JP5854226B2 - Detection system - Google Patents
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Description
本発明は、検出システムに関する。 The present invention relates to a detection system.
今日、内燃機関に対してすぐれた排気浄化性能が求められている。この目的のために、エンジンの下流に酸化機能を有する触媒(酸化触媒)を配置する場合がある。排気浄化が有効に機能するためには、こうした触媒が劣化しているか否かを適切に判定できることが重要となる。例えばOBD等の排気浄化に関する法規においては、検出すべき基準となる劣化触媒(クライテリア触媒)が規定されている。 Today, excellent exhaust gas purification performance is required for internal combustion engines. For this purpose, a catalyst having an oxidation function (oxidation catalyst) may be disposed downstream of the engine. In order for the exhaust purification to function effectively, it is important to be able to appropriately determine whether or not such a catalyst has deteriorated. For example, in exhaust gas purification regulations such as OBD, a deteriorated catalyst (criteria catalyst) serving as a standard to be detected is defined.
下記特許文献1には、酸化触媒が劣化しているか否かの判定時期が内燃機関の運転状態によって制限されず、高精度な劣化判定が行える技術が開示されている。 Patent Document 1 listed below discloses a technique that can determine deterioration with high accuracy without limiting the determination timing of whether or not the oxidation catalyst is deteriorated depending on the operating state of the internal combustion engine.
上記特許文献1の技術では、劣化触媒(劣触)では新しい触媒(新触)よりも触媒活性温度が高いことや、触媒におけるHC(炭化水素)浄化率は触媒内部での温度上昇値に反映されること等(これらは図3、図4に示されている)を用いて、触媒の劣化判定を行っている。具体的には、新触は活性化し劣触は活性化しない温度範囲内(判定許可温度範囲内)に触媒温度があるときに、触媒内部における温度上昇幅が所定の閾値より大きければ触媒は劣化していないと判定し、閾値より小さいと劣化していると判定する。これにより高精度な劣化判定が実現されている。 In the technique of the above-mentioned patent document 1, the catalyst activation temperature is higher in the deteriorated catalyst (inferior) than in the new catalyst (new catalyst), and the HC (hydrocarbon) purification rate in the catalyst is reflected in the temperature increase value inside the catalyst. Etc. (these are shown in FIG. 3 and FIG. 4) to determine the deterioration of the catalyst. Specifically, when the catalyst temperature is within a temperature range (within the judgment allowable temperature range) where new touch is activated and inferior is not activated, the catalyst deteriorates if the temperature rise within the catalyst is greater than a predetermined threshold. If it is smaller than the threshold, it is determined that the deterioration has occurred. As a result, highly accurate deterioration determination is realized.
その際、特許文献1では、触媒上流(入口)における排ガス温度を触媒温度の代用として用いている。この場合、触媒上流のガス温度と触媒内部の温度に差がない場合には、適切に触媒の劣化を判定することができる。しかし、触媒上流がす温度が上述の判定許可温度範囲に入っていても触媒内部がそれよりかなり高温の場合、触媒が劣化していても触媒内部の温度が高温のため、触媒が活性化し、結果的に劣化していないと判定される可能性がないとは言い切れない。したがって、そのような場合にも適切に触媒の劣化判定が行えるように、例えば適切な触媒温度において劣化判定が行われるように上記従来技術を発展させれば、さらに高精度な劣化判定が行える検出システムが実現できる。 At that time, in Patent Document 1, the exhaust gas temperature at the upstream side (inlet) of the catalyst is used as a substitute for the catalyst temperature. In this case, when there is no difference between the gas temperature upstream of the catalyst and the temperature inside the catalyst, it is possible to appropriately determine the deterioration of the catalyst. However, even if the temperature upstream of the catalyst is within the above-described determination allowable temperature range, if the temperature inside the catalyst is considerably higher than that, the temperature inside the catalyst is high even if the catalyst is deteriorated, so the catalyst is activated, As a result, it cannot be said that there is no possibility of being determined not to have deteriorated. Therefore, in order to make it possible to determine the deterioration of the catalyst appropriately even in such a case, for example, if the above-mentioned prior art is developed so that the deterioration determination is performed at an appropriate catalyst temperature, the detection can be performed with higher accuracy. A system can be realized.
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記に鑑み、内燃機関の下流に配置された触媒の劣化判定を、適切な触媒温度において行うことにより、高精度に劣化を検出する検出システムを提供することにある。 In view of the above, the problem to be solved by the present invention is to provide a detection system that detects deterioration with high accuracy by performing deterioration determination of a catalyst disposed downstream of an internal combustion engine at an appropriate catalyst temperature. There is.
上記課題を達成するために、本発明に係る検出システムは、内燃機関の排気通路に配置された酸化機能を有する触媒と、その触媒の下流側温度と上流側温度との差分値を取得する第1取得手段と、前記第1取得手段により取得された差分値が閾値よりも小さいと前記触媒が劣化していると判定する判定手段において、
前記触媒が、劣化していない触媒と劣化している触媒とを区別するための予め定めた温度と酸化機能との特性を有する基準触媒であると仮定して、前記基準触媒の内部温度を推定する第1推定手段を備え、その第1推定手段により推定された前記基準触媒の内部温度が所定範囲内にある場合に、前記判定手段による劣化判定を許可するとともに、
前記所定範囲は、劣化していない触媒では触媒反応による温度上昇が生じるが、劣化している触媒では触媒反応による温度上昇が生じない温度範囲であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a detection system according to the present invention obtains a difference value between a catalyst having an oxidation function disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and a downstream temperature and an upstream temperature of the catalyst. 1 determining means and determining means for determining that the catalyst has deteriorated if the difference value acquired by the first acquiring means is smaller than a threshold value;
Assuming that the catalyst is a reference catalyst having characteristics of a predetermined temperature and an oxidation function for distinguishing between an undegraded catalyst and a deteriorated catalyst, the internal temperature of the reference catalyst is estimated. A first estimation unit that permits deterioration determination by the determination unit when the internal temperature of the reference catalyst estimated by the first estimation unit is within a predetermined range ;
The predetermined range is a temperature range in which a temperature increase due to a catalytic reaction occurs in an undegraded catalyst, but a temperature increase due to a catalytic reaction does not occur in a deteriorated catalyst .
これにより本発明の検出システムでは、触媒の劣化判定を、その触媒が、劣化していない触媒と劣化している触媒とを区別するための基準触媒であるとして触媒内部温度を推定し、その推定された触媒内部温度が所定範囲内にある場合に行なう。したがって基準触媒であるとして適切に推定された触媒温度を用いることにより、触媒温度が適切な範囲内にあるときに劣化判定を行える。よって高精度に劣化が判定できる。 Accordingly, in the detection system of the present invention, the catalyst internal temperature is estimated based on the assumption that the catalyst is a reference catalyst for distinguishing between a catalyst that has not deteriorated and a catalyst that has deteriorated. This is performed when the inside temperature of the catalyst is within a predetermined range. Therefore, by using the catalyst temperature appropriately estimated as the reference catalyst, it is possible to determine the deterioration when the catalyst temperature is within an appropriate range. Therefore, deterioration can be determined with high accuracy.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図1は、本発明に係る検出システム1(以下、システム)の1実施例における装置構成の概要図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus configuration in one embodiment of a detection system 1 (hereinafter, system) according to the present invention.
システム1は、例えば自動車に搭載されたエンジン2(例えばディーゼルエンジン)の排気管3中に触媒4(酸化触媒)を備える。触媒4の上流および下流には排ガス温度センサ5、6が配置され、それぞれの場所での排ガス温度を検出する。エンジン2の吸気管にはエアフロメータ8が配置されて吸気量を検出する。排気管3には、排気管中に燃料を添加する添加弁9が装備されている。
The system 1 includes a catalyst 4 (oxidation catalyst) in an exhaust pipe 3 of an engine 2 (for example, a diesel engine) mounted on an automobile, for example. Exhaust
また触媒4の下流には、DPF(あるいはLNT)10が配置されている。DPF(Diesel Particulate Filter)は、排気中の粒子状物質(PM)を捕集するフィルタである。LNT(Lean NOx Trap)は、リーン雰囲気中に排気中のNOxを吸蔵してリッチ雰囲気中に還元して浄化する装置である。 A DPF (or LNT) 10 is disposed downstream of the catalyst 4. A DPF (Diesel Particulate Filter) is a filter that collects particulate matter (PM) in exhaust gas. The LNT (Lean NOx Trap) is a device that occludes NOx in exhaust gas in a lean atmosphere and reduces and purifies it in a rich atmosphere.
触媒4は酸化機能を有し、エンジン2におけるポスト噴射や添加弁9からの燃料添加により供給されたHC(炭化水素)に反応することで、排気(ガス)中の例えばCO(一酸化炭素),NOx(窒素酸化物)、HC、PMなどを燃焼して浄化する。また触媒4は、DPF10の再生(DPF10に堆積したPMの燃焼除去)、あるいはLNT10におけるS再生(LNT10の硫黄被毒からの再生)において、ポスト噴射や添加弁からの燃料添加により供給されたHCによって反応して排気を昇温する機能も有する。
The catalyst 4 has an oxidation function and reacts with HC (hydrocarbon) supplied by post-injection in the
またシステム1は本発明に係る制御を行うECU7(Electronic Control Unit)を備える。ECU7は、通常のコンピュータと同様の構造、すなわち各種演算などの情報処理を行うCPUや、そのCPUの作業領域としてのRAM、必要な各種プログラムやデータを記憶する不揮発性のメモリ70などを備える。またECU7は、排気温度センサ5、6、エアフロメータ8の検出値を取得し、エンジン2における燃料噴射量、添加弁9からの燃料添加量などを制御する。
The system 1 includes an ECU 7 (Electronic Control Unit) that performs control according to the present invention. The ECU 7 has a structure similar to that of a normal computer, that is, a CPU that performs information processing such as various operations, a RAM as a work area of the CPU, a
メモリ70内には、本発明に関係するモデル700が記憶されている。モデル700は、触媒4の劣化判定の際に用いられる触媒の内部温度の推定のための(数式)モデルである。本実施例では、例えばモデル700は、劣化していない触媒と劣化している触媒とを区別する基準となる触媒、あるいは劣化と検出したい(検出すべき)触媒のうちで劣化の進行度が下限の触媒における内部温度推定モデルとする。したがってモデル700は、例えば上述のクライテリア触媒における内部温度推定モデルとすればよい。
In the
システム1における触媒4の劣化判定は、例えば図2に示された手順で行う。図2(および後述の図9)の処理手順は予めプログラム化しておいてメモリ70に記憶し、ECU7が自動的に呼び出して実行すればよい。図2の処理はエンジン2の駆動中に例えば所定の周期ごとに実施すればよい。
The determination of the deterioration of the catalyst 4 in the system 1 is performed, for example, according to the procedure shown in FIG. The processing procedure of FIG. 2 (and FIG. 9 described later) may be programmed in advance and stored in the
図2の手順でECU7は、まず手順S10でエンジン2の筒内でポスト噴射を実施する。続いてS20でECU7は、S10で実施したポスト噴射量(ポスト噴射における燃料噴射量)が所定値よりも大きいか否かを判定する。ポスト噴射量が所定値よりも大きい場合(S20:YES)はS30に進み、ポスト噴射量が所定値以下の場合(S20:NO)は図2の処理を終了する。
In the procedure of FIG. 2, the ECU 7 first performs post injection in the cylinder of the
なお以上の処理では、ポスト噴射ではなく添加弁9からの燃料添加としてもよい。ポスト噴射量や添加弁からの添加量(以下、燃料添加量)は触媒4に流入するHC量に相当する量であるとみなされる。S20でポスト噴射量や燃料添加量が所定値よりも大きい場合のみ、後述の劣化判定へ進むので、触媒4に供給されるHC量が少なすぎて新触も劣触でも昇温量が小さい状況が回避できる。
In the above processing, fuel addition from the
S30に進んだらECU7は、メモリ70からモデル700を(RAMへ)呼び出し、そのモデル700を用いて、システム1に装備された触媒4が仮にクライテリア触媒であるとした場合の触媒内部温度を推定する。この処理の詳細は図9を参照して後述する。
After proceeding to S30, the
続いてS40でECU7は、S30で推定された(クライテリア触媒の)触媒内部温度が所定の下限値と上限値との間に入っているか否かを判定する。ここで所定の下限値は図3で示した判定許可温度の下限値、所定の上限値は図3で示した判定許可温度の上限値である。判定許容温度は、触媒4が劣化していない触媒の場合には触媒反応により触媒内部で温度上昇が(下記S60で用いられる判定閾値以上に)生じるが、劣化している触媒の場合には触媒反応により触媒内部で温度上昇が(同判定閾値までは)生じない温度である。触媒内部での温度上昇とは、触媒4の上流(入口)位置から下流(出口)位置への温度上昇である。
Subsequently, in S40, the
つまりS40では(クライテリア触媒の)触媒内部温度が判定許可温度の範囲内に含まれているか否かを判定する。(クライテリア触媒の)触媒内部温度が判定許可温度の範囲内に含まれている場合(S40:YES)は、S50に進み、判定許可温度の範囲内に含まれていない場合(S40:NO)は図2の処理を終了する。 That is, in S40, it is determined whether or not the catalyst internal temperature (of the criterion catalyst) is included in the determination allowable temperature range. When the catalyst internal temperature (of the criterion catalyst) is included in the determination allowable temperature range (S40: YES), the process proceeds to S50, and when it is not included in the determination allowable temperature range (S40: NO). The process of FIG. 2 is terminated.
なおS40には、上記判定許可温度の下限値あるいは上限値を設定する処理を含ませてもよい。その例が図7、図8に示されている。図7の例では、触媒4に流入するHC量が大きいほど下限値あるいは上限値を(例えば図示されたように下に凸の傾向で)大きくする。上述のとおり例えばS20で用いられたポスト噴射量や燃料添加量が触媒4に流入するHC量に相当する。 Note that S40 may include a process of setting a lower limit value or an upper limit value of the determination permission temperature. Examples thereof are shown in FIGS. In the example of FIG. 7, the lower limit value or the upper limit value is increased as the amount of HC flowing into the catalyst 4 increases (for example, with a downward convex tendency as shown). As described above, for example, the post injection amount and the fuel addition amount used in S20 correspond to the HC amount flowing into the catalyst 4.
図8の例では、触媒4に流入するガス量が大きいほど下限値あるいは上限値を(例えば図示されたように下に凸の傾向で)大きくする。触媒4に流入するガス量は、例えばエアフロメータ8の検出値を用いればよい。図7、図8のように判定許可温度の上限値あるいは下限値を設定することにより、触媒4に流入するHC量やガス量が大きいほど触媒が(新触、劣触ともに)活性化する温度が高くなる性質が適切に反映される。
In the example of FIG. 8, the lower limit value or the upper limit value is increased (for example, with a tendency to protrude downward as illustrated) as the amount of gas flowing into the catalyst 4 increases. As the amount of gas flowing into the catalyst 4, for example, a detection value of the
S50に進んだらECU7は、触媒7の劣化判定を許可する。そしてECU7は、S60で触媒4での昇温量が判定閾値よりも小さいか否かを判定する。ここで触媒4での昇温量は、下流側の温度センサ6の検出値から上流側の温度センサ5の検出値を減算した数値とすればよい。触媒4での昇温量が判定閾値よりも小さい場合(S60:YES)はS70に進み、触媒4での昇温量が判定閾値以上の場合(S60:NO)はS80に進む。
After proceeding to S50, the
S70に進んだ場合は、S40が肯定判断なので(クライテリア)触媒温度が判定許可温度内に入っているにもかかわらず、触媒4での昇温量が判定閾値より小さい場合である。したがって図3のとおり、触媒4は劣触であるとみなされる。したがってS70でECU7は劣触(あるいは異常)であると判定する。
When the process proceeds to S70, since S40 is affirmative (criteria), the temperature increase amount in the catalyst 4 is smaller than the determination threshold value even though the catalyst temperature is within the determination allowable temperature. Therefore, as shown in FIG. 3, the catalyst 4 is considered inferior. Accordingly, in S70, the
これに対しS80に進んだ場合は、S40が肯定判断なので判定許可温度内に入っており、触媒4での昇温量が判定閾値より大きい場合である。したがって図3のとおり、触媒4は正常であるとみなされる。したがってS70でECU7は正常であると判定する。
On the other hand, when it progresses to S80, it is in the determination permission temperature since S40 is affirmation determination, and is the case where the temperature increase amount in the catalyst 4 is larger than a determination threshold value. Therefore, as shown in FIG. 3, the catalyst 4 is regarded as normal. Therefore, it is determined in S70 that the
以上が図2の処理手順である。図2の処理を実行した場合のシステムの時間的な挙動は例えば図5のようになる。図5の例は、例えばエンジン2を搭載した車両において、アクセルが一旦踏み込まれた後に減速したような過渡的な運転における挙動の例である。
The above is the processing procedure of FIG. The temporal behavior of the system when the processing of FIG. 2 is executed is as shown in FIG. 5, for example. The example of FIG. 5 is an example of a behavior in a transient operation where, for example, a vehicle equipped with the
従来技術においては、触媒4に流入するガス(入りガス)の温度が判定許可温度の範囲内に入っている期間に、劣化判定が許可される。図5の例では、運転における負荷の低減により入りガスの温度が判定許可温度まで下がってきた期間においても、触媒内部温度はそれよりは高い温度となっている。その結果、劣触であっても高温で活性化されて正常と判定されてしまう可能性がないとは言い切れない。 In the prior art, the deterioration determination is permitted during a period in which the temperature of the gas (entering gas) flowing into the catalyst 4 is within the determination permission temperature range. In the example of FIG. 5, the catalyst internal temperature is higher than that even during the period when the temperature of the incoming gas has decreased to the determination permission temperature due to the reduction of the load during operation. As a result, it cannot be said that even if it is inferior, there is no possibility of being activated at a high temperature and judged to be normal.
これに対し本発明の上記実施例では、クライテリア触媒の内部温度モデルにより算出された内部温度が判定許可温度の範囲内に入っているときに劣化判定する。したがって図5の例では、触媒内部温度が落ち着いた状態で劣化判定が行われて、結果的に劣化していると判定されている。このように本実施例ではクライテリア触媒から算出した内部温度を用いることによって、触媒の劣化判定の精度を従来よりもさらに向上させている。 In contrast, in the above embodiment of the present invention, the deterioration is determined when the internal temperature calculated by the internal temperature model of the criteria catalyst falls within the range of the allowable determination temperature. Therefore, in the example of FIG. 5, the deterioration determination is performed in a state where the internal temperature of the catalyst is settled, and it is determined that the deterioration has occurred as a result. As described above, in this embodiment, the internal temperature calculated from the criteria catalyst is used to further improve the accuracy of the catalyst deterioration determination as compared with the prior art.
上記S30での触媒内部温度の推定方法は、例えば図9に示された手順により行えばよい(図9の手順をプログラム化したものが図1に示されたモデル700としてよい)。この例では触媒4の内部を図6に示されるように、上流側から下流側へ複数個の領域(セル)に分割し、各セルの温度を推定することで触媒4内部の(ある時刻での)温度分布を求める。
The estimation method of the catalyst internal temperature in S30 may be performed, for example, by the procedure shown in FIG. 9 (a
図9の手順は1つのセルにおける温度(セル温度)を求める手順である。この目的のために、各セルを流通するガスの温度(セルガス温度)、各セルから1つ下流のセルへ供給するHC量(セルHC量)、各セルから1つ下流のセルへ供給する酸素量(セル酸素量)が必要となるので、これらの算出も図9の処理のなかで行われる。図9の処理は例えば上流側のセルから順に行えばよい。なおセルの温度とはそのセル部分の基材の温度とすればよい。 The procedure of FIG. 9 is a procedure for obtaining the temperature (cell temperature) in one cell. For this purpose, the temperature of the gas flowing through each cell (cell gas temperature), the amount of HC supplied from each cell to one downstream cell (cell HC amount), and the oxygen supplied from each cell to one downstream cell Since the amount (cell oxygen amount) is required, these calculations are also performed in the processing of FIG. The processing in FIG. 9 may be performed in order from the upstream cell, for example. In addition, what is necessary is just to let the temperature of a cell be the temperature of the base material of the cell part.
なお以下では図9の処理を例えば所定周期ごとに繰り返し処理するとし、1回前に行った処理を前回の処理、現在行っている処理を今回の処理などと呼称する。また、セル温度推定(算出)の対象となる1つのセルを当該セル、当該セルに隣接する1つ上流側のセルを上流セル、当該セルに隣接する1つ下流側のセルを下流セルと呼称する。 In the following, assuming that the processing in FIG. 9 is repeated at predetermined intervals, for example, the processing performed once before is referred to as the previous processing, and the current processing is referred to as current processing. Also, one cell subject to cell temperature estimation (calculation) is called the cell, one upstream cell adjacent to the cell is called an upstream cell, and one downstream cell adjacent to the cell is called a downstream cell. To do.
図9の手順ではまずS100からS120で当該セルへの3つの熱伝達量を算出する。 In the procedure of FIG. 9, first, three heat transfer amounts to the cell are calculated from S100 to S120.
具体的にS100でECU7は、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量を求める。この手順では、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量を決定する主要な要因である、ガス流量、上流セルのセルガス温度、当該セルの(前回の)セル温度を用いて、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量を算出する。
Specifically, in S100, the
ガス流量はエアフロメータの検出値により得られる。また、上流セルのセルガス温度、当該セルの(前回の)セル温度は図9を上流側のセルから処理すること等により既に得られている。当該セルよりも上流にセルがない場合は、上流セルのセルガス温度は、温度センサ5の検出値とすればよい。ガス流量、上流セルのセルガス温度、当該セルのセル温度と、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量との間の特性は予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ70に記憶しておき、それを用いてS100での算出を行えばよい。
The gas flow rate is obtained from the detected value of the air flow meter. Further, the cell gas temperature of the upstream cell and the (previous) cell temperature of the cell have already been obtained by processing FIG. 9 from the upstream cell. When there is no cell upstream of the cell, the cell gas temperature of the upstream cell may be the detection value of the
次にS110でECU7は、当該セルの上下流に隣接するセルから当該セルへの熱伝達量を求める。この手順では、隣接するセルから当該セルへの熱伝達量を決定する主要な要因である、上流セルの(今回の)セル温度、下流セルの(前回の)セル温度、当該セルの(前回の)セル温度を用いて、隣接するセルから当該セルへの熱伝達量を算出する。
Next, in S110, the
上流セルの(今回の)セル温度、下流セルの(前回の)セル温度、当該セルの(前回の)セル温度は、図9を上流側のセルから処理すること等により既に得られている。上流セルの(今回の)セル温度、下流セルの(前回の)セル温度、当該セルの(前回の)セル温度と、隣接するセルから当該セルへの熱伝達量との間の特性は予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ70に記憶しておき、それを用いてS110での算出を行えばよい。
The (current) cell temperature of the upstream cell, the (previous) cell temperature of the downstream cell, and the (previous) cell temperature of the cell have already been obtained by processing FIG. 9 from the upstream cell. The characteristics between the (current) cell temperature of the upstream cell, the (previous) cell temperature of the downstream cell, the (previous) cell temperature of the cell, and the heat transfer amount from the adjacent cell to the cell are obtained in advance. For example, it may be stored in the
次にS120でECU7は、当該セルを流通するHCから当該セルへの熱伝達量を求める。この手順では、当該セルを流通するHCから当該セルへの熱伝達量を決定する主要な要因である、上流セルのセル酸素量、上流セルのセルHC量を用いて、例えば当該セルでのHC燃焼量をまず求め、求められた当該セルでのHC燃焼量から、当該セルを流通するHCから当該セルへの熱伝達量を算出する。
Next, in S120, the
上流セルのセル酸素量、上流セルのセルHC量は、図9を上流側のセルから処理すること等により既に得られている。当該セルより上流にセルがない場合は、上流セルのセル酸素量、上流セルのセルHC量は、それぞれ排気中の酸素量、HC量とすればよい。それらはポスト噴射量、燃料添加量を考慮して算出する。上流セルのセル酸素量、上流セルのセルHC量と、(当該セルでのHC燃焼量との間の特性、あるいは)流通するガスから当該セルへの熱伝達量との間の特性は予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ70に記憶しておき、それを用いてS120での算出を行えばよい。
The cell oxygen amount in the upstream cell and the cell HC amount in the upstream cell have already been obtained by processing FIG. 9 from the upstream cell. When there is no cell upstream from the cell, the cell oxygen amount in the upstream cell and the cell HC amount in the upstream cell may be the oxygen amount and HC amount in the exhaust gas, respectively. They are calculated in consideration of the post injection amount and fuel addition amount. The characteristics between the amount of oxygen in the upstream cell, the amount of cell HC in the upstream cell, and the amount of heat transfer from the flowing gas to the cell (or the characteristic between the amount of HC combustion in the cell) For example, the map may be stored in the
次にS130でECU7は、S100からS120で求めた3つの熱伝達量の合計値を算出する。これにより当該セルへ伝達される全熱量が求められる。
Next, in S130, the
次にS140でECU7は、S130で求めた当該セルへの熱伝達量の合計値から、当該セルの温度上昇値を算出する。この算出では、上記熱伝達量の合計値をセルの熱容量(予め求めておく)で除算すればよい。さらに、求まった温度上昇値を前回算出した当該セルのセル温度に加算する。これにより当該セルの今回のセル温度が算出される。
Next, in S140, the
以上により当該セルのセル温度を算出するという目的は達せられたが、他のセルのセル温度の算出のために、続くS150からS170でセルガス温度、セルHC量、セル酸素量を算出する。 Although the purpose of calculating the cell temperature of the cell has been achieved as described above, the cell gas temperature, the cell HC amount, and the cell oxygen amount are calculated in subsequent S150 to S170 in order to calculate the cell temperatures of other cells.
まずS150でECU7は当該セルのセルガス温度を算出する。この手順では、当該セルのセルガス温度を決定する主要な要因である、上流セルのセルガス温度、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量を用いて当該セルのセルガス温度を算出する。基本的な考え方は例えば、当該セルを流通するガスから当該セルへの伝達された熱量による温度低下分を、上流セルのセルガス温度から減算するというものである。
First, in S150, the
上流セルのセルガス温度、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量は、図9のS100の処理等により既に求められている。上流セルのセルガス温度、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量と、当該セルのセルガス温度との関係は、予め求めておいて例えばマップのかたちでメモリ70に記憶しておき、それを用いてS150での算出を行えばよい。
The cell gas temperature of the upstream cell and the amount of heat transfer from the gas flowing through the cell to the cell have already been obtained by the process of S100 in FIG. The relationship between the cell gas temperature of the upstream cell, the heat transfer amount from the gas flowing through the cell to the cell, and the cell gas temperature of the cell is obtained in advance and stored in the
次にS160でECU7は当該セルのセルHC量を算出する。この手順では、当該セルのセルHC量を決定する主要な要因である、当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセルHC量を用いて当該セルのセルHC量を算出する。基本的な考え方は例えば、上流セルのセルHC量から当該セルでのHC燃焼量分を減算するというものである。
Next, in S160, the
当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセルHC量は、図9のS120の処理等により既に求められている。当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセルHC量と、当該セルのセルHC量との関係は、予め求めておいて例えばマップのかたちでメモリ70に記憶しておき、それを用いてS160での算出を行えばよい。
The HC combustion amount in the cell and the cell HC amount in the upstream cell have already been obtained by the processing of S120 in FIG. The relationship between the amount of HC combustion in the cell, the amount of cell HC in the upstream cell, and the amount of cell HC in the cell is obtained in advance and stored in the
次にS170でECU7は当該セルのセル酸素量を算出する。この手順では、当該セルのセル酸素量を決定する主要な要因である、当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセル酸素量を用いて、当該セルのセル酸素量を算出する。基本的な考え方は例えば、当該セルでのHC燃焼量に対応する酸素量を、上流セルのセル酸素量から減算するというものである。
Next, in S170, the
当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセル酸素量は、図9のS120の処理等により既に求められている。当該セルでのHC燃焼量、上流セルのセル酸素量と、当該セルのセル酸素量との関係は、予め求めておいて例えばマップのかたちでメモリ70に記憶しておき、それを用いてS170での算出を行えばよい。
The HC combustion amount in the cell and the cell oxygen amount in the upstream cell have already been obtained by the process of S120 in FIG. The relationship between the amount of HC combustion in the cell, the amount of cell oxygen in the upstream cell, and the amount of cell oxygen in the cell is obtained in advance and stored in the
以上が図9の処理手順である。この処理を上流側のセルから順に実行することにより、触媒4がクライテリア触媒とした場合の触媒の内部温度分布が求められる。 The above is the processing procedure of FIG. By performing this process in order from the cell on the upstream side, the internal temperature distribution of the catalyst when the catalyst 4 is a criteria catalyst is obtained.
図9を処理することで得られた触媒の内部温度分布における最高値が高いほど、上述の図2のS60において、判定閾値を大きくする処理を付加してもよい。この場合、触媒内部温度が高い場合にそれに応じて判定閾値も高くすることで、高精度に劣化判定が行える。 As the maximum value in the internal temperature distribution of the catalyst obtained by processing FIG. 9 is higher, the determination threshold value may be increased in S60 of FIG. 2 described above. In this case, when the internal temperature of the catalyst is high, the determination threshold value is also increased accordingly, so that deterioration can be determined with high accuracy.
なお上記実施例は特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更できる。例えばエンジン2はディーゼルエンジンのみでなく、リーンバーンガソリンエンジンとしても同様の効果を奏する。触媒4の内部温度推定モデルは、クライテリア触媒における内部温度推定モデルに限らず、劣化していない触媒と劣化している触媒とを区別する基準となる触媒、あるいは劣化と検出したい(検出すべき)触媒のうちで劣化の進行度が下限の触媒における内部温度推定モデルとすればよい。なお図1のシステムでは触媒4と直列にDPFとLNTの両方が配置された(配置順は任意)形態でもよい。
In addition, the said Example can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning described in the claim. For example, the
1 検出システム
2 エンジン(内燃機関)
4 触媒
700 モデル
1
4
Claims (8)
その触媒の下流側温度と上流側温度との差分値を取得する第1取得手段(S60)と、
前記第1取得手段により取得された差分値が閾値よりも小さいと前記触媒が劣化していると判定する判定手段(S70)において、
前記触媒が、劣化していない触媒と劣化している触媒とを区別するための予め定めた温度と酸化機能との特性を有する基準触媒であると仮定して、前記基準触媒の内部温度を推定する第1推定手段(S30)を備え、
その第1推定手段により推定された前記基準触媒の内部温度が所定範囲内にある場合に、前記判定手段による劣化判定を許可するとともに、
前記所定範囲は、劣化していない触媒では触媒反応による温度上昇が生じるが、劣化している触媒では触媒反応による温度上昇が生じない温度範囲であることを特徴とする検出システム。 A catalyst (4) having an oxidation function disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine;
First acquisition means (S60) for acquiring a difference value between the downstream temperature and the upstream temperature of the catalyst;
In determination means (S70) for determining that the catalyst has deteriorated when the difference value acquired by the first acquisition means is smaller than a threshold value,
Assuming that the catalyst is a reference catalyst having characteristics of a predetermined temperature and an oxidation function for distinguishing between an undegraded catalyst and a deteriorated catalyst, the internal temperature of the reference catalyst is estimated. First estimating means (S30) to perform,
When the internal temperature of the reference catalyst estimated by the first estimation means is within a predetermined range, the deterioration determination by the determination means is permitted ,
The detection system according to claim 1, wherein the predetermined range is a temperature range in which a temperature increase due to a catalytic reaction occurs in an undegraded catalyst, but a temperature increase due to a catalytic reaction does not occur in a deteriorated catalyst .
前記判定手段は、前記第1推定手段により推定された触媒内部温度が所定範囲内にあって前記触媒の劣化判定が許可されたときにおいて、
前記第2取得手段により取得された炭化水素の量に相当する量が所定値よりも小さい場合に、前記触媒の劣化判定を行わず、所定値よりも大きい場合に、前記第1取得手段により取得された差分値が閾値よりも小さいと前記触媒が劣化していると判定する請求項1に記載の検出システム。 Second obtaining means (S10) for obtaining an amount corresponding to the amount of hydrocarbons flowing into the catalyst;
When the catalyst internal temperature estimated by the first estimating means is within a predetermined range and the deterioration determination of the catalyst is permitted,
When the amount corresponding to the amount of hydrocarbons acquired by the second acquisition means is smaller than a predetermined value, the deterioration determination of the catalyst is not performed, and when the amount is larger than the predetermined value, acquired by the first acquisition means The detection system according to claim 1, wherein the catalyst is determined to be deteriorated when the difference value is smaller than a threshold value.
前記所定範囲の上限温度と下限温度との少なくとも一方を、前記第2取得手段により取得された炭化水素の量に相当する量に応じて可変とする第1可変手段(S40)と、
を備えた請求項1又は2に記載の検出システム。 Second acquisition means (S10) for acquiring an amount corresponding to the amount of hydrocarbons flowing into the catalyst;
First variable means (S40) for varying at least one of the upper limit temperature and the lower limit temperature of the predetermined range in accordance with an amount corresponding to the amount of hydrocarbons acquired by the second acquisition means;
The detection system according to claim 1 or 2 , further comprising:
前記所定範囲の上限温度と下限温度との少なくとも一方を、前記検出手段により検出された排ガス量に応じて可変とする第2可変手段(S40)と、
を備えた請求項1乃至4のいずれか1項に記載の検出システム。 Detection means (8) for detecting the amount of exhaust gas flowing into the catalyst;
Second variable means (S40) for making at least one of the upper limit temperature and the lower limit temperature of the predetermined range variable according to the amount of exhaust gas detected by the detection means;
The detection system according to any one of claims 1 to 4 , further comprising:
その温度分布推定手段で推定された各部分の温度のうちの最高温度が高いほど前記閾値を大きくする設定手段(S60)を備えた請求項1乃至6のいずれか1項に記載の検出システム。 The first estimating means includes temperature distribution estimating means (S140) for dividing the inside of the catalyst into a plurality of parts and estimating the temperature of each part,
The detection system according to any one of claims 1 to 6 , further comprising setting means (S60) for increasing the threshold value as the maximum temperature among the temperatures of the respective parts estimated by the temperature distribution estimating means is higher.
前記触媒の上流のガス温度を取得する第3取得手段(5)と、
前記触媒に流入する炭化水素の量に相当する量を取得する第2取得手段(S10)と、
前記第2取得手段により取得された炭化水素の量に相当する量を浄化したときの前記触媒内での発熱量を推定する第2推定手段(S130)と、を備え、
前記第1推定手段は、前記検出手段により検出された排ガス量と、前記第3取得手段により取得された触媒上流のガス温度と、前記第2推定手段により推定された発熱量と、に応じて、触媒内部温度を推定する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の検出システム。
Detection means (8) for detecting the amount of exhaust gas flowing into the catalyst;
Third acquisition means (5) for acquiring a gas temperature upstream of the catalyst;
Second acquisition means (S10) for acquiring an amount corresponding to the amount of hydrocarbons flowing into the catalyst;
Second estimation means (S130) for estimating the amount of heat generated in the catalyst when the amount corresponding to the amount of hydrocarbons acquired by the second acquisition means is purified;
The first estimation unit is configured to respond to an exhaust gas amount detected by the detection unit, a gas temperature upstream of the catalyst acquired by the third acquisition unit, and a heat generation amount estimated by the second estimation unit. the detection system as claimed in any one of claims 1 to 7 for estimating the catalyst internal temperature.
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