (step S10). Thereby, PM deposited between the electrodes T1, T2 of the sensor element 81 of the PM sensor 80 is removed.

PMセンサ再生処理が終了すると、ECU100は、推定PM堆積速度Veを算出するためのパラメータである、排気流速Vg、煤濃度Cs、および温度差Dtを算出する(ステップS11)。   When the PM sensor regeneration process ends, the ECU 100 calculates the exhaust flow velocity Vg, the soot concentration Cs, and the temperature difference Dt, which are parameters for calculating the estimated PM deposition rate Ve (step S11).

たとえば、ECU100は、吸気流量Gaなどをパラメータとして排気流速Vgを算出する。また、ECU100は、エンジン回転速度Ne、燃料噴射弁20からの燃料噴射量などをパラメータとして煤濃度Csを算出する。また、ECU100は、排気の温度Ta〜Tcから推定される排気温度と、PMセンサ80内の温度センサUによって検出されたPMセンサ温度との差分を、温度差Dtとして算出する。   For example, the ECU 100 calculates the exhaust flow velocity Vg using the intake flow rate Ga or the like as a parameter. Further, the ECU 100 calculates the soot concentration Cs using the engine speed Ne, the fuel injection amount from the fuel injection valve 20, and the like as parameters. Further, the ECU 100 calculates a difference between the exhaust temperature estimated from the exhaust temperatures Ta to Tc and the PM sensor temperature detected by the temperature sensor U in the PM sensor 80 as a temperature difference Dt.

次いで、ECU100は、排気流速Vg、煤濃度Cs、および温度差Dtをパラメータとして推定PM堆積速度Veを算出する(ステップS12)。たとえば、ECU100は、上述の図4〜6に示した特性を考慮して作成されたマップ等を参照して、排気流速Vg、煤濃度Cs、および温度差Dtに対応する推定PM堆積速度Veを算出する。   Next, the ECU 100 calculates an estimated PM deposition rate Ve using the exhaust gas flow rate Vg, the soot concentration Cs, and the temperature difference Dt as parameters (step S12). For example, the ECU 100 refers to a map or the like created in consideration of the characteristics shown in FIGS. 4 to 6 described above, and determines the estimated PM deposition rate Ve corresponding to the exhaust gas flow rate Vg, the soot concentration Cs, and the temperature difference Dt. calculate.

次いで、ECU100は、排気流速の変化速度ΔVgを算出する(ステップS14)。たとえば、ECU100は、前回演算時の排気流速Vgと今回演算時の排気流速Vgとの差分から、排気流速の変化速度ΔVgを算出する。なお、排気流速の変化速度ΔVgの算出手法は、これに限定されない。たとえば、排気流速Vgはエンジン回転速度Neの変化や燃料噴射量の変化によって過渡状態となる点に鑑み、エンジン回転速度Neの変化および燃料噴射量の変化から排気流速の変化速度ΔVgを算出するようにしてもよい。   Next, the ECU 100 calculates a change rate ΔVg of the exhaust flow rate (step S14). For example, the ECU 100 calculates the change rate ΔVg of the exhaust flow velocity from the difference between the exhaust flow velocity Vg at the previous calculation and the exhaust flow velocity Vg at the current calculation. Note that the method for calculating the exhaust flow rate change rate ΔVg is not limited to this. For example, in view of the fact that the exhaust flow velocity Vg becomes a transient state due to a change in the engine rotational speed Ne or a change in the fuel injection amount, the exhaust flow velocity change rate ΔVg is calculated from the change in the engine rotational speed Ne and the change in the fuel injection amount. It may be.

次いで、ECU100は、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超えているか否かを判定する(ステップS20)。ここで、基準値Vthは、排気流速の変化速度ΔVeが大きくなることで、PMセンサ80内への排気の取り込み不良が生じ、それにより、図4に示す特性からの乖離が生じることを判定するためのしきい値である。   Next, the ECU 100 determines whether or not the exhaust gas flow rate change rate ΔVg exceeds the reference value Vth (step S20). Here, the reference value Vth is determined that the exhaust gas intake failure into the PM sensor 80 is caused by the change rate ΔVe of the exhaust gas flow rate being increased, thereby causing a deviation from the characteristics shown in FIG. For the threshold.

排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超えていない場合(ステップS20においてNO)、PMセンサ80内への排気取り込み不良は生じておらず、図4に示す特性からの乖離は生じていないため、ECU100は、過渡補正処理(ステップS22,S24)をスキップして、処理をS26に移行する。   If the change rate ΔVg of the exhaust flow rate does not exceed the reference value Vth (NO in step S20), there is no exhaust intake failure into the PM sensor 80, and there is no deviation from the characteristics shown in FIG. The ECU 100 skips the transient correction process (steps S22 and S24), and proceeds to S26.

一方、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超えている場合(ステップS20においてYES)、PMセンサ80内への排気取り込み不良により図4に示す特性からの乖離が生じていることが想定されるため、ECU100は、ステップS12で算出した推定PM堆積速度Veを排気流速の変化速度ΔVgを用いて補正する(ステップS22,S24)。   On the other hand, when the change rate ΔVg of the exhaust flow rate exceeds the reference value Vth (YES in step S20), it is assumed that there is a deviation from the characteristics shown in FIG. 4 due to exhaust intake failure into the PM sensor 80. Therefore, the ECU 100 corrects the estimated PM deposition speed Ve calculated in step S12 using the exhaust flow velocity change speed ΔVg (steps S22 and S24).

具体的には、ECU100は、排気流速の変化速度ΔVgに基づいて、過渡補正係数Kgを算出する(ステップS22)。この過渡補正係数Kgは、排気流速の変化速度ΔVgによる影響を、ステップS12で算出した推定PM堆積量Aeに反映させるための係数である。   Specifically, the ECU 100 calculates a transient correction coefficient Kg based on the exhaust flow rate change rate ΔVg (step S22). This transient correction coefficient Kg is a coefficient for reflecting the influence of the exhaust flow rate change rate ΔVg on the estimated PM accumulation amount Ae calculated in step S12.

図11は、排気流速の変化速度ΔVgと過渡補正係数Kgとの対応関係を示す図である。排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthである場合には過渡補正係数Kgは「1.0」に設定され、排気流速の変化速度ΔVgが大きくなるほど過渡補正係数Kgは小さくなるように設定される。これは、排気流速の変化速度ΔVgが大きいほど、PMセンサ80内への排気の取り込みが阻害され、PM堆積速度が小さくなるという特性を反映したものである。たとえば、ECU100は、図11に示した対応関係を考慮して作成されたマップ等を参照して、排気流速の変化速度ΔVgに対応する過渡補正係数Kgを算出する。   FIG. 11 is a diagram showing a correspondence relationship between the change rate ΔVg of the exhaust flow rate and the transient correction coefficient Kg. When the exhaust flow rate change rate ΔVg is the reference value Vth, the transient correction coefficient Kg is set to “1.0”, and the transient correction factor Kg is set to be smaller as the exhaust flow rate change rate ΔVg increases. . This reflects the characteristic that, as the change rate ΔVg of the exhaust gas flow rate increases, the intake of the exhaust gas into the PM sensor 80 is hindered and the PM deposition rate decreases. For example, the ECU 100 calculates a transient correction coefficient Kg corresponding to the change rate ΔVg of the exhaust flow velocity with reference to a map or the like created in consideration of the correspondence shown in FIG.

図10に戻って、過渡補正係数Kgの算出後、ECU100は、過渡補正係数Kgを用いて、ステップS12で算出した推定PM堆積速度Veを補正する「過渡補正」を行なう(ステップS24)。具体的には、ECU100は、ステップS12で算出した推定PM堆積速度VeにステップS22で算出した過渡補正係数Kgを乗じた値を、過渡補正後の推定PM堆積速度Veとする。   Returning to FIG. 10, after calculating the transient correction coefficient Kg, the ECU 100 performs “transient correction” for correcting the estimated PM deposition rate Ve calculated in step S12 using the transient correction coefficient Kg (step S24). Specifically, the ECU 100 sets a value obtained by multiplying the estimated PM deposition rate Ve calculated in step S12 by the transient correction coefficient Kg calculated in step S22 as the estimated PM deposition rate Ve after the transient correction.

次いで、ECU100は、ステップS22あるいはステップS26において算出された推定PM堆積速度Ve、および次式(1)を用いて、推定PM堆積量Aeを算出する(ステップS26)。   Next, the ECU 100 calculates the estimated PM deposition amount Ae using the estimated PM deposition speed Ve calculated in step S22 or step S26 and the following equation (1) (step S26).

Ae(n)=Ae(n−1)+Ve・Δt …(1)
式(1)において、「Ae(n)」は今回の演算で算出される推定PM堆積量Aeであり、「Ae(n−1)」は前回の演算時に算出された推定PM堆積量Aeである。「Δt」は前回の演算時から今回の演算時までの経過時間である。
Ae (n) = Ae (n−1) + Ve · Δt (1)
In Expression (1), “Ae (n)” is the estimated PM accumulation amount Ae calculated in the current calculation, and “Ae (n−1)” is the estimated PM accumulation amount Ae calculated in the previous calculation. is there. “Δt” is the elapsed time from the previous calculation to the current calculation.

次いで、ECU100は、ステップS26において算出された推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達したか否かを判定する(ステップS30)。ここで、判定値Athは、上述したように、効果的なフィルタ異常判定処理が可能となるPM堆積量として設定された値である。   Next, the ECU 100 determines whether or not the estimated PM accumulation amount Ae (n) calculated in step S26 has reached the determination value Ath (step S30). Here, as described above, the determination value Ath is a value set as a PM accumulation amount that enables effective filter abnormality determination processing.

推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達していない場合(ステップS30においてNO)、ECU100は、処理をステップS11に戻し、推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達するまでステップS11〜S30の処理を繰り返す。   If estimated PM accumulation amount Ae (n) has not reached determination value Ath (NO in step S30), ECU 100 returns the process to step S11, and steps until estimated PM accumulation amount Ae (n) reaches determination value Ath. The processes of S11 to S30 are repeated.

推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達した場合(ステップS30においてYES)、ECU100は、上述のフィルタ異常判定処理を行なう(ステップS40〜S44)。   When estimated PM accumulation amount Ae (n) reaches determination value Ath (YES in step S30), ECU 100 performs the above-described filter abnormality determination process (steps S40 to S44).

具体的には、ECU100は、PMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きいか否かを判定する(ステップS40)。PMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きい場合(ステップS40においてYES)、ECU100は、フィルタ14が異常であると判定する(ステップS42)。PMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも小さい場合(ステップS40においてNO)、ECU100は、フィルタ14が正常であると判定する(ステップS44)。   Specifically, ECU 100 determines whether PM sensor output I is larger than threshold value Ith (step S40). When PM sensor output I is larger than threshold value Ith (YES in step S40), ECU 100 determines that filter 14 is abnormal (step S42). When PM sensor output I is smaller than threshold value Ith (NO in step S40), ECU 100 determines that filter 14 is normal (step S44).

なお、ステップS40において、推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達したタイミングよりもPMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きくなったタイミングのほうが早いか否かを判定するようにしてもよい。この場合、ECU100は、推定PM堆積量Ae(n)が判定値Athに達したタイミングよりもPMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きくなったタイミングが早い場合にフィルタ14が異常であると判定し、そうでない場合にフィルタ14が正常であると判定することができる。   In step S40, it is determined whether or not the timing at which the PM sensor output I becomes larger than the threshold value Ith is earlier than the timing at which the estimated PM deposition amount Ae (n) reaches the determination value Ath. May be. In this case, the ECU 100 determines that the filter 14 is abnormal when the timing at which the PM sensor output I becomes larger than the threshold value Ith is earlier than the timing at which the estimated PM accumulation amount Ae (n) reaches the determination value Ath. If not, it can be determined that the filter 14 is normal.

図12は、急加速が少ない運転パターンにおけるエンジン回転速度Ne、排気流速Vg、推定PM堆積速度Ve、推定PM堆積量Ae、およびPMセンサ出力Iの変化の一例を示す図である。急加速が少ない場合には、排気流速Vgは急激には変化せず、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超え難い。そのため、推定PM堆積速度Veの過渡補正はほとんど行なわれず、推定PM堆積速度Veは従来どおり定常状態の特性を用いて算出される値となる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of changes in the engine rotation speed Ne, the exhaust gas flow velocity Vg, the estimated PM deposition speed Ve, the estimated PM deposition amount Ae, and the PM sensor output I in an operation pattern with little rapid acceleration. When the rapid acceleration is small, the exhaust flow velocity Vg does not change abruptly, and the exhaust flow velocity change speed ΔVg hardly exceeds the reference value Vth. Therefore, the transient correction of the estimated PM deposition rate Ve is hardly performed, and the estimated PM deposition rate Ve is a value calculated using the steady state characteristics as usual.

なお、図12に示す例では、時刻t1において推定PM堆積量Aeが判定値Athに達し、このタイミングでPMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きいため、フィルタ14が異常であると判定される。   In the example shown in FIG. 12, the estimated PM accumulation amount Ae reaches the determination value Ath at time t1, and the PM sensor output I is larger than the threshold value Ith at this timing, so that it is determined that the filter 14 is abnormal. The

図13は、急加速が多い運転パターンにおける、エンジン回転速度Ne、排気流速Vg、推定PM堆積速度Ve、推定PM堆積量Ae、およびPMセンサ出力Iの変化の一例を示す図である。急加速が多い場合には、排気流速Vgが急激に変化し、この影響でPMセンサ80内部への排気の取り込みが好適に行なわれず、実際のPM堆積速度は低下する。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of changes in the engine rotation speed Ne, the exhaust flow velocity Vg, the estimated PM deposition speed Ve, the estimated PM deposition amount Ae, and the PM sensor output I in an operation pattern in which rapid acceleration is frequent. When there is a lot of rapid acceleration, the exhaust flow velocity Vg changes abruptly. Due to this influence, the exhaust gas is not taken into the PM sensor 80, and the actual PM deposition rate decreases.

それにも関わらず、推定PM堆積速度Veが従来のように定常状態の特性のみを用いて算出される(一点鎖線)と、推定PM堆積速度Veが実際のPM堆積速度よりも大きくなってしまう。その結果、推定PM堆積量Aeが早期に判定値Athに達してしまい、フィルタ異常判定処理が適切なタイミングよりも早い時刻t11で実行されてしまう。すなわち、時刻t11においては、センサ素子81でのPM堆積が十分に行なわれない状況である。そのため、仮に時刻t11でフィルタ異常判定処理が行なわれると、実際にはフィルタ14が異常であるにも関わらず、誤って正常であると判定されることが懸念される。   Nevertheless, if the estimated PM deposition rate Ve is calculated using only steady-state characteristics as in the past (one-dot chain line), the estimated PM deposition rate Ve becomes larger than the actual PM deposition rate. As a result, the estimated PM accumulation amount Ae reaches the determination value Ath at an early stage, and the filter abnormality determination process is executed at time t11 earlier than the appropriate timing. That is, at time t11, PM deposition on the sensor element 81 is not sufficiently performed. Therefore, if the filter abnormality determination process is performed at time t11, there is a concern that it may be erroneously determined to be normal although the filter 14 is actually abnormal.

これに対し、本実施の形態によるECU100は、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超える毎に、排気流速の変化速度ΔVgを用いた推定PM堆積量Aeの過渡補正を行なう。その結果、推定PM堆積量Aeの過渡補正を行なわない従来値(一点鎖線)に比べて、推定PM堆積量Aeが実際のPM堆積速度に近い値となる。その結果、推定PM堆積量Aeが緩やかに増加することになり、実際のPM堆積量により近い値となる。これにより、上述のような誤判定を回避することができる。   In contrast, the ECU 100 according to the present embodiment performs transient correction of the estimated PM accumulation amount Ae using the exhaust flow velocity change speed ΔVg every time the exhaust flow speed change speed ΔVg exceeds the reference value Vth. As a result, the estimated PM deposition amount Ae is close to the actual PM deposition rate as compared to the conventional value (one-dot chain line) in which the transient correction of the estimated PM deposition amount Ae is not performed. As a result, the estimated PM accumulation amount Ae gradually increases and becomes a value closer to the actual PM accumulation amount. Thereby, the erroneous determination as described above can be avoided.

なお、図13に示す例では、過渡補正後の推定PM堆積量Ae(実線)が時刻t12にて判定値Athに達し、このタイミングでPMセンサ出力Iがしきい値Ithよりも大きいため、フィルタ14が異常であると判定される。   In the example shown in FIG. 13, the estimated PM accumulation amount Ae (solid line) after the transient correction reaches the determination value Ath at time t12, and the PM sensor output I is larger than the threshold value Ith at this timing. 14 is determined to be abnormal.

以上のように、本実施の形態によるECU100は、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超える過渡状態である場合、排気流速の変化速度ΔVgを用いて、推定PM堆積量Aeの算出に用いられる推定PM堆積速度Veを補正する「過渡補正」を行なう。これにより、過渡補正後の推定PM堆積速度Veは、過渡補正を行なわない場合に比べて、実際のPM堆積速度により近い値となる。そして、ECU100は、過渡補正後の推定PM堆積速度Veを用いて推定PM堆積量Aeを算出する。その結果、過渡状態であっても、推定PM堆積量Aeを精度よく算出することができる。   As described above, the ECU 100 according to the present embodiment uses the exhaust flow velocity change rate ΔVg to calculate the estimated PM deposition amount Ae when the exhaust flow velocity change rate ΔVg is in a transient state exceeding the reference value Vth. The "transient correction" is performed to correct the estimated PM deposition rate Ve. As a result, the estimated PM deposition rate Ve after the transient correction becomes closer to the actual PM deposition rate than when the transient correction is not performed. Then, the ECU 100 calculates the estimated PM deposition amount Ae using the estimated PM deposition speed Ve after the transient correction. As a result, the estimated PM deposition amount Ae can be accurately calculated even in a transient state.

<変形例1>
上述の実施の形態においては、排気流速の変化速度ΔVgが大きいほど過渡補正係数Kgを小さくする例を示した(図11参照)。これは、上述の実施の形態におけるPMセンサ80が排気流速の変化速度ΔVgが大きいほどPM堆積速度が小さくなるという特性を有することに鑑み、この特性を過渡補正係数Kgに反映させたものである。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, the example in which the transient correction coefficient Kg is decreased as the change rate ΔVg of the exhaust flow rate is increased (see FIG. 11). This is because the PM sensor 80 in the above-described embodiment has a characteristic that the PM deposition rate becomes smaller as the exhaust gas flow rate change rate ΔVg becomes larger, and this characteristic is reflected in the transient correction coefficient Kg. .

しかしながら、PMセンサ80の内カバー82および外カバー83の形状、センサ素子81の配置等によっては、排気流速の変化速度ΔVgが大きいほど、PM堆積速度が大きくなるという特性になることも考えられる。このような場合には、その特性に合わせて、排気流速の変化速度ΔVgが大きいほど過渡補正係数Kgを大きくするように設定すればよい。   However, depending on the shape of the inner cover 82 and the outer cover 83 of the PM sensor 80, the arrangement of the sensor element 81, and the like, it may be considered that the PM deposition rate increases as the exhaust flow rate change rate ΔVg increases. In such a case, according to the characteristics, the transient correction coefficient Kg may be set to increase as the exhaust flow rate change rate ΔVg increases.

図14は、本変形例1における、排気流速の変化速度ΔVgと過渡補正係数Kgとの対応関係を示す図である。この例では、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthである場合に過渡補正係数Kgは「1.0」に設定され、排気流速の変化速度ΔVgが大きくなるほど過渡補正係数Kgは大きくなるように設定される。   FIG. 14 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the change rate ΔVg of the exhaust flow velocity and the transient correction coefficient Kg in the first modification. In this example, the transient correction coefficient Kg is set to “1.0” when the exhaust flow velocity change speed ΔVg is the reference value Vth, and the transient correction coefficient Kg increases as the exhaust flow speed change speed ΔVg increases. Is set.

<変形例2>
上述の実施の形態においては、排気流速の変化速度ΔVgが基準値Vthを超える場合に、排気流速の変化速度ΔVgに応じた過渡補正係数Kgを算出し、過渡補正係数Kgを用いて推定PM堆積速度Veを補正する例を示した。しかしながら、推定PM堆積速度Veを補正するパラメータは、排気流速の変化速度ΔVgに限定されない。
<Modification 2>
In the above-described embodiment, when the exhaust flow velocity change rate ΔVg exceeds the reference value Vth, the transient correction coefficient Kg corresponding to the exhaust flow velocity change rate ΔVg is calculated, and the estimated PM accumulation is performed using the transient correction coefficient Kg. An example of correcting the speed Ve has been shown. However, the parameter for correcting the estimated PM deposition rate Ve is not limited to the exhaust flow rate change rate ΔVg.

たとえば、推定PM堆積速度Veを補正するパラメータを、排気流速の変化速度ΔVgに代えて、排気中の煤濃度の変化速度ΔCsとしてもよい。すなわち、煤濃度の変化速度ΔCsが基準値Cthを超える場合に、煤濃度の変化速度ΔCsに応じた過渡補正係数Kcを算出し、過渡補正係数Kcを用いて推定PM堆積速度Veを補正するようにしてもよい。   For example, the parameter for correcting the estimated PM deposition rate Ve may be the change rate ΔCs of the soot concentration in the exhaust instead of the change rate ΔVg of the exhaust flow rate. That is, when the soot concentration change rate ΔCs exceeds the reference value Cth, a transient correction coefficient Kc corresponding to the soot concentration change rate ΔCs is calculated, and the estimated PM deposition rate Ve is corrected using the transient correction coefficient Kc. It may be.

図15は、煤濃度の変化速度ΔCsと過渡補正係数Kcとの対応関係の一例を示す図である。この例では、煤濃度の変化速度ΔCsが基準値Cthである場合に過渡補正係数Kcが「1.0」に設定され、煤濃度の変化速度ΔCsが大きくなるほど過渡補正係数Kcは小さい値に設定される。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the change rate ΔCs of the soot concentration and the transient correction coefficient Kc. In this example, when the soot concentration change rate ΔCs is the reference value Cth, the transient correction coefficient Kc is set to “1.0”, and as the soot concentration change rate ΔCs increases, the transient correction coefficient Kc is set to a smaller value. Is done.

また、推定PM堆積速度Veを補正するパラメータを、排気流速の変化速度ΔVgに代えて、排気とPMセンサ80(センサ素子81)との温度差の変化速度ΔDtとしてもよい。すなわち、温度差の変化速度ΔDtが基準値Dthを超える場合に、温度差の変化速度ΔDtに応じた過渡補正係数Ktを算出し、過渡補正係数Ktを用いて推定PM堆積速度Veを補正するようにしてもよい。   Further, the parameter for correcting the estimated PM deposition rate Ve may be the change rate ΔDt of the temperature difference between the exhaust gas and the PM sensor 80 (sensor element 81), instead of the change rate ΔVg of the exhaust gas flow rate. That is, when the temperature difference change rate ΔDt exceeds the reference value Dth, the transient correction coefficient Kt corresponding to the temperature difference change rate ΔDt is calculated, and the estimated PM deposition rate Ve is corrected using the transient correction coefficient Kt. It may be.

図16は、温度差の変化速度ΔDtと過渡補正係数Ktとの対応関係の一例を示す図である。この例では、温度差の変化速度ΔDtが基準値Dthである場合に過渡補正係数Ktは「1.0」に設定され、温度差の変化速度ΔDtが大きくなるほど過渡補正係数Ktは小さい値に設定される。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the temperature difference change rate ΔDt and the transient correction coefficient Kt. In this example, when the temperature difference change rate ΔDt is the reference value Dth, the transient correction coefficient Kt is set to “1.0”, and as the temperature difference change rate ΔDt increases, the transient correction coefficient Kt is set to a smaller value. Is done.

また、推定PM堆積速度Veを補正するパラメータを、排気流速の変化速度ΔVgに代えて、排気中の煤濃度の変化速度ΔCsおよび温度差の変化速度ΔDtとしてもよい。   The parameters for correcting the estimated PM deposition rate Ve may be a soot concentration change rate ΔCs and a temperature difference change rate ΔDt in the exhaust gas instead of the exhaust gas flow rate change rate ΔVg.

<変形例3>
また、排気流速の変化速度ΔVgに応じた過渡補正係数Kg(図11あるいは図14参照)、煤濃度の変化速度ΔCsに応じた過渡補正係数Kc(図15参照)、温度差の変化速度ΔDtに応じた過渡補正係数Kt(図16参照)を算出し、これらの3つの過渡補正係数のうちの最小値あるいは最大値を用いて、推定PM堆積速度Veを補正するようにしてもよい。
<Modification 3>
Further, the transient correction coefficient Kg (see FIG. 11 or FIG. 14) corresponding to the exhaust flow rate change rate ΔVg, the transient correction coefficient Kc (see FIG. 15) corresponding to the soot concentration change rate ΔCs, and the temperature difference change rate ΔDt. A corresponding transient correction coefficient Kt (see FIG. 16) may be calculated, and the estimated PM deposition rate Ve may be corrected using the minimum value or the maximum value of these three transient correction coefficients.

図17は、本変形例によるECU100がフィルタ異常判定処理を行なう際に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、上述の図10のフローチャートのステップS20〜S26を、ステップS50〜S52に変更したものである。その他のステップ(上述の図10に示したステップと同じ番号を付しているステップ)については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。   FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure executed when the ECU 100 according to the present modification performs a filter abnormality determination process. In this flowchart, steps S20 to S26 in the flowchart of FIG. 10 are changed to steps S50 to S52. Since the other steps (steps denoted by the same numbers as the steps shown in FIG. 10 described above) have already been described, detailed description thereof will not be repeated here.

ステップS12において推定PM堆積速度Veを算出した後、ECU100は、排気流速の変化速度ΔVg、煤濃度の変化速度ΔCs、温度差の変化速度ΔDtを算出する(ステップS50)。   After calculating the estimated PM deposition rate Ve in step S12, the ECU 100 calculates the exhaust flow rate change rate ΔVg, the soot concentration change rate ΔCs, and the temperature difference change rate ΔDt (step S50).

次いで、ECU100は、排気流速の変化速度ΔVg、煤濃度の変化速度ΔCs、温度差の変化速度ΔDtに基づいて、それぞれ過渡補正係数Kg,Kc,Ktを算出する(ステップS51)。ECU100は、上述の図11(あるいは図14)、図15、図16に示す対応関係から、それぞれ過渡補正係数Kg,Kc,Ktを算出する。   Next, the ECU 100 calculates transient correction coefficients Kg, Kc, Kt based on the exhaust flow rate change rate ΔVg, the soot concentration change rate ΔCs, and the temperature difference change rate ΔDt, respectively (step S51). ECU 100 calculates transient correction coefficients Kg, Kc, and Kt, respectively, from the correspondence relationships shown in FIG. 11 (or FIG. 14), FIG. 15, and FIG.

次いで、ECU100は、過渡補正係数Kg,Kc,Ktのうちの最大値max(Kg,Kc,Kt)を用いて、ステップS12で算出した推定PM堆積速度Veを補正する「過渡補正」を行なう(ステップS52)。具体的には、ECU100は、ステップS12で算出した推定PM堆積速度Veに、過渡補正係数Kg,Kc,Ktのうちの最大値max(Kg,Kc,Kt)を乗じた値を、補正後の推定PM堆積速度Veとする。   Next, the ECU 100 performs “transient correction” for correcting the estimated PM deposition rate Ve calculated in step S12 using the maximum value max (Kg, Kc, Kt) of the transient correction coefficients Kg, Kc, Kt ( Step S52). Specifically, the ECU 100 multiplies the estimated PM deposition rate Ve calculated in step S12 by the maximum value max (Kg, Kc, Kt) of the transient correction coefficients Kg, Kc, Kt after the correction. The estimated PM deposition rate Ve is used.

なお、過渡補正係数Kg,Kc,Ktのうちの最小値を用いて、推定PM堆積速度Veを補正するようにしてもよい。   The estimated PM deposition rate Ve may be corrected using the minimum value of the transient correction coefficients Kg, Kc, and Kt.

<変形例4>
また、排気中の煤濃度の変化速度ΔCsおよび温度差の変化速度ΔDtを用いて、推定PM堆積量Aeの算出に用いられる推定PM堆積速度Veではなく、推定PM堆積量Aeを直接的に補正するようにしてもよい。
<Modification 4>
Further, by using the change rate ΔCs of the soot concentration in the exhaust gas and the change rate ΔDt of the temperature difference, the estimated PM deposition amount Ae is directly corrected instead of the estimated PM deposition rate Ve used to calculate the estimated PM deposition amount Ae. You may make it do.

たとえば、ECU100は、排気中の煤濃度の変化速度ΔCsおよび温度差の変化速度ΔDtの少なくとも一方のパラメータがそれぞれに対応する基準値を超えたか否かを判定し、少なくとも一方のパラメータが対応する基準値を超えた場合、基準値を超えたパラメータを用いて推定PM堆積量Aeを直接的に補正するようにしてもよい。   For example, the ECU 100 determines whether or not at least one parameter of the soot concentration change rate ΔCs and the temperature difference change rate ΔDt in the exhaust gas exceeds a corresponding reference value, and the at least one parameter corresponds to the corresponding reference value. When the value is exceeded, the estimated PM deposition amount Ae may be directly corrected using a parameter exceeding the reference value.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present disclosure is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 エンジン、11 吸気通路、12 排気通路、13 酸化触媒、14 フィルタ、20 燃料噴射弁、30 燃料添加弁、40 エアフローメータ、50 エンジン回転速度センサ、60,61,62 温度センサ、80 PMセンサ、80a,80e 排気流路、80b,80c 端部、81 センサ素子、82 内カバー、83 外カバー、100 ECU、101 メモリ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine, 11 Intake passage, 12 Exhaust passage, 13 Oxidation catalyst, 14 Filter, 20 Fuel injection valve, 30 Fuel addition valve, 40 Air flow meter, 50 Engine rotational speed sensor, 60, 61, 62 Temperature sensor, 80 PM sensor, 80a, 80e exhaust flow path, 80b, 80c end, 81 sensor element, 82 inner cover, 83 outer cover, 100 ECU, 101 memory.

Claims (4)

エンジンの排気処理装置であって、
前記エンジン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、
前記排気通路における前記フィルタよりも下流の部分に設けられた検出素子を有し、前記検出素子への粒子状物質の堆積量であるPM堆積量に応じた信号を出力するPMセンサと、
前記排気通路中の排気の流速、前記排気中の煤濃度、前記排気と前記検出素子との温度差の少なくとも1つを用いて前記検出素子への粒子状物質の堆積速度を示すPM堆積速度を算出し、前記PM堆積速度を用いて前記検出素子への粒子状物質の堆積量の推定値である推定PM堆積量を算出可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記排気の流速の変化速度、前記煤濃度の変化速度、前記温度差の変化速度のうちの少なくとも1つのパラメータを算出し、算出された前記パラメータの値が当該パラメータに対応する基準値を超える場合には、前記対応する基準値を超えるパラメータに対応する補正係数を算出し、算出された前記補正係数を用いて前記PM堆積速度を補正する過渡補正を行ない、前記過渡補正によって補正された前記PM堆積速度を用いて前記推定PM堆積量を算出するように構成される、エンジンの排気処理装置。
An engine exhaust treatment device,
A filter provided in an exhaust passage of the engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A PM sensor having a detection element provided in a portion downstream of the filter in the exhaust passage, and outputting a signal corresponding to a PM deposition amount that is a deposition amount of particulate matter on the detection element;
Using at least one of the flow rate of exhaust in the exhaust passage, the soot concentration in the exhaust, and the temperature difference between the exhaust and the detection element, a PM deposition rate indicating the deposition rate of particulate matter on the detection element is obtained. And a control device configured to calculate an estimated PM deposition amount that is an estimated value of the particulate matter deposition amount on the detection element using the PM deposition rate,
The control device calculates at least one parameter of a change speed of the exhaust gas flow velocity, a change speed of the soot concentration, and a change speed of the temperature difference, and the calculated parameter value corresponds to the parameter. When the reference value is exceeded, a correction coefficient corresponding to the parameter exceeding the corresponding reference value is calculated, and a transient correction for correcting the PM deposition rate is performed using the calculated correction coefficient. An engine exhaust treatment apparatus configured to calculate the estimated PM deposition amount using the corrected PM deposition rate.
前記過渡補正は、前記排気の流速の変化速度が前記対応する基準値を超える場合に、前記排気の流速の変化速度が前記対応する基準値を超えない場合よりも前記PM堆積速度を小さい値に補正する処理を含む、請求項1に記載のエンジンの排気処理装置。   In the transient correction, when the change rate of the exhaust gas flow rate exceeds the corresponding reference value, the PM deposition rate is made smaller than when the change rate of the exhaust gas flow rate does not exceed the corresponding reference value. The engine exhaust processing apparatus according to claim 1, comprising a correction process. 前記制御装置は、前記過渡補正を行なう際に、前記排気の流速の変化速度、前記煤濃度の変化速度、前記温度差の変化速度のうちの2つ以上のパラメータを算出し、前記2つ以上のパラメータにそれぞれ対応する2つ以上の補正係数を算出し、算出された前記2つ以上の補正係数のうちの最小値あるいは最大値を用いて前記PM堆積速度を補正する、請求項1または2に記載のエンジンの排気処理装置。   When the transient correction is performed, the control device calculates two or more parameters of the exhaust gas flow rate change rate, the soot concentration change rate, and the temperature difference change rate, and the two or more parameters are calculated. 2 or more correction coefficients respectively corresponding to the parameters of the first and second correction coefficients are calculated, and the PM deposition rate is corrected using a minimum value or a maximum value of the calculated two or more correction coefficients. An engine exhaust treatment apparatus according to claim 1. エンジンの排気処理装置であって、
前記エンジン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、
前記排気通路における前記フィルタよりも下流の部分に設けられた検出素子を有し、前記検出素子への粒子状物質の堆積量であるPM堆積量に応じた信号を出力するPMセンサと、
前記排気中の煤濃度、および前記排気と前記検出素子との温度差の少なくとも一方を用いて前記検出素子への粒子状物質の堆積量の推定値である推定PM堆積量を算出可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記煤濃度の変化速度、前記温度差の変化速度の少なくとも一方のパラメータが当該パラメータに対応する基準値を超える場合、前記対応する基準値を超えるパラメータを用いて前記推定PM堆積量を補正する、エンジンの排気処理装置。
An engine exhaust treatment device,
A filter provided in an exhaust passage of the engine for collecting particulate matter in the exhaust;
A PM sensor having a detection element provided in a portion downstream of the filter in the exhaust passage, and outputting a signal corresponding to a PM deposition amount that is a deposition amount of particulate matter on the detection element;
The estimated PM deposition amount, which is an estimated value of the particulate matter deposition amount on the detection element, is calculated using at least one of the soot concentration in the exhaust gas and the temperature difference between the exhaust gas and the detection element. Control device,
When at least one of the change rate of the soot concentration and the change rate of the temperature difference exceeds a reference value corresponding to the parameter, the control device uses the parameter exceeding the corresponding reference value to deposit the estimated PM An engine exhaust treatment device that corrects the amount.
JP2017109832A 2017-06-02 2017-06-02 Engine exhaust treatment device Active JP6787255B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017109832A JP6787255B2 (en) 2017-06-02 2017-06-02 Engine exhaust treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017109832A JP6787255B2 (en) 2017-06-02 2017-06-02 Engine exhaust treatment device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018204517A true JP2018204517A (en) 2018-12-27
JP6787255B2 JP6787255B2 (en) 2020-11-18

Family

ID=64955365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017109832A Active JP6787255B2 (en) 2017-06-02 2017-06-02 Engine exhaust treatment device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6787255B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP6787255B2 (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101701536B1 (en) Method and device for monitoring a component arranged in an exhaust gas region of an internal combustion engine
JP5240679B2 (en) Detection device
JP5115873B2 (en) Particulate filter failure detection device
JP5344084B2 (en) Particulate filter failure detection apparatus and failure detection method
JP5338996B2 (en) Particulate matter detection device for internal combustion engine
US8656763B2 (en) Failure detection apparatus and failure detection method for a particulate filter
JP5833864B2 (en) Exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment control system for internal combustion engine
US9297324B2 (en) Detection apparatus
US20100018186A1 (en) Fault detection system for pm trapper
CN105402012A (en) Abnormality Diagnostic Device For A Particulate Filter
JP5582459B2 (en) Particulate matter detection device and particulate filter failure detection device
JP6137229B2 (en) Particulate filter abnormality diagnosis device
JP2004076589A (en) Filter control method and device
EP2459855B1 (en) Abnormality detection apparatus for particulate filter
JPWO2013175572A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US10287956B2 (en) Failure diagnosis apparatus for an exhaust gas purification system
JP5605112B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2012083121A (en) Particulate substance detection sensor
JP5924546B2 (en) Filter failure detection device
JP5737228B2 (en) Particulate matter detection system
JP6787255B2 (en) Engine exhaust treatment device
JP2013108452A (en) Device for detecting failure of filter
JP2017083288A (en) Filter failure detection device and particulate matter detection device
JP6098528B2 (en) Filter abnormality judgment system
WO2012095943A1 (en) Pm quantity detecting apparatus and apparatus for detecting failure of particulate filter

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190717

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201012

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6787255

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151