JP5308378B2

JP5308378B2 - Ｄｐｆの強制再生用マップの検証方法および検証装置

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Publication number: JP5308378B2
Application number: JP2010050079A
Authority: JP
Inventors: 博義久保; 和成井手
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: JP2011185132A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれるパティキュレートマター（排気微粒子、以下ＰＭと略す）を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルター（以下ＤＰＦと略す）の強制再生制御に用いられる制御マップの検証方法および検証装置に関する。

ディーゼルエンジンの排ガス規制において、ＮＯｘ低減と同様に重要なのが、ＰＭの低減である。これに対する有効な技術として、ＤＰＦが知られている。
ＤＰＦは、フィルターを用いたＰＭ捕集装置であり、排ガス温度が低いエンジン運転状態では、このＤＰＦにＰＭが貯まり続けるので、強制的に温度を上げてＰＭを燃焼する必要がある。
このため、ＤＰＦの上流側に前段酸化触媒（ＤｉｅｓｅｌＯｘｉｄａｔｉｏｎＣａｔａｌｙｓｔ、以下ＤＯＣと略す）を設けて、該ＤＯＣに燃料の供給を行い、酸化熱によりＤＰＦ入口温度を昇温して、所定の温度に制御する必要がある。
このＤＯＣへの燃料供給は、例えば、エンジンの燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射して、排気通路を通って燃料をＤＯＣへ到達させるレイトポスト（ＬａｔｅＰｏｓｔ）噴射によって行われている。

このレイトポスト噴射の噴射量を含むＤＰＦの強制再生制御に用いられるポスト噴射の噴射量については、マップデータに基づいて算出される場合が多く、例えば、特許文献１（特開２００７−２３８７４号公報）、特許文献２（特開平２００７−２４７５９５号公報）の技術が知られている。

この特許文献１には、排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するための再生制御の際に、ポスト噴射の噴射量Ｑｐを予め設定したマップデータＭｐに基づいて算出し、この算出された噴射量Ｑｐを累積計算してポスト噴射の累積噴射量ΣＱｐを算出し、該累積噴射量ΣＱｐが所定の判定値Ｃｐを超えた場合に、ポスト噴射を停止して再生制御を中止することが開示されている。
また、特許文献２には、ＤＰＦの強制再生時のシリンダ内燃料噴射のマルチ噴射において、第１排気ガス昇温制御で行うマルチ噴射の噴射量と噴射タイミングを、第１マルチ噴射用マップデータに基づいて算出し、第２排気ガス昇温制御で行うマルチ噴射の噴射量と噴射タイミングを、前記第１マルチ噴射用マップデータとは異なる第２マルチ噴射用マップデータに基づいて算出することが開示されている。

特開２００７−２３８７４号公報特開２００７−２４７５９５号公報

しかしながら、前記特許文献１、２に開示されるようなＤＰＦの強制再生制御に用いられる制御パラメータのマップデータの設定には、試験による確認が必要であるため、マップ作成には多くの時間と労力が必要とされている。
また、解析的にマップデータを算出する場合もあるが、制約条件の設け方で何パターンも作成することができるため、その中から最良のマップを選定して確認試験を実施する場合においても、最良マップの選定、および確認試験の実施において多くの工数と労力を要する。
このため、適合試験の回数を低減して効率よく、マップデータを設定できることが望まれるとともに、経年変化によってＤＰＦの前段に設置されるＤＯＣの触媒能力が劣化した場合においても、マップデータの適合性を容易に検証できることが望まれている。すなわち、製品当初の場合における適合性の確認のみでなく、製品稼働後においてもマップデータの適合性の確認を簡単な手法で実施できることが望まれている。

そこで、本発明は、これら問題に鑑みてなされたもので、解析的に作成されたマップや試験によって作成されたマップに対して、マップの適合性を簡単な手法で検証できるとともに、経年変化によってＤＯＣの性能劣化が生じた場合においても、マップの適合性の検証ができるＤＰＦの強制再生用制御マップの検証方法および検証装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、第１発明は、排気通路に前段酸化触媒（ＤＯＣ）および該ＤＯＣの後流側に排気微粒子（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、該ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制再生するＤＰＦの強制再生用マップの検証方法において、前記マップはレイトポスト噴射の噴射量を制御するレイトポスト噴射用の制御マップであり、該マップはエンジン運転条件に対してレイトポスト噴射量のデータが設定されており、検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出するステップと、前記レイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップと、前記算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている領域が前記一定時間の全時間帯内において、集中して発生しているかを判定する判定ステップと、を有し、前記集中している領域がある場合にはその領域において噴射量が適合しないと判定することを特徴とする。

また、第１発明のＤＰＦの強制再生用マップの検証方法を実施する検証装置にかかる第２発明は、排気通路に前段酸化触媒（ＤＯＣ）および該ＤＯＣの後流側に排気微粒子（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、該ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制再生するＤＰＦの強制再生に用いられる制御マップの検証装置において、前記マップはレイトポスト噴射の噴射量を制御するレイトポスト噴射用の制御マップであり、該マップはエンジン運転条件に対してレイトポスト噴射量のデータが設定されており、検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出するレイトポスト噴射量算出手段と、前記レイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するＤＰＦ入口温度算出手段と、前記算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている領域が前記一定時間の全時間帯内において、集中して発生しているかを判定する判定手段と、を備え、前記集中している領域がある場合にはその領域において噴射量が適合しないと判定することを特徴とする。

かかる第１発明、第２発明によれば、検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出し、そのレイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出し、該算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている領域が前記一定時間の全時間帯内において、集中して発生しているかを判定することによって、その集中している領域においてレイトポスト噴射量が適合しないと判定するので、すなわち、マップデータから算出されるＤＰＦの入口温度が、ＤＰＦの再生に必要なＤＰＦの入口温度、例えば６００±１５０℃（４５０〜７５０℃）の範囲外になる領域が集中して存在する運転領域があるか否かを計算式によって解析的に確認するので、検証対象のマップに対して、簡単な手法で机上検証が可能になる。その結果、マップデータの適合性を容易に検証できるようになる。

また、第１発明において好ましくは、前記判定ステップは、前記許容温度範囲を超える領域が集中している時間帯がある場合にはその時間帯のエンジン運転条件における噴射量が過大と判定し、低下している領域が集中している時間帯がある場合にはその時間帯のエンジン運条件における噴射量が過小と判定するとよい。
また、第２発明において好ましくは、前記判定手段は、前記許容温度範囲を超える領域が集中している時間帯がある場合にはその時間帯のエンジン運転条件における噴射量が過大と判定し、低下している領域が集中している時間帯がある場合にはその時間帯のエンジン運条件における噴射量が過小と判定するとよい。

このように算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を超えている領域が集中している運転条件においては、レイトポスト噴射量が過大であると判定し、許容温度範囲に入らずに低下している領域が集中している運転条件においては、レイトポスト噴射量が過小と判定することによって、検証対象のマップの適合性を机上で検証でき、過大、過小と判定した運転領域のマップデータを書き換えることで、その後の実機における試験工数を低減でき、効率的なマップ作成ができるようになる。

また、第１発明において好ましくは、前記ＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップに、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数が組み入れられるとよい。
また、第２発明において好ましくは、前記ＤＰＦ入口温度算出手段に、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数が組み入れられるとよい。

このように、ＤＰＦの入口温度を解析的に算出する算出式の中に、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化の劣化係数が組み入れられるので、製品の出荷時、すなわち、ＤＯＣが新品状態にあるときの強制再生時のデータによってＤＰＦの入口温度を算出した算出値を用いて、マップを検証する場合だけでなく、出荷後にＤＯＣの触媒性能の劣化が生じたときの強制再生時のデータによってＤＰＦの入口温度を算出した算出値を用いても、マップの適合性を検証できるようになる。

また、第１発明において好ましくは、前記ＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップに、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣに到達する有効率が組み入れられるとよい。
また、第２発明において好ましくは、前記ＤＰＦ入口温度算出手段に、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣに到達する有効率が組み入れられるとよい。

このように、ＤＰＦの入口温度を解析的に算出する算出式の中に、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣに到達する有効率が組み入れられるので、燃焼室とＤＯＣの位置関係や燃料の噴射圧力等の機械的または構造的な条件によって決まる噴射量に対する到達量の有効率を考慮することで、より精度のよい検証ができるようになる。

本第１発明、第２発明によれば、検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出し、そのレイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出し、該算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている領域が前記一定時間の全時間帯内において、集中して発生しているかを判定することによって、その集中している領域においてレイトポスト噴射量が適合しないと判定するので、解析的に作成されたマップや試験によって設定されたマップに対して、マップの適合性を簡単な手法で検証できるようになる。
また、ＤＯＣの経年劣化係数が組み入れられてＤＰＦの入口温度が解析的に算出されるので、経年変化によってＤＯＣの性能劣化が生じた場合においても、マップの適合性の検証ができるようになる。

ＤＰＦの強制再生制御装置を備えるディーゼルエンジンの全体構成図である。本発明の第１実施形態の構成ブロック図であり、ＤＰＦの強制再生制御装置への適用状態を示す。検証装置の検証手順を示すフローチャートである。レイトポスト基本量の算出結果を示す説明図である。ＤＰＦ入口温度の算出結果を示す説明図である。図５のＤＰＦ入口温度を計算する際のエンジン回転数とトータル噴射量データの一例を示す説明図であり、（ａ）がエンジン回転数、（ｂ）がトータル噴射量を示す。７５０℃以上の運転領域を示す説明図である。４５０℃以下の運転領域を示す説明図である。第２実施形態におけるＤＯＣの経年変化を示す説明図である。レイトポスト基本量マップの概要を示す説明図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

まず、図１を参照して、ＤＰＦの再生制御装置をディーゼルエンジンに適用した全体構成について説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１の排気通路３には、ＤＯＣ（前段酸化触媒）５と該ＤＯＣ５の下流側にＰＭを捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）７とからなる排ガス後処理装置９が設けられている。

さらに、図１において、エンジン１は、排気タービン１１とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１３を有する排気ターボ過給機１５を備えており、該排気ターボ過給機１５のコンプレッサ１３から吐出された空気は空気管１７を通って、インタークーラ１９に入り給気が冷却された後、吸気スロットルバルブ２１で給気流量が制御され、その後シリンダ毎に設けられた吸気ポートからエンジン１の図示しない燃焼室内に流入するようになっている。

また、エンジン１においては、燃料の噴射時期及び噴射量を制御して燃焼室に噴射するコモンレール燃料噴射装置２３が設けられており、該コモンレール燃料噴射装置２３のコモンレール２５から燃料噴射弁２７に対して所定の燃料噴射時期に、所定の燃料量が供給されるようになっていて、該コモンレール燃料噴射装置２３には後述する強制再生制御装置２９から制御信号が入力される。

また、排気通路３の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管３１が分岐されて、排ガスの一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ管３１通り、ＥＧＲクーラ３３で降温され、吸気スロットルバルブ２１の下流部位にＥＧＲバルブ３５を介して投入されるようになっている。

エンジン１の燃焼室で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス３７は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気マニホールド及び排気通路３を通って、前記排気ターボ過給機１５の排気タービン１１を駆動してコンプレッサ１３の動力源となった後、排気通路３を通って排ガス後処理装置９のＤＯＣ５に入る。

ＤＰＦ７の強制再生制御装置２９には、コンプレッサ１３へ流入する空気流量を検出する空気流量センサ３９、ＤＯＣ入口温度センサ４１、およびＤＰＦ入口温度センサ４３からの信号、さらにエンジン回転数信号４５、トータル噴射量信号４７がそれぞれ入力されている。

強制再生制御装置２９には、レイトポスト噴射制御手段４９を有し、該レイトポスト噴射制御手段４９は、レイトポスト基本制御部５３と、レイトポスト微調整制御部５０と、このレイトポスト基本制御部５３を構成するレイトポスト基本量マップ５５とを備えている。

次にＤＰＦ７の強制再生制御装置２９による強制再生制御の概要を説明する。
強制再生の制御が開始されると、ＤＯＣ５を活性化するためのＤＯＣ昇温制御が実行される。このＤＯＣ昇温制御は、吸気スロットルバルブ２１を絞ったり、さらに図示しないエンジン制御手段によって燃焼室内への主噴射後にアーリーポスト噴射等を実施することによって行われる。

ＤＯＣ入口温度センサ４１によって検出したＤＯＣ５の入口温度が例えば約２５０℃に達するとＤＯＣ５は十分活性を有すると判定して、次のＤＰＦ７に堆積されているＰＭを燃焼除去するＤＰＦ燃焼制御へと進む。なお、このＤＰＦ燃焼制御への移行判定は、ＤＯＣ５の入口温度で行うのは１例であり、その他に強制再生制御装置２９に設けられた判定手段によって行われる。
このＤＰＦ燃焼制御では、レイトポスト噴射制御手段４９によってアーリーポスト噴射後の燃焼に寄与しないクランク角（例えばＴＤＣ（上死点）後約１８０ｄｅｇ一定）において、レイトポスト噴射を実施する。

そして、活性化されたＤＯＣ５に流入されたレイトポスト噴射の燃料がＤＯＣ５において反応して発生した酸化熱によって排ガス温度をさらに上昇せしめて、ＤＰＦ７内でＰＭが燃焼する約６００℃の温度まで昇温して、ＰＭの燃焼を開始する。

以上のようなＤＰＦ７の再生制御において、レイトポスト噴射制御手段４９は、図２に示す構成ブロックからなっており、レイトポスト噴射量を演算、算出して指令値として、コモンレール燃料噴射装置２３に出力する。なお、レイトポスト噴射時期については、特に制御せずに、例えばＴＤＣ（上死点）後約１８０ｄｅｇ一定としている。
図２のレイトポスト基本制御部５３においては、トータル噴射量およびエンジン回転数の信号が入力されて、レイトポスト基本量マップ５５に基づいて、フィードフォワード制御がなされて、レイトポスト基本量成分として出力される。
また、レイトポスト微調整制御部５０おいては、目標ＤＰＦ入口温度の６００℃と、ＤＯＣ入口温度センサ４１からの計測値の実ＤＰＦ入口温度との偏差が不図示のＰＩＤ器によってフィードバック制御がなされて、レイトポスト微調整量成分として出力される。

そして、レイトポスト基本量成分とレイトポスト微調整量成分とが加算器６３で加算されてレイトポスト量指令値として算出される。
すなわち、制御ロジックの概要は、レイトポスト基本量マップ５５の基本量成分で、ＤＰＦ入口温度を目標の６００℃近傍にして、さらにレイトポスト微調整量成分で微調整するものである。従って、ＤＰＦ７の入口温度を目標とする６００℃への応答性を高めて安定して収束できるようになっている。
また、レイトポスト基本量マップ５５の概要は図１０に示すように、トータル噴射量およびエンジン回転数に対するレイトポスト基本量が設定されている３次元マップによって構成されている。

以上のように構成されたレイトポスト噴射制御手段４９のレイトポスト基本量マップ５５に対して、本発明の特徴事項であるレイトポスト基本量マップ検証装置７０が設けられ。

（第１実施形態）
レイトポスト基本量マップ検証装置７０は、図２に示すように、検証対象のマップであるレイトポスト基本量マップ５５を用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間（例えば１２００秒を１単位とするデータ収集時間）に亘って算出するレイトポスト噴射量算出手段７２を備えている。
さらに、このレイトポスト噴射量算出手段７２によって算出されたレイトポスト噴射量を基にＤＰＦ７の入口温度を前記一定時間（１２００秒）に亘って解析的に算出するＤＰＦ入口温度算出手段７４を備えている。
さらに、このＤＰＦ入口温度算出手段７４によって算出されたＤＰＦ７の入口温度のうち許容温度範囲、例えば４５０℃〜７５０℃の範囲を外れている運転領域が前記一定時間の全時間帯内において、集中して発生しているかを判定する判定手段７６を備えている。そして、判定手段７６において、集中している領域がある場合にはその運転領域において噴射量が適合しないと判定する。

次に、図３のフローチャートを参照して、検証装置７０による検証方法について説明する。
ステップＳ１で開始すると、ステップＳ２では検証対象のマップとなるレイトポスト基本量マップ５５を用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間（例えば１２００秒を１単位とするデータ収集時間）に亘って算出する。この算出結果の一例を図４に示す。
強制再生時のエンジン運転条件としてのトータル噴射量（１サイクル中に噴射した燃料から燃焼に寄与しないレイトポスト噴射量を除いた燃料噴射量）と、エンジン回転数のデータは、ＤＰＦ強制再生時の条件であればどのようなデータでよく、例えば、レイトポスト基本量マップ検証装置７０内に記憶されている過去の強制再生時のデータが用いられる。この強制再生時のデータの一例を図６（ａ）、（ｂ）に示す。図６（ａ）はエンジン回転数を示し、（ｂ）はトータル噴射量を示す。

ステップＳ３では、ステップＳ１で算出したレイトポスト基本量Ｌ_ｆを基に、レイトポスト基本量だけによる発熱量Ｑ_Ｐを下記式（１）で算出して、その発熱量Ｑ_Ｐを用いて、下記式（２）でＤＰＦ７の入口温度（ＤＯＣ５の出口温度）Ｔ_ＤＰＦを算出する。

発熱量Ｑ_Ｐ＝Ｌ_ｆ×Ｑ_ｆ（Ｊ／ｓ）（１）
ＤＰＦ入口温度Ｔ_ＤＰＦ
＝Ｔ_ＤＯＣ＋Ｑ_Ｐ／Ｇ_Ｅ×排ガス平均分子量／排ガス定圧モル比熱（℃）（２）

Ｑ_ｆは軽油真発熱量、Ｔ_ＤＯＣはＤＯＣ入口温度、Ｇ_Ｅは排ガス流量である。排ガス流量Ｇ_Ｅは、空気流量センサ３９からの空気流量＋燃料流量（トータル噴射量）をいう。
このＤＰＦ入口温度Ｔ_ＤＰＦの算出結果の一例を図５に示す。

ステップＳ４では、１２００秒の全時間帯に対して許容温度範囲の６００±１５０℃（４５０〜７５０℃）の範囲外になる運転領域を抽出する。
すなわち、図５において、ＤＰＦ入口温度が過大（７５０℃以上）と判定、または過小（４５０℃以下）と判定されて抽出された時間における、エンジン回転数とトータル噴射量に基づいて、ＤＰＦ入口温度過大（７５０℃以上）の分布、または過小（４５０℃以下）をプロットする。この入口温度過大（７５０℃以上）の分布例を図７に示す。また、入口温度過小（４５０℃以下）の分布例を図８に示す。例えば、図５のＹ点で７５０℃を超過した場合には、その時間ｔ_０における、図６（ａ）、（ｂ）のエンジン回転数とトータル噴射量を読み取って、図７の縦軸のトータル噴射量と、横軸のエンジン回転数における点にプロットして分布状態を見る。

次に、ステップＳ５では、入口温度過大（７５０℃以上）の分布が特定の運転領域に集中しているかどうかを判定する。図７に示す例の場合には、全時間帯において分散している。これにより、特定の運転領域でレイトポスト基本量が過大となっていることはないと判定する。
なお、ステップＳ５で過大となっていると判定した場合には、ステップＳ６に進んで、集中している運転領域のレイトポスト基本量のマップデータを小さくする修正を行う。

また、ステップＳ５で、過大となっていないと判定した場合には、ステップＳ７に進み、ここで、入口温度過小（４５０℃以上）の分布が特定の運転領域に集中しているかどうかを判定する。図８に示す分布例の場合には、１２００ｒｐｍ−１０ｍｇ／ｉｎｊ近傍のＰ部分に集中していることが分かる。
これは、解析的に求めたレイトポスト基本量マップの１２００ｒｐｍ−１０ｍｇ／ｉｎｊ近傍の値が小さいことが原因である。レイトポスト量が少ないため温度上昇が少なくなるためである。

従って、ステップＳ８で、その１２００ｒｐｍ−１０ｍｇ／ｉｎｊ近傍のレイトポスト基本量のマップデータを大きくする修正を行う。図１０に示すレイトポスト基本量マップ５５のＡ領域の部分がその１２００ｒｐｍ−１０ｍｇ／ｉｎｊ近傍に該当するため、その部分のマップデータを大きくするように修正する。
また、ステップＳ７で入口温度過小（４５０℃以上）の分布が特定の運転領域に集中していないと判定した場合には、特定の運転領域でレイトポスト基本量が過小となっていることはないと判定して、ステップＳ１０に進んで終了する。

また、ステップＳ６、およびステップＳ８でマップデータを修正した場合には、ステップＳ９で再度ステップＳ２に戻って検証を繰り返すかを判定する。すなわち、マップデータを修正する場合、何パターンものマップができる場合には、再度ステップＳ２に戻って検証を繰り返して最適なマップ（ＤＰＦ入口温度が許容温度範囲内に入るもの、または許容温度範囲外になる場合であっても特定の運転領域に集中して偏らないもの）を解析的に確認する。このように解析的に机上検証して厳選したマップをその後、実機において試験を行うようにすることで、マップデータの選定工数を短縮できる。

以上の検証手法によって検証する検証対象マップは、解析的に求めたレイトポスト基本量マップだけでなく、試験によって適合したマップに対して行ってもよい。これにより、試験にて試験者がデータ書き換えの際の入力ミスなどについては、チェックをするが、本実施形態のように解析による検証によってダブルチェックをすることができる。

また、出荷後にＤＰＦの入口温度の過大によるＤＰＦの損傷や、過小による再生処理の不実施などのトラブルがあれば、実運用データを入手して前記ステップＳ２における強制再生時のエンジン運転条件のデータとして用いて、事前にチェックすることが可能となり、出荷後にレイトポスト基本量マップのマップデータに基づく強制再生のトラブル発生を一層未然に防止することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、第１実施形態のステップＳ３において、ＤＰＦ７の入口温度を１２００秒の一定時間に亘って解析的に算出する際に、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数η_１が組み入れられることを特徴とする。

すなわち、発熱量を算出する式（１）に、触媒性能の経年劣化係数η_１を掛け合わせた式（３）を用いる。この触媒性能の経年劣化係数は、触媒活性の温度依存性能が図９に示すように経年変化をする。図９のように当初温度Ｔ_２で浄化率η_１がほぼ１であったものが、経年変化によって浄化率η_１が０．８になるように、その浄化率η_１を経年劣化係数として掛ける。

発熱量Ｑ_Ｐ＝Ｌ_ｆ×η_１×Ｑ_ｆ（Ｊ／ｓ）（３）

このように、ＤＰＦ７の入口温度を解析的に算出する算出式の中に、ＤＯＣ５の触媒性能の経年劣化の劣化係数が組み入れられるので、製品の出荷時、すなわち、ＤＯＣ５が新品状態にあるときの強制再生時のデータによってＤＰＦ７の入口温度を算出した算出値を用いて、マップを検証する場合だけでなく、出荷後にＤＯＣ５の触媒性能の劣化が生じたときの強制再生時のデータによってＤＰＦ７の入口温度を算出した算出値を用いても、マップの適合性を検証できるようになる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、第１実施形態のステップＳ３において、ＤＰＦ７の入口温度を１２００秒の一定時間に亘って解析的に算出する際に、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣ５に到達する有効率η_２が組み入れられていることを特徴とする。

すなわち、発熱量を算出する式（１）に、有効率η_２を掛け合わせた式（４）を用いる。レイトポスト噴射して燃焼室内に噴射したすべての軽油が、ＤＯＣに到達しないため、レイトポスト噴射量指令と実際にＤＯＣに到達する軽油量の関係（有効率η_２）を考慮する。この有効率η_２はエンジン回転数とトータル噴射量の関係によってマップとして設定されている。

発熱量Ｑ_Ｐ＝Ｌ_ｆ×η_２×Ｑ_ｆ（Ｊ／ｓ）（４）

このように、ＤＰＦ７の入口温度を解析的に算出する算出式の中に、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣ５に到達する有効率が組み入れられるので、燃焼室とＤＯＣの位置関係や燃料の噴射圧力等の機械的または構造的な条件によって決まる噴射量に対する到達量の有効率を考慮することで、より精度のよい検証ができるようになる。

なお、第２実施形態と、第３実施形態とを組み合わせて式（５）のように、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数η_１と有効率η_２とを掛け合わせることで、一層精度のよい検証ができるようになる。

発熱量Ｑ_Ｐ＝Ｌ_ｆ×η_１×η_２×Ｑ_ｆ（Ｊ／ｓ）（５）

本発明によれば、解析的に作成されたマップや試験によって作成されたマップに対して、マップの適合性を簡単な手法で検証できるとともに、経年変化によってＤＯＣの性能劣化が生じた場合においても、マップの適合性の検証ができるので、ＤＰＦの強制再生用マップの検証方法および検証装置に適している。

１ディーゼルエンジン
３排気通路
５ＤＯＣ（前段酸化触媒）
７ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）
２９強制再生制御装置
４９レイトポスト噴射制御手段
５０レイトポスト微調整制御部
５３レイトポスト基本制御部
５５レイトポスト基本量マップ（レイトポスト噴射用の制御マップ）
７０レイトポスト基本量マップ検証装置（制御マップの検証装置）
７２レイトポスト噴射量算出手段
７４ＤＰＦ入口温度算出手段
７６判定手段
η_１浄化率（経年劣化係数）
η_２有効率

Claims

排気通路に前段酸化触媒（ＤＯＣ）および該ＤＯＣの後流側に排気微粒子（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、該ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制再生するＤＰＦの強制再生用マップの検証方法において、
前記マップは、主噴射後の２回目のポスト噴射であって燃焼室内の燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射の噴射量を制御するレイトポスト噴射用の制御マップであり、該マップはエンジン回転数及びトータル噴射量を含むエンジン運転条件に対してレイトポスト噴射量のデータが設定されており、
検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出するステップと、
前記レイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップと、
前記算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている時間を抽出し、該抽出した時間におけるエンジン回転数及びトータル噴射量を算出して、一がエンジン回転数、他がトータル噴射量からなる二次元領域にデータ点として関連づけし、前記二次元領域の任意の範囲内におけるデータ点数が予め定めた点数を上回る場合には、特定の運転領域に集中していると判定する判定ステップと、
を有し、前記集中している特定の運転領域がある場合にはその領域においてレイトポスト噴射量が適合しないと判定することを特徴とするＤＰＦの強制再生用マップの検証方法。
前記判定ステップは、前記集中している特定の運転領域における前記算出したＤＰＦの入口温度が前記許容温度範囲を超えている場合にはその時間帯のエンジン運転条件における噴射量が過大と判定し、前記集中している特定の運転領域における前記算出したＤＰＦの入口温度が前記許容温度範囲を下回っている場合にはその時間帯のエンジン運転条件における噴射量が過小と判定することを特徴とする請求項１記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証方法。
前記ＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップに、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数が組み入れられることを特徴とする請求項１または２記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証方法。
前記ＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するステップに、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣに到達する有効率が組み入れられることを特徴とする請求項１または２記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証方法。
排気通路に前段酸化触媒（ＤＯＣ）および該ＤＯＣの後流側に排気微粒子（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、該ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制再生するＤＰＦの強制再生用マップの検証装置において、
前記マップは、主噴射後の２回目のポスト噴射であって燃焼室内の燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射の噴射量を制御するレイトポスト噴射用の制御マップであり、該マップはエンジン回転数及びトータル噴射量を含むエンジン運転条件に対してレイトポスト噴射量のデータが設定されており、
検証対象のマップを用いて強制再生時のエンジン運転条件を基にレイトポスト噴射量を一定時間に亘って算出するレイトポスト噴射量算出手段と、
前記レイトポスト噴射量を基にＤＰＦの入口温度を前記一定時間に亘って解析的に算出するＤＰＦ入口温度算出手段と、
前記算出したＤＰＦの入口温度のうち許容温度範囲を外れている時間を抽出し、該抽出した時間におけるエンジン回転数及びトータル噴射量を算出して、一がエンジン回転数、他がトータル噴射量からなる二次元領域にデータ点として関連づけし、前記二次元領域の任意の範囲内におけるデータ点数が予め定めた点数を上回る場合には、特定の運転領域に集中していると判定する判定手段と、
を備え、前記集中している特定の運転領域がある場合にはその領域においてレイトポスト噴射量が適合しないと判定することを特徴とするＤＰＦの強制再生用マップの検証装置。
前記判定ステップは、前記集中している特定の運転領域における前記算出したＤＰＦの入口温度が前記許容温度範囲を超えている場合にはその時間帯のエンジン運転条件におけるレイトポスト噴射量が過大と判定し、前記集中している特定の運転領域における前記算出したＤＰＦの入口温度が前記許容温度範囲を下回っている場合にはその時間帯のエンジン運転条件におけるレイトポスト噴射量が過小と判定することを特徴とする請求項５記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証装置。
前記ＤＰＦ入口温度算出手段に、ＤＯＣの触媒性能の経年劣化係数が組み入れられることを特徴とする請求項５または６記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証装置。
前記ＤＰＦ入口温度算出手段に、燃焼室に噴射したレイトポスト噴射量がＤＯＣに到達する有効率が組み入れられることを特徴とする請求項５または６記載のＤＰＦの強制再生用マップの検証装置。