JP4863111B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4863111B2
JP4863111B2 JP2006235740A JP2006235740A JP4863111B2 JP 4863111 B2 JP4863111 B2 JP 4863111B2 JP 2006235740 A JP2006235740 A JP 2006235740A JP 2006235740 A JP2006235740 A JP 2006235740A JP 4863111 B2 JP4863111 B2 JP 4863111B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
estimated value
estimation
estimating
amount
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
JP2006235740A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008057443A (ja
Inventor
和治 栩川
覚 野坂
茂人 矢羽田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2006235740A priority Critical patent/JP4863111B2/ja
Priority to DE102007000474A priority patent/DE102007000474B4/de
Publication of JP2008057443A publication Critical patent/JP2008057443A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4863111B2 publication Critical patent/JP4863111B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • 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
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • 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
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • F02D41/1467Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content with determination means using an estimation
    • 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
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F01N11/005Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus the temperature or pressure being estimated, e.g. by means of a theoretical model
    • 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
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • F01N2430/085Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing at least a part of the injection taking place during expansion or exhaust stroke
    • 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
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • 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
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812Particle filter loading
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • F02D41/405Multiple injections with post injections
    • 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

Description

本発明は、内燃機関が排出する排出ガス中の排気微粒子を捕集する排気浄化装置に関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系に排気フィルタを設置し、排出ガス中の排気微粒子(PM;Particulate Matter)を捕集する排気浄化装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような排気浄化装置では、排気フィルタの多孔質の隔壁に排出ガスを通過させ、隔壁の細孔や隔壁の表面でPMを捕集する。しかし、捕集したPM堆積量が増加すると、排気フィルタの圧損が上昇し、内燃機関の出力が低下するという問題が生じる。そこで、特許文献1の排気浄化装置では、PM堆積量が所定値を超えると、堆積したPMを燃やして排気フィルタからPMを除去することにより、排気フィルタを再生している。PM堆積量と排気フィルタの圧損とは、図9に示す特性にあることが知られているので、特許文献1では、捕集されたPMが排気フィルタに堆積することにより増加する排気フィルタの圧損、つまり排気フィルタの差圧を検出することにより、排気フィルタに堆積しているPM堆積量を推定している。
ところで、排気フィルタには、可燃性のPMに加え、不燃焼性物質(燃料や潤滑オイルに起因する灰分;以下、アッシュという)が堆積することが知られている。アッシュは、PMを燃やして排気フィルタを再生しても排気フィルタに堆積し続ける。つまり、内燃機関の運転に伴い排気フィルタに堆積するアッシュの堆積量は増加する。排気フィルタの圧損は、アッシュが堆積することによっても増加するので、排気フィルタに堆積するアッシュが増加するにしたがい、排気フィルタの圧損からPM堆積量を高精度に推定できなくなるという問題がある。そこで、アッシュによる圧損を考慮して排気フィルタの圧損からPM堆積量を推定することが考えられる。しかしながら、アッシュの堆積量がある程度以上に増加すると、PM堆積量に対して排気フィルタの圧損が2次関数的に増加するので、アッシュによる圧損を考慮しても、排気フィルタの圧損からPM堆積量を推定する推定誤差が過大になるという問題がある。
特許文献1のように、排気フィルタの圧損からPM堆積量を推定する代わりに、図10に示すように、内燃機関の運転履歴に応じて作成された、内燃機関から排出されるPM排出マップと、排気フィルタの温度上昇により排気フィルタに堆積しているPMが燃えて除去されるPM燃焼マップとから、排気フィルタに堆積しているPM堆積量を推定することも知られている。内燃機関の運転履歴とは、例えばエンジン回転数(NE)、噴射量、噴射パターン、排気フィルタの温度等である。
しかしながら、運転履歴からPM堆積量を推定する場合、運転履歴から間接的にPM堆積量を推定するので、内燃機関毎の製品ばらつき、または内燃機関毎の経時変化のばらつき等により、排気フィルタの使用開始時または排気フィルタの再生直後、つまりPM=0gの状態から、内燃機関の累積運転時間が増加し、車両の場合に走行距離が増加すると、図11に示すように、運転履歴から推定されるPM堆積量の誤差が増加するという問題がある。
特開2004−19523
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、排気フィルタに堆積しているPM堆積量を高精度に推定する排気浄化装置を提供することを目的とする。
前述したように、内燃機関の運転に伴い排気フィルタに堆積するアッシュの堆積量が増加し、アッシュの堆積による排気フィルタの圧損が増加するにしたがい、PMを燃やし排気フィルタを再生しても、排気フィルタの圧損からPM堆積量を推定する第1推定手段の堆積量の推定誤差は増加する。一方、運転履歴からPM堆積量を推定する第2定手段によれば、PMを燃やし排気フィルタを再生すれば、PM堆積量の推定誤差は、再生毎に初期化される。
そこで、請求項1に記載の発明によると、排気フィルタに堆積しているアッシュの堆積量が所定値を超えると、運転履歴からPM堆積量を推定する第2推定手段によりPM堆積量を推定する。このように、アッシュの堆積量が増加し、第1推定手段によるPM堆積量の推定誤差が大きくなると、第2推定手段によりPM堆積量を推定することにより、排気フィルタに堆積されているPM堆積量を高精度に推定できる。
アッシュの堆積量が所定値以下の場合は、例えば、内燃機関の運転状態に応じて、第1推定手段または第2推定手段のいずれかの推定値によりPM堆積量を推定すればよい。
請求項に記載の発明によると、排気フィルタに堆積しているアッシュの堆積量が所定値以下の場合、内燃機関の運転に伴って第2推定手段の推定値の誤差が第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断すると、第1推定手段の推定値に基づき第2推定手段の推定値を補正する。これにより、第2推定手段は補正された推定値によりPM堆積量を高精度に推定できる。
請求項1または2に記載の発明によると、内燃機関の運転に伴って第2推定手段の推定値の誤差が第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断すると、第1推定手段の推定値に基づき第2推定手段の推定値を補正する。これにより、第2推定手段は補正された推定値によりPM堆積量を高精度に推定できる。
ところで、排気フィルタの使用開始時、または排気フィルタの再生直後の排気フィルタからPMが除去された状態では、第2推定手段によるPM堆積量の推定誤差は初期化されているので、通常、第2推定手段の推定値の誤差の方が第1推定手段の推定値の誤差よりも小さい。しかし、排気フィルタの使用開始時、または排気フィルタの再生直後の排気フィルタからPMが除去された状態から、内燃機関の累積運転時間が長くなるにしたがい、運転履歴から間接的にPM堆積量を推定する第2推定手段の推定値の誤差は大きくなる。
そこで、請求項1または2に記載の発明によると、排気フィルタの再生サイクルの間に、第1推定手段または第2推定手段の推定値が所定値を超えると、第2推定手段によるPM堆積量の推定誤差が第2推定手段によるPM堆積量の推定誤差よりも大きくなったと判断し、第1推定手段の推定値に基づき第2推定手段の推定値を補正する。ここで、再生サイクルとは、排気フィルタの使用開始時、または排気フィルタの再生直後の状態から、排気フィルタに所定値を超えるPMが堆積し、PMを燃やして排気フィルタを再生するまでの期間を表している。
請求項1または2に記載の発明によると、排気フィルタの再生サイクルの間に、第1推定手段または第2推定手段の推定値が所定値を超えると、第1推定手段の推定値に基づき、PM堆積量を推定する第2推定手段の推定マップの運転履歴に応じた使用領域を補正する。すなわち、実際に内燃機関が運転されPMを発生させた運転履歴に対応する推定マップの使用領域を補正するので、補正後の推定マップにより第2推定手段は高精度にPM堆積量を推定できる。
請求項1または2に記載の発明によると、推定マップの使用領域において、運転履歴に対応する推定マップの各推定値の使用頻度に応じて推定値の補正係数を求めるので、より高精度に推定マップを補正できる。したがって、補正後の推定マップにより、第2推定手段はより高精度にPM堆積量を推定できる。
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による排気浄化装置を図1に示す。排気浄化装置10の排気フィルタ(DPF;Diesel Particulate Filter)20は、ディーゼルエンジン2(以下、単にエンジン2という)の排気管4に設置される。DPF20は、例えばコーディエライト等の多孔質の耐熱材を成形してハニカム構造体にしたものをフィルタ本体22として用いている。フィルタ本体22には、排気上流側を閉塞された排気通路と、排気下流側を閉塞された排気通路とがほぼ同数ずつ、横断面において交互に排気流れ方向に沿って形成されている。隣接する排気通路同士は互いに隔壁により区画されている。フィルタ本体22の隔壁には、白金等の酸化触媒が担持されている。エンジン2から排出される排出ガス中のPMは、DPF20を通過するときに、フィルタ本体22の隔壁内の細孔、または隔壁表面に捕集される。
差圧センサ30は、DPF20の上流側と下流側とを接続する連通管32に設置されており、DPF20の上流側と下流側との差圧を検出する。
また、DPF20の上流側および下流側の排気管4には、それぞれ温度センサ40が設置されている。各温度センサ40は、DPF20に流入する排出ガスの温度と、DPF20から流出する排出ガスの温度とをそれぞれ検出する。
電子制御装置(ECU;Electronic Control Unit)50は、図示しないCPU、RAM、ROM、EEPROM等から構成されている。ECU50は、特許請求の範囲に記載した、第1推定手段、第2推定手段、アッシュ推定手段、堆積量推定手段として機能する。ECU50は、差圧センサ30、温度センサ40を含む各種センサの検出信号を入力し、エンジン2における図示しないインジェクタからの燃料噴射量等を制御するとともに、DPF20の再生タイミングを決定する。DPF20の再生とは、DPF20に堆積したPM堆積量が所定値を超えると、エンジン2のトルクに関係しない排気行程においてインジェクタから燃料を微量噴射し、排出ガスとともにDPF20に到達した燃料がDPF20で燃焼することにより、PMを燃やしてDPF20からPMを除去することを意味する。
次に、排気浄化装置10の作動を説明する。
DPF20のPM堆積量が少ない状態で頻繁にDPF20を再生すると、再生のために噴射する燃料量が増加し、燃費が低下する。一方、DPF20のPM堆積量が過剰になっている状態でPMを燃やしDPF20を再生すると、PMが急激に燃焼しDPF20の温度が異常に上昇する結果、DPF20が損傷する恐れがある。そこで、ECU50は、PM堆積量を推定し、DPF20の再生に適正なPM堆積量になるとDPF20の再生を実行する。
ECU50は、差圧センサ30の検出信号から、DPF20の上流と下流との差圧、つまりDPF20の圧損からPM堆積量を推定する第1推定手段としての差圧推定手段、ならびにエンジン2の運転履歴からPM堆積量を推定する第2推定手段としての履歴推定手段として機能する。ECU50は、差圧推定と履歴推定とに基づいてPM堆積量を推定する排気浄化プログラムを実行し、DPF20を再生する。排気浄化プログラムは、ECU50のROMまたはEEPROMに記憶されている。
図2には、DPF20使用開始時、またはDPF20の再生直後の状態、つまりDPF20に堆積しているPM堆積量が0gの状態からの、エンジン2の運転に伴い増加する車両の走行距離と、差圧推定および履歴推定のPM推定誤差との関係を示す。
前述したように、DPF20には、PM以外にアッシュが堆積している。アッシュはPMを燃やしてDPF20を再生するときにも燃えずにDPF20に残る。アッシュの堆積量が比較的少ない状態では、アッシュの堆積量を考慮し、DPF20の圧損からPM堆積量を推定する差圧推定により、図2の点線200で示すように、走行距離に関係になく、差圧推定によるPM堆積量の推定誤差はほぼ一定である。アッシュの堆積量は、PMと同様に走行距離が長くなると増加する。したがって、ECU50は、車両の累積走行距離からアッシュの堆積量を推定できる。
一方、エンジン2の運転履歴からPM堆積量を推定する履歴推定は、アッシュの堆積量に関係なく、図2に示す実線210のように、PM堆積量が0gになると推定誤差が初期化される。そして、エンジン2の運転に伴い車両の走行距離が増加すると、推定誤差が増加する。
したがって、アッシュの堆積量が比較的少なく、差圧推定の推定誤差が点線200に示す特性である状態では、DPF20の再生サイクルにおいて、DPF20の使用開始時またはDPF20の再生直後のPM堆積量が0gの状態からの走行距離が短い間は、履歴推定の方が推定誤差が少なく、走行距離が所定距離を超えると、差圧推定の方が推定誤差が小さくなる。したがって、DPF20の再生サイクルにおいて、走行距離が短い間は履歴推定を使用し、走行距離が所定距離を超えると差圧推定を使用するというように、走行距離に応じて差圧推定と履歴推定とを適宜使い分ければよい。ただし、エンジン2の運転状態によっては、例えばDPF20の上流側と下流側との差圧が小さすぎて、差圧センサ30で正しく差圧を検出できないこともある。このような運転状態では、走行距離が所定距離を超えていても、履歴推定によりPM堆積量を推定すればよい。
しかし、アッシュの堆積量が増加して所定値を超え、DPF20の圧損に占めるアッシュの堆積量の比率が上昇すると、走行距離が短い状態において、DPF20を再生しアッシュの堆積量を考慮しても、差圧推定によるPM堆積量の推定誤差は、図2の実線202に示すように履歴推定によるPM堆積量の推定誤差よりも大きくなる。
そこで、本実施形態では、図3に示すPM堆積量の推定ルーチンを実行し、PM堆積量を高精度に推定する。図3に示すPM堆積量の推定ルーチンは、排気ガス処理プログラムのメインルーチンにおいて実行される。図3のフローチャートにおいて、ECU50は、ステップ300において、アッシュの堆積量が所定値を超えたかを判定し、所定値以下であれば、ステップ302において、PM堆積量が0gからの走行距離に応じて、差圧推定または履歴推定を適宜使い分けてPM堆積量を推定する。
一方、ステップ300においてアッシュの堆積量が所定値を超えていれば、ステップ304において履歴推定によりPM堆積量を推定する。
第1実施形態では、アッシュの堆積量が所定値を超えると、推定誤差の大きい差圧推定を使用せず、履歴推定によりPM堆積量を推定するので、PM堆積量を高精度に推定できる。
(第2実施形態)
本発明のPM堆積量を推定する第2実施形態を以下に説明する。排気浄化装置10の構成は、実質的に第1実施形態と同一である。第2実施形態では、ECU50は、特許請求の範囲に記載した補正手段としても機能する。
前述したように、アッシュの堆積量が比較的少なく、図4の実線220に示すように、差圧推定の推定誤差が車両の走行距離に関わらずほぼ一定である状態では、DPF20の再生サイクルにおいて、DPF20の使用開始時またはDPF20の再生直後のPM堆積量が0gの状態からの走行距離が所定距離L0までの間は、点線230に示す履歴推定の方が実線220に示す差圧推定よりも推定誤差が小さく、走行距離が所定距離L0を超えると、差圧推定の方が履歴推定よりも推定誤差が小さくなる。したがって、DPF20の再生サイクルにおいて、走行距離が所定距離L0までの間の、履歴推定の方が差圧推定よりも推定誤差が小さいときには履歴推定でPM堆積量を推定する。そして、走行距離が所定距離L0を超え、履歴推定の推定誤差が差圧推定の推定誤差よりも大きくなると、差圧推定によりPM堆積量を推定すればよい。走行距離が所定距離L0を超えて差圧推定によりPM堆積量を推定し、差圧推定の推定値に基づいて履歴推定の推定値を補正することにより、これ以後に履歴推定を行う場合に、補正された推定値により履歴推定の推定誤差が減少する。
ただし、エンジン2の運転状態によっては、前述したように、差圧センサ30で正しく差圧を検出できないこともある。このような運転状態では、走行距離が所定距離L0を超え、履歴推定の推定誤差が差圧推定の推定誤差より大きい場合にも、履歴推定によりPM堆積量を推定すればよい。そして、走行距離が所定距離L0を超えている状態で差圧推定が使用できずに履歴推定でPM堆積量を推定しているときに、差圧センサ30により差圧が正常に検出できる状態になれば、差圧推定によりPM堆積量を推定し、差圧推定の推定値に基づいて履歴推定の推定値を補正する。
図5に、差圧推定の推定値に基づく履歴推定の推定値の補正ルーチンを示す。図5に示す補正ルーチンは、排気ガス処理プログラムのメインルーチンにおいて実行される。
ステップ310において、ECU50は、PM堆積量が所定値を超えたかを判定する。PM堆積量は、履歴推定または差圧推定から推定した推定値である。ステップ310の判定条件に代え、履歴推定の推定値と差圧推定による推定値との差分が所定値を超えたか、あるいは、PM堆積量が0gからの走行距離が所定距離L0を超えたかを判定してもよい。いずれの判定条件も、履歴推定のPM推定誤差が差圧推定のPM推定誤差を超えたかを判定することを意味している。
ステップ310において、PM堆積量が所定値以下の場合は、本ルーチンを終了する。PM堆積量が所定値を超えていれば、ステップ312において、差圧センサ30が正常にDPF20の上流側と下流側との差圧、つまりDPF20の圧損を検出できる運転状態かを判定する。これは、差圧が正常でなければ、差圧に基づいてPM堆積量を高精度に推定できないからである。例えば、エンジン回転数(NE)が急激に変動する場合は、差圧センサ30により高精度に差圧を検出できない。
ステップ312において、差圧が正常であれば、差圧推定および履歴推定によりPM堆積量を推定する(ステップ314、316)。そして、ステップ318において、差圧推定値に基づいて履歴推定値を補正する。このように、差圧推定値に基づいて履歴推定値を補正することにより、履歴推定のPM推定誤差は、図4に示すように点線230から実線232へと減少する。
第2実施形態では、DPF20の再生サイクルにおいて、PM堆積量が所定値を超え、履歴推定の推定誤差が差圧推定の推定誤差よりも大きくなると、差圧推定の推定値に基づいて履歴推定の推定値を補正するので、補正された履歴推定の推定値に基づき、高精度にPM堆積量を推定できる。第2実施形態において、アッシュの堆積量が第1実施形態で説明した所定値を超えると、第1実施形態と同様に履歴推定によりPM堆積量を推定することが望ましい。
(第3〜第5実施形態)
次に、第2実施形態で説明した差圧推定の推定値に基づく履歴推定の推定値の補正を、第3〜第5実施形態において詳細に説明する。
(第3実施形態)
第3実施形態では、図6に示すように、履歴推定の推定値と差圧推定の推定値との差分から補正係数を求め、履歴推定を行うときに使用するPM排出マップの全使用領域に対し、PM排出マップを参照して得た推定値であるPM排出量を、求めた補正係数を乗じて補正する。PM排出マップおよび図示しないPM燃焼マップは、ECU50のEEPROM等の書き換え可能な不揮発性記憶媒体に記憶されている。ここで、前述したように、履歴推定はエンジン2の運転履歴に基づき、PM排出マップおよびPM燃焼マップを推定マップとしてPM堆積量を推定する。ただし、第3実施形態では、PM排出マップから参照したPM排出量を補正し、PM燃焼マップから参照するPM燃焼量は補正しない。
(第4実施形態)
第4実施形態では、図7に示すように、PM排出マップの全領域を補正するのではなく、実際にエンジン2が運転された運転履歴に対応するPM排出マップの使用領域に対して、履歴推定の推定値と差圧推定の推定値との差分から求めた補正係数を乗じて、PM排出マップのPM排出量を書き換える。
このように、運転履歴に対応するPM排出マップの使用領域だけを補正することにより、履歴推定によるPM堆積量の推定誤差を生じさせたPM排出マップの領域だけを補正できる。したがって、補正されたPM排出マップを使用することにより、履歴推定によりPM推定量を高精度に推定できる。
(第5実施形態)
第5実施形態では、図8に示すように、第4実施形態と同様に、PM排出マップの全領域を補正するのではなく、実際にエンジン2が運転された運転履歴に対応するPM排出マップの使用領域を補正する。ただし、第5実施形態では、PM排出マップの使用領域に対して一律に補正係数を乗じて補正するのではなく、PM排出マップの使用領域内における各領域のPM排出量(推定値)に対して、使用頻度をカウントし、カウントした使用頻度に応じて求めた補正係数により、対応するPM排出量を補正する。補正係数は、例えば、使用頻度の総カウント数に対する各領域のPM排出量の使用カウントの割合に応じて決定される。
このように、運転履歴に対応するPM排出マップの使用領域において、各領域のPM排出量の使用頻度に応じてPM排出マップを補正することにより、使用頻度に応じて高精度にPM排出マップを補正できる。したがって、補正されたPM排出マップを使用することにより、履歴推定によるPM堆積量を高精度に推定できる。
(他の実施形態)
第3〜第5実施形態においては、PM排出マップだけを補正した。これに対し、PM排出マップおよびPM燃焼マップの両方、またはPM排出マップに代えてPM燃焼マップだけを補正してもよい。
また、エンジン2は、車両に限らず、動力源として使用されるのであれば、どのような用途に使用されてもよい。
本発明は、上記複数の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
第1実施形態による排気浄化装置を示す構成図。 PM=0gからの走行距離とPM推定誤差との関係を示す特性図。 PM堆積量を推定するフローチャート。 第2実施形態によるPM=0gからの走行距離とPM推定誤差との関係を示す特性図。 履歴推定の補正を示すフローチャート。 第3実施形態によるPM堆積量の推定マップの補正を示す説明図。 第4実施形態によるPM堆積量の推定マップの補正を示す説明図。 第5実施形態によるPM堆積量の推定マップの補正を示す説明図。 DPFにおけるPM堆積量と圧損との関係を示す特性図。 履歴推定によるPM堆積量の推定を示す説明図。 履歴推定によるPM=0gからの走行距離とPM推定誤差との関係を示す特性図。
符号の説明
2:ディーゼルエンジン(内燃機関)、4:排気管、10:排気浄化装置、20:DPF(排気フィルタ)、22:フィルタ本体、30:差圧センサ、40:温度センサ、50:ECU(第1推定手段、第2推定手段、アッシュ推定手段、堆積量推定手段、補正手段、推定マップ)

Claims (2)

  1. 内燃機関の排気系に設置されて排出ガス中の排気微粒子を捕集し、捕集した排気微粒子の堆積量が所定値を超えると、堆積した排気微粒子が燃やされ再生される排気フィルタと、
    前記排気フィルタの圧損から前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定する第1推定手段と、
    前記内燃機関の運転履歴から前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定する第2推定手段と、
    前記排気フィルタに堆積している不燃焼性物質の堆積量を推定する不燃焼性物質推定手段と、
    前記第1推定手段または前記第2推定手段の推定値に基づき前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定し、前記排気フィルタに堆積している不燃焼性物質の堆積量が所定値を超えると前記第2推定手段の推定値に基づき排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
    前記排気フィルタに堆積している不燃焼性物質の堆積量が所定値以下の場合、前記内燃機関の運転に伴って前記第2推定手段の推定値の誤差が前記第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断すると、前記第1推定手段の推定値に基づき前記第2推定手段の推定値を補正する補正手段と、
    を備え
    前記第2推定手段は、前記運転履歴に応じて排気微粒子の堆積量を推定する推定マップを有し、
    前記補正手段は、前記排気フィルタの再生サイクルの間に、前記第1推定手段または前記第2推定手段の推定値が所定値を超えると、前記第2推定手段の推定値の誤差が前記第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断し、
    前記第1推定手段の推定値に基づき前記運転履歴に対応する前記推定マップの使用領域を補正し、
    前記使用領域において、前記運転履歴に対応する前記推定マップの各推定値の使用頻度に応じて前記各推定値の補正係数を求める排気浄化装置。
  2. 内燃機関の排気系に設置されて排出ガス中の排気微粒子を捕集し、捕集した排気微粒子の堆積量が所定値を超えると、堆積した排気微粒子が燃やされ再生される排気フィルタと、
    前記排気フィルタの圧損から前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定する第1推定手段と、
    前記内燃機関の運転履歴から前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定する第2推定手段と、
    前記内燃機関の運転に伴って前記第2推定手段の推定値の誤差が前記第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断すると、前記第1推定手段の推定値に基づき前記第2推定手段の推定値を補正する補正手段と、
    前記第1推定手段または前記第2推定手段の推定値に基づき前記排気フィルタに堆積している排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
    を備え
    前記第2推定手段は、前記運転履歴に応じて排気微粒子の堆積量を推定する推定マップを有し、
    前記補正手段は、前記排気フィルタの再生サイクルの間に、前記第1推定手段または前記第2推定手段の推定値が所定値を超えると、前記第2推定手段の推定値の誤差が前記第1推定手段の推定値の誤差より大きくなったと判断し、
    前記第1推定手段の推定値に基づき前記運転履歴に対応する前記推定マップの使用領域を補正し、
    前記使用領域において、前記運転履歴に対応する前記推定マップの各推定値の使用頻度に応じて前記各推定値の補正係数を求める排気浄化装置。
JP2006235740A 2006-08-31 2006-08-31 排気浄化装置 Expired - Fee Related JP4863111B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006235740A JP4863111B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 排気浄化装置
DE102007000474A DE102007000474B4 (de) 2006-08-31 2007-08-30 Abgasreinigungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006235740A JP4863111B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 排気浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008057443A JP2008057443A (ja) 2008-03-13
JP4863111B2 true JP4863111B2 (ja) 2012-01-25

Family

ID=39105157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006235740A Expired - Fee Related JP4863111B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 排気浄化装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4863111B2 (ja)
DE (1) DE102007000474B4 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008016792B4 (de) * 2008-04-02 2011-06-30 Ford Global Technologies, LLC, Mich. Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
FR2930290A3 (fr) * 2008-04-17 2009-10-23 Renault Sas Procede de gestion de cycle de regeneration d'un systeme de moteur a combustion.
US8359827B2 (en) 2009-02-24 2013-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis system and method for diagnosing abnormality in filter regeneration system
JP5404457B2 (ja) * 2010-02-03 2014-01-29 三菱重工業株式会社 エンジンの排ガス浄化装置
JP5573817B2 (ja) * 2011-11-07 2014-08-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2016156357A (ja) 2015-02-26 2016-09-01 トヨタ自動車株式会社 排気装置の異常判定システム
WO2016194984A1 (ja) * 2015-06-02 2016-12-08 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システムの制御装置
JP6233450B2 (ja) * 2015-06-02 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システムの制御装置
JP6939493B2 (ja) 2017-12-11 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2020051375A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 いすゞ自動車株式会社 推定装置、及び車両
DE102018218209A1 (de) * 2018-10-24 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine
CN114856760B (zh) * 2022-05-12 2023-04-25 安庆中船柴油机有限公司 一种协同净化nox和pm的催化型颗粒物捕集器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000227044A (ja) * 1999-02-04 2000-08-15 Mazda Motor Corp 筒内噴射式エンジンの制御装置
JP3846309B2 (ja) * 2001-02-05 2006-11-15 日産自動車株式会社 排気浄化装置
JP4042476B2 (ja) * 2002-06-14 2008-02-06 株式会社デンソー 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP3824979B2 (ja) * 2002-08-09 2006-09-20 ボッシュ株式会社 フィルタ制御方法及び装置
JP4470593B2 (ja) * 2004-06-03 2010-06-02 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
DE102004055605B4 (de) * 2004-11-18 2015-10-29 Volkswagen Ag Verfahren zum Bestimmen einer Rußbeladung eines Partikelfilters

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007000474A1 (de) 2008-03-27
JP2008057443A (ja) 2008-03-13
DE102007000474B4 (de) 2010-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4863111B2 (ja) 排気浄化装置
JP4506539B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP1832727B1 (en) An apparatus and a method for detection of particulate matter accumulation
JP4513593B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP4403961B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US6622480B2 (en) Diesel particulate filter unit and regeneration control method of the same
JP3846309B2 (ja) 排気浄化装置
US10030567B2 (en) Exhaust purification device
JP4363211B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置の異常検出装置
US7794528B2 (en) Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine
US8413429B2 (en) Method for determining the amount of particulate accumulated in a particulate filter
EP2218884A1 (en) Exhaust gas post-processing device
JP5030020B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2004245123A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4363289B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP3951618B2 (ja) ディーゼルパティキュレートフィルタ装置とその再生制御方法
JP2006063970A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4561879B2 (ja) 排気センサ再生装置およびそれを用いた吸排気制御システム
JP4636278B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
WO2020066931A1 (ja) 推定装置、及び車両
JP4008867B2 (ja) 排気浄化装置
JP4349219B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP5493268B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP4868292B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2006274978A (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090518

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110303

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111014

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111027

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4863111

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees