JP4141536B2 - パティキュレートフィルタ捕集量推定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比して熱効率が高く、また軽油や重油を燃料として利用するため、運転の経済性が高く、大型トラック、バスなどに搭載されている。そして、近年では、その運転経済性に着目され、中小型の乗用車にも搭載されつつある。
【０００３】
軽油、重油は、ガソリンに比して炭素含有率が高いため、これをディーゼルエンジンの燃料として用いると、排気ガス中に未燃焼のパティキュレート、すなわち炭素の微粉末やその混合物が含まれ、排気ガスが黒煙化されて悪臭を伴うなどの問題が生じる。そのため、ディーゼルエンジンを搭載した車両では、排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去して排気ガスを清浄化するために、パティキュレートフィルタが装備されている。パティキュレートフィルタは、排気ガス中のパティキュレートを除去するためのフィルタ部材を備え、このフィルタ部材がディーゼルエンジンの排気経路に直列的に設けられる。このようにフィルタ部材を設けることによって、排気ガス中のパティキュレートがフィルタ部材に捕集され、排気ガス中のパティキュレートを除去して、排出される排気ガスを清浄化することができる。
【０００４】
このフィルタ部材は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するために、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなると、捕集したパティキュレートにより目詰まりが生じる。目詰まりが生じると、フィルタ部材を通過する際の通過抵抗が大きくなり、排気ガスの排気抵抗が増し、ディーゼルエンジンの運転効率が低下する。
【０００５】
フィルタ部材の目詰まりによる運転効率の低下を防止するために、ある程度運転した後にフィルタ部材の再生が行われる。フィルタ部材の再生は、たとえば、加熱ヒータによってフィルタ部材を加熱しながら燃焼用空気をフィルタ部材に供給することによって行われる。この再生では、フィルタ部材に捕集されたパティキュレートが燃焼され、パティキュレートは炭酸ガスと水蒸気とに変換され、変換された炭酸ガスおよび水蒸気が排気経路を通して排出され、このようにしてフィルタ部材に捕集されたパティキュレートが除去される。
【０００６】
ディーゼルエンジンを効率的に運転するためには、フィルタ部材の目詰まり状態を検知してフィルタ部材の再生を定期的に行う必要がある。フィルタ部材の目詰まり状態を間接的に検知する装置として、たとえば、特開平６−１２３２１６号公報に開示されたものが知られている。この公知の装置は、ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段と、排気ガスの排気圧力（具体的には、パティキュレートフィルタに作用する排気圧力）を検出する排気圧力検出手段と、ディーゼルエンジンの運転時間を積算する運転時間積算手段とを備えている。この装置においては、回転数検出手段の検出信号と排気圧力検出手段の検出信号とに基づいてフィルタ部材の目詰まり状態を推定している。また、運転時間積算手段の積算時間と圧力検出手段の検出信号とに基づいて排気圧力期待値を求め、この排気圧力期待値と圧力検出手段の検出圧力とに基づいてパティキュレートフィルタの異常を検出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、回転数検出手段および排気圧力検出手段の検出信号を単に用いてフィルタ部材の目詰まり状態を推定しているため、その目詰まり状態を正確に推定することができない。すなわち、ディーゼルエンジンの排気ガスの圧力はエンジン回転の変動に追従せず、ある回転数と同時刻の排気圧力検出手段の検出信号をそのまま用いたのでは排気圧力を正確に示しておらず、このことに起因してフィルタ部材の目詰まり状態を正確に推定することができない。
【０００８】
このような不都合を解消するために、排気圧力検出手段の検出信号をフィルタ処理することも考えられるが、フィルタ処理を行うと処理遅れが生じ、このことに起因してフィルタ部材の目詰まり状態を正確に推定することが困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、パティキュレートフィルタの目詰まり状態を正確に推定し、これによってパティキュレートフィルタの捕集量を測定することができるパティキュレートフィルタ捕集量推定装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じ、かつ、回転数が下降から上昇に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１１】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、測定したい回転数を特定しやすくなり、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値を用いることによって、その回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数よりも小さいとき、ディーゼルエンジンの回転数の最小値であるとして、捕集量推定手段によって上記変化時点の回転数および上記排気圧力の最小値に基づいてパティキュレートフィルタの捕集量が推定される。これに対し、上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数の最小値よりも大きくなる、すなわち上記所定時間内の回転数が上記変化時点の回転数よりも小さくなると、ディーゼルエンジンの回転数が最小値でないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１２】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じ、かつ、回転数が上昇から下降に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１３】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、測定したい回転数を特定しやすくなり、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、その回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。特に、回転数が上昇から下降に転じる変化時点の回転数を用いるため、その回転数が大きくて排気圧力も高く、これにより排気ガスの脈動による影響をより少なくすることができる。上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数よりも大きいとき、ディーゼルエンジンの回転数の最大値であるとして、捕集量推定手段によって上記変化時点の回転数および上記排気圧力の最大値に基づいてパティキュレートフィルタの捕集量が推定される。これに対し、上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数の最大値よりも小さくなる、すなわち上記所定時間内の回転数が上記変化時点の回転数よりも大きくなると、ディーゼルエンジンの回転数が最大値でないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１４】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定範囲に所定時間継続して保持されたとき、回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１５】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されたとき、そのときの回転数の範囲と、その所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられ、捕集量推定手段はこれらに基づいてパティキュレートフィルタの捕集量を推定する。エンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されるということはその回転数が安定しており、回転数の変動の影響を少なくすることができ、また上記所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、所定範囲の回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。なお、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されないときは、その回転数が安定していないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１６】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が下降から上昇に転じ、かつ、回転数信号が下降から上昇に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１８】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が上昇から下降に転じ、かつ、回転数信号が上昇から下降に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００２０】
さらに本発明は、前記捕集量推定手段によって推定された捕集量をするための捕集量演算手段と、前記捕集量演算手段によって演算された演算捕集量を記憶するための捕集量記憶手段とがさらに設けられ、前記捕集量演算手段は、前記捕集量記憶手段に記憶された捕集量と前記捕集量推定手段によって推定された捕集量とを所要のとおりに演算することによって新たな捕集量を決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、捕集量記憶手段は捕集量演算手段によって演算された捕集量の最大値を記憶する。パティキュレートフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量は、上述したように、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなるに従って多くなるため、再生または交換を行わない限り、捕集された捕集量が実質上減少することはない。それ故に、演算捕集量記憶手段によって捕集量の最大値を記憶保持することによって、検出誤差などの影響を少なくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の実施形態について説明する。
【００２３】
第１の実施形態
図１は、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第１の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図であり、図２は、図１の制御系における捕集量の推定動作を説明するための図であり、図３は、図１の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
主として図１を参照して、トラック、バス、乗用車などの車両に搭載されるディーゼルエンジン２には吸気経路（図示せず）および排気経路４が接続され、燃焼に必要な空気は吸気経路を通してエンジン２に供給され、燃焼用燃料は、たとえば燃料噴射ポンプ（図示せず）によってエンジン２に直接的に噴射され、燃焼によって生成された排気ガスは排気経路４を通して大気中に排出される。
【００２５】
排気経路４には、パティキュレートフィルタ６が直列的に設けられている。パティキュレートフィルタ６は、排気経路４に配設される容器８を有し、この容器８にフィルタ部材１０が収納されている。フィルタ部材１０の上流側には、これを加熱するための加熱ヒータ１２が設けられ、この加熱ヒータ１２に関連して再生装置１４が設けられている。再生装置１４は、ディーゼルエンジン２の休止時間を利用してフィルタ部材１０の再生を行う。フィルタ部材１０の再生時、再生装置１４は外部電源（図示せず）からの電力を加熱ヒータ１２に送給し、加熱ヒータ１２はフィルタ部材１０を加熱する。なお、フィルタ部材１０としては、たとえばセラミックから形成されたものを用いることができるし、金属製でもよいし、セラミック繊維製でもよい。
【００２６】
ディーゼルエンジン２に関連して、その回転数を検出するための回転数検出手段が設けられている。回転数検出手段は、たとえばディーゼルエンジン２の回転数を直接的に検出する回転数検出センサ１６から構成される。なお、回転数検出手段として、ディーゼルエンジン２のクランク軸の回転数を検出するセンサ、燃料噴射ポンプ（図示せず）の噴射回数を検出するセンサ、または排気圧力のリップル数を検出するセンサなどを用い、かかるセンサの検出信号を利用してその回転数を検出することができる。
【００２７】
また、排気経路４には、ディーゼルエンジン２からの排気ガスの排気圧力を検出するための排気圧力検出手段が設けられている。排気圧力検出手段は排気圧力を直接的に検出する排気圧力検出センサ１８から構成され、この実施形態では大気圧との差圧を検出する。この排気圧力検出センサ１８は、ディーゼルエンジン２の排気側からパティキュレートフィルタ６の高圧側までの任意の位置に配設することができ、読み数値、電流信号、パルス数、電圧信号などの形態で排気圧力を検出する。
【００２８】
回転数検出センサ１６および排気圧力検出センサ１８からの検出信号は、制御手段２０に送給される。制御手段２０は、たとえばマイクロプロセッサから構成され、パティキュレートフィルタ６の捕集されたパティキュレートの捕集量を後述する如くして推定する。この制御手段２０に関連して表示手段２２が設けられている。表示手段２２は、たとえば警告ランプなどから構成され、パティキュレートフィルタ６におけるパティキュレートの捕集量が所定値以上になると制御手段２０にて生成される再生信号に基づいて点灯し、運転者にパティキュレートフィルタ６の再生が必要である旨を知らせる。
【００２９】
また本発明の他の形態として、表示手段２２は、複数の表示灯たとえば６つのＬＥＤ表示灯を有し、パティキュレートフィルタ６におけるパティキュレートの捕集量に応じて各ＬＥＤ表示灯を選択的に点灯し、運転者にパティキュレートフィルタ６の捕集状態を知らせるようにしてもよい。これによって運転者は、パティキュレートフィルタ６の状態の把握が容易になり、パティキュレートフィルタ６の管理がしやすくなる。
【００３０】
このように構成されているので、ディーゼルエンジン２が運転されることによって生成される排気ガスは、排気経路４を通して排出される。そして、排気ガスがパティキュレートフィルタ６を通して流れる際に、排気ガス中に含まれているパティキュレートがフィルタ部材１０によって捕集され、パティキュレートが除去された排気ガスが排気経路４を通して排出される。パティキュレートフィルタ６を再生する時、再生装置１４から加熱ヒータ１２に電力が送給され、加熱ヒータ１２はフィルタ部材１０を加熱し、フィルタ部材１０に捕集されたパティキュレートは燃焼されて炭酸ガスと水蒸気となって排気経路４を通して大気中に排出される。この再生時、必要に応じて、燃焼用空気がパティキュレートフィルタ６に供給され、これによって再生時の燃焼が促進される。
【００３１】
第１の実施形態の捕集量測定装置では、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量は、次のとおりにして測定される。図１とともに図２を参照して、この実施形態では、捕集量測定装置の一部を構成する制御手段２０は、回転数記憶手段２４、回転数比較手段２６、排気圧力記憶手段２８および排気圧力比較手段３０とを含んでいる。この実施形態では、回転数比較手段２６は、前に検出した回転数と今回検出した回転数とを比較し、ディーゼルエンジン２の回転数が下降から上昇に転じた変化時点を判定する。たとえば、図２に示すように、今回の検出回転数が前回の検出回転数よりも小さく、回転数が下降している状態において、今回の検出回転数が前回の検出回転数よりも大きくなると、回転数比較手段２６はこの回転数の変化時点（図２における回転数がＮ１，Ｎ２の時点）を判定する。回転数記憶手段２４は、ディーゼルエンジン２の回転数、すなわち回転数検出センサ１６の検出回転数を記憶し、その回転数が下降から上昇に転じた変化時点の回転数を記憶する。なお、回転数検出センサ１６の検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数よりも小さくなると、回転数記憶手段２４に記憶された回転数はクリアされる。また、排気圧力記憶手段２８は、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力を記憶し、排気圧力比較手段３０は、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力と排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力とを比較し、排気圧力検出センサ３０の検出排気圧力が小さいとこれを判定し、排気圧力記憶手段２８はこのときの検出排気圧力を記憶する。したがって、排気圧力記憶手段２８は、検出排気圧力の最小値を記憶するようになる。
【００３２】
制御手段２０は、タイマ３２を含んでいる。タイマ３２は、ディーゼルエンジン２の回転数が下降から上昇に転じた変化時点（たとえば回転数がＮ１，Ｎ２の時点）から計時を開始し、所定時間Ｔ１（図２参照）、たとえば２秒間計時する。このタイマ３２の計時時間Ｔ１は、排気圧力を計測する期間であり、排気圧力記憶手段２８はこの所定時間Ｔ１における排気圧力の最小値を記憶する。なお、この所定時間Ｔ１は、パティキュレートの捕集量を測定するための適切な時間に設定することができる。
【００３３】
制御手段２０は、さらに、捕集量推定手段３４、捕集推定量記憶手段３６、捕集量記憶手段３８および再生信号生成手段４０を含んでいる。捕集推定量記憶手段３６には、たとえば表１に示す内容がマップとして記憶されている。すなわち、この捕集推定量記憶手段３６には、ディーゼルエンジン２の回転数（ｒｐｍ）および排気ガスの排気圧力（ｍｍＨｇ）とパティキュレートの捕集量（ｇ／リットル）との関係が記憶されている。
【００３４】
【表１】
【００３５】
捕集量推定手段３４は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数と排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力とに基づいて、前記捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップからパティキュレートの捕集量を読取り、読取った捕集量がフィルタ部材１０に捕集された量として推定し、この推定量が捕集量として測定される。推定量記憶手段３８には、捕集量推定手段３４によって推定された捕集量が記憶され、再生信号生成手段４０は、推定量記憶手段３８に記憶された推定量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上になると再生信号を生成し、この再生信号が表示手段２２に送給される。
【００３６】
また前述したように、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成では、再生信号生成手段４０は、推定量記憶手段３８に記憶された推定量に応じた再生信号を表示手段２２に送給し、表示手段２２は再生信号に対応して、各ＬＥＤ表示灯を点灯し、捕集量を表示することができる。
【００３７】
制御手段２０による捕集量の推定は、次のとおりにして行われる。図１とともに図３を参照して、ステップＳ１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が下降状態から上昇状態に切換わったか否かが判断され、この下降状態から上昇状態への回転数の変化は、回転数比較手段２６によって判定される。エンジン２の回転数が下降から上昇に変化すると、ステップＳ２に進み、下降から上昇への変化時点の回転数、すなわち回転数検出センサ１６の検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶される。次いで、ステップＳ３に進み、タイマ３２の計時が開始され、このタイマ３２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ４において、排気経路４の排気圧力、すなわち排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が排気圧力記憶手段２８に記憶される。
【００３８】
その後、ステップＳ５に進み、タイマ３２が所定時間Ｔ１、この実施形態では２秒を計時したか否かが判断され、所定時間Ｔ１を計時しないとき、ステップＳ５からステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ７にてこの検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数以上か否かが判断される。この判断は、回転数比較手段２６によって行われる。検出回転数が記憶された回転数以上であるとき、ステップＳ８に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ９において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値よりも小さいか否かが判断され、検出排気圧力が小さいとステップＳ１０に進み、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以上であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段２８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段２８には検出した排気圧力の最小値が記憶される。ステップＳ１０の後ステップＳ５に戻り、上述したステップＳ５〜ステップＳ１０が所定時間Ｔ１の間繰返し遂行される。
【００３９】
なお、ステップＳ７において検出回転数が記憶された回転数よりも小さくなると、ステップＳ１１に進み、回転数記憶手段２４に記憶された回転数がクリアされ、またステップＳ１２において排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ１に戻る。検出回転数が記憶回転数よりも小さくなるということは、ディーゼルエンジン２の回転数が最小値ではなく、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００４０】
上述したようにしてタイマ３２が所定時間Ｔ１を計時すると、ステップＳ５からステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、タイマ３２がリセットされる。次いで、ステップＳ１４において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数、換言すると所定時間Ｔ１内における回転数の最小値（Ｎ１，Ｎ２）および排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間Ｔ１内における排気圧力の最小値（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数（回転数記憶手段２４に記憶された回転数）が１１００ｒｐｍで、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が２００ｍｍＨｇであると、捕集量が６ｇ／リットルと推定され、推定された６ｇ／リットルが捕集量として測定される。この実施形態では、所定時間Ｔ１内の回転数の最小値および排気圧力の最小値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて、捕集量を正確に推定することができる。
【００４１】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１４に推定された捕集量が推定量記憶手段３８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ１６に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段３８に記憶され、その後ステップＳ１７に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ１５から直接ステップＳ１７に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。一般的に、パティキュレートの捕集量は運転時間が長くなるにつれて多くなり、その捕集量が減少することはほとんどないため、この実施形態では、捕集量が等しい、または小さくなると測定誤差によるものとして、その捕集量を排除している。
【００４２】
その後、ステップＳ１７において、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上であるか否かが判断される。捕集量が上記所定値以上であると、ステップＳ１８に進み、再生信号生成手段４０は再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給され、表示手段２２が点灯する。このように、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの量が多くなると表示手段２２が点灯し、かかる点灯によって運転者はパティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知ることができる。なお、捕集量が所定に達するまでは表示手段２２は点灯することはない。
【００４３】
上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯する。かくすると、運転者は再生装置１４を操作して上述したようにしてパティキュレートフィルタ６の再生を行い、再生を行うことによってパティキュレートフィルタ６は元の状態に戻る。
【００４４】
また前述したように、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成とした場合には、前述のステップＳ１７およびステップＳ１８の動作に代えて、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段４０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００４５】
第２の実施形態
上述した第１の実施形態では、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点から所定時間Ｔ１内における回転数の最小値および排気圧力の最小値を用いてパティキュレートの捕集量を推定しているが、これに代えて、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点から所定時間内における回転数の最大値および排気圧力の最大値を用いてパティキュレートの捕集量を推定することもでき、この場合、図１に示す車両の制御系と実質上同様の構成でもって達成することができる。なお、図４は、第２の実施形態の測定装置を装備した車両の制御系の動作を説明するためのフローチャートであり、図５はその制御における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【００４６】
この第２の実施形態では、その構成は、図１に示す第１の実施形態と実質上同一の構成であり、その推定動作が相違しており、したがって、主として図４を参照して第２の実施形態の推定動作を説明する（その構成については、図１を参照されたい）。
【００４７】
この第２の実施形態では、制御手段２０による捕集量の推定は、次のとおりにして行われる。ステップＳ２１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が上昇状態から下降状態に切換わったか否かが判断され、この上昇状態から下降状態への切換えは、回転数比較手段２６によって判定される。エンジン２の回転数が上昇から下降に切換わると、ステップＳ２２に進み、上昇から下降への変化時点の回転数が回転数記憶手段２４に記憶される。次いで、ステップＳ２３に進み、タイマ３２の計時が開始され、このタイマ３２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ２４において、排気経路４の排気圧力が排気圧力記憶手段２８に記憶される。
【００４８】
その後、ステップＳ２５に進み、タイマ３２が所定時間Ｔ２（図５参照）（この所定時間Ｔ２は、第１の実施形態における所定時間Ｔ１と等しくてもよく、また異なる時間を設定してもよい）、この実施形態では２秒を計時したか否かが判断され、所定時間Ｔ２を計時しないとき、ステップＳ２５からステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ２７にてこの検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数以下か否かが判断される。検出回転数が記憶された回転数以下であるとき、ステップＳ２８に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ２９において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値よりも大きいか否かが判断され、検出排気圧力が大きいとステップＳ３０に進み、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以下であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段２８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段２８には検出した排気圧力の最大値が記憶される。ステップＳ３０の後ステップＳ２５に戻り、上述したステップＳ２５〜ステップＳ３０が所定時間Ｔ２の間繰返し遂行される。
【００４９】
なお、ステップＳ２７において検出回転数が記憶された回転数よりも大きくなると、ステップＳ３１に進み、回転数記憶手段２４に記憶された回転数がクリアされ、またステップＳ３２において排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ２１に戻る。検出回転数が記憶回転数よりも大きくなるということは、ディーゼルエンジン２の回転数が最大値ではなく、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ２１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００５０】
上述したようにしてタイマ３２が所定時間Ｔ２を計時すると、ステップＳ２５からステップＳ３３に進み、タイマ３２がリセットされる。次いで、ステップＳ３４において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数、換言すると所定時間Ｔ２内における回転数の最大値（Ｎ３，Ｎ４）および排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間Ｔ２内における排気圧力の最大値（Ｐ３，Ｐ４）とに基づいて、捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。この場合も、たとえば上記表１と同様の内容のマップを用いることができる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数（回転数記憶手段２４に記憶された回転数）が１５００ｒｐｍで、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が３００ｍｍＨｇであると、捕集量が９ｇ／リットルと推定され、推定された９ｇ／リットルが捕集量として測定される。この第２の実施形態では、所定時間Ｔ２内の回転数の最大値および排気圧力の最大値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて捕集量を正確に推定することができる。
【００５１】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３４に推定された捕集量が推定量記憶手段３８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ３６に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段３８に記憶され、その後ステップＳ３７に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ３５から直接ステップＳ３７に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。
【００５２】
その後、ステップＳ３７において、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量が所定値以上であるか否かが判断される。捕集量が上記所定値以上であると、ステップＳ３８に進み、再生信号生成手段４０は再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給され、表示手段２２が点灯する。なお、捕集量が所定値に達するまでは表示手段２２は点灯することはない。
【００５３】
第２の実施形態においても上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯する。かくすると、運転者は再生装置１４を操作して上述したようにしてパティキュレートフィルタ６の再生を行い、再生を行うことによってパティキュレートフィルタ６は元の状態に戻る。
【００５４】
また第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成としてもよく、この場合には、前述のステップＳ３７およびステップＳ３８の動作に代えて、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段４０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００５５】
第３の実施形態
図６は、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第３の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図であり、図７は、図６の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。この第３の実施形態におけるディーゼルエンジン２およびそれに関連する構成は、第１の実施形態と実質上同一であり、それ故にそれらについては同一の番号を付してその説明を省略する。
【００５６】
主として図６を参照して、第３の実施形態における制御手段５２は、回転数範囲記憶手段５４、回転数判定手段５６、排気圧力記憶手段５８および排気圧力比較手段６０とを含んでいる。この第３の実施形態では、回転数範囲記憶手段５４には、ディーゼルエンジン２の所定回転数範囲、具体的には後述する捕集推定量記憶手段に記憶された回転数範囲と同一の範囲（ｒｐｍ）、すなわち第１の範囲（９５０≦Ｎ≦１０５０）、第２の範囲（１３５０≦Ｎ≦１４５０）、第３の範囲（１７５０≦Ｎ≦１８５０）、第４の範囲（２１５０≦Ｎ≦２２５０）および第５の範囲（２５５０≦Ｎ≦２６５０）が記憶されている。この回転数の範囲はエンジン２の種類などに応じて適宜設定することができ、もっと小さい範囲のものを多く設けることもできる。回転数判定手段５６は、ディーゼルエンジン２の回転数が上記第１〜第５の範囲のいずれかに入ったか否かを判定し、第１〜第５の範囲のいずれかに入った場合、後述するパティキュレートの捕集量推定動作が遂行される。また、排気圧力記憶手段５８は、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力を記憶し、排気圧力比較手段６０は、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力と排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力とを比較し、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が大きいとこれを判定し、排気圧力記憶手段５８はこのときの検出排気圧力を記憶する。したがって、排気圧力記憶手段５８は、検出排気圧力の最大値を記憶するようになる。
【００５７】
制御手段５２は、さらに、第１の実施形態と同様に、タイマ６２、捕集量推定手段６４、捕集推定量記憶手段６６、推定量記憶手段６８および再生信号生成手段７０を含んでいる。タイマ３２は、ディーゼルエンジン２の回転数が第１〜第５の範囲のいずれかになった時点から計時を開始し、所定時間、たとえば１５秒計時する。このタイマ３２の計時時間は、排気圧力を計測する期間であり、排気圧力記憶手段５８はこの所定時間における排気圧力の最大値を記憶する。なお、第３の実施形態における所定時間は、パティキュレートの捕集量を測定するための適切な時間、たとえば１〜３０秒程度に設定することができる。
【００５８】
捕集推定量記憶手段５６には、たとえば表２に示す内容がマップとして記憶されている。すなわち、この捕集推定量記憶手段５６には、ディーゼルエンジン２の回転数（ｒｐｍ）および排気ガスの排気圧力（ｍｍＨｇ）とパティキュレートの捕集量（ｇ／リットル）との関係が記憶されている。
【００５９】
【表２】
【００６０】
捕集量推定手段６４は、ディーゼルエンジン２の回転数の範囲（第１〜第５の範囲のいずれかの範囲）と排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力とに基づいて、前記捕集推定量記憶手段６６に記憶されたマップからパティキュレートの捕集量を読取り、読取った捕集量がフィルタ部材１０に捕集された量として推定し、この推定量が捕集量として測定される。推定量記憶手段６８には、捕集量推定手段６４によって推定された捕集量が記憶され、再生信号生成手段７０は、推定量記憶手段６８に記憶された推定量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上になると再生信号を生成し、この再生信号が表示手段２２に送給される。
【００６１】
また第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成としてもよく、この場合には、再生信号生成手段７０は、推定量記憶手段６８に記憶された推定量に応じた再生信号を表示手段２２に送給し、表示手段２２は再生信号に対応して、各ＬＥＤ表示灯を点灯し、捕集量を表示することができる。
【００６２】
第３の実施形態におけるその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一であり、以下図６および図７を参照して制御手段５２による捕集量の推定動作について説明する。ステップＳ４１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が所定の設定範囲、すなわち第１〜第５のいずれかの範囲になったか否かが判断され、この判断は、回転数判定手段５６によって判定される。エンジン２の回転数が設定範囲に入るとステップＳ４２に進み、タイマ６２の計時が開始され、このタイマ６２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ４３において、排気経路４の排気圧力、すなわち排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が排気圧力記憶手段５８に記憶される。
【００６３】
その後、ステップＳ４４に進み、タイマ６２が所定時間、この実施形態では１５秒を計時したか否かが判断され、所定時間を計時しないとき、ステップＳ４４からステップＳ４５に進む。ステップＳ４５では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ４６にてこの検出回転数がステップＳ４１にて入った設定範囲（第１〜第５の範囲のいずれか）から外れたか否かが判断される。この判断は、回転数判定手段５６によって行われる。検出回転数が継続して設定範囲に入っていると、ステップＳ４７に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ４８において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力値よりも大きいか否かが判断され、検出排気圧力が大きいとステップＳ４９に進み、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以下であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段５８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段５８には検出した排気圧力の最大値が記憶される。ステップＳ４９の後ステップＳ４４に戻り、上述したステップＳ４４〜ステップＳ４９が所定時間繰返し遂行される。
【００６４】
なお、ステップＳ４６においてエンジン２の回転数が上記設定範囲から外れると、ステップＳ５０に進み、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ４１に戻る。エンジン２の回転数が設定範囲から外れるということは、その回転数が安定しておらず、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ４１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００６５】
上述したようにしてタイマ６２が所定時間を計時すると、ステップＳ４４からステップＳ５１に進む。ステップＳ５１においては、タイマ６２がリセットされる。次いで、ステップＳ５２において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、エンジン２の回転数の範囲、すなわち第１〜第５の範囲のうちエンジン２の回転数が入っている範囲と、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて、捕集推定量記憶手段６６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数が第２の範囲に含まれ、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が２００ｍｍＨｇであると、捕集量が５ｇ／リットルと推定され、推定された５ｇ／リットルが捕集量として測定される。この実施形態では、所定時間維持された回転数の範囲とこの所定時間内の内の排気圧力の最大値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて捕集量を正確に推定することができる。
【００６６】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ５３に進み、ステップＳ５２にて推定された捕集量が推定量記憶手段６８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ５４に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段６８に記憶され、その後ステップＳ５５に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ５３から直接ステップＳ５５に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。
【００６７】
その後、上述したと同様に、ステップＳ５５において、推定量記憶手段６８に記憶された捕集量が所定値たとえば１５ｇ／リットル以上であるか否かが判断され、上記所定値以上であると、ステップＳ５６において再生信号生成手段７０が再生信号を生成し、この再生信号によって表示手段２２が点灯される。
【００６８】
上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯し、第１の実施形態と同様の効果が達成される。
【００６９】
また第３の実施形態においても、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成とした場合には、前述のステップＳ５５およびステップＳ５６の動作に代えて、推定量記憶手段６８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段７０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００７０】
以上、本発明に従う捕集量測定装置の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。
【００７１】
たとえば、上述した実施形態では、捕集量推定手段によって推定された捕集量を推定量記憶手段に記憶し、その後捕集量推定手段によって推定される捕集量が推定量記憶手段に記憶された推定量よりも大きくなったときに、推定量を大きい値に更新しているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、捕集量推定手段によって推定された推定量を推定量記憶手段に常に更新して記憶するように構成することもできる。
【００７２】
また、たとえば、上述した実施形態では、捕集量推定手段によって推定された推定量をそのまま捕集量として推定しているが、捕集量をより正確に推定するために、たとえば次のとおりに構成することができる。すなわち、制御手段にさらに捕集量演算手段を設け、捕集量演算手段によって捕集量記憶手段に記憶された捕集量と捕集量推定手段によって推定された捕集量とを所要のとおりに演算し、たとえば記憶された捕集量と推定された捕集量とを単に平均化する、または記憶された捕集量と推定された捕集量とある重み（たとえば１：３の重み、１：４の重みなど）を持たせて平均化するようにすることもできる。かかる場合、捕集量演算手段によって演算された演算捕集量が推定量記憶手段に記憶され、この推定量記憶手段に記憶された演算推定量が更新されるようになる。このように構成した場合、上述したと同様に、推定量記憶手段が捕集量演算手段によって演算推定された捕集量の最大値を記憶保持するように構成するのが望ましい。
またたとえば、従来の技術のような排気圧力検出手段の検出信号（圧力信号）をフィルタ処理した信号を用いて、パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定してもよい。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、捕集量推定に用いる回転数を特定しやすくでき、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値を用いることによって、上記回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。
【００７４】
また本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、捕集量推定に用いる回転数を特定しやすくでき、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、上記回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。特に、回転数が上昇から下降に転じる変化時点の回転数を用いるため、その回転数が大きくて排気圧力も高く、これにより排気圧力のダイナミックレンジによる影響（ダイナミックレンジが小さいとき設定差が大きくなる）をより少なくすることができる。
【００７５】
また本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されたとき、そのときの回転数の範囲と、その所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられ、捕集量推定手段はこれらに基づいてパティキュレートフィルタの捕集量を推定する。エンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されるということはその回転数が安定しており、回転数の変動の影響を少なくすることができ、また上記所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、所定範囲の回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。
【００７６】
また本発明の捕集量推定装置によれば、捕集量記憶手段は捕集量推定手段によって推定された捕集量の最大値を記憶する。パティキュレートフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量は、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなるに従って多くなり、再生または交換を行わない限り、捕集された捕集量が実質上減少することはない。それ故に、捕集量記憶手段によって捕集量の最大値を記憶保持することによって、検出誤差などの影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第１の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図である。
【図２】図１の制御系における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【図３】図１の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第２の実施形態を備えた車両の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートを遂行する制御系における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【図６】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第３の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図である。
【図７】図６の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
２ ディーゼルエンジン
４ 排気経路
６ パティキュレートフィルタ
１０ フィルタ部材
１２ 加熱ヒータ
１４ 再生装置
１６ 回転数検出センサ
１８ 排気圧力検出センサ
２０，５２ 制御手段
２４ 回転数記憶手段
２６ 回転数比較手段
２８，５８ 排気圧力記憶手段
３０，６０ 排気圧力比較手段
３４，６４ 捕集量推定手段
３６，６６ 捕集推定量記憶手段
３８，６８ 推定量記憶手段
５４ 回転数範囲記憶手段
５６ 回転数判定手段
７
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比して熱効率が高く、また軽油や重油を燃料として利用するため、運転の経済性が高く、大型トラック、バスなどに搭載されている。そして、近年では、その運転経済性に着目され、中小型の乗用車にも搭載されつつある。
【０００３】
軽油、重油は、ガソリンに比して炭素含有率が高いため、これをディーゼルエンジンの燃料として用いると、排気ガス中に未燃焼のパティキュレート、すなわち炭素の微粉末やその混合物が含まれ、排気ガスが黒煙化されて悪臭を伴うなどの問題が生じる。そのため、ディーゼルエンジンを搭載した車両では、排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去して排気ガスを清浄化するために、パティキュレートフィルタが装備されている。パティキュレートフィルタは、排気ガス中のパティキュレートを除去するためのフィルタ部材を備え、このフィルタ部材がディーゼルエンジンの排気経路に直列的に設けられる。このようにフィルタ部材を設けることによって、排気ガス中のパティキュレートがフィルタ部材に捕集され、排気ガス中のパティキュレートを除去して、排出される排気ガスを清浄化することができる。
【０００４】
このフィルタ部材は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するために、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなると、捕集したパティキュレートにより目詰まりが生じる。目詰まりが生じると、フィルタ部材を通過する際の通過抵抗が大きくなり、排気ガスの排気抵抗が増し、ディーゼルエンジンの運転効率が低下する。
【０００５】
フィルタ部材の目詰まりによる運転効率の低下を防止するために、ある程度運転した後にフィルタ部材の再生が行われる。フィルタ部材の再生は、たとえば、加熱ヒータによってフィルタ部材を加熱しながら燃焼用空気をフィルタ部材に供給することによって行われる。この再生では、フィルタ部材に捕集されたパティキュレートが燃焼され、パティキュレートは炭酸ガスと水蒸気とに変換され、変換された炭酸ガスおよび水蒸気が排気経路を通して排出され、このようにしてフィルタ部材に捕集されたパティキュレートが除去される。
【０００６】
ディーゼルエンジンを効率的に運転するためには、フィルタ部材の目詰まり状態を検知してフィルタ部材の再生を定期的に行う必要がある。フィルタ部材の目詰まり状態を間接的に検知する装置として、たとえば、特開平６−１２３２１６号公報に開示されたものが知られている。この公知の装置は、ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段と、排気ガスの排気圧力（具体的には、パティキュレートフィルタに作用する排気圧力）を検出する排気圧力検出手段と、ディーゼルエンジンの運転時間を積算する運転時間積算手段とを備えている。この装置においては、回転数検出手段の検出信号と排気圧力検出手段の検出信号とに基づいてフィルタ部材の目詰まり状態を推定している。また、運転時間積算手段の積算時間と圧力検出手段の検出信号とに基づいて排気圧力期待値を求め、この排気圧力期待値と圧力検出手段の検出圧力とに基づいてパティキュレートフィルタの異常を検出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、回転数検出手段および排気圧力検出手段の検出信号を単に用いてフィルタ部材の目詰まり状態を推定しているため、その目詰まり状態を正確に推定することができない。すなわち、ディーゼルエンジンの排気ガスの圧力はエンジン回転の変動に追従せず、ある回転数と同時刻の排気圧力検出手段の検出信号をそのまま用いたのでは排気圧力を正確に示しておらず、このことに起因してフィルタ部材の目詰まり状態を正確に推定することができない。
【０００８】
このような不都合を解消するために、排気圧力検出手段の検出信号をフィルタ処理することも考えられるが、フィルタ処理を行うと処理遅れが生じ、このことに起因してフィルタ部材の目詰まり状態を正確に推定することが困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、パティキュレートフィルタの目詰まり状態を正確に推定し、これによってパティキュレートフィルタの捕集量を測定することができるパティキュレートフィルタ捕集量推定装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じ、かつ、回転数が下降から上昇に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１１】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、測定したい回転数を特定しやすくなり、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値を用いることによって、その回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数よりも小さいとき、ディーゼルエンジンの回転数の最小値であるとして、捕集量推定手段によって上記変化時点の回転数および上記排気圧力の最小値に基づいてパティキュレートフィルタの捕集量が推定される。これに対し、上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数の最小値よりも大きくなる、すなわち上記所定時間内の回転数が上記変化時点の回転数よりも小さくなると、ディーゼルエンジンの回転数が最小値でないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１２】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じ、かつ、回転数が上昇から下降に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１３】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、測定したい回転数を特定しやすくなり、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、その回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。特に、回転数が上昇から下降に転じる変化時点の回転数を用いるため、その回転数が大きくて排気圧力も高く、これにより排気ガスの脈動による影響をより少なくすることができる。上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数よりも大きいとき、ディーゼルエンジンの回転数の最大値であるとして、捕集量推定手段によって上記変化時点の回転数および上記排気圧力の最大値に基づいてパティキュレートフィルタの捕集量が推定される。これに対し、上記変化時点における回転数が上記所定時間内の回転数の最大値よりも小さくなる、すなわち上記所定時間内の回転数が上記変化時点の回転数よりも大きくなると、ディーゼルエンジンの回転数が最大値でないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１４】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定範囲に所定時間継続して保持されたとき、回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１５】
本発明に従えば、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されたとき、そのときの回転数の範囲と、その所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられ、捕集量推定手段はこれらに基づいてパティキュレートフィルタの捕集量を推定する。エンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されるということはその回転数が安定しており、回転数の変動の影響を少なくすることができ、また上記所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、所定範囲の回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。なお、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されないときは、その回転数が安定していないとして、捕集量推定手段による捕集量の推定は行われない。
【００１６】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が下降から上昇に転じ、かつ、回転数信号が下降から上昇に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００１８】
また本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が上昇から下降に転じ、かつ、回転数信号が上昇から下降に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置である。
【００２０】
さらに本発明は、前記捕集量推定手段によって推定された捕集量をするための捕集量演算手段と、前記捕集量演算手段によって演算された演算捕集量を記憶するための捕集量記憶手段とがさらに設けられ、前記捕集量演算手段は、前記捕集量記憶手段に記憶された捕集量と前記捕集量推定手段によって推定された捕集量とを所要のとおりに演算することによって新たな捕集量を決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、捕集量記憶手段は捕集量演算手段によって演算された捕集量の最大値を記憶する。パティキュレートフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量は、上述したように、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなるに従って多くなるため、再生または交換を行わない限り、捕集された捕集量が実質上減少することはない。それ故に、演算捕集量記憶手段によって捕集量の最大値を記憶保持することによって、検出誤差などの影響を少なくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の実施形態について説明する。
【００２３】
第１の実施形態
図１は、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第１の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図であり、図２は、図１の制御系における捕集量の推定動作を説明するための図であり、図３は、図１の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
主として図１を参照して、トラック、バス、乗用車などの車両に搭載されるディーゼルエンジン２には吸気経路（図示せず）および排気経路４が接続され、燃焼に必要な空気は吸気経路を通してエンジン２に供給され、燃焼用燃料は、たとえば燃料噴射ポンプ（図示せず）によってエンジン２に直接的に噴射され、燃焼によって生成された排気ガスは排気経路４を通して大気中に排出される。
【００２５】
排気経路４には、パティキュレートフィルタ６が直列的に設けられている。パティキュレートフィルタ６は、排気経路４に配設される容器８を有し、この容器８にフィルタ部材１０が収納されている。フィルタ部材１０の上流側には、これを加熱するための加熱ヒータ１２が設けられ、この加熱ヒータ１２に関連して再生装置１４が設けられている。再生装置１４は、ディーゼルエンジン２の休止時間を利用してフィルタ部材１０の再生を行う。フィルタ部材１０の再生時、再生装置１４は外部電源（図示せず）からの電力を加熱ヒータ１２に送給し、加熱ヒータ１２はフィルタ部材１０を加熱する。なお、フィルタ部材１０としては、たとえばセラミックから形成されたものを用いることができるし、金属製でもよいし、セラミック繊維製でもよい。
【００２６】
ディーゼルエンジン２に関連して、その回転数を検出するための回転数検出手段が設けられている。回転数検出手段は、たとえばディーゼルエンジン２の回転数を直接的に検出する回転数検出センサ１６から構成される。なお、回転数検出手段として、ディーゼルエンジン２のクランク軸の回転数を検出するセンサ、燃料噴射ポンプ（図示せず）の噴射回数を検出するセンサ、または排気圧力のリップル数を検出するセンサなどを用い、かかるセンサの検出信号を利用してその回転数を検出することができる。
【００２７】
また、排気経路４には、ディーゼルエンジン２からの排気ガスの排気圧力を検出するための排気圧力検出手段が設けられている。排気圧力検出手段は排気圧力を直接的に検出する排気圧力検出センサ１８から構成され、この実施形態では大気圧との差圧を検出する。この排気圧力検出センサ１８は、ディーゼルエンジン２の排気側からパティキュレートフィルタ６の高圧側までの任意の位置に配設することができ、読み数値、電流信号、パルス数、電圧信号などの形態で排気圧力を検出する。
【００２８】
回転数検出センサ１６および排気圧力検出センサ１８からの検出信号は、制御手段２０に送給される。制御手段２０は、たとえばマイクロプロセッサから構成され、パティキュレートフィルタ６の捕集されたパティキュレートの捕集量を後述する如くして推定する。この制御手段２０に関連して表示手段２２が設けられている。表示手段２２は、たとえば警告ランプなどから構成され、パティキュレートフィルタ６におけるパティキュレートの捕集量が所定値以上になると制御手段２０にて生成される再生信号に基づいて点灯し、運転者にパティキュレートフィルタ６の再生が必要である旨を知らせる。
【００２９】
また本発明の他の形態として、表示手段２２は、複数の表示灯たとえば６つのＬＥＤ表示灯を有し、パティキュレートフィルタ６におけるパティキュレートの捕集量に応じて各ＬＥＤ表示灯を選択的に点灯し、運転者にパティキュレートフィルタ６の捕集状態を知らせるようにしてもよい。これによって運転者は、パティキュレートフィルタ６の状態の把握が容易になり、パティキュレートフィルタ６の管理がしやすくなる。
【００３０】
このように構成されているので、ディーゼルエンジン２が運転されることによって生成される排気ガスは、排気経路４を通して排出される。そして、排気ガスがパティキュレートフィルタ６を通して流れる際に、排気ガス中に含まれているパティキュレートがフィルタ部材１０によって捕集され、パティキュレートが除去された排気ガスが排気経路４を通して排出される。パティキュレートフィルタ６を再生する時、再生装置１４から加熱ヒータ１２に電力が送給され、加熱ヒータ１２はフィルタ部材１０を加熱し、フィルタ部材１０に捕集されたパティキュレートは燃焼されて炭酸ガスと水蒸気となって排気経路４を通して大気中に排出される。この再生時、必要に応じて、燃焼用空気がパティキュレートフィルタ６に供給され、これによって再生時の燃焼が促進される。
【００３１】
第１の実施形態の捕集量測定装置では、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量は、次のとおりにして測定される。図１とともに図２を参照して、この実施形態では、捕集量測定装置の一部を構成する制御手段２０は、回転数記憶手段２４、回転数比較手段２６、排気圧力記憶手段２８および排気圧力比較手段３０とを含んでいる。この実施形態では、回転数比較手段２６は、前に検出した回転数と今回検出した回転数とを比較し、ディーゼルエンジン２の回転数が下降から上昇に転じた変化時点を判定する。たとえば、図２に示すように、今回の検出回転数が前回の検出回転数よりも小さく、回転数が下降している状態において、今回の検出回転数が前回の検出回転数よりも大きくなると、回転数比較手段２６はこの回転数の変化時点（図２における回転数がＮ１，Ｎ２の時点）を判定する。回転数記憶手段２４は、ディーゼルエンジン２の回転数、すなわち回転数検出センサ１６の検出回転数を記憶し、その回転数が下降から上昇に転じた変化時点の回転数を記憶する。なお、回転数検出センサ１６の検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数よりも小さくなると、回転数記憶手段２４に記憶された回転数はクリアされる。また、排気圧力記憶手段２８は、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力を記憶し、排気圧力比較手段３０は、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力と排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力とを比較し、排気圧力検出センサ３０の検出排気圧力が小さいとこれを判定し、排気圧力記憶手段２８はこのときの検出排気圧力を記憶する。したがって、排気圧力記憶手段２８は、検出排気圧力の最小値を記憶するようになる。
【００３２】
制御手段２０は、タイマ３２を含んでいる。タイマ３２は、ディーゼルエンジン２の回転数が下降から上昇に転じた変化時点（たとえば回転数がＮ１，Ｎ２の時点）から計時を開始し、所定時間Ｔ１（図２参照）、たとえば２秒間計時する。このタイマ３２の計時時間Ｔ１は、排気圧力を計測する期間であり、排気圧力記憶手段２８はこの所定時間Ｔ１における排気圧力の最小値を記憶する。なお、この所定時間Ｔ１は、パティキュレートの捕集量を測定するための適切な時間に設定することができる。
【００３３】
制御手段２０は、さらに、捕集量推定手段３４、捕集推定量記憶手段３６、捕集量記憶手段３８および再生信号生成手段４０を含んでいる。捕集推定量記憶手段３６には、たとえば表１に示す内容がマップとして記憶されている。すなわち、この捕集推定量記憶手段３６には、ディーゼルエンジン２の回転数（ｒｐｍ）および排気ガスの排気圧力（ｍｍＨｇ）とパティキュレートの捕集量（ｇ／リットル）との関係が記憶されている。
【００３４】
【表１】
捕集量推定手段３４は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数と排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力とに基づいて、前記捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップからパティキュレートの捕集量を読取り、読取った捕集量がフィルタ部材１０に捕集された量として推定し、この推定量が捕集量として測定される。推定量記憶手段３８には、捕集量推定手段３４によって推定された捕集量が記憶され、再生信号生成手段４０は、推定量記憶手段３８に記憶された推定量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上になると再生信号を生成し、この再生信号が表示手段２２に送給される。
【００３６】
また前述したように、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成では、再生信号生成手段４０は、推定量記憶手段３８に記憶された推定量に応じた再生信号を表示手段２２に送給し、表示手段２２は再生信号に対応して、各ＬＥＤ表示灯を点灯し、捕集量を表示することができる。
【００３７】
制御手段２０による捕集量の推定は、次のとおりにして行われる。図１とともに図３を参照して、ステップＳ１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が下降状態から上昇状態に切換わったか否かが判断され、この下降状態から上昇状態への回転数の変化は、回転数比較手段２６によって判定される。エンジン２の回転数が下降から上昇に変化すると、ステップＳ２に進み、下降から上昇への変化時点の回転数、すなわち回転数検出センサ１６の検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶される。次いで、ステップＳ３に進み、タイマ３２の計時が開始され、このタイマ３２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ４において、排気経路４の排気圧力、すなわち排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が排気圧力記憶手段２８に記憶される。
【００３８】
その後、ステップＳ５に進み、タイマ３２が所定時間Ｔ１、この実施形態では２秒を計時したか否かが判断され、所定時間Ｔ１を計時しないとき、ステップＳ５からステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ７にてこの検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数以上か否かが判断される。この判断は、回転数比較手段２６によって行われる。検出回転数が記憶された回転数以上であるとき、ステップＳ８に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ９において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値よりも小さいか否かが判断され、検出排気圧力が小さいとステップＳ１０に進み、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以上であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段２８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段２８には検出した排気圧力の最小値が記憶される。ステップＳ１０の後ステップＳ５に戻り、上述したステップＳ５〜ステップＳ１０が所定時間Ｔ１の間繰返し遂行される。
【００３９】
なお、ステップＳ７において検出回転数が記憶された回転数よりも小さくなると、ステップＳ１１に進み、回転数記憶手段２４に記憶された回転数がクリアされ、またステップＳ１２において排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ１に戻る。検出回転数が記憶回転数よりも小さくなるということは、ディーゼルエンジン２の回転数が最小値ではなく、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００４０】
上述したようにしてタイマ３２が所定時間Ｔ１を計時すると、ステップＳ５からステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、タイマ３２がリセットされる。次いで、ステップＳ１４において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数、換言すると所定時間Ｔ１内における回転数の最小値（Ｎ１，Ｎ２）および排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間Ｔ１内における排気圧力の最小値（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数（回転数記憶手段２４に記憶された回転数）が１１００ｒｐｍで、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が２００ｍｍＨｇであると、捕集量が６ｇ／リットルと推定され、推定された６ｇ／リットルが捕集量として測定される。この実施形態では、所定時間Ｔ１内の回転数の最小値および排気圧力の最小値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて、捕集量を正確に推定することができる。
【００４１】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１４に推定された捕集量が推定量記憶手段３８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ１６に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段３８に記憶され、その後ステップＳ１７に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ１５から直接ステップＳ１７に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。一般的に、パティキュレートの捕集量は運転時間が長くなるにつれて多くなり、その捕集量が減少することはほとんどないため、この実施形態では、捕集量が等しい、または小さくなると測定誤差によるものとして、その捕集量を排除している。
【００４２】
その後、ステップＳ１７において、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上であるか否かが判断される。捕集量が上記所定値以上であると、ステップＳ１８に進み、再生信号生成手段４０は再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給され、表示手段２２が点灯する。このように、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの量が多くなると表示手段２２が点灯し、かかる点灯によって運転者はパティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知ることができる。なお、捕集量が所定に達するまでは表示手段２２は点灯することはない。
【００４３】
上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯する。かくすると、運転者は再生装置１４を操作して上述したようにしてパティキュレートフィルタ６の再生を行い、再生を行うことによってパティキュレートフィルタ６は元の状態に戻る。
【００４４】
また前述したように、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成とした場合には、前述のステップＳ１７およびステップＳ１８の動作に代えて、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段４０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００４５】
第２の実施形態
上述した第１の実施形態では、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点から所定時間Ｔ１内における回転数の最小値および排気圧力の最小値を用いてパティキュレートの捕集量を推定しているが、これに代えて、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点から所定時間内における回転数の最大値および排気圧力の最大値を用いてパティキュレートの捕集量を推定することもでき、この場合、図１に示す車両の制御系と実質上同様の構成でもって達成することができる。なお、図４は、第２の実施形態の測定装置を装備した車両の制御系の動作を説明するためのフローチャートであり、図５はその制御における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【００４６】
この第２の実施形態では、その構成は、図１に示す第１の実施形態と実質上同一の構成であり、その推定動作が相違しており、したがって、主として図４を参照して第２の実施形態の推定動作を説明する（その構成については、図１を参照されたい）。
【００４７】
この第２の実施形態では、制御手段２０による捕集量の推定は、次のとおりにして行われる。ステップＳ２１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が上昇状態から下降状態に切換わったか否かが判断され、この上昇状態から下降状態への切換えは、回転数比較手段２６によって判定される。エンジン２の回転数が上昇から下降に切換わると、ステップＳ２２に進み、上昇から下降への変化時点の回転数が回転数記憶手段２４に記憶される。次いで、ステップＳ２３に進み、タイマ３２の計時が開始され、このタイマ３２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ２４において、排気経路４の排気圧力が排気圧力記憶手段２８に記憶される。
【００４８】
その後、ステップＳ２５に進み、タイマ３２が所定時間Ｔ２（図５参照）（この所定時間Ｔ２は、第１の実施形態における所定時間Ｔ１と等しくてもよく、また異なる時間を設定してもよい）、この実施形態では２秒を計時したか否かが判断され、所定時間Ｔ２を計時しないとき、ステップＳ２５からステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ２７にてこの検出回転数が回転数記憶手段２４に記憶された回転数以下か否かが判断される。検出回転数が記憶された回転数以下であるとき、ステップＳ２８に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ２９において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値よりも大きいか否かが判断され、検出排気圧力が大きいとステップＳ３０に進み、排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以下であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段２８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段２８には検出した排気圧力の最大値が記憶される。ステップＳ３０の後ステップＳ２５に戻り、上述したステップＳ２５〜ステップＳ３０が所定時間Ｔ２の間繰返し遂行される。
【００４９】
なお、ステップＳ２７において検出回転数が記憶された回転数よりも大きくなると、ステップＳ３１に進み、回転数記憶手段２４に記憶された回転数がクリアされ、またステップＳ３２において排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ２１に戻る。検出回転数が記憶回転数よりも大きくなるということは、ディーゼルエンジン２の回転数が最大値ではなく、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ２１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００５０】
上述したようにしてタイマ３２が所定時間Ｔ２を計時すると、ステップＳ２５からステップＳ３３に進み、タイマ３２がリセットされる。次いで、ステップＳ３４において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、回転数記憶手段２４に記憶された回転数、換言すると所定時間Ｔ２内における回転数の最大値（Ｎ３，Ｎ４）および排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間Ｔ２内における排気圧力の最大値（Ｐ３，Ｐ４）とに基づいて、捕集推定量記憶手段３６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。この場合も、たとえば上記表１と同様の内容のマップを用いることができる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数（回転数記憶手段２４に記憶された回転数）が１５００ｒｐｍで、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が３００ｍｍＨｇであると、捕集量が９ｇ／リットルと推定され、推定された９ｇ／リットルが捕集量として測定される。この第２の実施形態では、所定時間Ｔ２内の回転数の最大値および排気圧力の最大値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて捕集量を正確に推定することができる。
【００５１】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３４に推定された捕集量が推定量記憶手段３８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ３６に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段３８に記憶され、その後ステップＳ３７に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ３５から直接ステップＳ３７に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。
【００５２】
その後、ステップＳ３７において、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量が所定値以上であるか否かが判断される。捕集量が上記所定値以上であると、ステップＳ３８に進み、再生信号生成手段４０は再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給され、表示手段２２が点灯する。なお、捕集量が所定値に達するまでは表示手段２２は点灯することはない。
【００５３】
第２の実施形態においても上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯する。かくすると、運転者は再生装置１４を操作して上述したようにしてパティキュレートフィルタ６の再生を行い、再生を行うことによってパティキュレートフィルタ６は元の状態に戻る。
【００５４】
また第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成としてもよく、この場合には、前述のステップＳ３７およびステップＳ３８の動作に代えて、推定量記憶手段３８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段４０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００５５】
第３の実施形態
図６は、本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第３の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図であり、図７は、図６の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。この第３の実施形態におけるディーゼルエンジン２およびそれに関連する構成は、第１の実施形態と実質上同一であり、それ故にそれらについては同一の番号を付してその説明を省略する。
【００５６】
主として図６を参照して、第３の実施形態における制御手段５２は、回転数範囲記憶手段５４、回転数判定手段５６、排気圧力記憶手段５８および排気圧力比較手段６０とを含んでいる。この第３の実施形態では、回転数範囲記憶手段５４には、ディーゼルエンジン２の所定回転数範囲、具体的には後述する捕集推定量記憶手段に記憶された回転数範囲と同一の範囲（ｒｐｍ）、すなわち第１の範囲（９５０≦Ｎ≦１０５０）、第２の範囲（１３５０≦Ｎ≦１４５０）、第３の範囲（１７５０≦Ｎ≦１８５０）、第４の範囲（２１５０≦Ｎ≦２２５０）および第５の範囲（２５５０≦Ｎ≦２６５０）が記憶されている。この回転数の範囲はエンジン２の種類などに応じて適宜設定することができ、もっと小さい範囲のものを多く設けることもできる。回転数判定手段５６は、ディーゼルエンジン２の回転数が上記第１〜第５の範囲のいずれかに入ったか否かを判定し、第１〜第５の範囲のいずれかに入った場合、後述するパティキュレートの捕集量推定動作が遂行される。また、排気圧力記憶手段５８は、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力を記憶し、排気圧力比較手段６０は、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力と排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力とを比較し、排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が大きいとこれを判定し、排気圧力記憶手段５８はこのときの検出排気圧力を記憶する。したがって、排気圧力記憶手段５８は、検出排気圧力の最大値を記憶するようになる。
【００５７】
制御手段５２は、さらに、第１の実施形態と同様に、タイマ６２、捕集量推定手段６４、捕集推定量記憶手段６６、推定量記憶手段６８および再生信号生成手段７０を含んでいる。タイマ３２は、ディーゼルエンジン２の回転数が第１〜第５の範囲のいずれかになった時点から計時を開始し、所定時間、たとえば１５秒計時する。このタイマ３２の計時時間は、排気圧力を計測する期間であり、排気圧力記憶手段５８はこの所定時間における排気圧力の最大値を記憶する。なお、第３の実施形態における所定時間は、パティキュレートの捕集量を測定するための適切な時間、たとえば１〜３０秒程度に設定することができる。
【００５８】
捕集推定量記憶手段５６には、たとえば表２に示す内容がマップとして記憶されている。すなわち、この捕集推定量記憶手段５６には、ディーゼルエンジン２の回転数（ｒｐｍ）および排気ガスの排気圧力（ｍｍＨｇ）とパティキュレートの捕集量（ｇ／リットル）との関係が記憶されている。
【００５９】
【表２】
捕集量推定手段６４は、ディーゼルエンジン２の回転数の範囲（第１〜第５の範囲のいずれかの範囲）と排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力とに基づいて、前記捕集推定量記憶手段６６に記憶されたマップからパティキュレートの捕集量を読取り、読取った捕集量がフィルタ部材１０に捕集された量として推定し、この推定量が捕集量として測定される。推定量記憶手段６８には、捕集量推定手段６４によって推定された捕集量が記憶され、再生信号生成手段７０は、推定量記憶手段６８に記憶された推定量が所定値、たとえば１５ｇ／リットル以上になると再生信号を生成し、この再生信号が表示手段２２に送給される。
【００６１】
また第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成としてもよく、この場合には、再生信号生成手段７０は、推定量記憶手段６８に記憶された推定量に応じた再生信号を表示手段２２に送給し、表示手段２２は再生信号に対応して、各ＬＥＤ表示灯を点灯し、捕集量を表示することができる。
【００６２】
第３の実施形態におけるその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一であり、以下図６および図７を参照して制御手段５２による捕集量の推定動作について説明する。ステップＳ４１では、まず、ディーゼルエンジン２の回転数が所定の設定範囲、すなわち第１〜第５のいずれかの範囲になったか否かが判断され、この判断は、回転数判定手段５６によって判定される。エンジン２の回転数が設定範囲に入るとステップＳ４２に進み、タイマ６２の計時が開始され、このタイマ６２の計時開始時点から排気経路４の排気圧力の検出が行われる。次に、ステップＳ４３において、排気経路４の排気圧力、すなわち排気圧力検出センサ１８の検出排気圧力が排気圧力記憶手段５８に記憶される。
【００６３】
その後、ステップＳ４４に進み、タイマ６２が所定時間、この実施形態では１５秒を計時したか否かが判断され、所定時間を計時しないとき、ステップＳ４４からステップＳ４５に進む。ステップＳ４５では、ディーゼルエンジン２の回転数の検出が行われ、次いでステップＳ４６にてこの検出回転数がステップＳ４１にて入った設定範囲（第１〜第５の範囲のいずれか）から外れたか否かが判断される。この判断は、回転数判定手段５６によって行われる。検出回転数が継続して設定範囲に入っていると、ステップＳ４７に進み、排気圧力検出センサ１８によって排気圧力の検出が行われる。そして、ステップＳ４８において、検出した排気圧力値が排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力値よりも大きいか否かが判断され、検出排気圧力が大きいとステップＳ４９に進み、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力値が新たに検出した排気圧力値に更新される。一方、検出排気圧力値が記憶排気圧力値以下であると、排気圧力値の更新は行われず、排気圧力記憶手段５８は記憶している排気圧力値を保持する。このようにして、排気圧力記憶手段５８には検出した排気圧力の最大値が記憶される。ステップＳ４９の後ステップＳ４４に戻り、上述したステップＳ４４〜ステップＳ４９が所定時間繰返し遂行される。
【００６４】
なお、ステップＳ４６においてエンジン２の回転数が上記設定範囲から外れると、ステップＳ５０に進み、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力がクリアされ、その後ステップＳ４１に戻る。エンジン２の回転数が設定範囲から外れるということは、その回転数が安定しておらず、それ故に、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができず、ステップＳ４１に戻って捕集量の推定動作が最初から行われる。
【００６５】
上述したようにしてタイマ６２が所定時間を計時すると、ステップＳ４４からステップＳ５１に進む。ステップＳ５１においては、タイマ６２がリセットされる。次いで、ステップＳ５２において、パティキュレートフィルタ６に捕集されたパティキュレートの捕集量の推定が行われる。この捕集量の推定は、エンジン２の回転数の範囲、すなわち第１〜第５の範囲のうちエンジン２の回転数が入っている範囲と、排気圧力記憶手段５８に記憶された排気圧力、換言すると所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて、捕集推定量記憶手段６６に記憶されたマップから読出すことによって行われる。たとえば、ディーゼルエンジン２の回転数が第２の範囲に含まれ、そのときの排気圧力（大気圧との差圧）（排気圧力記憶手段２８に記憶された排気圧力）が２００ｍｍＨｇであると、捕集量が５ｇ／リットルと推定され、推定された５ｇ／リットルが捕集量として測定される。この実施形態では、所定時間維持された回転数の範囲とこの所定時間内の内の排気圧力の最大値を用いて捕集量を推定するので、回転数およびそれに対応する排気圧力を用いて捕集量を正確に推定することができる。
【００６６】
捕集量の推定が行われると、ステップＳ５３に進み、ステップＳ５２にて推定された捕集量が推定量記憶手段６８に記憶された捕集量より大きいか否かが判断され、捕集推定量が大きいと、ステップＳ５４に進み、新たに推定された捕集推定量が捕集量として捕集量記憶手段６８に記憶され、その後ステップＳ５５に進む。一方、推定捕集量が記憶捕集量以下であると、ステップＳ５３から直接ステップＳ５５に進み、捕集量記憶手段３８に記憶された捕集量が更新されることはない。
【００６７】
その後、上述したと同様に、ステップＳ５５において、推定量記憶手段６８に記憶された捕集量が所定値たとえば１５ｇ／リットル以上であるか否かが判断され、上記所定値以上であると、ステップＳ５６において再生信号生成手段７０が再生信号を生成し、この再生信号によって表示手段２２が点灯される。
【００６８】
上述した捕集量の推定動作は、設定される所定時間毎に繰返し遂行され、パティキュレートフィルタ６のパティキュレートの捕集量が多くなると、表示手段２２が上述したようにして点灯し、第１の実施形態と同様の効果が達成される。
【００６９】
また第３の実施形態においても、表示手段２２が６つのＬＥＤ表示灯を有する構成とした場合には、前述のステップＳ５５およびステップＳ５６の動作に代えて、推定量記憶手段６８に記憶された捕集量に応じて、再生信号生成手段７０は、再生信号を生成し、生成された再生信号が表示手段２２に送給されて、表示手段２２の各ＬＥＤ表示灯が捕集量に応じて点灯する。このような構成であっても、捕集されたパティキュレートが多くなり、運転者は、パティキュレートフィルタ６の再生作業を行う時期になったことを知り、再生装置１４によってパティキュレートフィルタ６を再生することができる。さらに運転者は捕集量の把握ができるので、パティキュレートフィルタ６の状態を把握することができ、管理がしやすくなる。
【００７０】
以上、本発明に従う捕集量測定装置の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。
【００７１】
たとえば、上述した実施形態では、捕集量推定手段によって推定された捕集量を推定量記憶手段に記憶し、その後捕集量推定手段によって推定される捕集量が推定量記憶手段に記憶された推定量よりも大きくなったときに、推定量を大きい値に更新しているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、捕集量推定手段によって推定された推定量を推定量記憶手段に常に更新して記憶するように構成することもできる。
【００７２】
また、たとえば、上述した実施形態では、捕集量推定手段によって推定された推定量をそのまま捕集量として推定しているが、捕集量をより正確に推定するために、たとえば次のとおりに構成することができる。すなわち、制御手段にさらに捕集量演算手段を設け、捕集量演算手段によって捕集量記憶手段に記憶された捕集量と捕集量推定手段によって推定された捕集量とを所要のとおりに演算し、たとえば記憶された捕集量と推定された捕集量とを単に平均化する、または記憶された捕集量と推定された捕集量とある重み（たとえば１：３の重み、１：４の重みなど）を持たせて平均化するようにすることもできる。かかる場合、捕集量演算手段によって演算された演算捕集量が推定量記憶手段に記憶され、この推定量記憶手段に記憶された演算推定量が更新されるようになる。このように構成した場合、上述したと同様に、推定量記憶手段が捕集量演算手段によって演算推定された捕集量の最大値を記憶保持するように構成するのが望ましい。
またたとえば、従来の技術のような排気圧力検出手段の検出信号（圧力信号）をフィルタ処理した信号を用いて、パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定してもよい。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、捕集量推定に用いる回転数を特定しやすくでき、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最小値を用いることによって、上記回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。
【００７４】
また本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じた変化時点におけるディーゼルエンジンの回転数と、この変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられる。ディーゼルエンジンの回転数は回転数検出手段によって検出され、排気ガスの排気圧力は排気圧力検出手段によって検出される。このように変化時点における回転数を用いることによって、捕集量推定に用いる回転数を特定しやすくでき、またこの変化時点から所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、上記回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。特に、回転数が上昇から下降に転じる変化時点の回転数を用いるため、その回転数が大きくて排気圧力も高く、これにより排気圧力のダイナミックレンジによる影響（ダイナミックレンジが小さいとき設定差が大きくなる）をより少なくすることができる。
【００７５】
また本発明の捕集量推定装置によれば、ディーゼルエンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されたとき、そのときの回転数の範囲と、その所定時間内の排気圧力の最大値とが用いられ、捕集量推定手段はこれらに基づいてパティキュレートフィルタの捕集量を推定する。エンジンの回転数が所定時間継続して所定範囲に維持されるということはその回転数が安定しており、回転数の変動の影響を少なくすることができ、また上記所定時間内の排気圧力の最大値を用いることによって、所定範囲の回転数に対応する排気圧力を検出することができ、かくしてパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を正確に推定することができる。
【００７６】
また本発明の捕集量推定装置によれば、捕集量記憶手段は捕集量推定手段によって推定された捕集量の最大値を記憶する。パティキュレートフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量は、ディーゼルエンジンの運転時間が長くなるに従って多くなり、再生または交換を行わない限り、捕集された捕集量が実質上減少することはない。それ故に、捕集量記憶手段によって捕集量の最大値を記憶保持することによって、検出誤差などの影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第１の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図である。
【図２】図１の制御系における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【図３】図１の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第２の実施形態を備えた車両の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートを遂行する制御系における捕集量の推定動作を説明するための図である。
【図６】本発明に従うパティキュレートフィルタの捕集量測定装置の第３の実施形態を備えた車両の制御系の一部を簡略的に示すブロック図である。
【図７】図６の制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
２ ディーゼルエンジン
４ 排気経路
６ パティキュレートフィルタ
１０ フィルタ部材
１２ 加熱ヒータ
１４ 再生装置
１６ 回転数検出センサ
１８ 排気圧力検出センサ
２０，５２ 制御手段
２４ 回転数記憶手段
２６ 回転数比較手段
２８，５８ 排気圧力記憶手段
３０，６０ 排気圧力比較手段
３４，６４ 捕集量推定手段
３６，６６ 捕集推定量記憶手段
３８，６８ 推定量記憶手段
５４ 回転数範囲記憶手段
５６ 回転数判定手段
７
Claims (6)
- ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が下降から上昇に転じ、かつ、回転数が下降から上昇に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。 - ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が上昇から下降に転じ、かつ、回転数が上昇から下降に転じた変化時点の回転数が、前記変化時点から所定時間内の回転数よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。 - ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定範囲に所定時間継続して保持されたとき、回転数と前記所定時間内における排気圧力の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。 - ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置において、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が下降から上昇に転じ、かつ、回転数信号が下降から上昇に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも小さい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最小値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。 - ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するためのパティキュレートフィルタに捕集された捕集量を測定する捕集量推定装置におい て、
前記ディーゼルエンジンの回転数を検出するための回転数検出手段で検出された回転数信号と、前記ディーゼルエンジンの排気経路の排気圧力を検出するための排気圧力検出手段で検出された圧力信号をフィルタ処理した排気圧力信号とに基づいて、前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定するための捕集量推定手段を備え、
前記捕集量推定手段は、前記ディーゼルエンジンの回転数信号が上昇から下降に転じ、かつ、回転数信号が上昇から下降に転じた変化時点の回転数信号が、前記変化時点から所定時間内の回転数信号よりも大きい場合に、前記変化時点における回転数信号と前記所定時間内における排気圧力信号の最大値とに基づいて前記パティキュレートフィルタに捕集された捕集量を推定することを特徴とするパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。 - 前記捕集量推定手段によって推定された捕集量をするための捕集量演算手段と、前記捕集量演算手段によって演算された演算捕集量を記憶するための捕集量記憶手段とがさらに設けられ、前記捕集量演算手段は、前記捕集量記憶手段に記憶された捕集量と前記捕集量推定手段によって推定された捕集量とを所要のとおりに演算することによって新たな捕集量を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパティキュレートフィルタの捕集量推定装置。
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