JP3511967B2 - Abnormality detection device for particulate filter - Google Patents

Abnormality detection device for particulate filter

Info

Publication number
JP3511967B2
JP3511967B2 JP2000021806A JP2000021806A JP3511967B2 JP 3511967 B2 JP3511967 B2 JP 3511967B2 JP 2000021806 A JP2000021806 A JP 2000021806A JP 2000021806 A JP2000021806 A JP 2000021806A JP 3511967 B2 JP3511967 B2 JP 3511967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
intake air
egr
exhaust
particulate filter
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000021806A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001207828A (en
Inventor
正明 小林
智幸 小野
広樹 松岡
隆雄 福間
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 Motor Corp
Original Assignee
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 Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000021806A priority Critical patent/JP3511967B2/en
Priority to DE10062022.1A priority patent/DE10062022B4/en
Priority to DE10066432A priority patent/DE10066432B4/en
Priority to FR0016337A priority patent/FR2802241B1/en
Publication of JP2001207828A publication Critical patent/JP2001207828A/en
Priority to FR0112458A priority patent/FR2813098B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3511967B2 publication Critical patent/JP3511967B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/04Filtering activity of particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パティキュレート
フィルタの異常、特に破損を検出するパティキュレート
フィルタの異常検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particulate filter abnormality detection device for detecting abnormality, particularly damage, of a particulate filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気、特にディーゼル機関の
排気にはカーボンを主成分とするパティキュレートマタ
ー(PM)が含まれている。これらのPMの大気への放
散を防止するために機関排気系にPMを捕集するパティ
キュレートフィルタ(DPF)を設ける技術が知られて
いる。DPFは、通常、金属メッシュ、多孔質セラミッ
ク等のフィルタエレメントを備えており、このフィルタ
エレメントに排気中のPMを捕集する。
2. Description of the Related Art Exhaust gas from internal combustion engines, especially exhaust gas from diesel engines, contains particulate matter (PM) containing carbon as a main component. There is known a technique of providing a particulate filter (DPF) for trapping PM in an engine exhaust system in order to prevent the emission of these PM into the atmosphere. The DPF is usually provided with a filter element such as a metal mesh or a porous ceramic, and the filter element collects PM in the exhaust gas.

【0003】ところが、DPFは機関運転による振動や
排気の高熱が加わる他、機関の停止、運転の繰り返しに
よる熱サイクル応力等が作用するため、割れ、破れ等の
破損が生じる場合がある。DPFに破損が生じると排気
中のPMはDPFに捕集されなくなりそのまま大気に放
出されてしまうため、周囲の環境を悪化させる問題があ
る。また、DPFに破損が生じた場合でも機関の運転自
体には何ら悪影響は生じない。このため、運転者はDP
Fに破損が生じても気がつかずにそのまま運転を継続す
る場合が多く、環境を更に悪化させる可能性がある。
However, the DPF is subject to vibrations due to engine operation, high heat of exhaust gas, and thermal cycle stress due to engine stop and repeated operation. When the DPF is damaged, the PM in the exhaust gas is not captured by the DPF and is released to the atmosphere as it is, which causes a problem of deteriorating the surrounding environment. Further, even if the DPF is damaged, the operation itself of the engine is not adversely affected. For this reason, the driver
In many cases, even if F is damaged, the operation is continued without being noticed, which may further deteriorate the environment.

【0004】このため、機関運転中にDPFの破損等の
異常を検出する異常検出装置が従来から提案されてい
る。この種のDPF異常検出装置としては、例えば特開
平8−121150号公報に記載されたものがある。同
公報の装置は、DPFのフィルタエレメントを収納する
フィルタケース内のフィルタエレメント下流側の位置に
音センサを配置し、この音センサで検出した音信号の大
きさが所定のしきい値を越えた場合にフィルタエレメン
トの破損が生じたと判定するものである。
For this reason, an abnormality detecting device for detecting an abnormality such as damage of the DPF during engine operation has been conventionally proposed. An example of this type of DPF abnormality detecting device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-121150. In the device of the publication, a sound sensor is arranged at a position on the filter element downstream side in a filter case accommodating a DPF filter element, and the sound signal detected by the sound sensor exceeds a predetermined threshold value. In this case, it is determined that the filter element is damaged.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
8−121150号公報の装置のように、音センサで検
出した音信号の大きさでDPFの破損の有無を判定する
ためには、DPFの破損の検出だけのために音センサと
音信号処理回路を設ける必要があり、装置自体が複雑化
するとともに装置コストが上昇する問題がある。また、
機関運転中には、運転状態に応じて種々のノイズが発生
するため、音信号のみによってDPFの破損の有無を検
出していると誤判定を生じやすくなる問題がある。
However, as in the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-121150, in order to determine whether the DPF is damaged or not based on the size of the sound signal detected by the sound sensor, the DPF Since it is necessary to provide a sound sensor and a sound signal processing circuit only for detecting damage, there is a problem that the device itself becomes complicated and the device cost rises. Also,
Since various noises are generated according to the operating state during engine operation, there is a problem that an erroneous determination is likely to occur if the presence or absence of damage to the DPF is detected only by the sound signal.

【0006】本発明は上記問題に鑑み、音センサ等の特
殊なセンサを設けることなく簡易かつ正確にDPFの破
損等の異常を検出することが可能なDPFの異常検出装
置を提供することを目的としている。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a DPF abnormality detecting device capable of easily and accurately detecting an abnormality such as DPF damage without providing a special sensor such as a sound sensor. I am trying.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレ
ートフィルタの破損の有無を検出するパティキュレート
フィルタの異常検出装置であって、機関排気系と機関吸
気系とを接続するEGR通路と、該EGR通路に配置さ
れたEGR弁と、機関吸入空気量を検出するとともに、
前記EGR弁開度を制御することにより、機関吸入空気
量が機関運転状態に応じて予め定められた目標吸入空気
量になるように前記EGR通路を通って排気系から吸気
系に還流する還流排気流量をフィードバック制御するE
GR制御手段と、パティキュレートフィルタが正常な状
態である基準状態において前記EGR制御手段による前
記還流排気流量のフィードバック制御が行なわれている
ときの、各機関運転状態での前記EGR弁開度である基
準EGR弁開度を予め記憶した記憶手段と、前記EGR
制御手段による前記還流排気流量のフィードバック制御
実施中にEGR弁開度を検出し、該検出した実際のEG
R弁開度が、前記記憶手段に記憶した現在の運転状態に
対応する前記基準EGR弁開度より大きい場合には、パ
ティキュレートフィルタに異常が生じたと判定する判定
手段と、を備えたパティキュレートフィルタの異常検出
装置が提供される。
According to the invention described in claim 1, there is provided a particulate filter abnormality detecting device for detecting whether or not a particulate filter arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine is damaged. While detecting the EGR passage connecting the engine exhaust system and the engine intake system, the EGR valve arranged in the EGR passage, and the engine intake air amount,
By controlling the EGR valve opening, the recirculation exhaust gas is recirculated from the exhaust system to the intake system through the EGR passage so that the engine intake air amount becomes a target intake air amount that is predetermined according to the engine operating state. E for feedback control of flow rate
It is the EGR valve opening degree in each engine operating state when the feedback control of the recirculated exhaust gas flow rate by the EGR control means is being performed in the reference state where the GR control means and the particulate filter are in a normal state. Storage means for storing the reference EGR valve opening degree in advance;
The EGR valve opening is detected during the feedback control of the recirculation exhaust flow rate by the control means, and the detected actual EG is detected.
When the R valve opening degree is larger than the reference EGR valve opening degree corresponding to the current operating state stored in the storage means, it is determined that an abnormality has occurred in the particulate filter, and the particulate means. A filter abnormality detection device is provided.

【0008】すなわち、請求項1の発明では、EGR制
御手段による還流排気(EGRガス)流量制御実施中の
EGR弁開度を検出し、この開度を機関の同一運転状態
における基準EGR弁開度と比較することによりDPF
の異常の有無を検出する。一般に、DPFが破損すると
DPFを通過する排気の圧損が急激に低下し、機関の排
気背圧が低下するため、EGR弁前後の圧力差が低下す
るようになる。ところが、本発明ではEGR弁はEGR
制御手段によりEGRガス量が一定になるように制御さ
れているため、機関排気背圧が低下するとEGRガス流
量を一定に維持するためにEGR弁の開度は増大され
る。
That is, according to the first aspect of the invention, the EGR valve opening degree during execution of the recirculation exhaust gas (EGR gas) flow rate control by the EGR control means is detected, and this opening degree is used as the reference EGR valve opening degree in the same operating state of the engine. DPF by comparing with
The presence or absence of abnormality is detected. Generally, when the DPF is damaged, the pressure loss of the exhaust gas passing through the DPF sharply decreases, and the exhaust back pressure of the engine decreases, so that the pressure difference across the EGR valve decreases. However, in the present invention, the EGR valve is the EGR valve.
Since the control means controls the EGR gas amount to be constant, when the engine exhaust back pressure decreases, the opening degree of the EGR valve is increased to maintain the EGR gas flow rate constant.

【0009】本発明では、基準状態、すなわちDPFが
正常な状態(例えばDPFに破損がなく、しかもDPF
にPMが捕集されていない状態)での機関運転時のEG
R制御実施中の各機関運転状態(例えば、機関回転数と
燃料噴射量)とそれに対応するEGR弁開度との関係を
予め記憶した記憶手段が設けられている。機関の実際の
運転中、DPFが基準状態と同じ状態にあれば、EGR
制御実施中のEGR弁開度は基準状態における同一の機
関運転状態(例えば機関回転数、燃料噴射量が同一の運
転状態)での基準EGR弁開度と等しくなるはずであ
る。
In the present invention, the reference state, that is, the DPF is in a normal state (for example, the DPF is not damaged, and the DPF is
EG during engine operation when PM is not collected in
A storage unit is provided that stores in advance the relationship between each engine operating state (for example, engine speed and fuel injection amount) during R control and the corresponding EGR valve opening degree. If the DPF is in the same state as the reference state during the actual operation of the engine, the EGR
The EGR valve opening during control is supposed to be equal to the reference EGR valve opening in the same engine operating state in the reference state (for example, operating state in which the engine speed and the fuel injection amount are the same).

【0010】一方、DPFの破損が生じていればEGR
弁開度はDPFの破損が生じていない場合に較べて増大
する。このため、実際のEGR弁開度が同一の機関運転
状態に対応する基準EGR弁開度より大きくなっている
場合にはDPFに破損等の異常が生じたと判定すること
ができる。本発明では、上記に着目して音センサ等を用
いることなく簡易かつ正確にDPFの異常が検出され
る。
On the other hand, if the DPF is damaged, the EGR
The valve opening is increased as compared with the case where the DPF is not damaged. Therefore, when the actual EGR valve opening is larger than the reference EGR valve opening corresponding to the same engine operating state, it can be determined that an abnormality such as damage to the DPF has occurred. In the present invention, focusing on the above, the DPF abnormality can be detected simply and accurately without using a sound sensor or the like.

【0011】請求項2に記載の発明によれば、内燃機関
の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタの破
損の有無を検出するパティキュレートフィルタの異常検
出装置であって、機関排気系に配置され機関排気流に駆
動される排気タービンと機関吸気系に配置され機関吸入
空気を昇圧する圧縮機とを備えた排気過給機と、機関吸
気温度を検出する吸気温度検出手段と、パティキュレー
トフィルタが正常な状態である基準状態における、各機
関運転状態での吸気温度である基準吸気温度を予め記憶
した記憶手段と、機関運転中に、前記吸気温度検出手段
により検出した機関吸気温度が、前記記憶手段に記憶し
た機関吸入空気量を含む現在の機関運転状態に対応する
前記基準吸気温度より高い場合には、パティキュレート
フィルタに異常が生じたと判定する判定手段と、を備え
たパティキュレートフィルタの異常検出装置が提供され
る。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a particulate filter abnormality detecting device for detecting the presence or absence of damage of the particulate filter arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine, which is arranged in the engine exhaust system. An exhaust turbocharger equipped with an exhaust turbine driven by the engine exhaust flow and a compressor arranged in the engine intake system to boost the engine intake air, an intake air temperature detection means for detecting the engine intake air temperature, and a particulate filter A storage unit that stores in advance a reference intake air temperature that is an intake air temperature in each engine operating state in a normal state, which is a normal state, and an engine intake air temperature detected by the intake air temperature detecting unit during engine operation are stored in the storage unit. When the temperature is higher than the reference intake air temperature corresponding to the current engine operating state including the engine intake air amount stored in the means, there is an abnormality in the particulate filter. A determination unit that Flip, the abnormality detecting apparatus of the particulate filter with is provided.

【0012】すなわち、請求項2の発明では機関吸気温
度を基準状態における同一の運転状態での基準吸気温度
と比較することによりDPFの異常を検出する。なお、
本明細書では、機関吸気とは機関吸気管の機関入口(吸
気ポート)における温度を意味し、機関吸入空気とは機
関吸気管入口における新気を意味する。前述したよう
に、DPFに破損が生じるとDPFを通過する排気の圧
損が急激に低下する。このため、排気タービンを有する
過給機を備えた機関では同一の機関運転条件であって
も、DPFに破損が生じた場合にはDPFが正常な場合
に較べて排気タービンに与えられる排気エネルギは増大
する。例えば、DPFが排気タービン上流側の排気通路
に配置されている場合には、DPFの圧損が低下すると
排気タービン入口の排気圧力は上昇し、排気タービンの
膨張比は増大する。また、DPFが排気タービン下流側
の排気通路に配置されている場合も、DPFの圧損が低
下すると排気タービン出口の排気背圧が低下するため、
排気タービンの膨張比は増大する。このため、DPFの
位置にかかわらずDPFの破損が生じると排気タービン
の膨張比は増大し、過給機回転数が増大する。このた
め、過給機の圧縮機では過給圧が増大し圧縮機出口での
吸入空気温度が上昇する。このため、DPFの破損が生
じると機関吸気温度が上昇するようになる。
That is, according to the second aspect of the invention, the DPF abnormality is detected by comparing the engine intake air temperature with the reference intake air temperature in the same operating condition in the reference condition. In addition,
In this specification, the engine intake air means the temperature at the engine inlet (intake port) of the engine intake pipe, and the engine intake air means fresh air at the engine intake pipe inlet. As described above, when the DPF is damaged, the pressure loss of the exhaust gas passing through the DPF sharply decreases. For this reason, in an engine equipped with a supercharger having an exhaust turbine, even if the engine operating conditions are the same, the exhaust energy given to the exhaust turbine will be smaller when the DPF is damaged than when the DPF is normal. Increase. For example, when the DPF is arranged in the exhaust passage on the upstream side of the exhaust turbine, when the pressure loss of the DPF decreases, the exhaust pressure at the exhaust turbine inlet increases and the expansion ratio of the exhaust turbine increases. Also, when the DPF is arranged in the exhaust passage on the downstream side of the exhaust turbine, the exhaust back pressure at the exhaust turbine outlet decreases when the pressure loss of the DPF decreases.
The expansion ratio of the exhaust turbine increases. For this reason, if the DPF is damaged regardless of the position of the DPF, the expansion ratio of the exhaust turbine increases and the supercharger rotation speed increases. Therefore, in the compressor of the supercharger, the supercharging pressure increases and the intake air temperature at the compressor outlet rises. Therefore, if the DPF is damaged, the engine intake air temperature will rise.

【0013】本発明では、請求項1の場合と同様にDP
Fの基準状態、すなわちDPFが正常な状態で機関を運
転した場合の、吸入空気量を含む機関運転状態(例え
ば、吸入空気量と機関回転数、燃料噴射量)と機関吸気
温度との関係を記憶手段に予め記憶してある。機関の実
際の運転中、DPFが基準状態と同じ状態にあれば、機
関吸気温度は同一の機関運転状態(例えば吸入空気量と
機関回転数、燃料噴射量が同一の運転状態)での基準吸
気温度と等しくなるはずである。
In the present invention, as in the case of claim 1, the DP
When the engine is operated in the standard condition of F, that is, when the DPF is normal, the relationship between the engine operating condition including the intake air amount (for example, intake air amount, engine speed, fuel injection amount) and engine intake temperature is shown. It is stored in advance in the storage means. If the DPF is in the same state as the reference state during the actual operation of the engine, the engine intake air temperature is the same as the reference intake air in the same engine operating state (for example, the operating state in which the intake air amount, engine speed, and fuel injection amount are the same). Should be equal to temperature.

【0014】一方、DPFの破損が生じていれば吸気温
度はDPFの破損が生じていない場合に較べて上昇す
る。このため、実際の吸気温度が吸入空気量を含む同一
の機関運転状態に対応する基準吸気温度より大きくなっ
ている場合にはDPFに破損等の異常が生じたと判定す
ることができる。なお、実際の機関吸気温度を吸入空気
量を含む同一の機関運転状態に対応する基準吸気温度と
比較するのは、機関回転数、燃料噴射量等が同一であっ
ても、機関の吸気絞り等により吸入空気量が変化すると
機関吸気温度が変化する場合があるからである。
On the other hand, if the DPF is damaged, the intake air temperature rises as compared with the case where the DPF is not damaged. Therefore, when the actual intake air temperature is higher than the reference intake air temperature corresponding to the same engine operating state including the intake air amount, it can be determined that the DPF has an abnormality such as damage. It should be noted that the actual engine intake air temperature is compared with the reference intake air temperature corresponding to the same engine operating state including the intake air amount even if the engine speed, the fuel injection amount, etc. are the same, the intake throttle of the engine, etc. This is because the engine intake air temperature may change when the intake air amount changes.

【0015】本発明では、請求項1と同様に音センサ等
を配置することなく簡易かつ正確にDPFの破損を検出
することが可能になる。また、本発明のDPF異常検出
はEGR弁開度を用いないため、例えばEGRを実施し
ない機関運転領域や、大量のEGRガスを還流させる領
域でEGR弁が全開状態に保持されるような運転領域に
おいても正確にDPFの異常が検出される。
In the present invention, similarly to the first aspect, it becomes possible to detect the damage of the DPF easily and accurately without disposing a sound sensor or the like. Further, since the DPF abnormality detection of the present invention does not use the EGR valve opening degree, for example, an engine operating region where EGR is not performed or an operating region where the EGR valve is held in a fully opened state in a region where a large amount of EGR gas is recirculated Also in the above, the DPF abnormality is accurately detected.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図1は、本発明を自動車用
ディーゼル機関に適用した実施形態の概略構成を説明す
る図である。図1において、1はディーゼル機関本体、
2は機関1の吸気通路、20は吸気通路2に設けられた
サージタンク、21はサージタンク20と各気筒の吸気
ポートとを接続する吸気枝管である。本実施形態では、
吸気通路2には吸気通路2を流れる吸入空気の流量を絞
る吸気絞り弁27、および吸気を冷却するインタクーラ
26が設けられている。吸気絞り弁27はソレノイド、
バキュームアクチュエータ等の適宜な形式のアクチュエ
ータ27aを備え、後述する電子制御ユニット(EC
U)30からの制御信号に応じた開度をとる。本実施形
態では、吸気絞り弁27は、例えば機関低回転時等に吸
気圧力を低下させて、後述するEGR通路33を通って
サージタンク20に還流する排気(EGRガス)量を増
大させるために用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile diesel engine. In FIG. 1, 1 is a diesel engine main body,
Reference numeral 2 is an intake passage of the engine 1, 20 is a surge tank provided in the intake passage 2, and 21 is an intake branch pipe connecting the surge tank 20 and the intake port of each cylinder. In this embodiment,
The intake passage 2 is provided with an intake throttle valve 27 that throttles the flow rate of intake air flowing through the intake passage 2 and an intercooler 26 that cools the intake air. The intake throttle valve 27 is a solenoid,
An electronic control unit (EC which will be described later) is provided with an actuator 27a of an appropriate type such as a vacuum actuator.
U) The opening degree according to the control signal from 30 is taken. In the present embodiment, the intake throttle valve 27 reduces the intake pressure, for example, when the engine is running at a low speed, to increase the amount of exhaust gas (EGR gas) that flows back to the surge tank 20 through the EGR passage 33 described later. Used.

【0017】図1に25で示すのは、吸気通路2の吸気
入口近傍に設けられたエアフローメータである。本実施
形態では、エアフローメータ25は熱線式流量計等のよ
うに、吸気通路2を流れる吸入空気の質量流量を測定可
能な形式のものが使用されている。吸気通路2に流入し
た大気は、エアフローメータ25を通過した後、排気過
給機(ターボチャージャ)35の圧縮機により昇圧さ
れ、吸気通路2に設けたインタクーラ26により冷却さ
れた後サージタンク20、枝管21を経て各気筒に吸入
される。
Reference numeral 25 in FIG. 1 denotes an air flow meter provided near the intake inlet of the intake passage 2. In the present embodiment, the air flow meter 25 is of a type that can measure the mass flow rate of the intake air flowing through the intake passage 2, such as a hot wire type flow meter. After passing through the air flow meter 25, the atmosphere flowing into the intake passage 2 is boosted by the compressor of the exhaust supercharger (turbocharger) 35 and cooled by the intercooler 26 provided in the intake passage 2, and the surge tank 20, It is sucked into each cylinder through the branch pipe 21.

【0018】図1に111で示すのは、各気筒内に直接
燃料を噴射する燃料噴射弁である。燃料噴射弁111
は、高圧燃料を貯留する共通の蓄圧室(コモンレール)
115に接続されている。機関1の燃料は高圧燃料ポン
プ113により昇圧されてコモンレール115に供給さ
れ、コモンレール115から各燃料噴射弁111を介し
て直接各気筒内に噴射される。
Reference numeral 111 in FIG. 1 denotes a fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder. Fuel injection valve 111
Is a common accumulator (common rail) that stores high-pressure fuel
It is connected to 115. The fuel of the engine 1 is pressurized by the high-pressure fuel pump 113 and supplied to the common rail 115, and is directly injected into each cylinder from the common rail 115 via each fuel injection valve 111.

【0019】また、図1に31で示すのは各気筒の排気
ポートと排気通路3とを接続する排気マニホルド、35
で示すのはターボチャージャである。ターボチャージャ
35は排気通路3の排気により駆動される排気タービン
35aと、この排気タービンにより駆動される吸気圧縮
機35bとを備えている。また、本実施形態ではターボ
チャージャ35下流側の排気通路3上には、排気通路3
を流れる排気流量を絞るための排気絞り弁37が配置さ
れている。排気絞り弁37は、吸気絞り弁27と同様な
アクチュエータ37aを備え、ECU30からの制御信
号に応じて全開位置と所定の開度の閉弁位置とをとる。
本実施形態では排気絞り弁37は、パティキュレートフ
ィルタ43の再生のために排気温度を上昇させる際に用
いられる。
Further, reference numeral 31 in FIG. 1 denotes an exhaust manifold for connecting the exhaust port of each cylinder and the exhaust passage 3, and 35.
Shown in is a turbocharger. The turbocharger 35 includes an exhaust turbine 35a driven by the exhaust gas in the exhaust passage 3 and an intake compressor 35b driven by the exhaust turbine 35a. Further, in the present embodiment, the exhaust passage 3 is provided on the exhaust passage 3 on the downstream side of the turbocharger 35.
An exhaust throttling valve 37 for throttling the flow rate of exhaust gas flowing through is disposed. The exhaust throttle valve 37 includes an actuator 37a similar to the intake throttle valve 27, and takes a fully open position and a closed position with a predetermined opening degree according to a control signal from the ECU 30.
In the present embodiment, the exhaust throttle valve 37 is used when raising the exhaust temperature for regeneration of the particulate filter 43.

【0020】更に、本実施形態では機関排気の一部を吸
気系に還流させるEGR装置が設けられている。EGR
装置は、排気マニホルド31と吸気サージタンク20と
を連通するEGR通路33、およびEGR通路33上に
配置されたEGR弁23、およびEGR弁23上流側の
EGR通路に設けられたEGRクーラ45を備えてい
る。EGR弁23は図示しないステッパモータ、ソレノ
イドアクチュエータ等のアクチュエータを備え、ECU
30からの制御信号に応じた開度をとり、EGR通路3
3を通って吸気サージタンク20に還流する排気(EG
Rガス)流量を制御する。本実施形態では、低負荷領域
から高負荷領域までの広い運転領域で比較的多量のEG
Rガスを還流させるようにEGR弁23が制御される。
このため、本実施形態では各気筒に吸入される吸気には
比較的多量のEGRガスが含まれるようになる。EGR
ガスは気筒から排出された高温の排気であるため、多量
のEGRガスを吸気に還流させると吸気温度が上昇して
しまい、機関の吸気体積効率が低下することになる。本
実施形態では、これを防止するために、EGR弁23上
流側のEGR通路33には水冷または空冷のEGRクー
ラ45が設けられている。本実施形態では、EGRクー
ラ45を用いて吸気系に還流するEGRガス温度を低下
させることにより、機関の吸気体積効率の低下を抑制し
て比較的多量のEGRガスを還流させることが可能とな
っている。
Further, in the present embodiment, an EGR device for recirculating a part of the engine exhaust gas to the intake system is provided. EGR
The apparatus includes an EGR passage 33 that connects the exhaust manifold 31 and the intake surge tank 20, an EGR valve 23 arranged on the EGR passage 33, and an EGR cooler 45 provided in the EGR passage upstream of the EGR valve 23. ing. The EGR valve 23 includes an actuator such as a stepper motor and a solenoid actuator (not shown), and the ECU
The opening degree corresponding to the control signal from 30 is taken, and the EGR passage 3
Exhaust gas that recirculates to the intake surge tank 20 through
R gas) flow rate is controlled. In this embodiment, a relatively large amount of EG is used in a wide operating range from the low load range to the high load range.
The EGR valve 23 is controlled to recirculate the R gas.
Therefore, in this embodiment, the intake air taken into each cylinder contains a relatively large amount of EGR gas. EGR
Since the gas is the high-temperature exhaust gas discharged from the cylinder, when a large amount of EGR gas is recirculated to the intake air, the intake temperature rises, and the intake volume efficiency of the engine decreases. In the present embodiment, in order to prevent this, a water-cooled or air-cooled EGR cooler 45 is provided in the EGR passage 33 on the upstream side of the EGR valve 23. In the present embodiment, the EGR cooler 45 is used to lower the temperature of the EGR gas that recirculates to the intake system, so that a reduction in the intake volume efficiency of the engine can be suppressed and a relatively large amount of EGR gas can be recirculated. ing.

【0021】図1に30で示すのは、機関1の電子制御
ユニット(ECU)である。本実施形態のECU30
は、公知の構成のマイクロコンピュータとして構成さ
れ、CPU、RAM、ROM、入力ポート、出力ポート
を双方向性バスで相互に接続した構成とされている。E
CU30は機関1の燃料噴射制御、回転数制御等の基本
制御を行うほか、本実施形態では後述するように、機関
吸入空気量に基づくEGR弁23開度のフィードバック
制御、及びEGR弁開度に基づくDPFの異常検出操
作、或いは機関吸気温度に基づくDPFの異常検出操作
を行なう。
Reference numeral 30 in FIG. 1 is an electronic control unit (ECU) of the engine 1. ECU 30 of the present embodiment
Is configured as a microcomputer having a known configuration, and has a configuration in which a CPU, a RAM, a ROM, an input port and an output port are connected to each other by a bidirectional bus. E
The CU 30 performs basic control such as fuel injection control and rotation speed control of the engine 1, and in this embodiment, as will be described later, feedback control of the EGR valve 23 opening based on the engine intake air amount and EGR valve opening. Based on the engine intake air temperature, the DPF abnormality detection operation is performed.

【0022】これらの制御を行うため、ECU30の入
力ポートには、機関1のクランク軸近傍に配置された回
転数センサ55から機関回転数NEに対応する信号が入
力されている他、エアフローメータ25から機関吸入空
気量(質量流量)Gnに相当する信号が、また、機関ア
クセルペダル近傍に配置されたアクセル開度センサ57
から運転者のアクセルペダル踏み込み量(アクセル開
度)ACCPに対応する信号が、それぞれ図示しないA
D変換器を介して入力されている。また、ECU30の
入力ポートには更に、EGR弁23に配置されたEGR
弁開度センサ51からEGR弁開度を表す信号VEG
が、また、機関吸気サージタンク20に配置された吸気
温度センサ59から機関吸気温度を表す信号が、それぞ
れ入力されている。
In order to perform these controls, a signal corresponding to the engine rotational speed NE is input to the input port of the ECU 30 from the rotational speed sensor 55 arranged near the crankshaft of the engine 1 and the air flow meter 25. A signal corresponding to the engine intake air amount (mass flow rate) Gn is output from the accelerator opening sensor 57 arranged near the engine accelerator pedal.
A signal corresponding to the driver's accelerator pedal depression amount (accelerator opening) ACCP is
It is input through the D converter. In addition, the EGR valve 23 is further provided at the input port of the ECU 30.
Signal VEG representing the EGR valve opening from the valve opening sensor 51
However, a signal representing the engine intake air temperature is also input from the intake air temperature sensor 59 arranged in the engine intake surge tank 20.

【0023】ECU30の出力ポートは、図示しない燃
料噴射回路を介して機関1の燃料噴射弁111に接続さ
れ、燃料噴射弁111からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを制御している。また、ECU30の出力ポートは図
示しない駆動回路を介してEGR弁23、吸気絞り弁2
7および排気絞り弁37のアクチュエータに接続され、
それぞれの弁開度を制御している。
The output port of the ECU 30 is connected to the fuel injection valve 111 of the engine 1 via a fuel injection circuit (not shown), and controls the fuel injection amount from the fuel injection valve 111 and the fuel injection timing. The output port of the ECU 30 is connected to the EGR valve 23 and the intake throttle valve 2 via a drive circuit (not shown).
7 and the actuator of the exhaust throttle valve 37,
Each valve opening is controlled.

【0024】なお、本実施形態ではEGR弁開度を検出
するEGR弁開度センサ51を別途設けているが、開度
センサ51を設けずに、例えばEGR弁23のアクチュ
エータとしてステッパモータを用いた場合にはモータの
駆動ステップ数に基づいて、またアクチュエータとして
ソレノイドアクチュエータを用いた場合にはソレノイド
駆動パルスオン/オフのデューティ比(駆動パルスのオ
ン、オフ1周期に占めるオン時間の割合)に基づいてE
GR弁開度を算出するようにすることも可能である。
Although the EGR valve opening sensor 51 for detecting the EGR valve opening is separately provided in this embodiment, a stepper motor is used as the actuator of the EGR valve 23 without providing the opening sensor 51. In the case, based on the number of driving steps of the motor, and in the case of using a solenoid actuator as an actuator, based on the duty ratio of the solenoid drive pulse ON / OFF (the ratio of ON time of the drive pulse ON / OFF 1 cycle) E
It is also possible to calculate the GR valve opening.

【0025】本実施形態では、排気通路3の排気絞り弁
下流側には、三元触媒等の公知の形式の排気浄化触媒4
1およびパティキュレートフィルタ(DPF)43が配
置されている。DPF43は、例えば金属メッシュ、セ
ラミック多孔質等のフィルタからなり、排気中のパティ
キュレートマター(PM)を捕集する。前述したよう
に、DPF43は機関排気通路に配置されているため、
高温下で機関の振動が作用する。また、機関の運転停止
にともなってDPF43は繰り返し加熱、冷却されるこ
とになる。このため、例えば金属メッシュ(金属製不織
布等)を渦巻き円筒状に巻いた形式のフィルタを用いて
いる場合には、加熱と冷却との繰り返しにより渦巻き状
のフィルタの中心部が軸線方向にせりだして破損した
り、セラミック多孔質のフィルタ等では割れが生じるよ
うな場合がある。DPFの破損が生じると機関排気中の
PMはフィルタに捕集されることなく大気に排出される
ようになる。また、DPFが破損しても機関には出力低
下や加速性の悪化等の運転者がすぐに気づく性能低下は
生じないため、運転者はDPFの破損に気づかず破損し
たままの状態で機関が長期間運転される可能性がある。
In this embodiment, the exhaust purification catalyst 4 of a known type such as a three-way catalyst is provided downstream of the exhaust throttle valve in the exhaust passage 3.
1 and a particulate filter (DPF) 43 are arranged. The DPF 43 is composed of, for example, a filter made of a metal mesh, a ceramic porous material, or the like, and collects particulate matter (PM) in the exhaust gas. As described above, since the DPF 43 is arranged in the engine exhaust passage,
Vibration of the engine acts at high temperature. Further, the DPF 43 is repeatedly heated and cooled when the engine is stopped. For this reason, for example, when using a filter in which a metal mesh (metal non-woven fabric, etc.) is wound into a spiral cylinder, the center of the spiral filter is pushed out in the axial direction by repeating heating and cooling. There is a case where it is damaged by breakage or cracks are generated in a ceramic porous filter or the like. When the DPF is damaged, PM in the engine exhaust is discharged to the atmosphere without being collected by the filter. In addition, even if the DPF is damaged, the engine does not experience performance deterioration such as output reduction and deterioration of acceleration that the driver immediately notices. Therefore, the driver does not notice the damage of the DPF and the engine remains in the damaged state. May be operated for a long time.

【0026】このため、DPFの破損を検出し運転者に
報知することが必要となる。本実施形態では、以下に説
明する手段により、音センサ等の特殊なセンサを使用す
ることなく、簡易かつ正確にDPFの破損を検出してい
る。以下、本発明のDPFの破損検出操作の実施形態に
ついて説明する。
Therefore, it is necessary to detect the damage of the DPF and notify the driver. In the present embodiment, the means described below detects damage to the DPF easily and accurately without using a special sensor such as a sound sensor. An embodiment of the DPF damage detection operation of the present invention will be described below.

【0027】(1)第1の実施形態 本実施形態では、機関吸入空気量に基づくEGRフィー
ドバック制御実行中に検出したEGR弁23開度VEG
を、DPFの基準状態における同一運転条件(同一機関
回転数、燃料噴射量)で機関を運転した場合のEGR弁
開度である基準EGR弁開度VEGSと比較することに
より、DPF43の異常の有無を検出する。なお、DP
Fの基準状態とは、DPFに割れ、破れ等の破損がなく
PMの捕集量がゼロの状態、すなわちDPFの装着直後
の新品の状態を意味している。
(1) First Embodiment In this embodiment, the EGR valve opening degree VEG detected during execution of EGR feedback control based on the engine intake air amount
Is compared with a reference EGR valve opening degree VEGS, which is an EGR valve opening degree when the engine is operated under the same operating condition (same engine speed, fuel injection amount) in the DPF reference state. To detect. In addition, DP
The reference state of F means a state in which there is no damage such as cracking or tearing in the DPF, and the amount of collected PM is zero, that is, a new state immediately after mounting the DPF.

【0028】以下、本実施形態のDPFの異常検出操作
について説明するが、その前にその前提となる機関吸入
空気量に基づくEGRのフィードバック制御について説
明することとする。内燃機関の排気は酸素濃度が低く、
燃焼に寄与しない不活性気体として機能する。このた
め、燃焼室に排気の一部をEGRガスとして供給するこ
とにより機関の燃焼空気過剰率が低下して燃焼による窒
素酸化物(NOX )の発生が抑制される。一般に燃焼室
に還流させる排気ガス量(EGR量)が増加するにつれ
て発生するNOX 量は低下するが、EGR量を過度に増
大すると燃焼室内の酸素量が不足して燃焼状態が悪化す
る問題がある。特にディーゼル機関では、EGR量が増
大すると排気中のPMが増加したり、排気スモークが発
生する等の問題が生じる。
Hereinafter, the abnormality detection operation of the DPF of the present embodiment will be described, but before that, the EGR feedback control based on the engine intake air amount, which is the premise thereof, will be described. The exhaust gas of an internal combustion engine has a low oxygen concentration,
It functions as an inert gas that does not contribute to combustion. Therefore, generation of nitrogen oxides from combustion and reduced combustion air excess ratio of the engine by supplying (NO X) is suppressed part of the exhaust as EGR gas into the combustion chamber. Generally the amount of exhaust gas to be recirculated to the combustion chamber but the amount of NO X generated as (EGR amount) is increased is reduced, the problem of the lack of oxygen in the combustion chamber and to increase the EGR amount excessively the combustion state deteriorates is there. Particularly in a diesel engine, problems such as increase in PM in exhaust gas and generation of exhaust smoke occur as the EGR amount increases.

【0029】そこで、EGRにより排気中のNOX を抑
制する場合には、燃焼の悪化やPMの増大が生じない範
囲でNOX の抑制効果が最大になるようにEGR率(本
明細書では、機関に吸入される吸気の質量に占めるEG
Rガスの質量の割合、すなわちEGR質量/(新気質量
+EGR量)をEGR率と称する)を機関運転状態に応
じて正確に制御する必要がある。
Therefore, when the NO X in the exhaust gas is suppressed by the EGR, the EGR rate (in this specification, the EGR rate is maximized so that the NO X suppressing effect is maximized in the range where the deterioration of combustion and the increase of PM do not occur. EG in the mass of intake air drawn into the engine
It is necessary to accurately control the ratio of the mass of R gas, that is, EGR mass / (fresh air mass + EGR amount) is referred to as EGR rate) according to the engine operating state.

【0030】本実施形態では、エアフローメータ25に
より実際の機関吸入空気量(機関に吸入される新気の質
量流量)を検出し、検出した吸入空気量が機関負荷、回
転数等の機関運転状態に応じて予め定めた目標吸入空気
量になるようにEGR弁23開度をフィードバック制御
することにより常に機関運転状態に応じたEGR率が得
られるようにしている。
In this embodiment, the actual air intake amount of the engine (mass flow rate of the fresh air drawn into the engine) is detected by the air flow meter 25, and the detected intake air amount is the engine operating condition such as the engine load and the rotational speed. By performing feedback control of the opening degree of the EGR valve 23 so that the target intake air amount predetermined according to the above, the EGR rate according to the engine operating state is always obtained.

【0031】機関に吸入される吸気(新気とEGRガス
との混合気)の体積流量は機関運転状態が定まれば運転
状態に応じたほぼ一定の値になる。このため、機関運転
状態が一定の状態では、吸気系に還流するEGRガス量
を増大すれば機関に吸入される新気の量は減少し、EG
Rガス量を低減すれば機関に吸入される新気の量は増大
する。従って、機関に吸入される新気の量(質量流量)
を検出し、この質量流量が機関運転状態に応じて定まる
目標値になるようにEGR弁開度をフィードバック制御
することにより、機関には運転状態に応じた最適な量の
新気とEGRガスとを供給することができる。これによ
り、機関の吸気中の新気量とEGR率が運転状態に応じ
た最適な値に制御されるようになり、排気中のPM量の
増大や排気スモークの発生を生じることなく排気中のN
X を最大限に低減することが可能となる。
The volumetric flow rate of the intake air (mixture of fresh air and EGR gas) taken into the engine has a substantially constant value according to the operating condition of the engine. Therefore, when the engine operating condition is constant, if the amount of EGR gas that recirculates to the intake system is increased, the amount of fresh air drawn into the engine is reduced, and EG
If the amount of R gas is reduced, the amount of fresh air drawn into the engine will increase. Therefore, the amount of fresh air drawn into the engine (mass flow rate)
Is detected and the EGR valve opening is feedback-controlled so that this mass flow rate becomes a target value determined according to the engine operating state, so that the engine is supplied with the optimum amount of fresh air and EGR gas according to the operating state. Can be supplied. As a result, the fresh air amount in the intake air of the engine and the EGR rate are controlled to the optimum values according to the operating state, and the amount of PM in the exhaust gas is not increased and the exhaust smoke is not generated. N
The O X can be reduced maximally.

【0032】図2は、本実施形態における上述した機関
吸入空気量に基づくEGRフィードバック制御操作(以
下「EGRフィードバック(F/B)制御操作」と称す
る)を具体的に説明するフローチャートである。本操作
は、ECU30により一定時間毎に実行されるルーチン
として行なわれる。図2のEGRフィードバック制御操
作では、まずステップ201で回転数センサ55とエア
フローメータ25とから機関回転数NEと吸入空気量G
nとが読み込まれるとともに、別途ECU30により実
行される燃料噴射量演算操作により算出された機関燃料
噴射量Qfin の値が読み込まれる。
FIG. 2 is a flow chart for specifically explaining the EGR feedback control operation (hereinafter referred to as "EGR feedback (F / B) control operation") based on the engine intake air amount in the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In the EGR feedback control operation of FIG. 2, first, at step 201, the engine speed NE and the intake air amount G are determined from the engine speed sensor 55 and the air flow meter 25.
n and n are read, and the value of the engine fuel injection amount Q fin calculated by the fuel injection amount calculation operation separately executed by the ECU 30 is read.

【0033】本実施形態では、ECU30は燃料噴射演
算操作により、アクセル開度センサ57で検出したアク
セル開度ACCPと、機関回転数NEとを用いて、予め
定められた関係に基づいて機関燃料噴射量Qfin を算出
している。燃料噴射量Qfinの値は、機関負荷トルクに
対応した値となるため、本実施形態では、燃料噴射量Q
fin と機関回転数NEとを機関運転状態を代表するパラ
メータとして使用する。
In the present embodiment, the ECU 30 performs the fuel injection operation based on a predetermined relationship using the accelerator opening ACCP detected by the accelerator opening sensor 57 and the engine speed NE by the fuel injection calculation operation. The amount Q fin is calculated. Since the value of the fuel injection amount Q fin is a value corresponding to the engine load torque, in the present embodiment, the fuel injection amount Q fin
The fin and the engine speed NE are used as parameters representing the engine operating state.

【0034】次いで、ステップ203では、上記により
読み込んだ回転数NEと燃料噴射量Qfin とに基づいて
目標吸入空気量Gntの値が算出される。目標吸入空気
量Gntは、EGR率(機関に吸入される吸気のうちに
占めるEGRガスの割合、すなわち(EGRガス量)/
(EGRガス量+吸入空気量Gn))が機関運転状態に
応じて定まる所定の値になるように、予め各運転状態に
対して設定された吸入空気量である。すなわち、機関の
燃焼温度を低下させて機関のNOX (窒素酸化物)を低
減するためには不活性ガスとしてのEGRガスを多量に
機関燃焼室に供給することが好ましい。しかし、燃焼室
に供給するEGRガス量が過大になると機関燃焼状態の
悪化や出力の低下が生じる。そこで、本実施形態では予
め機関運転状態に応じて最適なEGR率を実際の機関を
用いた実験に基づいて設定しておき、吸入空気量Gnと
EGRガス量との割合がこの最適EGR率になる各運転
状態における吸入空気量を目標吸入空気量Gntとして
設定してある。すなわち、機関の回転数NE、燃料噴射
量Qfin 等の機関運転状態が定まると、機関燃焼室に吸
入される合計吸気量( EGRガス量+吸入空気量Gn)
は運転状態に応じた一定の値に定まる。このため、N
E、Qfin 等の運転状態に応じて予め最適なEGR率を
設定しておけば、そのEGR率を得るために必要な吸入
空気量Gntも定まることになる。本実施形態では、予
めNE、Qfin から定まる各機関運転状態に対して最適
なEGR率を得るための目標吸入空気量Gntを算出し
てあり、この目標吸入空気量Gntの値をNE、Qfin
をパラメータとして用いた数値テーブルの形でECU3
0のROMに格納してある。図2ステップ203ではス
テップ201で読み込んだ現在の回転数NEと燃料噴射
量Qfi n とに基づいてこの数値テーブルから目標吸入空
気量Gntを求める操作を行う。
Next, at step 203, the value of the target intake air amount Gnt is calculated based on the rotational speed NE and the fuel injection amount Q fin read as described above. The target intake air amount Gnt is the EGR rate (the ratio of EGR gas in the intake air taken into the engine, that is, (EGR gas amount) /
The intake air amount is preset for each operating state so that (EGR gas amount + intake air amount Gn)) becomes a predetermined value determined according to the engine operating state. That is, in order to reduce engine combustion temperatures to reduce the by the engine NO X (nitrogen oxides) is preferably supplied to the large amount of the engine combustion chamber EGR gas as an inert gas. However, if the EGR gas amount supplied to the combustion chamber becomes excessively large, the engine combustion state deteriorates and the output decreases. Therefore, in the present embodiment, an optimum EGR rate is set in advance based on an experiment using an actual engine in accordance with the engine operating state, and the ratio of the intake air amount Gn and the EGR gas amount becomes the optimum EGR rate. The intake air amount in each of the following operating states is set as the target intake air amount Gnt. That is, when the engine operating conditions such as the engine speed NE and the fuel injection amount Q fin are determined, the total intake air amount (EGR gas amount + intake air amount Gn) taken into the engine combustion chamber.
Is set to a constant value according to the driving condition. Therefore, N
If the optimum EGR rate is set in advance according to the operating state of E, Q fin, etc., the intake air amount Gnt required to obtain the EGR rate will also be determined. In the present embodiment, the target intake air amount Gnt for obtaining the optimum EGR rate for each engine operating state determined in advance from NE and Q fin is calculated, and the value of this target intake air amount Gnt is set to NE and Q fin. fin
ECU 3 in the form of a numerical table using
It is stored in 0 ROM. Performing an operation for obtaining the target intake air amount Gnt from this numerical table based read the current and the rotational speed NE and the fuel injection amount Q fi n in FIG. 2, step 203 in step 201.

【0035】次いで、ステップ205から213では、
実際の吸入空気量Gnが上記により算出した目標吸入空
気量Gntに一致するようにEGR弁23の開度がフィ
ードバック制御される。すなわち、ステップ205で
は、まず実際の吸入空気量Gnが目標空気量Gntより
予め定めた正の一定値α以上大きいか否かが判定され、
α以上大きい場合にはステップ207でEGR弁23の
目標開度VEG0 を一定量ΔVだけ増大設定するととも
に、ステップ213で実際のEGR弁23開度VEGが
目標開度VEG0 になるようにフィードバック制御す
る。これにより、吸気系に還流するEGRガス量が増大
し、機関に吸入される新気の量Gnが相対的に減少す
る。一方、ステップ205で、Gn−Gnt≦αであっ
た場合には、次にステップ209で実際の吸入空気量G
nが目標空気量Gntよりα以上少ないか否か(Gn−
Gnt<−αか否か)が判定され、α以上小さい場合に
はステップ211でEGR弁23の目標開度VEG0
一定量ΔVだけ減少させるとともに、ステップ213で
実際のEGR弁23開度VEGが目標開度VEG0 にな
るようにフィードバック制御する。これにより、吸気系
に還流するEGRガス量は減少し、機関に吸入される新
気の量Gnが相対的に増大するようになる。ステップ2
05から213を実行することにより、実際の吸入空気
量Gnは目標吸入空気量Gntに対して±αの範囲に制
御される。なお、αは制御のハンチングを防止するため
の比較的小さい正の値である。
Next, in steps 205 to 213,
The opening degree of the EGR valve 23 is feedback-controlled so that the actual intake air amount Gn matches the target intake air amount Gnt calculated above. That is, in step 205, it is first determined whether or not the actual intake air amount Gn is larger than the target air amount Gnt by a predetermined positive constant value α or more,
When it is larger than α, the target opening degree VEG 0 of the EGR valve 23 is set to increase by a constant amount ΔV in step 207, and the actual opening degree VEG of the EGR valve 23 is fed back so as to become the target opening degree VEG 0 in step 213. Control. As a result, the amount of EGR gas recirculated to the intake system increases, and the amount Gn of fresh air drawn into the engine relatively decreases. On the other hand, if Gn−Gnt ≦ α in step 205, then in step 209, the actual intake air amount G
Whether n is smaller than the target air amount Gnt by α or more (Gn-
Gnt <−α), and if smaller than α, the target opening degree VEG 0 of the EGR valve 23 is decreased by a constant amount ΔV in step 211, and the actual opening degree VEG of the EGR valve 23 is calculated in step 213. Feedback control is performed so that the target opening VEG 0 becomes. As a result, the amount of EGR gas recirculated to the intake system decreases, and the amount Gn of fresh air drawn into the engine relatively increases. Step two
By executing steps 05 to 213, the actual intake air amount Gn is controlled within the range of ± α with respect to the target intake air amount Gnt. Note that α is a relatively small positive value for preventing control hunting.

【0036】上記のように、吸入空気量Gnが運転状態
に応じた目標吸入空気量GntになるようにEGRを制
御することにより、機関のEGR率は常に運転状態に応
じた適切な値に維持され、PMの増大やスモークの発生
を生じることなく最大限にNOX の発生を抑制すること
が可能となっている。図2の機関吸入空気量に基づくE
GR弁23開度制御が実施されていると、機関運転状態
(NE、Qfin )が一定の状態では、EGR弁を通るE
GRガス流量は一定に維持される。この場合、機関の排
気背圧が変化しない限りEGR弁23前後の圧力差も一
定となるためEGR弁23の開度は一定に保持されるよ
うになる。
As described above, by controlling the EGR so that the intake air amount Gn becomes the target intake air amount Gnt according to the operating condition, the EGR rate of the engine is always maintained at an appropriate value according to the operating condition. Therefore, it is possible to suppress the generation of NO X to the maximum without increasing PM and generating smoke. E based on the engine intake air amount in FIG.
When the opening degree control of the GR valve 23 is carried out, E passing through the EGR valve is maintained when the engine operating state (NE, Q fin ) is constant.
The GR gas flow rate is kept constant. In this case, as long as the exhaust back pressure of the engine does not change, the pressure difference before and after the EGR valve 23 also becomes constant, so that the opening degree of the EGR valve 23 is kept constant.

【0037】ところが、DPF43に割れ、破れ等の破
損が生じるとDPF43を通過する排気の圧力損失が大
幅に低下するため、機関の排気背圧も大きく低下する。
このため、機関運転状態が同一であってもDPF43に
破損が生じると図2の制御によりEGR弁23の開度V
EGは排気背圧に応じて変化するようになる。すなわ
ち、DPF43に破損が生じて排気背圧が低下するとE
CU30は排気背圧(EGR弁23上流側圧力)の低下
によってEGRガス量が減少してしまうことを防止する
ためにEGR弁開度を増大させる。このため、DPF4
3に破損を生じた場合には、機関運転状態が同一であれ
ば、DPF43が正常な場合に較べてEGR弁23開度
は必ず大きくなる。
However, if the DPF 43 is broken or broken, the pressure loss of the exhaust gas passing through the DPF 43 is significantly reduced, and the exhaust back pressure of the engine is also significantly reduced.
Therefore, even if the engine operating state is the same, if the DPF 43 is damaged, the opening V of the EGR valve 23 is controlled by the control of FIG.
The EG changes according to the exhaust back pressure. That is, if the DPF 43 is damaged and the exhaust back pressure decreases, E
The CU 30 increases the EGR valve opening degree in order to prevent the EGR gas amount from decreasing due to a decrease in exhaust back pressure (the EGR valve 23 upstream side pressure). Therefore, DPF4
If the engine 3 is damaged, if the engine operating condition is the same, the opening degree of the EGR valve 23 is always larger than that when the DPF 43 is normal.

【0038】本実施形態では、予め基準状態のDPFを
装着した状態で機関回転数NEと燃料噴射量Qfin とを
変化させて機関を運転し、各運転状態におけるEGR弁
23開度を計測している。そして、計測したそれぞれの
運転状態におけるEGR弁開度を基準EGR弁開度VE
GSとして、ECU30のROMに回転数NEと燃料噴
射量Qfin とを変数として用いた数値テーブルの形で格
納してある。
In the present embodiment, the engine is operated by changing the engine speed NE and the fuel injection amount Q fin in the state where the DPF in the standard state is mounted in advance, and the opening degree of the EGR valve 23 is measured in each operating state. ing. Then, the measured EGR valve opening degree in each operating state is set to the reference EGR valve opening degree VE.
The GS is stored in the ROM of the ECU 30 in the form of a numerical table using the rotational speed NE and the fuel injection amount Q fin as variables.

【0039】本実施形態では、ECU30は機関吸入空
気量に基づくEGRフィードバック制御実施中に、その
ときの機関運転状態(機関回転数NEと燃料噴射量Q
fin )と同一の運転状態における基準EGR弁開度VE
GSを上記数値テーブルから読み出して、実際のEGR
弁23開度VEGと比較する。そして、誤差を考慮して
も実際のVEGが、基準EGR弁開度VEGSに対して
大きい場合には、DPF43が破損して排気背圧が低下
していると判定するようにしている。
In the present embodiment, the ECU 30 executes the EGR feedback control based on the engine intake air amount while the engine operating state at that time (the engine speed NE and the fuel injection amount Q).
fin ), the reference EGR valve opening degree VE under the same operating condition
Read the GS from the above numerical table to obtain the actual EGR
The valve opening degree VEG is compared. If the actual VEG is larger than the reference EGR valve opening degree VEGS even if the error is taken into consideration, it is determined that the DPF 43 is damaged and the exhaust back pressure is reduced.

【0040】図3は、上述したDPF43の異常検出操
作を具体的に説明するフローチャートである。本操作は
ECU30により一定時間毎に実行されるルーチンとし
て行なわれる。図3の操作では、まず、ステップ301
で現在図2で説明した機関吸入空気量に基づくEGR弁
開度のフィードバック制御(EGRF/B)が実施中か
否かが判定され、現在EGRF/Bが実行されていない
場合には異常検出を行なわずに直ちに今回の操作を終了
する。前述したように、本異常検出操作はEGRF/B
が実行されていることが前提となるためである。
FIG. 3 is a flow chart for concretely explaining the above-mentioned abnormality detecting operation of the DPF 43. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In the operation of FIG. 3, first, step 301
Then, it is determined whether or not the feedback control (EGRF / B) of the EGR valve opening degree based on the engine intake air amount described in FIG. 2 is currently being executed. If EGRF / B is not currently executed, abnormality detection is performed. Immediately end this operation without performing. As described above, this abnormality detection operation is performed by EGRF / B
This is because it is assumed that is executed.

【0041】ステップ301で現在EGRF/Bが実行
中であった場合には、次にステップ303で現在の機関
回転数NE、燃料噴射量Qfin 、及びEGR弁23開度
VEGの値が読み込まれる。そして、ステップ305で
は、上記により読み込んだNEとQfin とを用いて、予
めECU30のROMに格納した基準EGR弁開度の数
値テーブルから現在の機関運転状態に対応する基準EG
R弁開度の値VEGSを読み出す。
If EGRF / B is currently being executed at step 301, then at step 303, the current engine speed NE, fuel injection amount Q fin , and EGR valve 23 opening VEG are read. . Then, in step 305, using the NE and Q fin read as described above, the reference EG corresponding to the current engine operating state is read from the reference EGR valve opening numerical table stored in the ROM of the ECU 30 in advance.
The value VEGS of the R valve opening is read.

【0042】更に、ステップ307では、現在のEGR
弁23開度VEGが基準EGR弁開度VEGSより所定
値β以上大きくなっているか否かを判定する。ステップ
307ではVEG≧VEGS+βであった場合には、D
PF43に破損を生じたために排気背圧が低下してEG
R弁23開度が基準EGR弁開度より大きくなっている
ことを意味するため、ステップ309に進み異常フラグ
XFの値を1にセットして本操作を終了する。フラグX
Fが1にセットされると、別途ECU30により実行さ
れる操作では、運転席近傍に配置した警告灯が点灯され
運転者にDPF43に異常が生じたことが報知される。
ステップ307でVEG<VEGS+βであった場合に
は、DPF43に破損は生じていないと判断されるた
め、フラグXFの値は変更せずにそのまま本操作を終了
する。
Further, in step 307, the current EGR
It is determined whether the valve opening degree VEG is larger than the reference EGR valve opening degree VEGS by a predetermined value β or more. In step 307, if VEG ≧ VEGS + β, then D
Exhaust back pressure decreases because PF43 is damaged, and EG
Since this means that the opening degree of the R valve 23 is larger than the reference EGR valve opening degree, the routine proceeds to step 309, where the value of the abnormality flag XF is set to 1 and this operation is ended. Flag X
When F is set to 1, in a separate operation performed by the ECU 30, a warning light arranged near the driver's seat is turned on to notify the driver that an abnormality has occurred in the DPF 43.
If VEG <VEGS + β in step 307, it is determined that the DPF 43 is not damaged, and thus the value of the flag XF is not changed and this operation is ended.

【0043】なお、βの値はEGRF/B制御中の微小
なEGR弁開度の変動により誤判定を生じることを防止
するための比較的小さな正の値に設定される。また、フ
ラグXFの値の初期値は0に設定されており、一旦ステ
ップ309でXF=1にセットされると、DPFの交換
修理時に手動で0リセットするまでXF=1の値が保持
される。これにより、一旦1にセットされたフラグXF
の値が図3の操作実行時に誤ってリセットされることが
防止される。
The value of β is set to a relatively small positive value for preventing erroneous determination due to a slight change in the EGR valve opening during the EGRF / B control. Further, the initial value of the flag XF is set to 0, and once XF = 1 is set in step 309, the value of XF = 1 is held until it is manually reset to 0 during DPF replacement repair. . As a result, the flag XF once set to 1
The value of is prevented from being accidentally reset when the operation of FIG. 3 is executed.

【0044】上述のように、図3の操作を実行すること
により本実施形態ではDPF43の異常の有無を、音セ
ンサ等の特殊なセンサを使用することなく、簡易かつ正
確に判定することが可能となる。
As described above, by executing the operation of FIG. 3, it is possible to easily and accurately determine the presence / absence of abnormality of the DPF 43 in this embodiment without using a special sensor such as a sound sensor. Becomes

【0045】(2)第2の実施形態 次に本発明のDPF異常検出操作の第2の実施形態につ
いて説明する。上述した第1の実施形態では、EGRフ
ィードバック制御中のEGR弁開度を基準EGR弁開度
と比較することによりDPFの異常を判定していた。し
かし、第1の実施形態ではEGRフィードバック制御実
施中であることがDPF異常検出操作の必要条件となる
ため、例えばEGRを実施しない高負荷での運転時や、
排気圧力が低下して、大量のEGRガスを還流させるた
めにEGR弁開度がほぼ全開になるような低負荷での運
転時にはDPFの異常検出を行なうことができない場合
がある。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the DPF abnormality detecting operation of the present invention will be described. In the above-described first embodiment, the DPF abnormality is determined by comparing the EGR valve opening during EGR feedback control with the reference EGR valve opening. However, in the first embodiment, the fact that the EGR feedback control is being performed is a necessary condition for the DPF abnormality detection operation. Therefore, for example, during operation at a high load where EGR is not performed,
There is a case where the DPF abnormality cannot be detected during operation at a low load such that the exhaust pressure is reduced and a large amount of EGR gas is recirculated so that the EGR valve opening is almost fully opened.

【0046】本実施形態では、吸気温度センサ59で検
出した機関吸気温度TINに基づいてDPF43の異常
の有無を検出することにより、EGRフィードバック制
御実行中以外でもDPFの異常検出操作を行なうことを
可能としている。前述したように、DPF43に破損が
生じるとDPFと過給機の配置のいかんにかかわらず、
過給機の仕事量が増大し過給圧力と温度とが上昇する。
この場合、過給空気は機関サージタンクに到達するまで
にインタークーラ26により冷却されるが、インタクー
ラ26出口温度も入口温度とともに上昇するため、DP
F43に破損が生じた場合にはサージタンク20に到達
する吸入空気の温度は、DPF43に正常な場合に較べ
てかならず上昇するようになる。
In this embodiment, by detecting whether or not there is an abnormality in the DPF 43 based on the engine intake air temperature TIN detected by the intake air temperature sensor 59, it is possible to perform an abnormality detection operation for the DPF even when the EGR feedback control is not being executed. I am trying. As described above, when the DPF 43 is damaged, regardless of the arrangement of the DPF and the supercharger,
The work of the supercharger increases and the supercharging pressure and temperature rise.
In this case, the supercharged air is cooled by the intercooler 26 by the time it reaches the engine surge tank, but the outlet temperature of the intercooler 26 also rises with the inlet temperature.
When the F43 is damaged, the temperature of the intake air reaching the surge tank 20 is always increased as compared with the case where the DPF 43 is normal.

【0047】また、EGRが実施されている場合にはサ
ージタンクに到達した吸入空気はEGRガスと混合して
温度が上昇するが、この場合も混合前の吸入空気の温度
が上昇しているため、混合後の吸気(吸入空気とEGR
ガスとの混合気)温度もDPF43が正常な場合に較べ
て上昇するようになる。このため、同一の機関運転条件
下でDPF43が正常な場合の吸気温度(基準吸気温
度)と実際の吸気温度とを比較することにより、DPF
43に異常が生じたか否かを判定することができる。但
し、この場合には吸気絞り弁27開度等により吸入空気
量が変化すると過給機の圧縮機の吐出流量が変化するた
め、それに応じて過給機の回転数と圧縮機吐出温度も変
化してしまう。このため、吸気温度に基づいてDPF4
3の異常を検出するためには、機関回転数NE、燃料噴
射量Qfin に加えて機関吸入空気量Gnも同一の機関運
転状態で、基準吸気温度と実際の吸気温度とを比較する
必要がある。
When the EGR is performed, the intake air reaching the surge tank is mixed with the EGR gas and its temperature rises, but in this case as well, the temperature of the intake air before mixing rises. , Mixed intake (intake air and EGR
The temperature of the gas mixture with the gas also rises as compared with the case where the DPF 43 is normal. Therefore, by comparing the intake air temperature (reference intake air temperature) when the DPF 43 is normal under the same engine operating conditions with the actual intake air temperature, the DPF
It is possible to determine whether or not 43 is abnormal. However, in this case, since the discharge flow rate of the compressor of the supercharger changes when the intake air amount changes due to the opening degree of the intake throttle valve 27, the rotation speed of the supercharger and the discharge temperature of the compressor also change accordingly. Resulting in. Therefore, based on the intake air temperature, the DPF4
In order to detect the abnormality of No. 3, it is necessary to compare the reference intake air temperature and the actual intake air temperature in the engine operating state in which the engine intake air amount Gn is the same in addition to the engine speed NE and the fuel injection amount Q fin. is there.

【0048】本実施形態では、基準状態のDPFを機関
に装着して予め各運転状態における吸気温度を実測する
際に、EGRフィードバック制御を行なわない高負荷運
転や低負荷運転時では、吸気絞り弁27開度を変えて吸
入空気量Gnを変化させて、機関の回転数NEと燃料噴
射量Qfin と吸入空気量Gnの各組み合わせに対する吸
気温度を計測してある。また、EGRフィードバック制
御を行なう領域では同様に回転数NEと燃料噴射量Q
fin と吸入空気量Gnの各組み合わせに対する吸気温度
を計測するが、機関吸入空気量GnはNEとQfin とに
応じた値に制御されるためNEとQfin とが定まればG
nの値も実質的に定まるようになる。本実施形態では、
上記により求めた、吸入空気量Gnを含む機関の各運転
条件における吸気温度を、基準吸気温度TINSとし
て、Gn、NE、Qfin を変数として用いた数値テーブ
ルの形でECU30のROMに格納してある。
In this embodiment, when the DPF in the standard state is mounted on the engine and the intake air temperature in each operating state is measured in advance, the intake throttle valve is not operated during high load operation or low load operation without EGR feedback control. The intake air temperature is measured for each combination of the engine speed NE, the fuel injection amount Q fin, and the intake air amount Gn by changing the opening degree 27 to change the intake air amount Gn. Similarly, in the region where the EGR feedback control is performed, the rotational speed NE and the fuel injection amount Q are similarly set.
The intake air temperature is measured for each combination of fin and intake air amount Gn, but since the engine intake air amount Gn is controlled to a value according to NE and Q fin , if NE and Q fin are determined, G
The value of n also becomes substantially fixed. In this embodiment,
The intake air temperature under each operating condition of the engine including the intake air amount Gn obtained above is stored in the ROM of the ECU 30 in the form of a numerical table using Gn, NE, and Q fin as variables as the reference intake air temperature TINS. is there.

【0049】ECU30は機関運転中に、そのときの機
関運転状態(機関回転数NEと燃料噴射量Qfin 、及び
吸入空気量Gn)と同一の運転状態における基準吸気温
度TINSを上記数値テーブルから読み出して、吸気温
度センサ59で検出した実際の吸気温度TINと比較す
る。そして、誤差を考慮しても実際の吸気温度TIN
が、基準吸気温度TINSよりも高い場合には、DPF
43が破損して排気背圧が低下しために機関吸気温度が
上昇したと判定するようにしている。
During engine operation, the ECU 30 reads from the numerical table the reference intake air temperature TINS in the same engine operating condition (engine rotational speed NE, fuel injection amount Q fin , and intake air amount Gn) at that time. Then, it is compared with the actual intake air temperature TIN detected by the intake air temperature sensor 59. Then, even if the error is taken into consideration, the actual intake air temperature TIN
Is higher than the reference intake air temperature TINS, the DPF
It is determined that the engine intake air temperature has risen due to the damage of 43 and the reduction of the exhaust back pressure.

【0050】図4は、上述した本実施形態のDPF43
の異常検出操作を具体的に説明するフローチャートであ
る。本操作はECU30により一定時間毎に実行される
ルーチンとして行なわれる。図4の操作では、まず、ス
テップ401で、現在の機関回転数NE、燃料噴射量Q
fin 、及び吸入空気量Gnが読み込まれる。ついで、ス
テップ403では現在機関が定常運転されているか否か
が判定される。機関が定常運転されているか否かは、例
えば前回本操作実行時から現在までの間に機関回転数N
E、燃料噴射量Qfin 、吸入空気量Gnのいずれかが所
定量以上変化しているか否かにより判断し、NE、Q
fin 、Gnのいずれかが所定量以上変化している場合に
は、現在機関が定常運転されていないと判定される。こ
の場合には、本操作は異常検出操作を行なうことなく直
ちに終了する。
FIG. 4 shows the DPF 43 of this embodiment described above.
6 is a flowchart for specifically explaining the abnormality detection operation of FIG. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In the operation of FIG. 4, first, at step 401, the current engine speed NE and the fuel injection amount Q
fin and the intake air amount Gn are read. Next, at step 403, it is judged if the engine is currently in steady operation. Whether or not the engine is in a steady operation is determined by, for example, the engine speed N between the time of the last execution of this operation and the current time.
E, fuel injection amount Q fin , or intake air amount Gn is determined by whether it has changed by a predetermined amount or more, and NE, Q
If either fin or Gn changes by a predetermined amount or more, it is determined that the engine is not currently in steady operation. In this case, this operation ends immediately without performing the abnormality detection operation.

【0051】機関が定常運転されていない場合には、N
E、Qfin 、Gnの変化が大きいため、これらから求め
た基準吸入空気量温度も変動が激しくなり、異常判定の
精度が低下する可能性がある。このため、本実施形態で
は機関が定常運転されている場合にのみステップ405
以下の判定操作を行なうようにしている。ステップ40
5では、吸気温度センサ59から機関の実際の吸気温度
TINが読み込まれる。そして、ステップ407では、
ステップ401で読み込んだNE、Qfin 、Gnを用い
て、ECU30のROMに格納した基準吸気温度の数値
テーブルから現在の機関運転状態に対応する基準吸気温
度の値TINSが読み出される。
When the engine is not in steady operation, N
Since the changes in E, Q fin , and Gn are large, the reference intake air amount temperature obtained from these changes greatly , and the accuracy of the abnormality determination may decrease. Therefore, in the present embodiment, step 405 is performed only when the engine is in steady operation.
The following determination operation is performed. Step 40
In 5, the actual intake air temperature TIN of the engine is read from the intake air temperature sensor 59. Then, in step 407,
Using NE, Q fin , and Gn read in step 401, the reference intake air temperature value TINS corresponding to the current engine operating state is read out from the reference intake air temperature table stored in the ROM of the ECU 30.

【0052】次いで、ステップ409では、現在の吸気
温度TINが上記基準吸気温度TINSに対して所定値
γ以上高くなっているか否かが判定される。ステップ4
09で、TIN≧TINS+γであった場合には、すな
わちDPF43が破損して吸気温度が上昇していると考
えられるため、ステップ411で異常フラグXFの値が
1にセットされる。ここで、γは、吸気温度TINの微
小な変動による誤判定を防止するための値であり、比較
的小さな正の値に設定される。フラグXFの機能は第1
の実施形態(図3)におけるものと同一である。また、
ステップ409でTIN<TINS+γであった場合に
は、現在の吸気温度は基準吸気温度とほぼ等しいか、そ
れ以下であるためDPF43は正常であると判定され
る。この場合には、フラグXFの値は変更されない。
Next, at step 409, it is judged if the current intake air temperature TIN is higher than the reference intake air temperature TINS by a predetermined value γ or more. Step 4
If TIN ≧ TINS + γ at 09, that is, it is considered that the DPF 43 is damaged and the intake air temperature rises, so that the value of the abnormality flag XF is set to 1 at step 411. Here, γ is a value for preventing an erroneous determination due to a minute change in the intake air temperature TIN, and is set to a relatively small positive value. The flag XF has the first function
Embodiment (FIG. 3). Also,
When TIN <TINS + γ in step 409, the current intake air temperature is substantially equal to or lower than the reference intake air temperature, and therefore the DPF 43 is determined to be normal. In this case, the value of the flag XF is unchanged.

【0053】上述のように、図4の操作を実行すること
により本実施形態では、EGRフィードバック制御の実
施の有無にかかわらず、簡易かつ正確にDPFの異常の
有無を検出することが可能となっている。
As described above, by executing the operation of FIG. 4, in the present embodiment, it is possible to easily and accurately detect the presence / absence of an abnormality in the DPF regardless of whether or not the EGR feedback control is performed. ing.

【0054】[0054]

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、簡易か
つ正確にパティキュレートフィルタの異常の有無が検出
可能となる共通の効果を奏する。また、請求項2の発明
によれば、上記共通の効果に加えて更に、機関の広い運
転領域にわたってパティキュレートフィルタの異常有無
が検出可能となる効果を奏する。
According to the invention described in each claim, there is a common effect that the presence or absence of abnormality of the particulate filter can be detected easily and accurately. Further, according to the invention of claim 2, in addition to the common effect, there is an effect that it is possible to detect the presence or absence of abnormality of the particulate filter over a wide operating region of the engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した実
施形態の概略構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an automobile diesel engine.

【図2】機関吸入空気量に基づくEGR弁開度フィード
バック制御操作の一例を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an EGR valve opening feedback control operation based on an engine intake air amount.

【図3】パティキュレートフィルタの異常検出操作の一
実施形態を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of an abnormality detection operation of a particulate filter.

【図4】パティキュレートフィルタの異常検出操作の図
3とは異なる実施形態を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment different from FIG. 3 of the abnormality detection operation of the particulate filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディーゼル機関本体 3…排気通路 23…EGR弁 30…電子制御ユニット(ECU) 43…パティキュレートフィルタ 59…吸気温度センサ 1. Diesel engine body 3 ... Exhaust passage 23 ... EGR valve 30 ... Electronic control unit (ECU) 43 ... Particulate filter 59 ... Intake air temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 25/07 570 F02M 25/07 570K (72)発明者 福間 隆雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−184343(JP,A) 特開 平11−141405(JP,A) 特開 平10−339216(JP,A) 特開 昭58−48764(JP,A) 特開 平8−170539(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/02 F02D 21/08 F02D 45/00 F02M 25/07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02M 25/07 570 F02M 25/07 570K (72) Inventor Takao Fukuma 1 Toyota-cho, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation ( 56) References JP-A-10-184343 (JP, A) JP-A-11-141405 (JP, A) JP-A-10-339216 (JP, A) JP-A-58-48764 (JP, A) JP-A Flat 8-170539 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3/02 F02D 21/08 F02D 45/00 F02M 25/07

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に配置されたパティ
キュレートフィルタの破損の有無を検出するパティキュ
レートフィルタの異常検出装置であって、 機関排気系と機関吸気系とを接続するEGR通路と、該
EGR通路に配置されたEGR弁と、 機関吸入空気量を検出するとともに、前記EGR弁開度
を制御することにより、機関吸入空気量が機関運転状態
に応じて予め定められた目標吸入空気量になるように前
記EGR通路を通って排気系から吸気系に還流する還流
排気流量をフィードバック制御するEGR制御手段と、 パティキュレートフィルタが正常な状態である基準状態
において前記EGR制御手段による前記還流排気流量の
フィードバック制御が行なわれているときの、各機関運
転状態での前記EGR弁開度である基準EGR弁開度を
予め記憶した記憶手段と、 前記EGR制御手段による前記還流排気流量のフィード
バック制御実施中にEGR弁開度を検出し、該検出した
実際のEGR弁開度が、前記記憶手段に記憶した現在の
運転状態に対応する前記基準EGR弁開度より大きい場
合には、パティキュレートフィルタに異常が生じたと判
定する判定手段と、 を備えたパティキュレートフィルタの異常検出装置。
1. An abnormality detection device for a particulate filter, which detects whether or not a particulate filter arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine is damaged, the EGR passage connecting an engine exhaust system and an engine intake system, By detecting the EGR valve disposed in the EGR passage and the engine intake air amount and controlling the EGR valve opening, the engine intake air amount is a target intake air amount that is predetermined according to the engine operating state. EGR control means for feedback-controlling the flow rate of the recirculated exhaust gas that recirculates from the exhaust system to the intake system through the EGR passage, and the recirculation exhaust gas by the EGR control means in a standard state where the particulate filter is in a normal state. Reference EGR valve that is the EGR valve opening in each engine operating state when the flow rate feedback control is being performed An EGR valve opening degree is detected during the feedback control of the recirculation exhaust gas flow rate by the EGR control means and the storage means that stores the opening degree in advance, and the detected actual EGR valve opening degree is stored in the storage means. An abnormality detection device for a particulate filter, comprising: determination means for determining that an abnormality has occurred in the particulate filter when the opening is larger than the reference EGR valve opening degree corresponding to the current operating state.
【請求項2】 内燃機関の排気通路に配置されたパティ
キュレートフィルタの破損の有無を検出するパティキュ
レートフィルタの異常検出装置であって、 機関排気系に配置され機関排気流に駆動される排気ター
ビンと機関吸気系に配置され機関吸入空気を昇圧する圧
縮機とを備えた排気過給機と、 機関吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、 パティキュレートフィルタが正常な状態である基準状態
における、各機関運転状態での吸気温度である基準吸気
温度を予め記憶した記憶手段と、 機関運転中に、前記吸気温度検出手段により検出した機
関吸気温度が、前記記憶手段に記憶した機関吸入空気量
を含む現在の機関運転状態に対応する前記基準吸気温度
より高い場合には、パティキュレートフィルタに異常が
生じたと判定する判定手段と、 を備えたパティキュレートフィルタの異常検出装置。
2. An abnormality detection device for a particulate filter, which detects whether or not a particulate filter arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine is damaged, the exhaust turbine being arranged in an engine exhaust system and driven by an engine exhaust flow. And an exhaust supercharger equipped with a compressor arranged in the engine intake system to boost the engine intake air, an intake air temperature detecting means for detecting the engine intake air temperature, and a particulate filter in a normal state in a normal state, A storage unit that stores in advance a reference intake air temperature that is an intake air temperature in each engine operating state, and an engine intake air temperature detected by the intake air temperature detection unit during engine operation indicates the engine intake air amount stored in the storage unit. When the temperature is higher than the reference intake air temperature corresponding to the current engine operating state, including a determining means for determining that an abnormality has occurred in the particulate filter Abnormality detecting device of the particulate filter with.
JP2000021806A 1999-12-14 2000-01-26 Abnormality detection device for particulate filter Expired - Fee Related JP3511967B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000021806A JP3511967B2 (en) 2000-01-26 2000-01-26 Abnormality detection device for particulate filter
DE10062022.1A DE10062022B4 (en) 1999-12-14 2000-12-13 Device for detecting a fault in an exhaust system of an engine
DE10066432A DE10066432B4 (en) 1999-12-14 2000-12-13 Device for detecting a malfunction of an exhaust system of the engine
FR0016337A FR2802241B1 (en) 1999-12-14 2000-12-14 DEVICE FOR DETECTING MALFUNCTION OF THE EXHAUST SYSTEM OF AN ENGINE
FR0112458A FR2813098B1 (en) 1999-12-14 2001-09-27 DEVICE FOR DETECTING MALFUNCTION OF THE EXHAUST SYSTEM OF AN ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000021806A JP3511967B2 (en) 2000-01-26 2000-01-26 Abnormality detection device for particulate filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001207828A JP2001207828A (en) 2001-08-03
JP3511967B2 true JP3511967B2 (en) 2004-03-29

Family

ID=18548170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000021806A Expired - Fee Related JP3511967B2 (en) 1999-12-14 2000-01-26 Abnormality detection device for particulate filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3511967B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4238788B2 (en) 2004-06-21 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 Particulate filter abnormality judgment method
JP2007187149A (en) 2005-12-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control method and fuel injection controller for engine
JP2008128114A (en) * 2006-11-21 2008-06-05 Toyota Motor Corp Exhaust throttle valve failure diagnostic device for internal combustion engine
JP2008150955A (en) 2006-12-14 2008-07-03 Denso Corp Exhaust gas recirculating device
JP4893383B2 (en) * 2007-03-09 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
JP6764761B2 (en) * 2016-11-02 2020-10-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 Internal combustion engine controller and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001207828A (en) 2001-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5327393B1 (en) Abnormality diagnosis device for EGR system
JP4688770B2 (en) Engine control device and control method having exhaust gas recirculation device
EP1965050B1 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US7614231B2 (en) Method and system to operate diesel engine using real time six dimensional empirical diesel exhaust pressure model
JP5187123B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5136654B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4525544B2 (en) Internal combustion engine with a supercharger
JP4631598B2 (en) Supercharging pressure control device
JP2009281144A (en) Control device for internal combustion engine with turbocharger
JP2008128114A (en) Exhaust throttle valve failure diagnostic device for internal combustion engine
EP2211044B1 (en) EGR controller and EGR control method for internal combustion engine
JP3463642B2 (en) Exhaust throttle valve abnormality detector
JP2008163794A (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
JP3511967B2 (en) Abnormality detection device for particulate filter
EP1536120A2 (en) Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine and control method thereof
JP3552615B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4911432B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2008038622A (en) Exhaust emission control device and method of internal combustion engine
JP2008106636A (en) Abnormality detection device for engine
CN107269404B (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
US11300065B2 (en) Method of controlling temperature of exhaust purification device of internal combustion engine, and internal combustion engine control device
JP2001193522A (en) Egr control device for internal combustion engine
JP2003214146A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010190176A (en) Abnormality determination device for internal combustion engine
JP5831162B2 (en) NOx sensor abnormality diagnosis method, NOx sensor abnormality diagnosis system, and internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031229

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees